汽车侧滑测量系统设计【18700字】【优秀机械毕业设计论文】

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关键词：: 汽车测量丈量系统设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,33页,18700字左右.
开题报告一份.
任务书一份.
外文翻译一份.

目录
1 绪论 1
1.1 背景 1
1.2 汽车检测技术的状况及重要性 1
1.3 汽车检测技术的研究 3
1.4 汽车检测技术的发展趋势 4
1.5 侧滑的提出 5
1.5.1 目的 5
1.5.2 侧滑的原因 5
1.5.3 汽车侧滑检测中存在的问题 5
2 新型侧滑台设计及检测原理 6
2.1 侧滑产生机理 6
2.2 预防侧滑的对策 8
2.3 新型侧滑台设计 9
2.3.1侧滑台平面布置原理 9
2.3.2 侧滑试验台的结构和工作原理 10
2.4 侧滑检测原理 11
3 系统硬件设计 12
3.1 位移传感器 12
3.2 倍频电路 14
3.3 单片机 14
3.3.1 AT89S51 单片机引脚及功能 15
3.3.2 AT89S51 的时钟电路 18
3.3.3 复位电路设计 19
3.3.4 AT89S51 单片机系统的存贮器组织 20
3.3.5 计数及定时装置 21
3.4 显示报警电路 21
3.4.1 显示译码器CD4511 23
3.4.2 MC1413 达林顿管 24
3.5 接口电路及上位机 27
3.5.1　RS-232C 通讯协议特性 27
3.5.2 RS-232C 与 TTL 电平转换 28
4 误差分析 31
致谢 31
参考文献 32

摘要
在汽车设计时，为了使其具有转向轻便、准确和行使稳定的性能，在转向轮上设计有专项定位参数，但在汽车使用过程中，由于车架、转向机构的变形与磨损，很容易造成这些定位参数失准，导致汽车行驶时转向车轮向前滚动的同时产生滑移现象，即车轮侧滑。车轮侧滑会造成滚动阻力增加、行驶方向稳定性变差、轮胎磨损加剧、运行油耗增加以及转向沉重等现象，影响汽车的使用性能和经济性能，且容易造成行车事故。为了防止定位参数变形过量，保障车辆行驶安全，国家标准规定，车轮侧滑量应小于或等于5 m/ km。所以，定期对汽车转向轮侧滑量进行检测，发现问题及时排查，对汽车的使用性能和经济性能具有重要意义。
针对汽车侧滑试验台的应用工况，提出检测智能仪表应具备的功能和主要技术指标。设计了一种新型侧滑检测系统，并给出其工作原理、硬件构成设计方法。通过输入、输出电路和单片机构成的系统，把直线位移传感器输出的信号转化成对应的侧滑量，并具有显示和报警提示。测量系统也可通过串行口把测量的结果发送到上位机上。
该文介绍了采用计算机技术检测汽车前轮侧滑量的方法和工作原理，着重讨论了检测系统的硬件设计，这种设计较好地解决了动态检测过程中测量速度与测量精度之间的矛盾。本设计以MCS—51单片机为核心，配有少量外围电路，集自动检测、判别、报警及数显于一体，具有精度高、速度快、体积小、造价低、稳定可靠等特点。

关键词侧滑;位移传感器;单片机;动态检测;串行通

Design of Car skidding measurement system
Abstract
In automotive design, in order to make it to the light, accurate and stable perfor- mance of the steering wheel on the design parameters of the special positioning, but in the process of the use of motor vehicles,trailers because,to the deformation and wear, it is easy to create these parameters positioning inaccurate,resulting in a moving car steering wheels rolling forward at the same time have a slip phenomenon, that is, the wheels spin. Wheel spin will cause rolling resistance increased,on the direction of stability deteriorate, tire wear intensified, running a heavy fuel consumption to increase, and such phenomena, the impact of the use of vehicle performance and economic performance, and likely to cau- setraffic accidents. In order to prevent excessive deformation positioning parameters, tr- affic safety protection, national standards require that the spin of the wheel should be less than or equal to 5 m / km. Therefore, regular car to spin round of testing, investigation and found problems in a timely fashion， the car's performance and economic performance is of great signifycance.
Car skidding test-bed for the application of conditions，intelligent instruments to detect the expected functions and the main technical indicators. Design a new spin detec- tion system， and gives its working principles，hardware and system software de- sign. Th- rough the input and output circuit and pose the SCM system，the linear displaycement transducer output signal into the corresponding spin volume，and have revealed that the police and tips. Measurement system can also be measured through the serial port to send the results to the top of the plane.
The paper describes the use of computer technology to detect vehicle front - wheel spin of the method and principle, focused on the detection system hardware, software desi- gn, this design can solve the dynamic process of measuring speed detection and measurem- ent accuracy between the Contradictions. This paper describes the digital spin to MCS- 51 microcontroller as the core, with a small amount of external circuit, set automatic detec- tion, discrimination, and a number of significant alarm in one, with high precision, speed, small size, low cost , Stable and reliable characteristics.

