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平板式制动检验台设计【汽车类】【8张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 平板式制动检验台设计汽车 cad图纸

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平板式制动检验台设计

39页 39000字数+说明书+任务书+开题报告+8张CAD图纸【详情如下】

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摘要

汽车制动性能检测设备是应用于新车研究开发的实验、新车的出厂检验和交通管理部门对上路车辆定期检验的测试装置。鉴于目前我国汽车工业的迅速发展和有关法规的出台，以及我国汽车检测站设备的落后状况，汽车制动性能检测设备的研究尤其受到关注。

汽车制动性能检测设备的研究是一门综合性应用科学，涉及诸多学科和领域。本论文的主要目标是设计一套汽车制动性能试验台，使之具备功能齐全、性能良好、使用方便、高精度、高可靠性的特点。

本文介绍了设计对象—平板式制动性能检测台的结构和工作原理，这种试验台能较好地模拟道路检测,采用动态检测方法，对汽车制动性能的检测结果具有真实性。制动板底部采用滚珠滑动、梯形槽定位的方式。这样的设计和以往的滚轮式设计方案相比有一定新意。

关键词：平板式；检测台；制动；动态；结构

ABSTRACT

The automotive braking performance measuring and controlling system is an testing device which is widely used in many fields,such as the test of new car design,the roll-off test of new car and the regular test of automotive which is held by the traffic management department for the automotives on the road. According to the rapid development of automotive industry and the situation that the device of our automotive performance measuring has large distance with dereloped coutries,people have paid more attention to the research of the automotive braking performance measuring and controlling system.

The research of the automotive braking performance measurement and control system is comprehensive application science including many subjects and fields. The main aim of this thesis is to design an automotive braking performance measuring system and make it more multifunctional,good-performance,easy-used and with high precise and reliability.

This thesis introduces the configuration and working principle of brake system. Following the principle and the function requirement. This kind of tester can simulate road detecting better,adopting moving detecting methods. It will make the detecting results more accuracy. The bottom of the brake plate adopts rolling pearl skid,rectangle slut alignment. Compare to past design scheme,such research has more creation.

Keywords:Plate; Station; Brake;Dynamic;Structure

摘要I

ABSTRACTII

第1章绪论1

1.1 汽车制动性能检测系统简介1

1.2 汽车制动性能检测系统研究的意义2

1.3 汽车制动性能检测技术的发展和国内外目前的状况2

1.4 主要研究内容及技术途径3

第2章汽车制动系统及其性能的评价参数4

2.1 对汽车制动系统的技术要求4

2.2 汽车制动系统的常见故障4

2.3 制动性能评价参数5

2.3.1 制动效能6

2.3.2 制动抗热衰退性7

2.3.3 制动稳定性8

2.4 地面制动力与制动器制动力及附着力的关系8

2.5 本章小结9

第3章平板式制动性能检测台的设计方案10

3.1 平板式制动性能试验台的结构10

3.2 工作原理12

3.3 设计依据和要求16

3.3.1设计依据16

3.3.2 适用范围16

3.3.3 功能16

3.4 本章小结17

第4章平板式汽车制动检测台设计18

4.1 总体尺寸确定18

4.2 传感器的选择20

4.3 材料的选择24

4.4 制动检测部分结构设计24

4.4.1 制动板底座的设计24

4.4.2 制动板上盖板的设计25

4.4.3 轴重传感器安装25

4.4.4 制动力传感器支座设计26

4.4.5 V型槽支座的设计27

4.5 零件的较核28

4.6 本章小结32

结论33

参考文献33

致谢35

第1章绪论

1.1 汽车制动性能检测系统简介

现代社会，汽车己成为人们工作、生活中不可缺少的交通工具。汽车性能检测技术也相应的得到大力发展。

汽车安全性能检测的主要内容有:制动系、转向系、照明信号装置、废气排放、速度表检测及主要总成附件的外观检查。通过加强对汽车的安全检测，发现、消除在日新月异的汽车业的需求和刺激下和减少由于车辆性能欠佳以及技术状况不良而发生的交通事故;通过对汽车噪声和废气的控制，减少汽车对环境的危害。

汽车制动检验台是对汽车的制动性能进行检测的设备，检测的主要参数包括：制动力、制动力平衡、车轮阻滞力、制动协调时间。根据测试原理不同，汽车制动检验台可分为反力式和惯性式；按检验台支撑车轮形式不同，汽车制动检验台可分为滚筒式和平板式；按检测参数不同，汽车制动检验台可分为测制动力式、测制动距离和综合参数三种；按检验台检测车轴数，可分为单轴式、双轴式和多轴式三类。目前国内广泛采用滚筒反力式汽车制动检验台和平板式汽车制动检验台。1.4 主要研究内容及技术途径

1、制动时力学分析及制动检测方法

对汽车在制动板上的受力情况进行分析，对制动时车轮的受力情况进行分析，研究地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系。探讨制动性能检测的几种方法。在平板式制动试验台上的运动及受力情况进行分析.

2、制动检测台机械结构设计

对制动检测台进行设计，包括制动检测和轴重检测两部分。设计包括尺寸确定和详细设计。详细设计的重点内容是盖板和底板的连接以及传感器的安装，用CAD绘制零件图及装配图。第2章汽车制动系统及其性能的评价参数

汽车制动的过程，特别是行车制动和应急制动是一个复杂的、时变的过程，所以在研究汽车制动性能检测系统之前，有必要对汽车制动系统及其性能评价参数等相关知识进行探讨。

2.1 对汽车制动系统的技术要求

汽车制动系统应具有行车制动、应急制动和驻车制动三大基本功能。

1、行车制动系必须使驾驶员能控制车辆行驶，使其安全、有效地减速和停车。行车制动装置的作用应能在各轴之间合理分配，以充分利用各轴的垂直载荷。应急制动必须在行车制动系有一处失效的情况下，在规定的距离内将车辆停住。应急制动可以是行车制动系统具有应急特性或是同行车制动分开的独立系统(注意应急制动不是行车制动中的急速踩下制动踏板)。驻车制动应能使车辆即使在没有驾驶员的情况下，也能停放在上、下坡道上。车轮制动器的设计制造，能够保证汽车行驶在良好的道路上进行制动时，获得满意的制动效果。但随着汽车的使用，技术状况变差，导致车轮制动器不能提供足够大的制动力PT，这时即使用力踩着制动踏板，车轮仍然滚动而不抱死，使汽车的制动性能变差。由上述分析可以看出，汽车的地面制动力首先取决于制动器的制动力，但同时又受到路面附着条件的限制。所以，汽车只有具备足够的制动器制动力，同时路面的附着系数又较高时，才能产生足够的地面制动力，获得满意的制动效果。用制动力检验汽车的制动性能，主要目的是为了检测出制动器制动力PT。

2.5 本章小结

本章对汽车制动系统的技术要求、常见故障、制动性能评价参数进行了阐述，对地面制动力和制动器制动力及附着力的关系进行了探讨。同时，对制动力、制动平衡、协调时间等概念进行了阐述和分析，为以后的设计工作打下了坚实的基础。

