（机械电子工程专业论文）基于工控机的汽车安全性能检测线控制系统的研究.pdf

摘要 随着汽车检测行业和检测法规的日益完善，人们对汽车检测系统的要求也越来越高。本文所 设计的基于 控机的汽车安全性能检测线控制系统，硬件是由工控机、数据采集卡、检测设备和 l e d 显示屏等组成，软件编制采用v i s u a l c + + 6 0 、l a b v i e w 和s q l s e r v e r2 0 0 0 。系统具有自动 检测设备标定，自检测试，系统组态( 包括项目组态、设备组态、通道组态、界面组态等) ， 自动打印数据检索、统计等功能。文章首先分析了现有的汽车安全性能检测线的特点，论证了 设计该系统的必要性和可行性；其次介绍了检测系统所采用的检测原理，检测系统的总体设计、 硬件布局、数据采集卡的选择和抗干扰的处理；再次介绍了系统软件的总体方案选择，系统各个 模块的功能、界面设计、实现的技术特点平与系统有关的其它应用技术；最厉介鳐j 了数据库的设 计和维护。 关键词：检测线，测控，控制系统，数据采集 a b s t r a c t 1 1 b ei n d u s t r ya n dt h el a wo ft h ev e h i c l ei n s p e c t i o na l eb e c o m i n gi n c r e a s i n g l yi m p o r t a n t ，t h es y s t e m o fm o t o rv e h i c l es a f e t yi n s p e c t i o ni sr e q u i r e db e t t e ra n db e t t e r t h eh a r d w a r eo ft h ec o m p u t ec o n t r o l s y s t e mo fm o t o rv e h i c l es a f e t yi n s p e c t i o ni sc o m p o s e do fi n d u s t r yc o m p u t e ，d a t aa c q u i s i t i o nc a r da n d l e dd i s p l a y t h ed e s i g ne n v i r o n m e n ti sv i s u a lc + + 6 0 ，l a b v i e ws o f t w a r ea n ds q ls e v e r2 0 0 0 t h e c o m p u t ec o n t r o ls y s t e mo fm o t o rv e h i c l es a f e t yi n s p e c t i o nf e a t u r e sa u t o m a t i ci n s p e c t i n g ，t h ec a l i b r a t i o n a n dt h es e l f - i n s p e c t i n go fa l ls i g n a l s ，t h ec o n f i g u r a t i o no fw o r k i n gp l a c ea n dd e v i c e s ，a u t o m a t i c p r i n t i n g ，s e a r c h i n gf o ri n s p e c t i n gr e s u l t ，t h es t a t i s t i co fv e h i c l e s f i r s t l y ，t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h e e x i s t i n gm o t o rv e h i c l ei n s p e c t i o ns y s t e ma r ea n a l y z e d t h en e c e s s i t ya n df e a s i b i l i t yo fd e s i g n i n gn e w c o n t r o ls y s t e mi sd e m o n s t r a t e d 洫t h i sp a p e r s e c o n d l y ，t h et h e s i si n t r o d u c e st h ep r i n c i p l e so fa l l i n s p e c t i o ni t e m s ，t h ed e s i g no fn e wm o t o rv e h i c l ei n s p e c t i o ns y s t e m ，t h el a y o u to fh a r d w a r e ，t h e s e l e c t i o no f d a t aa c q u i s i t i o nc a r d ，a n t i - j a m m i n gm e a s u r e m e n t s t h i r d l y ，t h et h e s i si n t r o d u c e st h ed