Key words： side slip; displacement sensors; microcontroller; dynamic testing; serial communication

内容简介：: 河南科技学院本科生毕业论文（设计）任务书题目名称汽车侧滑测量系统设计学生姓名武金辉所学专业机械设计制造及其自动化学号 20050334117 指导教师姓名李达敏所学专业机械设计制造职称高级实验师完成期限 2008年 12月 16日至 2008年 12月 21日一、论文（设计）主要内容及主要技术指标主要内容：（一）分析课题条件要求，拟定总体设计方案，查阅相关文献；（二）设计计算及元件选型；（三）系统组成硬件；（四）完成设计说明书、翻译外文资料及其它相关要求。技术指标 : (一 ) 侧滑产生机理及研究数据记录 ; (二 ) 预防侧滑对策的研究 ; (三 ) 系统硬件设计的各项数据记录 . 二、毕业论文（设计）的基本要求论文 )一份 :有 400 字左右的中英文摘要 ,正文后有 15 篇左右的参考文献 ,正文中要引用 5篇以上文献 ,并注明文献出处 ,论文字数在 6000字以上 ; 000汉字的与本课题有关的外文翻译资料 ; 0000字以上 . 三、毕业论文（设计）进度安排 12 月 22 日 1 月 9 日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。 2. 2009 年 2月 167 日（第 1指导教师审核开题报告、设计方案和英文资料翻译。 3. 2009年 3月 2日 4日（第 3毕业设计单元部分设计。 4. 2009年 4月 26日日（第 10=11周），毕业设计中期检查。 5. 2009年 5月 4日 2日（第 12），设计仿真、程序调试、线路板制作调试，整理、撰写毕业设计报告。 6. 2009 年 5月 25日（第 15）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。 on at is a 1913 1969), an s 950s 960s s 969. is in of a a of As a is as in of is as in at of a an to in to of As of is by by of of in s is A of s it is in a of a to be in a is by of of A of at of s it is by at of s a an of to it is in a s A in a be an at of to a of 0an of on i In in to it to of on of in of of to it is to in a at a on of a to of of to In to of be or m / to of in a s is of of to a CM be to to of of to of on of 1 as a of a of in is on to in in of a to in is on to s a at to of to 福特福克斯念车在巴黎举行的车展上，福特全新的福克斯系列车型首次亮相，该系列中的福克斯念车是福特设计人员为探索福克斯系列车型今后的风格变化，在设计理念上的一次创新。福特福克斯 1913 1969), 他与福特悠久的欧洲设计理念有着深远的历史渊源。这位设计师开办了一家名为公司，在上个世纪的五、六十年代，生产了很多时髦的运动型轿车，并于 1969 年与福特司合并。能福特福克斯设计理念，就是让驾驶者获得心情愉快、与众不同的驾驶体验不论在任何季节，福特福克斯念车都能体现出很强的感染力，这点使福特的设计者们相信，这款车型一定会激起人们火样的热情和强烈的占有欲。这款双门轿车，设计新颖，运动时尚，即使在萧瑟的秋天或寒冷的冬日，也不会减弱它对爱车族们的强烈吸引力，华贵的车型给人们带来的是舒适、安全和享受。这款车的外形极具动感，与众不同，秉承了福特汽车标准的特性你只要按一下按钮，这款双门轿车就会变成一辆顶部开启的敞篷车。此时，行李箱盖轻轻地打开，可折叠的车顶篷向后移动，整齐地叠放至行李箱内。驾驶的感觉也随着顶蓬的开启，随着风从发际间吹过而变得无拘无束。车顶完全开启后，制造者高超的工艺，使用的优质材料，淋漓尽致地展现在人们面前，充分体现出意大利跑车鼎盛时期设计者们的艺术灵感。车门手柄的设计仅是福克斯念车整体设计的一个方面。它借鉴了生于六十年代推出的车的设计，结合现代工艺，将铝制抛光手柄做成优美的菱形。