3.3.2 适用范围

适用于3T左右机动车的出厂检验和车辆检测站的车辆检测。

3.3.3 功能

1、测量参数：

（1）左右两板拖滞力

（2）左右两板最大制动力

（3）制动平衡

（4）协调时间

2、技术参数：

（1）允许轴重 10000kg

（2）最大示值 10000N

（3）传感器信号 0~12mv

3、测量范围： 0~30000N

4、分辨率： 10N

5、示值误差：

当制动力大于0.00756时，误差不超过各检定点给定值的±0.04;当制动力不大于0.00756时，误差不超过各检定点给定值的±0.000606 (G -额轴载荷，N);额定载荷不大于30kN的制动台，当轮制动力不大于0.0156时，允许示值误差不超过各检定点给定值的±18.0N。

6、平板式汽车制动性能试验台的工作过程如下：

（1）第一组传感器接受信号；

（2）第二组传感器接受信号；

（3）测拖滞力并显示；

（4）踩刹车，测制动平衡，协调时间，两轮最大制动力；

（5）当滑移量达到设定值时，记录数据；

（6）轴重传感器记录轴重；

在制动过程中，当左、右车轮制动力和的值大于某一值时，计算机即开始采集数据。在制动过程中，转速信号由传感器转变成电信号后输入计算机，当滑差率达到一定值(如25%)时，计算机发出指令使电动机停转。检测过程结束，车辆即可驶出制动试验台。

结论

平板式制动实验台可在室内模拟汽车实际制动状况，能够迅速、准确、经济、安全地检验汽车的制动性能。本文对平板式制动检测台的结构、检测系统的软硬件进行了设计研制。

设计主要结论如下：

该检测台可以快速、准确地检测载客9人以下的乘用车（一般车重在1～3吨）的制动性能，由于最大设计载荷达10吨，故检测车型范围可以相对扩大。此外该型检测台作为复合型检测台还可以检测侧静态轴重等参数，以上几点在国内是比较先进的。

在综合分析被检测车型的总体尺寸后，通过相应计算，确定了检测台的总体方案。并且在分析了汽车制动性能的原理及汽车在平板式制动检测台上制动的动态特性后，对制动检测台进行结构设计。制动板底部采用滚珠滑动、梯形槽定位的方式。这样的设计和以往的滚轮式设计方案相比有一定新意。

通过对本课题的设计研制使我对汽车在线动态检测系统有了更加深入的理解，本文机械部分设计具有简洁、经济、实用的特点，测控系统具有检测精度高、可靠性实时性好的特点。

参考文献

[1]蔡香季.机动性安全检测技术[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2001：67-85.

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[3]葛在.反力式制动试验台的测试性能[J].中国公路学报，2001,4（2）：105-106.

[4]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2002.

[5]高国恒.汽车检测诊断方法[M].北京：人民交通出版社，2003：104-154.

[6]邓贻云主编.检测技术与仪表[M].北京：轻工业出版社，2002：62-72.

[7]清华汽车技术公司.平板式汽车检测设备学术论文与新闻报道汇编：一集[C].北京：清华大学出版社，2001.

[8]杨金霞，李挺生.在用汽车制动性能的测试及标准探讨[J].汽车运输与研究，2003,6（11）：34-38.

[9]Janice M Lakich and Wayne D-Brandt。Integrated diagnostics for the vehicle system.2003：12-30P.

[10]张福生.汽车制动性能的计算机模拟分析[J].山西交通科技，2001,18（4）：1-6.

[11]曹玉生等.板式汽车制动台的研制与开发[J].制造自动化技术，2002,11（7）：13-15.

[12]张重雄.板式汽车制动综合性能测试系统的研究[J].华北航天科技与教育，2002，9（1）：35-41.

[13]兰永红.滚筒式制动试验台与平板式制动试验台性能的优劣分析[J].内蒙古公路与运输，2001，7（3）：21-25.

[14]徐颖.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2002：243-291.

[15]Mark A Flick.An overview of heavy vehicle brake system test methods. Vehicle Research and Test Center.2001：123-146P.