e s i g n s c h e m e so fs o f t w a r e ，t h ef u n c t i o n sa n dt h ei 1 1 t e f f a c ed e s i g na n dt h et e c h n i c a 】c h a r a c t e r i s t i c so fa l 】 m o d u l e s ，o t h e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g i e sc o n c e r n e dw i t ht h i ss y s t e m l a s t l y ，t h et h e s i si n t r o d u c e st h e d e s i g na n dm a i n t e n a n c eo fd a t a b a s e k e yw o r d s ：m o t o rv e h i c l ei n s p e c t i o ns y s t e m ，m e a s u r e m e n ta n dc o n t r o l ，c o n t r o ls y s t e m ，d a t aa c q u i s i t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 付赢取 时间： 棚6 年月节同 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 导师签名 付褫 挥焱 时间：拗f 年石月甲闩 鼬润：m 。每6 另i 日 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究的目的和意义 1 1 1 引言 第一章绪论 机动车，特别是汽车的问世使交通运输事业日益繁荣。这一方面有利于生产建设，便于人们 j 二作和生活，给经济发展带来巨人的动力；另一方面也造成了交通越米越复杂，交通安全问题愈 来愈成为重大的社会问题之一。交通事故增加，造成了人量生命财产损失；废气、嗓声污染，损 害人的身体健康和植物生欧，交通噪声增长引发多种疾病。 这些日趋严重的交通问题，不仅影响经济发展，而且直接关系到城市功能的止常运转和社会 安定，造成严重的社会问题。交通运输事故与驾驶员、行人、车辆、及气候等诸多因素都有关系。 因此解决道路交通安全问题是一个复杂的、庞大的系统工程，它涉及到法制建设、宣传教育、 道路建设、车辆管理、汽车制造技术等多方面t 作。车辆管理是系统工程中的一个环节，而且是 重要的一环。为此，我国于1 9 8 8 年3 月8 日颁布了中华人民共和国道路交通管理条例，其中 对道路、行人、车辆交通信号等都有详细的规定。 对机动车的技术管理与监督是一项重要的工作。为改善机动车的安全技术状态，一般要从三 个方面入手： ( 1 ) 不断地提高车辆安全技术性能标准，提高车辆制造水平； ( 2 ) 对车辆实行安全认证制度； ( 3 ) 加强在用车辆安全技术检测_ j _ = 作。即对在用机动车辆进行强制性的安全检测，以保证 车辆经常处于良好的技术状态。 第( 1 ) 、( 2 ) 是对汽车生产厂提出的要求，对于已生产的车辆和在用车辆无效果。第( 3 ) 项则为公安交通管理的工作，是解决车辆安全问题的重要一环。 对机动车进行安全技术检测，这是对车辆实行技术监督的一种重要方法，有利于及时发现问 题及时维修，确保汽车经常处于良好状态，以实现行车安全，减少生命财产损失的目的。由于对 机动车进行性能监督检验具有如此重大的意义，它已被公认为是公安车管部门在执行车辆年检工 作中的主要依据，亦成为保证道路交通安全的重要手段之一。 1 1 2 研究的目的和意义 近年发展起来的汽车检测技术是一种多学科综合的机电一体化技术，它能在汽车不解体的条 件下，迅速、准确地反映出汽车的各种机构和系统部件的技术状况，指出其故障所在。汽车的主 要检测内容包括：声级、废气或烟度、车速表精度、前照灯、制动性能、测滑、轴重、底盘检测、 外观检查。现在汽车安全检测线中主要存在以下问题： ( 1 ) 旧系统要完善。新的国家标准g b 7 2 5 8 2 0 0 4 机动车安全检测技术条件的颁布，以 第1 页 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 及车辆制造水平的不断发展与提高使原有的检测设备逐渐暴露出一些问题，有的难以或无法完 成标准g b 7 2 5 8 2 0 0 4 新提出的技术要求( 如汽车尾气捧放检测时的转速测量，前照灯的四灯制测 量，制动力平板测量时采用动态测量等) 。这样就对原有的计算机控制系统提出了更高的要求。 ( 2 ) 人为因素的影响仍然较大，上级检测部门不能及时有效地监控和获得检测数据。随着 信息时代的到来，为检测站信息技术共享提供了基础，上级部门可以通过远程网络实时监测检测 站和及时地获得检测数据，减小了人为因素的影响。 为了解决上述检测线系统中的问题，有必要编写新的检测线控制系统，以适应和满足社 会的需求。 