但是，与六十年代的原始设计不同，新手柄配有一个简约、灵动的按钮，对门锁进行电子控制，人们因此可以优雅从容地开启车门。此款车的外观采用柔和淡雅的阿玛菲色，富于海滨的清新格调，从视觉上向人们传达着文雅和华贵。外观采用的是明亮的抛光铝饰品，令人想起过去意大利的铬合金豪华旅行车。此车的底框梁有一条很窄的抛光铝饰条沿汽车的长度水平延伸，张显着此车的自信，与此呼应的是边窗下面的另一条水平延伸的饰条。福克斯念车的玻璃采用独特的湖蓝颜色，蓝绿色调显示着它独特的魅力，也令双门小汽车内部的颜色变得高雅而柔和。一旦变成敞篷车，阳光照到内饰上产生强烈的对比，准确地表达出该款概念车的双重个性。引人注目，新颖的镀铬格栅，体现着此车的设计理念，福特要将此款车型打造成高贵的极致品牌。它的水平栅格与其它新型福克斯系列有着明显的不同，预示着未来的设计方向。铝饰条在车身前后持续延伸，使前进风管和后排气口显得非常突出，并使后备箱边沿和尾灯之间形成强烈的线条。直径 20纹深厚，轮辐宽大，内外面均为铝制，外面为抛光铝漆面，十分抢眼。在汽车设计时，为了使其具有转向轻便、准确和行使稳定的性能，在转向轮上设计有专项定位参数，但在汽车使用过程中，由于车架、转向机构的变形与磨损，很容易造成这些定位参数失准，导致汽车行驶时转向车轮向前滚动的同时产生滑移现象，即车轮侧滑。车轮侧滑会造成滚动阻力增加、行驶方向稳定性变差、轮胎磨损加剧、运行油耗增加以及转向沉重等现象，影响汽车的使用性能和经济性能，且容易造成行车事故。为了防止定位参数变形过量，保障车辆行驶安全，国家标准规定，车轮侧滑量应小于或等于 5 m/ 以，定期对汽车转向轮侧滑量进行检测，发现问题及时排查，对汽车的使用性能和经济性能具有重要意义。针对汽车侧滑试验台的应用工况，提出检测智能仪表应具备的功能和主要技术指标。设计了一种新型侧滑检测系统，并给出其工作原理、硬件构成设计方法。通过输入、输出电路和单片机构成的系统，把直线位移传感器输出的信号转化成对应的侧滑量，并具有显示和报警提示。测量系统也可通过串行口把测量的结果发送到上位机上。该文介绍了采用计算机技术检测汽车前轮侧滑量的方法和工作原理，着重讨论了检测系统的硬件设计，这种设计较好地解决了动态检测过程中测量速度与测量精度之间的矛盾。本设计以 51单片机为核心，配有少量外围电路，集自动检测、判别、报警及数显于一体，具有精度高、速度快、体积小、造价低、稳定可靠等特点。福特福克斯念车型车的内饰品强调的是华贵，在其生产工艺中也同样如此。柔和的湖蓝色调在内饰中也得到了应用。秉承意大利运动型车座椅的做工，经湖蓝鹅纹石处理的淡阿玛菲色真皮座椅是一种现代诠释，张显华贵，注重细节。座椅填料呈水平条纹状，这又是一种复古，但制作更加精细而复杂。真皮上仪表盘，颜色为黑鲍鱼色，羊皮质下仪表盘的颜色是淡阿吗啡色。车门面板和方向盘轮辐的金属色与其它外饰相映成辉。在英格兰邓顿 (福特欧洲设计小组选派精兵强将，建立了一个特殊设计工作室，专门开发福克斯念车。这个工作室利用强大的计算机资源优势，在完全数字化的环境下，用最短的时间完成了这项设计。本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称汽车侧滑测量系统设计学生姓名专业机械设计制造及自动化学号指导教师姓名所学专业机械设计制造职称高级实验师完成期限一、选题的目的意义在汽车设计时，为了使其具有转向轻便、准确和行使稳定的性能，在转向轮上设计有专项定位参数，但在汽车使用过程中，由于车架、转向机构的变形与磨损，很容易造成这些定位参数失准，导致汽车行驶时转向车轮向前滚动的同时产生滑移现象，即车轮侧滑。车轮侧滑会造成滚动阻力增加、行驶方向稳定性变差、轮胎磨损加剧、运行油耗增加以及转向沉重等现象，影响汽车的使用性能和经济性能，且容易造成行车事故。为了防止定位参数变形过量，保障车辆行驶安全，国家标准规定，车轮侧滑量应小于或等于 5 m/ 以，定期对汽车转向轮侧滑量进行检测，发现问题及时排查，对汽车的使用性能和经济性能具有重要意义。二、国内外研究现状我国汽车性能检测经历了从无到有，从小到大；从引进技术、引进检测设备，到自主研究开发推广应用；从单一性能检测到综合检测，取得了很大的进步。尤其是检测设备的研制生产得到了快速发展，缩小了与先进国家的差距。如今汽车检测中通用的制动试验台、侧滑试验台、底盘测功机等，国内己自给自余，而且结构形式多样。我们虽然己经取得了很大的进步，但与世界先进水平相比，还有一定距离。