内容简介：: SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名孙红兵系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-9指导教师姓名王悦新职称实验师从事专业汽车工程是否外聘是否题目名称平板式汽车制动检测台设计一、设计（论文）目的、意义制动是汽车安全性能检测的关键项目，平板式的制动实验台得到了越来越广泛的应用，该型实验台能更好地检测汽车动态下的制动性能，由此GB7258-2004明确规定，检测9座以下乘用车制动性能益采用平板式制动实验台。但国内对该型实验台的研究深度不够，经过对有此设备的检测站的现场工作人员进行调研发现由于各检测站普遍采用滚筒式的比较多，又其内部件不外露，故此对其知之甚少，借此题目对其进行研发。以弥补对滚筒式制动实验台认识较多，而对平板式制动检测台认识上的不足。汽车制动性能的检验是机动车安全技术检验的重要内容之一，也是汽车保修企业进行故障和调试修理的科学依据。用制动试验台检测汽车的制动性能，不仅可以测出每个车轮的制动力和制动力协调时间，通过计算求出汽车的单位制动力，而且可以测出同一轴两车轮的制动力差和制动力上升时间差，制动器内部阻力和制动完全释放时间。这种方法可以免除用路试检测制动性能的一些弊病。平板式制动实验台确有许多优点：1：在测试平台的台面上焊有有钢板冲压制成的钢网，具有远高于良好路面的附着系数，在正常磨损范围内可以确保制动性能的检测。2：能同时对汽车的四个车轮做动态测试。3：特别适合现代轿车和摩托车的检测。现代汽车的前轴制动力占整车制动力的比例很大，而国标对前轴制动力的要求过低或偏低，平板式检测能力与实际相符，而滚筒式的检测能力过低或偏低。4：为多功能综合的复合检验台。检验制动力的同时还可进行侧滑、悬架减振器的检测。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）制动板的设计，它通常由四块表面轧花的平板，力传感器，支承钢球、底架及指示、控制装置（图中未绘出）等组成, 如图所示。四块平板按前、后各两块并列布置, 板间间距与受检车轮距相适应, 前、后板间间距与受检车辆轴距相适应,各块平板如同路面,均支承在钢球上,且各自独立,可作纵向位移。制动检测时, 受检车辆以5km/h-10km/h的车速驶上制动检验台,当前，后轮分别驶达平板后, 控制系统指示驾驶员急踩制动踏板, 汽车便在惯性作用下, 通过车轮在平板上施加一个与制动力大小相等、方向相反的作用力, 使平板沿纵向位移, 经力传感器水平方向测出各车轮的制动力,并由显示、打印装置输出检测结果了减小体积，和安装拆卸方便，本设计中采用单个侧滑板对左前车轮进行测量。得出最终的侧滑量。此侧滑量就是板式机动车综合测试系统总的侧滑量。三、设计（论文）完成后应提交的成果设计说明书，检测台装配图，零件图，及论文四、设计（论文）进度安排（1）熟悉任务书，了解相关信息，准备资料，填写开题报告：第12周（2）系统分析研究平板式制动检测台结构，并提出相应问题：第38周（3）绘制图纸及中期检查：第910周（4）绘制零件图：第1112周（5）整理文档并提交毕业论文初稿：第1314周（6）毕业论文总结、评阅、审核及修改不足：第1516周（7）为毕业论文答辩做准备及答辩：第17周五、参考文献1陈炳耀.欧洲机动车安全性能检测状况考察.汽车运输.2000.5:34-36页 2余志生.汽车理论.机械工业出版社，2002.1 3中国机动车安全检测技术委员会主编.汽车安全检测微机控制系统.警官教育出版社，1996.11 4高国恒.汽车检测诊断方法。人民交通出版社，19995葛在.反力式制动试验台的测试性能.中国公路学报.1997.6:105-106页6余志生等.关于制动试验台的几个问题.中国公路学会汽车运输7交通部公路司主编.汽车综合性能检测.上海科学技术文献出版社，1999.58Janice M Lakich and wayne D一Brandt。Integrated diagnostics for the vehicle system.2003 12-30P9Mark A Flick.An overview of heavy vehicle brake system testmethods. Vehicle Research and Test Center.2001 123-146P10赵英勋.侧滑试验台测试方法探讨.武汉科技大学学报（自然科学版）.2002(3)11徐颖.机械设计手册.机械工业出版社，2002.1 12邓贻云主编.检测技术与仪表.轻工业出版社，200213王福瑞.单片微机测控系统设计大全.北京:北京航空航天大学出版社，199714清华汽车技术公司.平板式汽车检测设备学术论文与新闻报道汇编(一).1997.615 张福生.汽车制动性能的计算机模拟分析.山西交通科技.1997（4）16曹玉生等.板式汽车制动台的研制与开发.制造自动化技术.机械工业出版社，2000六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名院部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-9指导教师姓名职称实验师从事专业汽车工程是否外聘否题目名称平板式制动检验台设计一、课题研究现状、选题目的和意义汽车工业的迅猛发展，汽车使用量不断增加，交通事故的发生也不可避免，汽车安全越来越重要。汽车安全的首要保证就来自汽车的制动性，因而制动性的精确检测显得越来越重要。因此，对汽车制动性检测设备进行研究是非常有意义的。通过此次毕业设计，能够锻炼学生们对所学专业课、基础课知识进行综合运用的能力，同时培养其收集资料、方案设计、结构设计、计算机绘图的能力，以及创新和工程实践能力。同时对培养思维的全面性和科学性也很有帮助。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题（一）主要研究的内容通过对平板式制动检测台结构组成、工作原理、使用方法等的研究，以经济、实用为目标，制动性检测的特点，设计出相应的平板式制动检测台。设计的主要内容包括支撑装置（轨道式台架和固定器）、承载装置。能够体现机械技术与力学性能的有机结合，在保证机械设计规则的基础上，尽量使其结构有所创新。（二）、拟解决的主要问题根据自身所掌握的各方面知识以及对平板式汽车制动检测台的具体分析与研究，针对目前国内各个检测站所使用的平板式制动性检测设备的不足和缺点进行一定程度上的改进设计，从而提高平板式制动检测台的工作效率及精确度，使汽车业走上规范化和现代化。三、技术路线（研究方法）本论文将遵循以下具体的技术路线进行：第一，文献资料和基础数据的收集、处理、分析，包括：国内外文献收集，台架式车身校正设备设计的实际例子；第二，在广泛占有文献资料的基础上，利用所学的机械方面的知识，对一些设计中的基础问题进行研究；第三，根据维修行业的具体情况，对目前市场上平板式制动检测设备的状况进行调查，进一步进行分析与研究；第四，进行可行性研究，据此对研究与设计成果进行检验并加以修改、补充四、进度安排第一周第三周：在毕业设计任务书的要求下，充分理解题目，收集资料，阅读文献，完成开题报告和文献综述；第四周第五周：明确论文方向及要求，进行调研，提出论文整体思路，并提出论文提纲；第六周第七周：确定论文提纲，确定各个章节写作内容；第八周第十二周：撰写论文，录入论文；第十三周第十六周：论文审核，完善论文，准备答辩。五、参考文献1蔡香季.机动性安全检测技术M.合肥：中国科学技术大学出版社，2001：67-85.2交通部公路司主编.汽车综合性能检测M.上海：上海科学技术文献出版社，1999：25-34.3葛在.反力式制动试验台的测试性能J.中国公路学报，1997，4（2）：105-106.4余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，2002.5高国恒.汽车检测诊断方法M.北京：人民交通出版社，1999：104-154.6邓贻云主编.检测技术与仪表M.北京：轻工业出版社，2002：62-72.7清华汽车技术公司.平板式汽车检测设备学术论文与新闻报道汇编：一集C.北京：清华大学出版社，1997.8杨金霞，李挺生.