1 2 国内外的发展现状 汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展的早期，人们主要是通过有经 验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。即过去人们常讲的“望( 眼看) ”、“闻( 耳 听) ”、“切( 手摸) ”方式。随着现代科学技术的进步，特别是计算机技术的进步和网络化时代的 到来，汽车检测技术也飞速发展。目前人们能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行不解体检测， 而且安全、迅速、可靠。 1 2 1 国外的发展概况 汽车检测技术是从无到有逐步发展起米的，早在5 0 年代，在一些t 业发达国家就形成以故 障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。6 0 年代初期进入我国的汽车检测试 验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等， 这些都是国外早期发展的汽车检测设备。6 0 年代后期，国外汽车检测诊断技术发展很快，并且大 量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术，例如：非接触式车 速仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等都是光机电、理化机电一体化的检测设备。 进入7 0 年代以来，随着计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、 检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上，为了加强汽车管理、各下业 发达国家相继建立汽车检测站和检测线，使汽车检测制度化。 1 制度化i “ 在德国，汽车的检测工作由交通部门统一领导，在全国各地建有由交通部门认证的汽车检测 场( 站) ，负责新车的登记和在用车的安全检测修理厂维修过的汽车也耍经过汽车检测场的检 测，以确定其安全性能和排放是否符合国家标准。 在日本，汽车的检测工作由运输省统一领导。运输省在全国设有“国家检车场”和经过批准 的“民间检测场”，代替政府执行车检丁作，其中“国家检测场”主要负责新车登记和在用车安 全检测；“民间检测场”通常设在汽车维修厂内，经政府批准并受政府委托对汽车进行安全检测。 2 标准化 工业发达国家的汽车检测有一憨套的标准。判断受检汽车技术状况是否良好，是以标准中规 定的数据为准则，检查结果是以数字显示，有量化指标，以避免主观上的误差。国外比较重视安 第2 贞 中国农业大学硬士学位论文 第一章绪论 全性能和捧放性能的检测，如美国规定，修理过的汽车必须经过严格的捧放检测方能出厂。除对 检测结果有严格完整的标准以外，n i j b 对检测设备也有标准规定，如检测设备的检测性能、具体 结构、检测精度等都有响应标准。对检测设各的使用周期、技术更新等也有具体要求。 3 智能化和自动化检测 随着科学技术的进步，国外汽车检测设备在智能化、自动化、精密化、综合化方面都有新的 发展，应用新技术开拓新的检测领域，研制新的检测设备。 随着电子计算机技术的发展出现了汽车检测诊断、控制自动化、数据采集白动化、检测结 果直接打印等功能的现代综合性能检测技术和设备。例如：国外生产的汽车制动检测仪、全自动 前照灯检测仪、发动机分析仪、发动机诊断仪、计算机四轮定位仪等检测设备，都具有较先进的 全自动功能。进入8 0 年代后，计算机技术在汽车检测技术领域的应削进一步向深度和广度发展， 己出现集检测t 艺、操作、数据采集和打印、存储、显示等功能于一体的系统软仆，使汽车检测 线实现了全自动化，这样不仅可避免人为的判断错误，提高检测准确性；而且可以把受检汽车的 技术状况储存在计算机中，即可作为下次检验参考，还可供处理交通事故参考。 4 网络化 网络一体化是检测技术的进一步发展和延伸，它运用现代通信技术将汽车制造厂、汽车维修 及汽车检测联成一体，形成资源共享。汽车修理场内通常只有一台集成化了的“智能”设备，而 其他蹬备都可以作为终端_ r 作站出现。美国现己广泛使_ h j 互联网络。 1 2 2 国内的发展概况 我国8 0 年代以前机动车保有量较少，全部由人上进行检测，依靠“眼看、耳听、脚踏”，完 全凭人工判断。虽然也有车辆各项检验要求，但无法控制量值。跨入8 0 年代后随国民经济的 发展，特别是随着汽车制造业、公路交通运输业的发展和进口车辆的增多，我国汽车的保有量迅 速增加，现在的汽车保有量已是那时的l l 倍，如再由人上检测，则无法完成车辆安全检测任务。 因而促进了汽车检测技术的发展成为国家“六五”期间重点推广的项目。交通部门自1 9 8 0 年 开始，有计划的在全国公路运输系统筹建汽车综合性能检测站( 线) ，取得了很大成绩。公安部 门也在全国中等以上城市中，建成了许多安全性能检测站( 线) 。到9 0 年代，除交通、公安两部 门外，机械、石油等系统和部分大专院校，也建成了相当数量的汽车检测站。可以说，9 0 年代末 的中国已基本形成了全国性的汽车检测网，汽车检测已初具规模。 建站初期进入检测站的车辆一次合格率占1 5 左右。