三、主要研究内容一、广泛应用高新技术，加速汽车检测技术进步与设备智能化，提高检测水平二、汽车检测设备的综合化，检测线的浓缩化发展三、适应新标准新法规提出新的检测参数和检测方法，研制开发新的汽车检测诊断设备四、汽车的检测、诊断技术向人工智能化方向发展五、汽车检测的制度化、标准化以及网络化四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线习模拟仿真相关知识。网络搜索借阅相关文献书籍。教导师。漏并积极更正。五、主要参考文献与资料 1高国恒 M 人民交通出版社， 1999. 2赵英勋 J 自然科学版， 2002 (3) . 3徐颖 M 机械工业出版社， 2002. 4王福瑞 M 北京航空航天大学出版社， 1997. 5曹玉生制造自动化技术 M 机械工业出版社，2000. 6陈焕江 J 2003 (7) . 7序设计技巧 1001 例 M北京：电子工业出版社， 1999. 8万钧力 J 1994 ， 21(11)： 15 17. 9万钧力 J 2001(5). 10of . 1999， 21(5)： 2611沈飙现 89片机之间的串行通信 J)45. 12万钧力，熊国海，夏平算机检测系统的设计 J. 西安：工业仪表与自动化装置， 2002（ 6） . 13陈伟忠，廖曙生，秦开明，等 J. 广州：日用电器， 2006（ 10） . 14周子琛，申振宁 J. 石家庄：半导体技术， 2002（ 1） . 15肖本贤 C 机与多个 1 单片机主从式通讯的实例 J. 北京：制造业自动化， 2001（ 2） . 16高国恒 M. 北京：人民交通出版社， 1999. 17沙占友 M. 北京：电子工业出版社， 2004. 六、指导教师审批意见签名：年月日 1 摘要在汽车设计时，为了使其具有转向轻便、准确和行使稳定的性能，在转向轮上设计有专项定位参数，但在汽车使用过程中，由于车架、转向机构的变形与磨损，很容易造成这些定位参数失准，导致汽车行驶时转向车轮向前滚动的同时产生滑移现象，即车轮侧滑。车轮侧滑会造成滚动阻力增加、行驶方向稳定性变差、轮胎磨损加剧、运行油耗增加以及转向沉重等现象，影响汽车的使用性能和经济性能，且容易造成行车事故。为了防止定位参数变形过量，保障车辆行驶安全，国家标准规定，车轮侧滑量应小于或等于 5 m/ 以，定期对汽车转向轮侧滑量进行检测，发现问题及时排查，对汽车的使用性能和经济性能具有重要意义。针对汽车侧滑试验台的应用工况，提出检测智能仪表应具备的功能和主要技术指标。设计了一种新型侧滑检测系统，并给出其工作原理、硬件构成设计方法。通过输入、输出电路和单片机构成的系统，把直线位移传感器输出的信号转化成对应的侧滑量，并具有显示和报警提示。测量系统也可通过串行口把测量的结果发送到上位机上。该文介绍了采用计算机技术检测汽车前轮侧滑量的方法和工作原理，着重讨论了检测系统的硬件设计，这种设计较好地解决了动态检测过程中测量速度与测量精度之间的矛盾。本设计以 51单片机为核心，配有少量外围电路，集自动检测、判别、报警及数显于一体，具有精度高、速度快、体积小、造价低、稳定可靠等特点。关键词侧滑 ;位移传感器 ;单片机 ;动态检测 ;串行通信 2 ar n in to it to of on of in of of to it is to in a at a on of a to of of to In to of be or m / to of in a s is of of to a CM be to to of of to of on of 1 as a of a of in 目录 1 绪论 . 1 背景 . 1 车检测技术的状况及重要性 . 1 车检测技术的研究 . 3 车检测技术的发展趋势 . 4 滑的提出 . 5 的 . 5 滑的原因 . 5 车侧滑检测中存在的问题 . 5 2 新型侧滑台设计及检测原理 . 6 滑产生机理 . 6 防侧滑的对策 . 7 型侧滑台设计 . 8 . 8 滑试验台的结构和工作原理 . 10 滑检测原理 . 10 3 系统硬件设计 . 11 移传感器 . 11 频电路 . 12 片机 . 13 片机引脚及功能 . 14 时钟电路 . 17 位电路设计 . 18 片机系统的存贮器组织 . 19 数及定时装置 . 21 示报警电路 . 21 示译码器 . 22 林顿管 . 24 口电路及上位机 . 27 讯协议特性 . 27 平转换 . 28 4 误差分析 . 30 致谢 . 错误 !未定义书签。参考文献 . 32 1 1 绪论景国际汽车制造商协会 (公布， 2004年世界汽车产量为比 2003年增长其中轿车产量 4410万辆，增长商用车产量增长 66%(具体为轻型商用车 1672 3万辆，增长重型载货车产量增长大型客车产量增长我国的汽车工业发展很快，汽车产量从 1980年的 2万辆快速增长到 2005年的 570万辆，仅次于德国居世界第四位，己成为世界汽车生产大国。