在用汽车制动性能的测试及标准探讨J.汽车运输与研究，1997，6（11）34-38.9Janice M Lakich and Wayne D-Brandt。Integrated diagnostics for the vehicle system.2003 12-30P10张福生.汽车制动性能的计算机模拟分析J.山西交通科技，1997，18（4）：1-6.11曹玉生等.板式汽车制动台的研制与开发J.制造自动化技术，2000，11（7）：13-15.12张重雄.板式汽车制动综合性能测试系统的研究J.华北航天科技与教育，2002，9（1）：35-41.13兰永红.滚筒式制动试验台与平板式制动试验台性能的优劣分析J.内蒙古公路与运输，1998，7（3）：21-25.14曹健.汽车综合性能检测线全自动联网改造J.汽车研究与开发，2000，13（5）：81-84.15徐颖.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，2002：243-291.六、备注指导教师意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要汽车制动性能检测设备是应用于新车研究开发的实验、新车的出厂检验和交通管理部门对上路车辆定期检验的测试装置。鉴于目前我国汽车工业的迅速发展和有关法规的出台，以及我国汽车检测站设备的落后状况，汽车制动性能检测设备的研究尤其受到关注。汽车制动性能检测设备的研究是一门综合性应用科学，涉及诸多学科和领域。本论文的主要目标是设计一套汽车制动性能试验台，使之具备功能齐全、性能良好、使用方便、高精度、高可靠性的特点。本文介绍了设计对象平板式制动性能检测台的结构和工作原理，这种试验台能较好地模拟道路检测,采用动态检测方法，对汽车制动性能的检测结果具有真实性。制动板底部采用滚珠滑动、梯形槽定位的方式。这样的设计和以往的滚轮式设计方案相比有一定新意。关键词：平板式；检测台；制动；动态；结构ABSTRACTThe automotive braking performance measuring and controlling system is an testing device which is widely used in many fields,such as the test of new car design,the roll-off test of new car and the regular test of automotive which is held by the traffic management department for the automotives on the road. According to the rapid development of automotive industry and the situation that the device of our automotive performance measuring has large distance with dereloped coutries,people have paid more attention to the research of the automotive braking performance measuring and controlling system.The research of the automotive braking performance measurement and control system is comprehensive application science including many subjects and fields. The main aim of this thesis is to design an automotive braking performance measuring system and make it more multifunctional,good-performance,easy-used and with high precise and reliability.This thesis introduces the configuration and working principle of brake system. Following the principle and the function requirement. This kind of tester can simulate road detecting better,adopting moving detecting methods. It will make the detecting results more accuracy. The bottom of the brake plate adopts rolling pearl skid,rectangle slut alignment. Compare to past design scheme,such research has more creation.Keywords:Plate; Station; Brake;Dynamic;StructureI目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 汽车制动性能检测系统简介11.2 汽车制动性能检测系统研究的意义21.3 汽车制动性能检测技术的发展和国内外目前的状况21.4 主要研究内容及技术途径3第2章汽车制动系统及其性能的评价参数42.1 对汽车制动系统的技术要求42.2 汽车制动系统的常见故障42.3 制动性能评价参数52.3.1 制动效能62.3.2 制动抗热衰退性72.3.3 制动稳定性82.4 地面制动力与制动器制动力及附着力的关系82.5 本章小结9第3章平板式制动性能检测台的设计方案103.1 平板式制动性能试验台的结构103.2 工作原理123.3 设计依据和要求163.3.1设计依据163.3.2 适用范围163.3.3 功能163.4 本章小结17第4章平板式汽车制动检测台设计184.1 总体尺寸确定184.2 传感器的选择204.3 材料的选择244.4 制动检测部分结构设计244.4.1 制动板底座的设计244.4.2 制动板上盖板的设计254.4.3 轴重传感器安装254.4.4 制动力传感器支座设计264.4.5 V型槽支座的设计274.5 零件的较核284.6 本章小结32结论33参考文献33致谢35黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章绪论1.1 汽车制动性能检测系统简介现代社会，汽车己成为人们工作、生活中不可缺少的交通工具。汽车性能检测技术也相应的得到大力发展。汽车安全性能检测的主要内容有:制动系、转向系、照明信号装置、废气排放、速度表检测及主要总成附件的外观检查。通过加强对汽车的安全检测，发现、消除在日新月异的汽车业的需求和刺激下和减少由于车辆性能欠佳以及技术状况不良而发生的交通事故;通过对汽车噪声和废气的控制，减少汽车对环境的危害。汽车制动检验台是对汽车的制动性能进行检测的设备，检测的主要参数包括：制动力、制动力平衡、车轮阻滞力、制动协调时间。根据测试原理不同，汽车制动检验台可分为反力式和惯性式；按检验台支撑车轮形式不同，汽车制动检验台可分为滚筒式和平板式；按检测参数不同，汽车制动检验台可分为测制动力式、测制动距离和综合参数三种；按检验台检测车轴数，可分为单轴式、双轴式和多轴式三类。目前国内广泛采用滚筒反力式汽车制动检验台和平板式汽车制动检验台。 1-平板；2-力传感器；3-支撑钢球；4-底架图1.1 平板式制动检测台结构示意图平板式制动检验台是一种低速动态检测车辆制动性能的设备，通常由四块表面轧花的平板、力传感器、支撑钢球、底架及指示、控制装置等组成（见图1.1）。四块平板按前、后各两块并列布置，板间距与受检车轮距相适应，前、后板间间距与受检车辆轴距相适应。从理论上讲制动力与检测时车速无关,但受刹车前的行车速度稳定性影响（要求匀速）。