现在通过多年的运行，全社会增强了 对安全技术检测工作的认识，促使维修保养有了改善，一次上线合格率已提高到5 0 。同时，在 检测车辆时，可以识别车辆的身份以及是否是非法车辆。这说明进行技术监督检验后，行驶车 辆的不安全隐患减少了。 9 0 年代中期以后，计算机网络技术被逐步运用到汽车安全性能检测站中。利用计算机及其网 络技术将机动车安全检测的控制系统与各级管理部门进行联网，实现全市祝动车安全检测信患的 交流、汇总和统计处理，利用此技术为进一步完善车检的管理工作，提供了广阔的发展空间。 随着加入世贸组织和检测社会化的发展，可以预见，随着公路运输业、汽车制造业和整个国 民经济的发展，我国汽车检测技术在2 1 世纪将获得进一步地发展。 第3 页 1 3 检测线控制系统的类型【2 】 检测线控制方式在几十年的发展中经历了从低到高的过程。最早的检测线只能实行单机操 作，需要人工控制每一个检测设备，检测结果报告单采用人工填写。 2 0 世纪8 0 年代，随着微型计算机的初步运用，出现了所谓的“半自动控制”检测线。实际 上检测数据仍然人工在单台检测设备上读取打印，最后将所有检测数据输入微型计算机，打印出 规范的检测报告单。此时的计算机应用具有极大的局限性。 其后，由于计算机信号采集及控制技术的发展，出现了检测线全白动控制系统，并不断推陈 山新，先后出现了“全集中控制”、“s t d l ：位机控制”、“3 _ 5 控l ：位机控制”、“r s 2 3 2 串口混合控 制”、“_ j ：业模块集敬控制”等类型的控制系统。箨类犁控制系统概述如卜： “全集中控制”方式是指所有检测线的数据采集、信号处理、开关控制、检测流科控制等完 全汇集到主控计算机进行信号处理和控制。 “s t d 工位机控制”是指每个检测j 二位由一套s t d 上控机完成数据采集和设备控制，而整 个检测线的流程控制由主控计算机协调。 “工控上位机控制”与“s t d 工位机控制”极为相似，区别在于采用通用微机结构的 业计 算机代替s t d 工控机。 上述三种类型的控制系统，基础硬件上具有共同点，即采集和控制硬件均采阁计算机加扳 卡。】，o 板卡的功能虽然大同小异，但各个控制系统厂商之间的产品剪不可通_ j 。 “r s 2 3 2 串口混台控制”方式的出现，来源丁各检测设备生产厂商越来越多地在单台检测设 备上提供r s 2 3 2 标准串口的通讯协议。主控制计算机可以通过多串1 ：3 卡采集数字形式的检测数 据，而无需经过信号调理。然而检测设备的运行控制一般还需要单独的控制电路。 “工业模块集散控制”方式得益于新兴工业现场总线控制技术的最新发展，通过嵌入智能网 络通讯协议的高集成功能模块在检测工位附近就近采集数据和控制设备的运行所有的数据信 息和控制信息均以数字方式传递，在可靠性、抗干扰、准确性和易维护等方面有极大的优势。 本文所研究的基于工控机的汽车安全检测控制系统是“t 控工位机控制”、“r s 2 3 2 串口混合 控制”与网络集成的混合模式，一些模拟量和开关量的采集采用计算机p c i 总线的板卡，与一些 检测设备的通讯采用r s 2 3 2 串口，而主控机与各工位工控机之间的连接则采用以太网( e t h e m e t ) 连接。 1 4 本课题的研究内容 本课题的主要研究内容是编写一套新的汽车安全检测线的下位机控制系统，每个f 位机的软 件模块尽量地一致，去除因为工位和每个工位设备不同而产生的软件控制的差别，提高程序的可 重复剥用性。控制系统具有以下功能： 1 自动检测能够按照检测任务进行各个项目的检测；检测信息能够在点阵排上实时显示， 检测结果进行保存；按照系统组态的检测项目进行检测界面的显示。 2 标定功能对各通道进行标定，并能够实时显示所有模拟通道的值，并实时显示标定曲线。 铺4 页 中国农业大学顽士学位论文第一章绪论 3 系统组态能够对工位、项目进行组态；能够对传感器、设备参数、时间参数进行修改； 能够对检测线的运行方式、1 p 地址进行配置；能够对该工位向哪个工位传送任务进行配置等。 4 自检测试能够进行网络自检；能够对系统各开关输入量进行检查，以诊断光电开关、设 备开关量以及开关量采集是否正常：能够对系统备开关输出量进行检查；能够对设备各模拟量进 行检查，以诊断数据采集 、传感器是否工作正常；能够对频率量进行检查。 5 数据检索与统计 能够按照各种检索条件进行单项检索和多项检索，检索条件包括车辆基 本信息利检测项目。 1 5 本章小结 本章介绍了本课题的研究目的番l 意义，目前国内外的发展现状和趋势，检测线控制系统的类 型以及本课题的研究内容等。 第5 页 第二章汽车安全性能检测线 汽车安全性能检测线是汽车检测线的一种类型，它是综合运用现代检测技术。对汽车进行不 解体检测，能在室内检测出车辆的各种参数，为全面、准确评价汽车的安全性能和技术状况提供 可靠的依据。 为了保证行使安全性和控制排气污染，其主要检测参数包括如f 内容： ( 1 ) 侧滑检测汽乍转向轮的侧滑照、侧滑方向； ( 2 ) 制动检测制动力、制动距离、制动减速度； ( 3 ) 车速表检测车速袁的指示误差： ( 4 ) 蓠照灯检测配光性能、发光强度、主光轴方向； ( 5 ) 噪声检测喇叭噪声： ( 6 ) 废气c o 百分率浓度、h c 的卣万分率浓度； ( 7 ) 烟度检测柴油机的烟度的波许值。 