其中，轿车产量 27万辆，比上年增长随着汽车工业的快速发展，我国的汽车需求量也在不断增长，据统计，到 2010年我国潜在的汽车需求总量为 100万辆，在 2005年 570万辆基础上增长 75%。轿车需求增速超过总体汽车需求 75%的增长速度，需求达到 40万辆以上，汽车千人保有量迅速增加，从 1991年的发展到 2005年的 24万辆。随着全国千人汽车保有量的大幅上升，高速公路、高等级公路的不断建设，汽车正逐渐进入家庭，成为人们生活中的一部分。而驾驶员非职业化、车流密集化和车辆高速化，则对车辆的安全性能提出更高的要求，交通安全问题也随之日益突出。据统计， 2005年我国道路交通事故死亡人数己达到 98738人， 46991人受伤。据统计，中国汽车保有量占世界的而交通事故死亡人数却占到 17%以上；中国的机动车保有量是美国的 1/16，而交通事故死亡人数是美国的 35倍；和日本相比，我国的汽车保有量是其 1/9，而交通事故死亡人数是他们的 2倍，中国已经成为世界上交通事故最严重的国家之一。所以对汽车各系统、各总成的检测理论与检测技术的研究及保证汽车技术状况处于良好状态都具有十分重要的意义。车检测技术的状况及重要性汽车技术状况是定量测得的表征某一时刻汽车外观和性能的参数值的总和，而评价汽车使用性能的物理量和化学量统称为汽车技术状况参数。汽车检测技术就是基于研究汽车技术状况变化规律，采用先进的仪器设备与技术，在汽车不解体的条件下，通过检测有关技术状况参数，迅速准确地反映整车技术性能及各系统总成的技术状况，以便掌握它们的变化规律，发现并及时排除故障，保持或恢复其良好的技术状况和使用性能。 2 汽车检测主要内容包括三个方面：一是汽车主要技术参数检测 (包括整车技术参数、主要总成技术状况参数、照明与信号装置技术参数等 )；二是主要技术性能检测 (包括动力性、燃油经济性、制动性、平顺性和操纵稳定性等 )；三是排放、噪声检测。汽车本身是一个复杂的系统，在运行当中，各个总成之间都在运动，随着时间的推移，各系统的技术状况都会发生变化，其技术状况将不断恶化，造成汽车的各种性能的下降，从而使其发生故障的机会逐渐增加，造成交通安全隐患的大量聚合。随着道路质量的提高和高等级公路及高速公路的飞速发展，汽车行驶速度愈来愈快，因此对汽车各种性能及检测标准的要求愈来愈严格。作为汽车底盘重要组成部分的转向系统的汽车转向轮侧滑量反映了转向系统转向轮定位参数之间的匹配情况，若侧滑量超出规定范围 (004机动车运行安全技术条件规定不大于 5m/时，将影响汽车的操纵稳定性和转向轻便性，严重者将导致交通事故。一般认为，汽车转向轮侧滑量的存在意味着转向轮所受的侧向力的存在，侧滑量越大，侧向力越大，对车辆使用性能的影响越大。转向轮侧滑量对车辆使用性能的影响主要反映在以下几方面： 1. 影响汽车直线行驶稳定性。汽车转向轮定位调整不当，会造成轮胎上存在侧向力，减弱车轮的回正力矩，使汽车直线行驶稳定性变差即车辆易偏离原来的行驶方向。试验表明：汽车转向轮侧滑量对汽车直线行驶稳定性影响很大，侧滑量越大，车辆跑偏量越大，而且负侧滑量 (比正侧滑量 (工 N)对车辆直线行驶稳定性的影响更大。侧滑量增大，汽车直线行驶稳定性变差，这样就增加驾驶员维护车辆正常行驶的操作次数，从而影响交通安全。 2. 影响汽车的操纵轻便性。汽车转向轮侧滑量的存在会减弱转向轮回正力矩，这样就强化了侧向力的作用效果。当车辆转弯需回正时，因回正力矩的减弱需在方向盘上施加较大的操纵力矩，严重时甚至出现转向轮卡死而不能回正的现象，极大地影响了行车安全。试验也证实了这一点：汽车的操纵轻便性是随着侧滑量的增加而逐渐恶化，当侧滑量为负侧滑 (0更加明显。当侧滑量由 0增加到 5m/ 方向盘最大转矩增加 5%，平均转矩增加 40%。这样就极大地增加了驾驶员的劳动强度，影响行车安全。 3 3. 对燃油消耗的影响。汽车转向轮侧滑量越大，车轮所受到的侧向力就越大。车辆在运行时，不仅要克服一些必要的行驶阻力，而且还要克服地面给予轮胎的横向力，这必然导致车辆滑行阻力的增加。汽车滑行阻力的直观反映是汽车的滑行距离。汽车滑行阻力越大，滑行距离越短。汽车滑行阻力是评价汽车底盘技术状况的重要参数，它直接影响到车辆动力性能的发挥及燃油消耗。试验表明：汽车转向轮侧滑量越大，滑行阻力越大，滑行距离越短。如转向轮侧滑量每增加 lm/其滑行阻力将增加滑行距离将减少 10 12m，油耗将增加约 4. 对轮胎磨损的影响。一般认为，汽车转向轮定位不当是造成轮胎正常磨损的主要原因。