检测时车辆以510km/h的速度脱挡上制动台并紧急制动，车辆在惯性力的作用下，通过车轮对平板施加一个与地面制动力相反的作用力，使平板沿车辆行驶方向产生位移，计算机适时采集、储存制动过程制动力和轴荷的变化数据。经计算机处理后，显示各车轮制动力、制动力总和、左右制动力平衡、滑行阻滞力、驻车制动力和制动协调时间。 1.2 汽车制动性能检测系统研究的意义据统计，在因汽车故障引起的事故中，制动系统故障占60%以上。汽车制动性能好坏，是安全行车最重要的因素之一，因此也是汽车检测诊断的重点。汽车有良好的制动性能，遇到紧急情况，可以化险为夷;在正常行驶时，可以提高平均速度，从而提高运输效率。随着汽车行驶速度的提高，汽车制动性能对保障交通安全尤为重要。为减少交通事故，我国有关法规明确规定在用汽车必须经过定期检验合格后才允许上路行驶，在汽车定期检验中，制动性能被作为判定车辆安全技术状况的主要因素。汽车业的迅速发展，对汽车检测行业和汽车检测设备提出了新的要求，传统的汽车检测方法己远不能适应现代的汽车检测了。随着我国加入WTO，汽车的一些标准和法规进一步与国际接轨，我国的汽车制动法规GB 12676-1999汽车制动系结构、性能及试验方法2也基本引用ECE R13(欧洲经济委员会汽车制动法规)的有关条款。目前，我国汽车检测站主要用检测制动力的方法来检验汽车的制动性能，但许多制动性能检测系统还不具备检验制动协调时间的能力，使检测结果不能准确地反映汽车的实际制动效果，这个问题应引起足够的重视。因此，严格执行新标准，根据“智能化”、“自动化”的应用技术发展趋势，采用先进的设计理念和手段，设计一套功能齐全、性能良好，使用方便，具有高精度和高可靠性的汽车制动性能试验台，对提高汽车制动系统的设计制造水平和在用汽车的定期安全检验能力具有十分重要的意义。1.3 汽车制动性能检测技术的发展和国内外目前的状况伴随着电子技术、自动控制技术和机械加工工业的发展，汽车性能的诊断和检测技术在传统检测方法的基础上有了革命性的进展，逐步发展成现代汽车诊断和检测技术。现代汽车诊断和检测技术主要是利用先进的汽车检测仪器和设备，结合计算机、自动控制等高新技术来检测汽车技术状况，它是以工程数学、故障物理、可靠性理论、电子学和电子技术、信息控制理论等为基础的一门综合性应用科学。现代汽车检测诊断技术发展很快，在管理上已实现了“制度化”，在基础技术上实现了“标准化”，在应用技术上正在向“智能化”、“自动化”方向发展。国外对汽车制动性能的研究和检测发展比较早，从七十年代起，已经开始运用现代设计方法，如计算机数字仿真、优化设计、可靠性设计、CAD/CAM/CAE等取代传统设计方法。七十年代初，美国密西根大学的学者们就将计算机模拟技术应用到汽车制动动态过程研究中。从九十年代起，国外就不断开发汽车制动系统的设计专家系统，而且也涉及到整车设计专家系统的研究开发。如日本开发的小型车制动专家系统，使得设计的车辆具有良好的制动性能，在省时省力的基础上得到最佳设计方案。目前，国外生产的汽车制动性能试验台现代化水平很高。如法国的萨基姆(SAGEM)公司、德国的博世(BOSCH)公司、申克(SCHENCK)公司、意大利的马哈(MAHA)公司等等，这些公司生产的汽车制动性能检测设备有精度高，功能全，滚筒耐磨损，不受温度的影响等特点。我国的汽车工业起步较晚，研发能力还比较落后，目前呈现一种迅速追赶的态势。相应的，制动性能检测诊断技术也经历了从引进技术、引进检测设备，到自主研究开发、推广应用的阶段，并发布实施了有关的汽车检测国家标准和行业标准，取得了很大的进步，但与世界先进水平相比，还有一定距离。我们应该加强汽车检测基础理论的研究，借鉴发达国家的先进经验和技术，在汽车检测基础技术的标准化，汽车检测设备的智能化和检测管理的网络化等方面进一步研究和发展，尤其要在检测设备的性能、精度、可靠性、稳定性、智能化和自动化等方面多下工夫，才一能适应汽车工业迅速发展的需要。1.4 主要研究内容及技术途径1、制动时力学分析及制动检测方法对汽车在制动板上的受力情况进行分析，对制动时车轮的受力情况进行分析，研究地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系。探讨制动性能检测的几种方法。在平板式制动试验台上的运动及受力情况进行分析.2、制动检测台机械结构设计对制动检测台进行设计，包括制动检测和轴重检测两部分。设计包括尺寸确定和详细设计。详细设计的重点内容是盖板和底板的连接以及传感器的安装，用CAD绘制零件图及装配图。第2章汽车制动系统及其性能的评价参数汽车制动的过程，特别是行车制动和应急制动是一个复杂的、时变的过程，所以在研究汽车制动性能检测系统之前，有必要对汽车制动系统及其性能评价参数等相关知识进行探讨。2.1 对汽车制动系统的技术要求汽车制动系统应具有行车制动、应急制动和驻车制动三大基本功能。1、行车制动系必须使驾驶员能控制车辆行驶，使其安全、有效地减速和停车。行车制动装置的作用应能在各轴之间合理分配，以充分利用各轴的垂直载荷。应急制动必须在行车制动系有一处失效的情况下，在规定的距离内将车辆停住。应急制动可以是行车制动系统具有应急特性或是同行车制动分开的独立系统(注意应急制动不是行车制动中的急速踩下制动踏板)。驻车制动应能使车辆即使在没有驾驶员的情况下，也能停放在上、下坡道上。2、制动时汽车的方向稳定性，即制动时不发生跑偏、侧滑及失去转向的能力。3、制动平稳，即制动时制动力应迅速平稳地增加;在放松制动踏板时，制动应迅速消失，不拖滞。4、操纵轻便，即施加于制动踏板和停车杠杆上的力不应过大，以免造成驾驶员疲劳。5、在车辆运行过程中，不应有自行制动现象。6、抗热衰退能力，要求制动系的热稳定性好，不易衰退，衰退后能较快地恢复。(汽车在高速或下长坡连续制动时，由于制动器温度过高导致摩擦系数降低的现象称为热衰退)。7、水湿恢复能力，即汽车涉水，制动器被水浸湿后，应能迅速恢复制动的能力。2.2 汽车制动系统的常见故障1、制动失效即制动系统出现了故障，完全丧失了制动能力。2、制动跑偏是指汽车直线行驶制动时，转向车轮发生自行转动，使汽车产生偏驶的现象。由于汽车制动时，偏离了原来的运行轨迹，因而常常是造成撞车、掉沟，甚至翻车等事故的根源，所以必须予以重视。引起跑偏的因素，就制动系而言，一是左右轮制动力不等;二是左右轮制动力增长速度不一致。其中特别是转向轮，因此要对制动力增长全过程的左右轮制动力差作出规定，且对前后轴车轮的要求不同。3、制动侧滑指汽车制动时，某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象。汽车在水湿路面或冰雪路面上制动时出现侧滑现象较多。尤其是在上述路面上紧急制动时，更容易出现侧滑，造成汽车甩尾，甚至原地转圈，从而导致交通事故发生。车轮抱死与制动侧滑有如下关系:（1）前轮抱死拖滞，后轮不制动时，汽车按直线行驶，处于稳定状态。但此时前轮失去控制转向的作用。（2）后轮抱死拖滞，前轮无制动，当车速超过25km/h时，汽车后轴严重侧滑，处于不稳定状态。（3）当车速较高(例如50km/h以上)时，如果后轮比前轮提前0.5s以上的时间先抱死，汽车后轴侧滑，也是一种不稳定状态。（4）车轮抱死拖滞时，路面越滑，制动时间越长，侧滑也越严重。解决制动侧滑最有效的方法，是安装防抱死制动装置(ABS)。4、制动拖滞指在行车中，踩下制动踏板使用制动后，再抬起制动踏板，不能迅速解除制动的现象。制动拖滞会耽误随后的起步行驶。2.3 制动性能评价参数驾驶员接到紧急停车信号时，并没有立即行动，而要经过Ti秒以后才意识到应进行紧急制动，并开始移动右脚，再经过T秒以后到达b点才开始踩到制动踏板。这一段时间T=T1+T:称为驾驶员反应时间。这一段时间，一般为0.3-1.0s，它与制动系的性能无关。在b点以后，随着驾驶员踩踏板的动作，踏板力迅速增加，到d点时达到最大值。不过由于制动系中有一定残余压力，且蹄片由回位弹簧拉着，蹄片与制动鼓之间存在着间隙，所以要经过T3秒后到c点，地面制动力才起作用，使汽车开始产生减速度。由c点到e点是制动力的增跃过程所需要的时间T0 T0=T3+T；总称为制动器的作用时间或滞后时间。它的长短一方面取决于驾驶员踩踏板的速度，更重要的一方面受制动器结构形式与维修质量的影响。由e到f为持续制动时间T，这一阶段车辆的减速度稳定，基本不变。