2 1 侧滑检测 2 1 1 侧滑检测的必要性 在汽车设计时，为使转向轮具有转向轻便、准确和行使稳定的性能，在转向车轮上设计有主 销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和车轮前束等四项参数，统称为前轮定位。这些参数在汽车 使用过程中，由丁车架、转向机构的变形与磨损，改变了原有的几何角度与尺寸，导致车轮定位 不准确。此时汽车行驶时，转向车轮在向前滚动的同时，将会产生横向滑移现象即车轮侧滑。 车轮侧滑会造成滚动阻力、行使方向稳定性、轮胎摩耗、运行油耗及转向沉莺等方面的增加或变 坏，影响汽车使用性能和经济性，容易造成行车事故的潜在危险。因此，对汽车进行侧滑检验是 必不可少的。 2 1 2 侧滑检测台的工作原理 如图2 - 1 所示，假设在左右车轮只有前柬而无车轮外倾角时，当车轮向前滚动的同时必然向 内侧滚动是不可能的，因而只能边向前滚动边对地面产生向左、右外侧的推力。若在左右车轮下 面符垫上一块只能左右移动滑动板，在左右车轮推力推动卜- ，滑动板必向左、向右外侧滑动。 如左右两块滑板的初始距离为l ，当汽车向前行使一段距离d 之后，左右侧滑板在车轮的推 力f 向外侧滑动，两板的距离变为。侧滑板的距离变化量在不考虑滑板运动阻力时，可以计算 车轮的侧滑量x ，如式2 - 1 所示。 ：i ，zl 一三( 2 - 1 ) 若汽车直行时，左右车轮的侧滑量相等，则单个车轮侧滑屠可用式2 - 2 计算： 第6 页 中国农业大学硕士学位论文第二章汽车安全性能检测线 卧三置- 吾卅( 2 - 2 ) 如图2 - 2 所示，假设左右车轮只有外倾角而无前束时，左右两块侧滑板初始距离为，汽车 一j i ；r _ l 一l 上 m 一一 j “ 一1 1 一 i l 一 i j 羹 li 滑动板i 口移 l 滑动板 l j 莩 l 旬；n uiju 图2 i 车轮前束引起滑动板向外滑动图2 2 车轮外倾引起侧滑板向内滑动 向前行使一段距离d 之后，车轮因有向外滚动的趋势，左右侧滑板将受车轮向内的推力，于是侧 滑板向内滑动，使两板距离变小为l 。当汽车行驶距离为d 时，侧滑量，如式2 - 3 计算。 孑。= l7 一一( 2 3 ) 若左右两车轮的侧滑量相等，则单个车轮侧滑量如式2 4 计算。 = 主置一三仁，- 驴c z 用于检测汽车侧滑检测台就是利用上述原理制造的。 2 1 3 汽车侧滑量的检验方法 汽车侧滑检验方式有静态检验与动态检验两种方法： ( 1 ) 静态检验使用车轮倾角仪与前束尺测量车轮在静止状态下的车轮定位的几何角度与 尺寸值，多用于汽车维修场。 ( 2 ) 动态检验指汽车在行使状态下测量转向轮向内或向外的侧滑量，用于汽车定期检验， 主要确定汽车转向系统技术状态是否正常。 机动车运行安全技术条件推荐使用的检验方法是动态检验，其步骤为： ( 1 ) 汽车对正侧滑检验台，并使方向盘处于正中位置： ( 2 ) 使汽车沿侧滑台板上的指示线以3 b n h 5 h n h 车速平稳前行，在行进过程中，不 允许转动方向盘： ( 3 ) 转向轮通过台板时，测取横向侧滑量。 2 1 4 转向轮横向侧滑量的标准 第7 贞 机动车运行安全技术条件规定对前轴采用非独立悬架的汽车，用侧滑台检验时其转向轮 的横向侧滑量麻在5 m a n 之间。 2 2 制动检测 2 2 1 制动检测的必要性 汽车制动装置的齐全、可靠，对行车安全是非常重要的。实际运行中困制动失效、制动时跑 偏或侧滑所造成的交通事故比率就证明了这一点。据统计某城市一年发生2 5 0 起重犬交通事故中 因制动距离过k 或跑偏造成撞车事故1 0 0 起，i 4 0 ；因制动调头撞车事故1 6 起， i6 4 。由 此可见，汽车必须具备良好、可靠的制动性，才能保证安全行使。制动性能检验的目的在丁检卉 评定汽车的制动装置是否齐全、可靠，制动性能是否良好，是否符合国家制动标准要求，它是安 全检测中重点检测项目之一。 2 2 2 台架式制动力试验台 台架检验制动力试验台有惯性式制动试验台、反力式制动试验台和平板式试验台。通常采用 反力式制动试验台。 反力滚筒式制动试验台均是单轴测试并采用一字型布置。典型结构如幽2 3 所示。 5 2187 6 图2 - 3 反力滚筒式制动试验台简田 1 藏遮籍2 电动机3 涓力臂4 传感器5 双针制动力衰6 滚筒7 链传动8 举升静 反力滚筒式制动试验台主要是由制动装置、制动力承受装置、制动力测量装置和制动力显示 装置等部分组成。较完善的试验台还设有轴荷测量装置、制动性能指示装置和制动性能评价装置 灯，整套设备由微机控制、自动显示。为使试验台能够同时测量左右车轮的制动力，一般左右两 侧的制动力承受装置和驱动装置分别独立设置，共用一套制动力显示装置。 ( 1 ) 制动力的承受装置 制动力的承受装置是试验台最重要的组成部分，用于承受被检车轮，并传递制动力。一般由 四个直径相同的滚筒组成，左右各对，每一对滚筒独立设置，有滚珠轴承支撑，左右分别安装 在各自独立的基架上，前后滚筒问采用链传动，一般厉排为主动滚筒。为了便于被检车辆出入试 第8 页 中国农业大学硕士学位论文 第二章汽车安全性瞻捡测线 验台，两滚筒之间通常设置举升装置。