汽车转向轮侧滑量越大，车轮受到地面的横向力越大，轮胎在地面上的滑动量越大，这必然加剧轮胎的磨损及导致轮胎的偏磨，从而缩短轮胎的使用寿命。车轮胎磨损量随转向轮侧滑量的增加而增大，并且侧滑量越大，其轮胎磨损量增加越明显，且负侧滑量 (正侧滑量对轮胎磨损影响更大。当侧滑量 ( 0m/m/ 轮胎磨损增加 48%；当侧滑量由 0m/m/ 轮胎磨损增加 98%。当侧滑量达到 10m/ 轮胎磨损大约增加 200%。为保证交通安全、减少事故，一方面要不断研制性能优良的汽车；另一方面要借助检测和修理，恢复其技术状况。在近几年，由于各方面技术，尤其是电子技术的突飞猛进，促进了检测技术、检测设备不断的发展和更新。因此，在汽车转向轮侧滑检测中，按照国家标准进行检测，对提高汽车的安全性具有十分重要的意义。车检测技术的研究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，人们主要通过 “ 眼看 ” 、 “ 耳听 ” 、 “ 手摸 ” 的方法，凭借有丰富经验的维修人员发现汽车的故障并做有针对性的修理。后来，人们开始利用简单的仪器仪表对汽车的某些技术参数进行测量，例如各种压力表、量尺和量规等，通过这些简单的测量再加上多年的学习和研究，月门积累了很多经验，许多汽车检测仪器的基本检测理论开始形成。伴随着现代电子技术、现代计算机及控制技术的飞速发展，汽车检测技术也得到了飞速发展。目前，人们已经能依靠各种传感器和计算机等先进仪器、设备，可以对汽车进行不解体检测，达到安全、快捷、准确地诊断和评价汽车性能的目的，使汽车检测设备和仪器成为汽车维护与修理而保持汽车良好使用性能不可缺少的工具。我国汽车检测技术的研究和开发起步较晚。 20世纪 60年代为了满足汽车维修的需 4 要，当时由交通部主持进行了发动机气缸漏气量检测仪、点火正时灯等检测仪器的研究。 20世纪 70年代，汽车不解体检测技术及设备被列为开发的应用项目。由交通部主持研制了汽车制动试验台、发动机综合检测仪和汽车性能综合检验台等。进入 20 世纪 80 年代，随着我国汽车工业和交通运输业发展迅猛，对汽车检测、诊断技术和设备的需求也与日俱增。我国汽车保有量迅速增加，汽车的运行安全性、经济性和排放污染己成为人们越来越重视的社会问题，于是汽车的安全、节能和环保逐渐提到政府有关部门的议事日程，因而促进了汽车检测与诊断技术的发展。从 20世纪 80年代中期开始，我国也逐步开展了汽车安全性能计算机测控系统的研制开发。经过十几年的努力，汽车性能检测线在智能化方面有了长足的进展，在检测线上不仅配备诸如全自动光轴跟踪前照灯仪等智能化检测设备，而且液压举升技术、远红外遥控技术和超高亮度动态点阵显示屏幕等得到了广泛应用。同时在数据通讯、讯号传输、抗干扰能力及主机对监视器的控制显示方式、数据处理方式和车辆登录检索等方面都发展到了较高的水平。【 1】车检测技术的发展趋势我国汽车性能检测经历了从无到有，从小到大；从引进技术、引进检测设备，到自主研究开发推广应用；从单一性能检测到综合检测，取得了很大的进步。尤其是检测设备的研制生产得到了快速发展，缩小了与先进国家的差距。如今汽车检测中通用的制动试验台、侧滑试验台、底盘测功机等，国内己自给自余，而且结构形式多样。我们虽然己经取得了很大的进步，但与世界先进水平相比，还有一定距离。我国汽车检测技术要赶超世界先进水平，应该在以下几方面发展 : 一、广泛应用高新技术，加速汽车检测技术进步与设备智能化，提高检测水平二、汽车检测设备的综合化，检测线的浓缩化发展三、适应新标准新法规提出新的检测参数和检测方法，研制开发新的汽车检测诊断设备四、汽车的检测、诊断技术向人工智能化方向发展五、汽车检测的制度化、标准化以及网络化 5 滑的提出的目前我国交通行业正在贯彻国标 58一 2004 机动车运行安全技术条件和001营运车辆综合性能要求和检测方法，其中汽车转向轮侧滑量要求在汽车侧滑试验台上进行。而对于不同悬架结构类型的汽车，其转向轮侧滑量的要求限值也不同。对于非独立悬架车辆来说，其转向轮的侧滑量限值和检测方法国标中有规定；而对于独立悬架车辆，国标中并没有给出其转向轮侧滑量的限值和检测方法。因此，为了实现对独立悬架车辆转向轮侧滑量的检测，需要对原来的侧滑试验台进行改造或重新设计。滑的原因汽车侧滑是由于道路和车辆等多方面原因造成的。就道路原因而言，附着力越小，侧滑的可能性越大。比如冰雪路面、泥泞路面、潮湿路面及曝晒而化油的沥清路面等。就车辆因素而言，既有车辆设计原因，也有车辆驾驶和保养调整不当的原因。比如：制动力调整不均匀，就容易造成侧滑。如果后轮先制动，前轮后制动，车辆容易侧滑。即使装上防滑链，也只能改变汽车的制动距离，不能改变侧滑方向。