到f点，驾驶员松开制动踏板，但制动力的消除仍需要一定时间，这段时间T称为制动释放时间。按规定，制动释放时间不得大于0.8s。从制动的全过程来看，它包括:驾驶员看到情况后作出反应、制动器起作用、持续制动和制动完全释放四个阶段。其中，制动器作用时间T。阶段的一部分，是制动协调时间。制动协调时间是制动性能检测中的一个重要参数。在GB7258-1997机动车安全运行技术条件3中，将制动协调时间定义为:在急踩制动时，从踏板开始动作至车辆的减速度(或制动力)达到标准中规定的车辆充分发出的平均减速度(或标准中规定的制动力)的75%时所需的时间。为此，在制动测试过程中必须由驾驶员通过套装在汽车制动踏板上的脚踏开关向试验台指示、控制装置发出一个开关信号，开始时间计数，直至制动力与轴荷之比达到标准规定值的75%时瞬间为止。这段时间历程即为制动协调时间，通常可以通过试验台的计算机执行相应程序来实现。汽车主要由制动效能、制动抗热衰退性和制动时汽车的方向稳定性三个方面来评价。2.3.1 制动效能制动效能4是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力，是制动性能最基本的评价指标。它是由制动力、制动减速度、制动距离和制动时间来评定。1、制动距离制动距离是指车辆在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板(或手触动制动手柄)时起至车辆停住时止，车辆驶过的距离。它包括了制动协调时间和以最大减速度持续制动时间内汽车驶过的距离。它是评价汽车制动性能最直观的一个参数，与汽车实际运行的制动情况最接近。驾驶员最熟悉汽车的制动距离，因为它与安全行车有直接关系。制动距离不等于车轮在路面上拖压印的长度，因为制动距离中包含有制动协调时间内汽车驶过的距离，在这一段时间内车轮尚未拖压印。制动距离与制动踏板力即制动系中的液压或气压有关，故给出制动距离时应指明相应的踏板力或制动系中的压力。用制动距离来评价汽车的制动性能具有一定的准确度，而且重复性较好。但需要有较大的试车场地，而且对轮胎的磨损较大。此外，制动距离是一个整车性能参数，它不能单独定量地反映出各车轮的制动状况以及制动力分配情况(从地面印痕只能大致看到)，当制动距离延长时，也反映不出具体是什么故障使制动性能变差。制动距离必须和制动跑偏量一起作为检验制动性能的参数。对于一个确定的汽车来说，它的质量是一定的，其制动器所能产生的制动力也是一定的，制动时汽车的初速度越大，制动距离越长，因此检验时还必须规定汽车的初速度。2、制动力为了使行驶中的汽车能够减速或停车，必须由路面对汽车作用一个与其行驶方向相反的外力，来消耗汽车的动能，使汽车产生减速度，达到降低其行驶速度以至停车的目的，这个外力叫做制动力。对于一定质量的汽车来说，制动力越大制动减速度越大，制动距离越短。所以制动力是从本质上评价汽车制动性能的参数。制动力对汽车的制动性能具有决定性的影响。用制动力这个参数评价汽车的行车制动性能，可以对前后轴制动力的合理分配以及每轴两轮平衡制动力差提出要求，从而保证汽车制动的方向稳定性，并使各轮附着重量得到充分利用。用制动力作为单独的检验指标时，在检验了制动力大小、制动力合理分配及平衡制动力差的同时，还要检验制动协调时间。制动协调时间包括消除制动拉杆、制动鼓间隙和部分制动力增长过程所需要的时间，要求单车的制动协调时间不超过0.6s。调整良好的液压制动系的协调时间约为0.15-0.20s，气压制动约为0.20-0.40s。如果汽车以60km/h的速度行驶，每秒行驶16.7m，在制动协调时间内，液压制动汽车行驶距离为2.5-3.3m，气压制动为3.3-6.6m。若制动系调整不当，这个距离要成倍增长。另外，各轮制动协调时间不等，还会引起跑偏。3、制动减速度制动减速度反映了制动时汽车速度降低的速率。对于一个确定的汽车来说，它的质量是一定的，能产生的制动力也是一定的，因此制动减速度也是一个确定值，制动初速度对减速度的影响不很大。可采用速度分析仪、制动减速度仪测出上式中相关参数后再计算出充分发出的平均减速度。用减速度仪来检验汽车的制动减速度，仪器本身结构简单，使用方便，但试验的重复性较差，且受路面附着系数的影响很大。制动减速度也是一个整车性能参数，它反映不出各轮的制动力及分配情况。单独用制动减速度来评价制动性能时，也必须同时检验制动协调时间和跑偏量。4、制动时间制动过程所经历的时间即制动时间，很少作为单纯的评价指标。但是作为分析制动过程和评价制动效能时又是不可缺少的参数。如对于同一型号的两辆汽车产上同样制动力所经历的时间不同，则两辆汽车的制动距离就可能相差较大，对行驶安全将产生不同效果。因此通常把制动时间作为一辅助的评价指标。2.3.2 制动抗热衰退性汽车制动抗热衰退性能5是指汽车高速制动、短时间重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动过程实质是把汽车的动能通过制动器吸收转化为热能，制动过程中制动器温度不断升高，制动器摩擦系数下降，制动器摩擦力矩减小，从而使制动能力降低，这种现象成热衰退现象。因此可以用制动器处于热状态时能否保持有冷状态时的制动效能来评价汽车制动抗热衰退性能。制动抗热衰退性是衡量制动效能恒定性的一个指标。随着高速公路的发展和车速的提高，汽车制动性能的恒定性要求也愈来愈高。但由于测试方法较复杂，在一般汽车综合检测站较难实施。对于在用汽车也无需检测制动抗热衰退性。2.3.3 制动稳定性制动稳定性是指制动时汽车的方向稳定性。通常用制动时汽车按给定轨迹行驶的能力来评价，即汽车制动时维持直线行驶或预定弯道行驶的能力。制动稳定性良好的汽车，在实验室不会产生不可控制的效能时汽车偏离一定宽度的试验通道。我国安全法中对制动稳定性有相应的规定。2.4 地面制动力与制动器制动力及附着力的关系汽车制动时，地面作用于汽车的制动力，是由于制动器产生的摩擦阻力迫使车轮转速降低或抱死的结果。汽车制动装置都是利用机械摩擦来产生制动作用的，其中用来直接产生摩擦力矩，迫使车轮转速降低的部分叫做制动器。制动器分为盘式制动器和鼓式制动器两种。鼓式制动器是由旋转的元件、制动鼓和不旋转的元件一制动蹄、制动分泵等零件组成。制动时，驾驶员踩下制动踏板，制动液由制动主缸经管路进入制动轮缸，推动轮缸活塞使制动蹄紧紧地压靠在制动鼓上。不旋转的制动蹄对旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩MT，其方向与车轮旋转方向相反。此力矩传给车轮后，使车轮转速减慢直至抱死，由于车轮与路面的附着作用，车轮对路面作用一个向前的作用力，同时路面也对车轮作用一个向后的反作用力P0力P就是阻碍汽车前进的制动力，我们称之为地面制动力。用力矩MT除以车轮的有效半径r，所得的作用力PT，称之为制动器的制动力。它相当于把汽车架离地面，并踩住制动踏板，在轮胎周缘沿切线方向推动车轮，直至它能转动所需要的力。对于液压制动系统，力PT的大小取决于制动踏板力，当用力踩住制动踏板时，可取得最大的制动器制动力PT max.对于气压制动，力PT的大小取决于制动气压。在进行制动性能检验时，为使检验结果有可比性，对制动踏板力或制动气压作出了规定。如空载检验时：气压制动系：气压表的指示气压值600kpa。液压制动系：踏板力，座位数小于或等于9座的载客汽车400N；其它车辆运:5450N。制动时，车轮的运动有滚动和抱死拖滑两种状态。当制动踏板力较小时，制动器的摩擦力矩不大，路面与轮胎间的摩擦力，即地面制动力足以克服制动器的摩擦力矩使车轮转动。当车轮滚动时，地面制动力就等于制动器的制动力。但地面制动力有时小于制动器所能产生的最大制动力，即P0在滚动，另一是很大，产生的很大，超过了车轮与地面的附着条件（即大于附着力），此时的车轮称为抱死状态，即=0。当车轮仍有滚动时，外界给车轮的地面制动力应等于制动力,即（3.7）当车轮被抱死时，由于向前惯性力的影响，车轮要在地面上拖滑。此时的地面制动力则决定于车轮与地面的附着力。而可随制动踏板力或气压液压P值的增大而继续增加，可出现大于的情况。因此，在制动时可得到的最大地面制动力只能等于附着力，即。也就是说的大小，其一般关系式为 (N) （3.8）根据上述讨论，制动过程中各力相互间的关系如图2-3所示,由此可得到结论：汽车的地面制动力首先取决于由制动器摩擦力矩所形成的制动力,但同时又受到地面附着条件的限制，所以只有当汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力，以获得好的制动效能。