由制动台的设计原理可知，在检测时被检车辆静止不动 而将旋转的的滚筒作为活动的路面，滚筒的线速度代表车速。 ( 2 ) 驱动装置和测量装置 制动台的驱动装置由电机、减速箱和链传动组成。电动机的转动通过减速箱后传给主动滚筒， 主动滚筒通过链传动传给从滚筒。制动力测量装置由电动机、减速箱、测力臂和测最机构等组成。 测量机构的形式较多，有平衡弹簧自整角机式或电位计式差动变压器和压力传感器式的。 压力传感器测量机构如图2 - 4 所示，压力传感器内装有应变片应变片是一种受压力发生形变 而改变电阻值的元件。利用电桥电路测出麻变片电阻值变化率，经过放大器放大厉，住仪表上显 示，如图2 - 5 所示。 2 3 4 5 器 仪 囝2 4 压力传感器式测量装置原理图 图2 5 压力传感器电桥电路( 应变片的变彩测量) 1 滚筒2 扭力条3 测力臂4 ，压力传感器5 应变片 ( 3 ) 显示装置 制动力显示装置根据指示方式不同分为二种类型。普通型显示装置是用指针、刻度盘进行显 示左右车轮制动力的装置；组合型显示装置是一种将制动力计算装置和指示仪表组合在一起，能 直接显示左车轮制动力值和与差值的装置；微机控制自动显示装置是由微型计算机、数字显示 器和打印机等组成。 由于在计算机制动力是否符合国家标准时 要用到车辆备轴的轴荷，所以在此介绍一下汽车 轴重仪的工作原理。进行轴荷测量时，当左右车 轮压在承载面饭上时，台面板受到左右车轮的重 力( 轴荷) w 的作用，如图2 6 所示，重力 矽通过杠杆臂作用在传感器上，传感器所受到 的作用力为f ，它与重力闻的关系，觅式2 5 。 田2 - 6 轴重仪工作原理示意田 b 堡”( 2 5 ) 22 f 。曼缈( 2 。6 ) b 若k - a ( 口与6 为定长) 则 p f k w ( 2 - 7 ) 通过式( 2 - 7 ) 可看出，测力传感器所受的力，与受检车轴的轴荷成正比，比值k 为杠杆比 它与轴荷作用在承载面板上的位置无关，这种结构，传感器受力较稳定。 现在很多的设备厂家将轴重仪和滚筒式制动台组装在一起，也有单独的汽车轴重仪。 箱9 贞 2 2 3 制动性能的检测方法 可用道路试验法或台架试验法进行检测。 ( 1 ) 道路试验法多用于新定型的前期采用或在台架试验后对其制动性能有质疑的可用道路 试验进行复检，并以满载路试的检验结果为准。 ( 2 ) 台架试验法是采用试验台来检验车辆的制动性能，能够准确、迅速、定量地指示出各 车轮的制动力、驻车制动力、车轮阻滞力和时间参数，成为检测站检测车辆制动性能的常用设备。 机动车运行安全技术条件对路试和台试制动性能分别推荐检验方法： 1 路试制动性能检验方法 ( 1 ) 路试检验制动性能应在平坦( 坡度不应人于1 ) 、干燥和清洁的硬路面( 轮胎与路 面2 间的附着系数不麻小于0 7 ) 上进行。 ( 2 ) 在试验路面上画出g b 7 2 5 82 0 0 4 规定宽度的试验通道的边线，被测机动车沿着试验车 道的中线行使至高于规定得初速度后，置变速器于空档( 自动变速的机动车可置变速器于d 挡) ， 当滑行到规定的初速度时，急踩制动，使机动乍停l r 。 ( 3 ) 用制动距离检验行车制动性能时，采用速度计、第五轮仪或用其他测试方法测量机动 车的制动距离，对除气压制动外的机动车还虑同时测取踏板力( 或手操力) 。 ( 4 ) 用充分发出的平均减速度检验行车制动性能时，采用能够测取充分发出的平均减速度 ( m f d d ) 和制动协调时闽的仪器测量机动午充分发出的平均减速度( m f d d ) 和制动协调时闼， 对除气压制动外的机动车还虑同时测取踏板力( 或手操纵力) 。 2 台试制动性能检验方法 ( 1 ) 滚筒式制动检验台检验 滚筒式制动检验台滚筒表面应干燥，没有松散物质及油污，滚筒表面当量附着系数不应小丁 0 7 5 。 驾驶员将机动车驶上滚筒，位置摆正，置变速器于空档。启动滚筒，在厶后测取车轮阻滞 力；使用制动，测取制动力增长全过程中的左右轮制动力差平u 各轮制动力的是大值，并记录左右 车轮是否抱死。 在测量制动时，为了获得足够的附着力，允许在机动车上增加足够的附加质量或施加相当于 附加质量的作用力( 附加质量或作用力不计入轴荷) 。 在测量制动时，可以采取防止机动车移动的措施( 例如加三角垫块或采取牵引等方法) 。当 采取上述方法之后，仍出现车轮抱死并在滚筒上打滑或整车随滚筒向后移出的现象，而制动力仍 未达到合格要求时，庇改用本标准中规定的其它方法进行检验。 ( 2 ) 平板制动检验台检验 制动检验台平板表面虑干燥，没有松散物质及油污，平板表面附着系数不应小丁o 7 5 。 驾驶员将机动车对正平板制动检验台，以5 k m h 一1 0 k m h 的速度( 或制动检验台制造厂家推 荐的速度) 行驶，置变速器于空档( 自动变速的机动车可置变速器于d 档) ，急踩制动，使机动 车停止，测取国标g b 7 2 5 8 2 0 0 4 所要求的参数值。 3 检验方法的选择 机动车安全技术捡验时机动车制动性能的检验宜采用滚筒反力式制动检验台或平板制动检 第1 0 页 中国农业大学硕士学位论文 第二章汽车安全性能检测线 验台检验制动性能，其中前轴驱动的乘用车更适合采用平扳制动检验台检验制动性能。 