如果前、后轮同时制动，车辆在低速行驶时有轻微的侧滑；行驶速度越快，侧滑越严重。侧滑可分为突然性侧滑和预见性侧滑。突然性侧滑，往往车辆行驶正常，驾驶员在没有警觉的情况下，转向突然失去控制，车辆左、右大幅度摇摆。预见性侧滑是指驾驶员在选择路面、打转向、踩制动时，能事先考虑到可能会发生车辆侧滑现象。突然性侧滑比预见性侧滑难于处理车侧滑检测中存在的问题判断在用汽车的侧滑性能，要用汽车侧滑试验台对汽车转向轮进行侧滑量的检测。而目前利用侧滑试验台检测转向轮侧滑量存在诸多问题。 1) 目前设置的大多数汽车检测站中，无论何种类型的车辆都用双板联动式侧滑试验台或者单板式侧滑试验台来检测其侧滑量。双板联动式或单板式侧滑试验台都是为广泛用于载货汽车的非独立悬架车辆检测侧滑量，而对于广泛用于轿车的独立悬架车辆来讲，并无适应性。因此，忽略了这两种悬架类型汽车侧滑检测的差异性，从而造成汽车侧滑性能判断的失误。 6 2) 004机动车运行安全技术条件和 001 营运车辆综合性能要求和检测方法中都规定，转向桥采用非独立悬架的汽车，转向轮的横向侧滑量用侧滑仪检测时，侧滑量值应不大于 5m/而对于前轴采用独立悬架的汽车，则仅仅说明以前轮定位参数值符合原厂规定的技术条件为准，并没有给出具体的侧滑检测方法和检测限值。 3) 目前汽车检测站由于条件的限制，还无法在检测线上对汽车转向轮定位参数进行动态的准确测量。要想获得转向轮定位参数的准确数值，还只能静态下使用有关的仪器进行测定。 2 新型侧滑台设计及检测原理滑产生机理转向轮侧滑，实际上是指转向轮外倾角与转向轮前束综合作用表现出来的车轮滚动时的横向滑移量。如图 2示，汽车在平直道路上行驶时，外倾使前轮的自由滚动方向向外偏离其在前轴约束下的实际行驶方向，前轮边滚边滑使轮胎表面受到背离汽车纵轴线的外倾侧向力。前束的存在使前轮的自由滚动方向向内偏离实际行驶方向前轮在地面上滚动的同时向内滑移所引起的前束侧向力指向汽车纵轴线。在前束和外倾的综合作用下，若前轮外倾和前束恰当配合，前轮自由滚动方向与实际行驶方向一致，前轮在地面上纯滚动，直线行驶时所受到的侧向力总和为零；反之，前束大于或小于实际需要时，前轮自滚动方向向内或向外偏离其实际行驶方向所引起的车轮向内或向外滑移，使轮胎表面受到与滑移方向相反的侧向力。侧向力大小显然与前轮自由滚动方向偏离实际行驶方向的角度所决定的轮胎侧向滑移量有关。 7 图 2滑产生机理示意图汽车前轮通过侧滑台滑板时，由于滑板的侧向移动仅受滑板与支撑滚轮间的摩擦力和滑板的回位弹簧拉力的约束，同时轮胎与滑板间有足够的侧向位移。这样，在前束和外倾的综合作用下，若前轮的自由滚动方向偏离实际行驶方向，只要所产生的侧向力大于滑板与滚轮间摩擦力和弹簧弹性恢复力之和，前轮向前滚动的同时便会带动滑板侧滑。侧滑量则取决于前轮自由滚动方向与实际行驶方向的偏离量。如图 2示，假设前束与外倾配合不当，使前轮自由滚动方向外偏离实际行驶方向。当汽车前轮垂直通过侧滑板时，若前轮沿自由滚动方向滚动，在驶过 h m(滑板宽度 ) 后前轮中心应位于 A 点；实际上，前轮在前轴限制下只能沿驶，在驶过 h m 后前轮中心到达 D 点。由于轮胎与滑板间侧向附着力大于滑板所受的侧向约束力总和，轮胎与滑板间不存在滑移。这样，前轮在滑板上行驶 h m 后，滑板将在轮胎带动下向内侧滑移，侧滑量 S 为： S = AD/h. 图 2外倾和前束的作用示意图防侧滑的对策驾驶员应集中思想，谨慎驾驶，不可盲目高速行驶。行驶中车辆发生侧滑时，应巧妙放松加速踏板，降低车速，将转向盘向后轮滑动的同一方向转动，来修正行驶方向，以减小继续侧滑的幅度，待车轮与车身方向一致后，再逐渐正常行驶。侧滑时，切勿使用紧急制动、乱打转向盘，以免发生更大的侧滑。发大的侧滑后，只要没有发生事故，都应及时停车休息，检查车辆，查明原因， 8 吸取教训。 . 在附着力差的道路上转弯时，特别是在悬崖峭壁多的山区行车时，应提前减速，切不可在弯道中边踩制动边打转向，以防车辆在弯道内侧滑，因为这种情况下的侧滑危险性更大，后果也更严重。最好用稳定的低速行驶，转向盘应少打、少回，及时修正。下坡时因车轮向下滑动，不可采取紧急制动，应使用点制动来降低车速。下坡中要根据坡度的大小和长短，适时选用发动机的牵阻力控制车速，绝对不可空挡滑行。求前轮制动力与后轮制动力配备合理化，同时要调整好制动踏板的自由行程。时时保持标准化。面磨损严重的轮胎使用时，对路面的附着力变小，应适时更换。不得超过汽车装载的限度。特别不能超高、超长，否则车辆一旦侧滑，会更加剧烈。型侧滑台设计滑板式侧滑试验台分为单板式和双板式两种，是较为常见和常用的一种车轮定位检测设备。