对整车而言，所获得的最大地面制动力，则为各车轮地面制动力之和，即 (N) （3.9）制动力F时间t驾驶员松开制动踏板后，制动力的消除还需要一段时间，所以制动力在这段时间内会下降。故整个制动过程中制动力变化曲线如图2-4所示图3.6 制动过程中制动力变化曲通过上述的分析，可以得知，为了能测出汽车的制动器制动力，必须使车轮始终处于滚动状态，通过公式可以看出，要达到这一目的，有两个途径：一是增加轴荷。在用滚筒试验台测量制动时，为了获得足够的附着力，以避免车轮抱死，允许在车辆上增加足够的附加质量。而用本试验台测量制动性能时，由于是模拟实际路面的制动情况，有轴荷的转移，这就等于给车辆加上了附加质量。第二个途径就是增加台板表面的附着系数，通过增加值来达到地面制动力的目的，论文将在后续篇幅中对这一问题进行阐述。3.3 设计依据和要求3.3.1设计依据1、GB7258一1997机动车安全技术运行条件及2000年补充要求；2、GB11798一1989汽车安全检测设备检定技术条件；3、GB/T18344汽车维护、检测、诊断技术规范；4、GB/T13564平板式式汽车制动检验台；3.3.2 适用范围适用于3T左右机动车的出厂检验和车辆检测站的车辆检测。3.3.3 功能1、测量参数：（1）左右两板拖滞力（2）左右两板最大制动力（3）制动平衡（4）协调时间2、技术参数：（1）允许轴重 10000kg（2）最大示值 10000N（3）传感器信号 012mv3、测量范围： 030000N4、分辨率： 10N5、示值误差：当制动力大于0.00756时，误差不超过各检定点给定值的0.04;当制动力不大于0.00756时，误差不超过各检定点给定值的0.000606 (G -额轴载荷，N);额定载荷不大于30kN的制动台，当轮制动力不大于0.0156时，允许示值误差不超过各检定点给定值的18.0N。6、平板式汽车制动性能试验台的工作过程如下：（1）第一组传感器接受信号；（2）第二组传感器接受信号；（3）测拖滞力并显示；（4）踩刹车，测制动平衡，协调时间，两轮最大制动力；（5）当滑移量达到设定值时，记录数据；（6）轴重传感器记录轴重；在制动过程中，当左、右车轮制动力和的值大于某一值时，计算机即开始采集数据。在制动过程中，转速信号由传感器转变成电信号后输入计算机，当滑差率达到一定值(如25%)时，计算机发出指令使电动机停转。检测过程结束，车辆即可驶出制动试验台。3.4 本章小结汽车行驶时，能在短距离内迅速停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定速度，以及在坡道上长时间保持停驻的能力称为汽车的制动性。汽车制动性能直接关系到汽车的行驶安全。只有在保证行车安全的前提下才能充分发挥汽车的其他使用性能，诸如提高汽车车速、汽车的机动性能等。汽车的制动性不仅取决于制动系的性能，还与汽车的行驶性能、轮胎的机械性能、道路的附着条件以及与制动操作有关的人体工程学有密切关系。本章测项目和检测技术要求。此外论述汽车制动性评价指标、汽车制动性评价指标、汽车制动性检测方法、检本章还阐述了平板式制动检测台的总体设计方案及其使用方法和特点。第4章平板式汽车制动检测台设计4.1 总体尺寸确定1、确定原则：由于本课题设计的平板式制动检测台力求能够快速、准确地检测载客9人以下的乘用车（一般车重在13吨）的制动性能，且最大设计载荷达10吨，故检测车型范围要求相对扩大。对于轮距在1200mm1800mm这个范围内，轴距在2175mm3300mm这个范围内的车辆都可以上平板式制动检测台进行检测。表4.1 各车型相关数据车型车重轴距前轮距后轮距奥迪2500259014301450奥拓1280217512001215宝马1565288815581582奔驰1680285814801485菲亚特1585277515301535风雅2570288016291626福克斯1130243013001310高尔夫1676262015331538皇冠1676280315561558菱绅1855288815671580陆风1859285415521582颐达2850331017161685依维柯3120281917161685雨燕2350280016831540中华14542803149815002、根据车型的有关数据确定尺寸：根据轮胎制造厂以及车辆轮胎应用的有关资料，查得轮胎尺寸：表4.2 轮胎数据资料轮辋直径d轮胎规格进口国产轮胎外径D断面宽B14165/70R14 81S SP70e国产58817213185/70R13 86S SP70e国产59019213175/70R13 82S SP70e国产57617713165/70R13 79S SP70e国产56217212145/70R12 69S SP70e国产50915014175/65R14 82H LM702国产15215/70R15 98H LM701国产16225/60R16 98W VE301国产16215/60R16 95V VED8国产由上表可知：d=1216mm 、B=145225mm 、Dmax=590mm由以上数据可知，两板的最小距离为：1200mm又1200-225=975，根据轮胎宽度145-225范围内，选板宽600mm应该合理。考虑到轮距从1200mm1800mm这个范围，当轮距为1200mm时，为使轮胎中点恰好落在板中线上，此时1200-600=600mm，两板内间距为600mm;当轮距为1800mm时，此时同上,两板间距为1200mm。综合两值初选板内间距为900mm。此值之所以合理是因为当轮距为1500mm（此为轮距的一般值）时轮胎正好压在板中线上。3、平板式制动试验台制动板的最小长度的确定：为了使平板式制动试验台能可靠地反映制动的全过程，制动板的长度L应大于所允许的最小长度Ln。如果在汽车的车轮刚上板时发信号通知驾驶员实施制动，那么最小制动板长应为: 式中：初始车速，取5Km/h，即1.39m/s。空驶时间，通常取值范围可定为：0.74s0.54s。极限减速度。平均减速度。制动持续时间。最大制动力时的速度。计算结果为：座位数9的客车、总质量4.5t汽车和其它汽车，空驶距离分别为0.9m、1.06m、1.24m。其最小板长分别为1.4m、1.53m、1.68m。可见，如果制动板长不小于1.7m，就可以可靠地检测汽车的制动力。由于前后两制动板之间需要安装辅助板，辅助板长选取800mm,防止各板之间会撞上，板间留有5mm的间隙，可初步选取前后板的间距为810mm.又由于大多数车轴距在21753300mm之间，为了使车前后轴落在制动板的纵向中心线上，当轴距为2175mm时，此时2175-810=1365mm,板长为1365mm；当轴距为3300mm时，此时3300-810=2490mm，板长为2490mm。根据平板制动检验台的制动板最小长度原理不小于1700mm,综合两值初选单板1800mm。为了使车的作用力分配在制动板上且落在制动平板的两车轮之间，此时检验最小轴距：2175-900=12751800；此时检验最大轴距：（3300-810+590）/2=15401800，故板长为1800mm符合要求。由于单轴承载力较大，初选板厚为：50mm。依据制动板尺寸的选择，整框架的尺寸选择如下：长为：18002+800+30+20=4490mm宽为：600+40=640mm表4.3 平板式制动检测台基本尺寸列表名称尺寸大小名称尺寸大小制动板长1800辅助板长800制动板宽600辅助板宽600制动板厚55辅助板厚10框架长4490框架宽6404.2 传感器的选择平板式制动试验台的传感器的工作过程是:传感器把从试验台上测定的物理量按正比例关系转换成电压信号，然后经放大单元滤波变换后，传输到平板式制动试验台的下位机中，由计算机对数字信号进行分析处理，最后获得检测结果。在这个过程中，光电开关的输出信号直接送入数据采集系统的光电隔离数字量输入通道，以保证检测线按正确的逻辑运作，从而对汽车的制动性能进行检测。检测结束后，计算机根据GB7258-2004的要求，并综合分析制动力过程曲线，得到检测结果。