不宜采用制动检验台检验制动性能的机动车及对台试制动性能检验结果有质疑的机动车应 路试检验制动性能。 对满载空载两种状态时后轴轴荷之比大于2 o 的货车和半挂牵引车，宣加载( 或满载) 检验 制动性能此时所加载荷麻计入轴荷和整车重量。加载至满载时，整车制动力百分比应按满载检 验考核；若未加载至满载，则整车制动力百分比应根据轴荷按满载检验和空载检验的加权值考核。 2 2 4 制动力性能的标准 1 行下制动性能检验 汽币、汽车列车在制动检验台上测出的制动力应符合表2 - 1 的要求。对空载检验制动力有质 疑时，可t i ! i 表2 - 1 规定的满载检验制动力要求进行检验。 摩托车及轻便摩托车的前、后轴制动力应符合表2 1 的要求，测试时只允许乘坐名驾驶员。 检验时制动踏板力或制动气压按路试测量的规定。 表2 - 1 台试检验制动力要求 制动力总和与整车莺量 机动车类型的百分比 轴制动力与轴荷的百分比 空载满载前轴后轴 二轮汽车 - - 4 5= 6 0 b 乘用车、总质量不人于 = 6 0= 5 0：6 06：2 0b 3 5 0 0 k g 的货车 其它汽车、汽车列车= 6 0= 5 0：6 0 b 摩托车= 6 0- - 5 5 轻便摩托车剐- - 5 0 1 用平板制动检验台检验乘用车时应按动态轴荷计算 空载和满载状态下测试均应满足此要求。 2 制动力平衡要求( 两轮、边三轮摩托车和轻便摩托车除外) 在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的晟大值，与全过程中测得的该轴左右轮 最大制动力中大者之比，对前轴不应大于2 0 ，对后轴( 及其它轴) 在轴制动力不小于该轴轴荷 的6 0 时不应大于2 4 ；当后轴( 及其它轴) 制动力小于该轴轴荷的6 0 时，在制动力增长全过 程中同时铡得的左右轮制动力差的最大值不应大于该轴轴荷的8 。 汽车的制动协调时间，对液压制动的汽车不应人于0 3 5 s ，对气压制动的汽车不应大于0 6 0 s ： 汽车列车和铰接客车、铰接式无轨电车的制动协调时间不应大于0 8 0 s 。 汽车车轮阻滞力要求：进行制动力检验时各车轮的阻滞力均不应大于车轮所在轴轴荷的5 。 3 驻车制动性能检验 当采用制动检验台检验汽车和正三轮摩托车驻车制动装置的制动力时，机动车空载，乘坐一 名驾驶员，使用驻车制动装置驻车制动力的总和不应小于该车在测试状态下整车重量的2 0 ( 对 总质量为】蝼番质量1 2 倍以下的机动车为不小于1 5 ) 。 第1 l 页 中国农业大学硕士学位论文 第二章汽车安全性能检测线 当机动车经台架检验后对其制动性能有质疑时，可用国标g b 7 2 5 8 - 2 0 0 4 规定的路试检验进行 复检，并以满载路试的检验结果为准。 汽车制动完全释放时间( 从松开制动踏板到制动消除所需要的时间) 不应大于0 8 0 s 。 2 3 车速表检验 2 3 1 车速表检测的必要性 据有荧统计资料表明，在重大交通事故中，约有4 0 是由于驾驶员违章超速行驶造成的。理 论和实验表明，汽车的制动距离与汽车制动初速度的平方成正比。即制动时汽车的行使速度越高， 汽车的制动距离越大，这是车速越高越容易发生交通事故的原冈。冈此，汽乍在行使重，驾驶员 根据道路、气候、环境、交通流量状况掌握正常车速，是彳j ：午的关键。 汽车行使时，驾驶员可通过主观估计来掌握止确的行使速度，另一方面可观察车速里程表的 显示来掌握正确的车速。若车速表的指示误差较人，驾驶员就很难准确地掌握印速，因而可能导 致交通事故的发生。因此。为了保障行车安全，车速表的指示误差被列为汽车安全检测中的必检 项目之一。 2 3 2 车速表试验台的工作原理 将被检测汽车的午轮开到两对滚筒上并带动滚筒旋转，将滚筒当做移动路面，来模拟汽车在 道路上行使的实际状态来进行测量。因为车轮与滚筒间做的是无滑移的纯滚动所以车轮与滚筒 的线速度是一样的。通过滚筒直径和转速传感器车测出的滚筒的转速可计算乍滚筒的线速度，即 车轮的实际行使速度。 若己知车速表试验台滚筒商径及滚筒的转速，车速表试验台滚筒线速度可_ j 式2 - 8 求出： 式中v 壤筒线速度( 单位：o n h ) d 滚筒直径( 单位；m m ) h 滚筒转速( 单位：r m i n ) 2 3 3 车速的检测方法及检测标准 车速表指示误差的检验宜在滚筒式车速表检验台上进行。对于无法在车速表检验台上检验车 速表指示误差的机动车( 如全时四轮驱动汽车、具有驱动防滑控制装置的汽车等) 可路试检验车 速表指示误差。 将被测机动车的车轮驶上车速表检验台的滚筒上使之旋转，当该机动车车速表的指示值( k ) 为4 0 b n h 时，车速表检验台速度指示仪表的指示值( e ) 为3 2 8 b n h 4 0 k m h 范围内为合 格。 当车速表检验台速度指示仪表的指示值( k ) 为4 0 k m h 时，读取该机动车车速表的指示 值( k ) ，当v t 的读数在4 0 l a n h 4 8 b n h 范围内时为合格。 第1 2 页 中国农业大学硕士学位论文 第二章汽车安全性能检测线 2 4 前照灯检验 2 4 1 前照灯检测的必要性 前照灯姓现代汽车不可缺少的照明设备，应为除城市道路外，公路一般都不具备照明设施， 为了保证汽车夜间行车的安全性，车辆本身必须自备照明灯具前照灯。为使汽车夜间行使保 持足够的照明，前照灯要具有足够的亮度，而且照射方向也要合适。汽车前照灯发光强度人，才 能确保驾驶员夜间行车时辨认道路或障碍物的情况；前照灯的照射方向，为本车驾驶员提供可靠 的照明，同时还要防i h 夜间会车时给迎面来车驾驶员造成眩目。因此，前照灯的发光前度和照射 方向，是影响汽车夜间行车安全的关键因素，必须定期进行检验。 2 4 2 前照灯检验仪的工作原理 前照灯检验仪是一种专用的光学仪器，其使用的主要元器件是硅、_ 导体光电池和聚光透镜。 光电池用1 二吸收前照灯发出的光能，将其转变成光电池的电流，按该电流的人小来确定前照灯的 发光强度与光轴偏移量。 1 发光强度的测量原理 如图2 - 7 所示，将光电池与光度计用导线起来，在规定的距离使前照灯灿光照射光电池屙， 光电池产生对应于前照灯发光强度大小的电流使光度计指针偏转，从而检测山前照灯的发光强 度。 围2 - 7 发光强度测量原理 1 光度计2 可变电阻3 光电池 2 光轴偏移量检测原理 l 2 3 图2 - 8 光轴偏斜测量原理 1 上下偏移指示计2 光电池3 左右儡移指示计 如图2 - 8 所示，将一个光电池分割成四等份( s l 、s 2 、足和s 4 ) ，位于上下两片光电池5 。 币u 是连接上下偏移指示计，位于左右两片光电池芝和量连接左右偏移指示计。前照灯光束照射 到光电池后，各片光电池分别产生电流- 若墨和s 2 产生的电流相等，上f 偏移指针不动，若s 1 和 是产生的电流不相等，则上下偏移指示计指针将按s ，和足电流差值进行偏转，指示出光轴上下 偏移量。左右偏移量测量原理同上。 第1 3 页 2 4 3 前照灯光束照射位置检验方法 1 屏幕法 检查用场地应平整，屏幕与场地应垂直。被检验的机动车应空载、轮胎气压正常、乘坐一名 驾驶员的条件下进行。将机动车停置于屏幕前，并与屏幕垂直，使前照灯基准中心距屏幕1 0 1 n ， 在屏幕上确定与前照灯基准中一t l , 离地面距离h 等高的水平基准线及以机动车纵向中心平面在屏幕 上的投影线为基准确定的左右前照灯基准中，t l , 位置线。分别测量左右远近光束的水平和垂赢照射 方位的偏移值。 2 用前照灯检验仪检验 将被检验的机动车按规定距离与前照灯检测仪对止( 亩使h j 车辆摆止装置) ，从前照灯检测 仪的显示屏上分别测量左右远、近光束的水平和垂直照射方位的偏移值。 检验方法的选择：机动下安全技术检验时宜采用前照灯检测仪检验前照灯光束照射位置。 2 4 备前照灯光束的配光性能要求 1 远光光束发光强度 机动车每只前照灯的远光光束发光强度应达到表2 2 的要求。测试时，其电源系统应处于充 电状态。 表2 2前照灯远光光束发光强度最小值要求单位为坎德拉 检查项目 机动车类型新注册车在用车 一灯制两灯制四灯制1一灯制二灯制四灯制 三轮汽车8 0 0 06 0 0 060 0 058 0 0 最高设计车速小于? o k m h 的汽车1 0 0 0 08 0 8 0 0 06 0 0 0 其他汽车1 8 0 0 01 5 0 0 01 50 0 01 20 0 0 摩托车 1 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 60 0 0 轻便摩托车 4 0 0 0 3 0 0 0 拖拉机标定功率 1 8k w 8 0 0 06 0 0 0 运输机组标定功率1 8k w6 0 0 0 06 0 0 05 0 0 0 b50 0 0 a 四灯制是指前熙灯具有四个远光光束l 采用四灯制的机动车其中两只对称的灯达到两灯制的要求时视为合格。 b 允许手扶拖拉机运输机组只装用一只前照灯。 2 光束照射位置的要求 在检验前照灯近光光束照射位置时，前照灯照射在距离1 0 m 的屏幕上时，乘用车前照灯近光 光束明暗截止线转角或中点的高度应为0 7 h 0 9 h ( h 为前照灯基准中心高度，下同) ，其 它机动车( 拖拉机运输机组除外) 应为0 6 h 0 8 h 。机动车( 装用一只前照灯的机动车除外) 前照灯近光光束水平方向位置向左偏不允许超过1 7 0 r a m ，向右偏不允许超过3 5 0 m m 。 轮式拖拉机运输机组装用的前照灯近光光束的照射位置，按照上述方法检验时，要求在屏幕 上光束中点的离地高度不允许大于0 7 h ；水平位置要求，向右偏移不允许超过3 5 0 r a m ，不允许 向左偏移。 第1 4 页 中国农业大学硕士学位论文 第二章汽车安全性能检测线 在检验前照灯远光光束及远光单光束灯照射位置时，前照灯照射在距离1 0 m 的屏幕上时，要 求在屏幕光束中心离地高度对乘用车为0 。9 h 1 0 日，对其它机动车为o 8 日0 9 5 日；机动 车( 装用一只前照灯的机动车除外) 前照灯远光光束水平位置要求，左灯向左偏不允许超过 1 7 0 r a m ，向右偏不允许超过3 5 0 m m ，右灯向左或向右偏均不允许超过3 5 0 r a m 。 2 5 噪声检验 2 5 1 噪声检测的必要性 所谓噪声，是指人们不欢迎的、不需要和令人讨厌的干扰声。随着我国汽车数鲑迅述的增加， 汽车运行时所产生的噪声成为一些大城市的主要噪