在选择传感器时，首先要满足其功能要求。其次要保证其性能指标满足测量要求。传感器的性能指标主要包括：灵敏度系数：表示在稳定状态下工作时，输出变化与引起此变化的输入变化的比值。一般来说灵敏度系数越大，则允许的测量范围越窄。灵敏度阈值：也称为最小检测量，它是表征传感器能够检测被测量的最低极限量，它通常与传感器的噪声、灵敏度和电源的稳定度等因素有关。线性度：传感器的校准曲线（标定曲线）与其理论拟合直线（刻度直线）之间的偏差，称为线性度，也称为非线性误差。迟滞差：在传感器的输入量连续增加时所对应的输出量和输入量连续减少时对应的输出量不相重合的现象称为迟滞。输入增加到某一值时的输出量与输入减少到同一值时的输出量的差值，称为迟滞差，迟滞差与输入信号幅度变化的大小有关，即与输入值的大小有关。稳定性：是指在传感器的所有工作条件保持不变的情况下，在规定的时间内其输出保持不变的能力。1、轴重传感器由于汽车轴重测量要求较高，故我们所选用的GX-1型悬臂梁称重传感器轴重传感器为高精度传感器。悬臂梁式传感器为一端固定，一端加载的悬臂梁式结构，采用独特的摇杆机构，对力点变化敏感，受力后自动调心、互换性好、便于安装；外形低，自然线性优良，抗侧向力好，独特的外形使得安装方便；具有密封性好、承载性优越、抗冲击能力强、长期可靠性号、工作温度宽、安装方便的特点，额定输出和输入阻抗均精密补偿。因为本系统能测的最大轴荷为10吨，单轮轮重最大值为2.5吨，同时为留有一定的余量，故在每块轴重板下四个角上安装4个轴重传感器，使系统的安全系数达到3.2。轴重传感器规格见表4.4。表4.4 轴重传感器规格量程尺寸/mm螺纹KgLb/KABCDEF公制英制50-2000100-51303215.725.476.2571012X1.751/2-20 图4.1 轴重传感器结构图主要技术指标参数有：灵敏度：20.01mv/v、30.01mv/v非线性：0.02%FS滞后：0.02%FS重复性：0.01%FS蠕变：0.02%FS /30min零点输出：1%FS零点温度系数：0.02%FS /10额定输出温度系数：0.02%FS /10输入电阻：3855输出电阻：3503绝缘电阻：5000M供桥电器：0(DC/AC)MAX;15(DC/AC)V温度补偿范围：-10+50允许温度范围：-20+60允许过负荷：120%FS连接电缆：5x5000连接方式：输入INPUT:红(+)黑(-)输出OUTPUT:绿(+)白(-)2、制动力传感器制动力传感器选用CLBS4型圆柱形拉压传感器，采用圆柱式S型整体结构，设计结构合理，有良好的温度特性，测量范围较宽，具有一定的抗冲击振动稳定性，有优良的静态性能和动态性能，适用于静态或动态测量。尺寸图如下：图4.2 制动传感器结构图主要技术指标参数有:测量范围：020000Kg输出灵敏度：1.52.0mV/V 综合精度：0.03级；0.05级0.1级零点温度系数：0.05%F.S灵敏度温度系数：0.05%F.S 零点不平衡输出：1%F.S 输入阻抗：68530 输出阻抗：6505 激励电压：10(或12VDC）工作温度：-20+80本系统允许的最大轴载质量为10吨，单轮最大轴载质量为2.5吨，左右制动力和通常达到轴荷的60%以上即3吨以上为合格，因此制动试验台选用型号为CLBS4型圆柱形拉压传感器，其量程为0.21吨，制动传感器的输出信号直接送给放大器进行进一步的处理。4.3 材料的选择以较重的依维柯车为例推算汽车的单轮作用力：质量m=3120kg车轮数n=4所以单轮作用力Fw=3120/460%9.8=4586.4N确定初选值：单轴重为1500Kg。由于车辆的单轴轴重选为1500Kg，作用力分布不平衡系数为1.2，所以每块板支撑重应为：1500/21.2=720Kg，每个车轮受力为：7201.2/4=216Kg。由于此处挠度的要求不大，因此只要强度足够就可以。而面板和底板对材料的要求限制不大，而且承受的应力不集中，表面直接应用的频率很高，一般可选Q275型号普通的碳素钢，该钢强度足够高，耐磨性好，便于进行各种热处理及机械加工，价格便宜，应用很广。根据选择的板厚为10mm，查得=255MPa，=490610MPa，=18%。各支撑轴所受强度大、耐磨要求高，受力大而要求尺寸小，表面粗糙度低，要求精度较高，可选用45号钢，价格也比较便宜，应用广泛。查得=355MPa， =600MPa， =16%。4.4 制动检测部分结构设计4.4.1 制动板底座的设计从图4.3中可以看到板式制动综合性能检测系统的整个组成结构，最主要的部分为轴重、制动力测试板四块的设计，每块板采用的是双层板结构，上层板(盖板)为承载板，下层板(底座)主要用来固定传感器和与地面固定的作用，其中上层板为盖板与槽钢的连接。图4.3为轴重、制动力测试板的底座示意图，每块板底座通过16个地角螺栓和地面相连，制动力传感器和底座相连，通过上盖板的运动带动推板挤压制动力传感器测得制动力。尺寸布置图如下：图4.3 制动平板底座示意图4.4.2 制动板上盖板的设计上盖板由顶板和槽钢总体螺栓连接局部焊接而成，采用的槽钢起到了加强筋的作用，减少了弯矩。同时给下面传感器的安装、定位提供了空间。槽钢有横向和纵向两种布置方式。尺寸布置图如下：图4.4 制动平板上盖板示意图4.4.3 轴重传感器安装轴重传感器的选择安装与使用是本设计的一个特色，轴重传感器的安装即节省了所占高度方向上的空间，还巧妙地解决了上下板的限位问题。由于汽车制动作用于面板上的力很大，要充分考虑连接部件的强度和受力，轴重传感器横向放置，并加工三个螺纹通孔，一孔下端加工成倒V型槽与底座V型槽里直径为10mm的钢珠相接触，起支撑制动板和防止板左右运动的作用；一孔安装一根螺纹轴，轴的下端加工成一梯形滑块与底座相连接，防止板上下左右运动；另一孔与制动板连接，固定传感器。由于制动板的滑动距离很小，为了便于拆装和维修，节省材料，在底座钢板上开纵向的V形导轨和梯形导轨，考虑导轨强度方面的因素，导轨面要求淬火处理。这样，制动板既可以通过钢珠在底板上沿纵向移动，又可以通过滑块连接限制制动板与底座之间的侧向自由度和水平跳动。示意图如图4.5所示：图4.5 轴重传感器定位图4.4.4 制动力传感器支座设计4个制动力传感器固定于制动板一侧，制动力传感器固定于底座上，通过制动板的挤压测取制动力，由于所选制动力传感器为圆柱型结构，所以设计一个支座定位，嵌入部分刚好和传感器结构吻合，示意图如图4.6所示：图4.6 制动力传感器支座结构图4.4.5 V型槽支座的设计轴重传感器通过V型槽滚珠滑动、T型槽定位。V型槽里安装10个滚珠，每个滚珠10mm，通过滚动磨擦方式减少摩擦，其滚珠的限位也是一个需要注意的问题，其目的是保持滚珠滑动又不致于使滚珠脱出。示意图如图4.6所示：图4.7 V型槽支座结构图图4.8 轴重、制动力测试板的装配图4.5 零件的较核1、制动板的校核由于制动板既要检测制动力，又要测量轴重，为了使每块板传感器受力平衡，测量的数值准确，需要校核制动板强度，同时确定传感器安装位置。制动板受力如图4.1所示：图4.9 制动板受力示意图板重=1800600207.8=168.48kg每块板承重=15001.2/4=900Kg 单轴重=1500Kg每个车轮所承重=7509.8=7350N每个车轮所受制动力=75060%9.8=4410N制动板总承重=(900+168.48)9.8=10471.104N由此，板的强度足够承受汽车的自身载荷和工作载荷。2、滚珠的校核采用的是10mm的滚珠，根据制动时产生的作用力校核其强度。汽车制动时，制动板不仅要克服汽车车重作用，以防止起翘起，还有水平方向上的制动力作用，滚珠既受到垂直压力还有侧向压力，需要校核两个面上的压应力强度。由此，滚珠的强度足够承受汽车的自身载荷和工作载荷。3、槽钢的刚度校核按正应力强度条件设计截面，选择槽钢的型号由于截面尺寸未定，暂不考虑梁的自重影响。挡车轮在跨中点时，中点处截面将产生最大弯矩和最大挠度。最大弯矩为：根据强度条件得：查机械手册C型钢表，初选5号槽钢，刚度校核单轴重=1500N槽钢长度l=1.4m刚的弹性模量E=200GPa槽钢纵向截面系数=10.4纵向惯性矩=26.0代入上式得：而，许可挠度|y|=l.4/100=14mm

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