它按汽车左、右车轮分别设置两块滑板，滑板通过滚动体可以在下板上横向移动，但不能纵向移动。检测时，汽车缓慢的直线驶过滑板，如汽车转向轮的车轮外倾角与前轮前束配合得当，车轮的轨迹在汽车行驶时为一条直线；但如果配合不当，车轮滚动时必然向某一侧偏斜。由于左、右车轮都是安装在车轴上或是悬挂上而受到限制，因而将会在地面上产生横向滑移，并带动上滑板一起在下滑板上移动。移动量将会在仪表上显示出来，以供检测人员进行分析，该移动量即为侧滑量。由于单板式侧滑检测台有经济、占地面积小、可以和平板式制动检测台配装等优点，所以本文探讨其结构设计方面的一些问题。滑台平面布置原理众所周知，汽车前轮侧滑量的大小对汽车的动力性、燃料经济性、操纵稳定性以及轮胎磨损等都会产生影响。因此，前轮侧滑量的检测是汽车年检的一个必检项目，也是维修汽车时经常要检测的项目。汽车滑板式侧滑检验台在工作时，使汽车前轮在其检测滑板上通过，用测量检测滑板在向内或向外方向上的位移量以及在检测滑板上 9 向前行驶的距离的方法来检测侧滑量，由此来判断前轮前束与外倾角这两个参数是否配合恰当。假设检测滑板的纵向长度为 500则检验台仪表将前驶 500 然而，目前普遍采用的滑板式侧滑检验台在测量时存在一个固有的误差。这个误差源自汽车前轮并不是一个理想的圆，汽车前轮与固定地面接触并不是一条线接触，而是一压扁段。这样，前轮在刚驶上检测滑板以及前轮即将驶离检测滑板时，存在两个过渡过程。上述的固有误差就是在这两个过渡过程中产生的。近来，出现了一种带有前过渡滑板的侧滑检验台，这种检验台可以消除前轮在刚驶上检测滑板的过渡过程中产生的误差，但还不能消除前轮即将驶离检测滑板的过渡过程中产生的误差。侧滑检验台要达到准确测量的要求，必须要满足两个条件： a) 在轮胎释放了横向的弹性变形 ( 这个变形是由固定地面与轮胎间横向的摩擦力引起的 ) 的前提下，轮胎经过检测滑板时，检测滑板电感调频式位移传感器向侧滑检验台仪表提供电信号，并使所提供的电信号用于显示最终结果数据； b) 在上述第 1点中位移传感器向侧滑检验台仪表输出电信号时段内，确认轮胎向前行驶的确切距离。为了满足上述两点要求，除了在检测滑板前端与固定地面之间设置前过渡滑板组外，在检测滑板后端与固定地面之间还设置了后过渡滑板组，如下图 2- 4，这样既可以消除前轮在刚驶上检测滑板的过渡过程中产生的误差，又能消除前轮即将驶离检测滑板的过渡过程中产生的误差。注： 1 2， 11 3， 10 4， 12 5分界线； 6在检测终点位置 )； 7， 8 图 2型侧滑检验台平面布置图 10 滑试验台的结构和工作原理侧滑试验台结构图如图 2- 5 所示，它主要由机械部分、侧滑量检测装置和侧滑量显示装置等几部分组成。机械部分由框架、左右滑动板、滚轮、滑道、双摇臂杠杆机构、回位装置、导向和限位装置等部件组成。其中装有传感器的滑动板称为主动板，另外一块滑动板称为从动板。【 2】 1 导向装置； 2 台板； 3 回位弹簧； 4 平衡扛杆； 5 流动轮图 2- 5 汽车侧滑试验台结构图汽车在滑动板上驶过时，会引起滑动板在左、右方向上移动。通过测量滑动板移动的位移量就可以检测车辆的侧滑量。安装在主动板上的电感调频式位移传感器输出与位移量成正比的频率量，并传递给指示装置显示。对于带有智能仪表的侧滑试验台一般都能够及时记录侧滑量数值的大小，并能将数据进行锁存，以保证车轮驶离侧滑试验台后，操作人员能读取侧滑量的显示值。当延时时间到，自动清零复位，准备下次侧量。滑检测原理汽车在直线行驶时，由于转向轮定位参数的改变，会使车轮产生内侧滑或外侧滑。根据转向轮发生侧滑时，轮胎与地面之间有作用力与反作用力的原理，本课题设计了一块可在导轨上左右滑动的滑动板，当汽车在滑动板上通过时，轮胎对滑动板施加一个侧向力，迫使该板产生相应的侧向位移，通过位移传感器，对该位移量进行实时采集、处理，便可得到转向轮侧滑量的测量量， 2004 规定，转向轮侧滑量应小于或等于 5 m/ 本系统将滑动板设计成长 1 m ，宽 0. 5 m ，当汽车以 5 h 的速度通过滑动板时，其横向滑动位移量应不大于 5 为了保证测量精度，位移传感器选用了，其线性行程 10 输出中心频率为 25号，分辨力为 0. 1 实际测量时， 11 车辆以 5 h 的速度，按照图示方向缓缓通过滑动板，板的侧向位移量通过连杆机构传递给位移传感器，从而实现对汽车转向轮侧滑量的动态测量。该测量系统采集到的信号为幅度为 0 5 V 之间的频率变化量，参照滑动板的实际滑动范围 (左右最大均为 10 ，当滑动板位于中间位置时，没有侧滑；当向左偏移时为内侧滑，内侧滑位移量达到极限值 - 10 ，输出频率幅度为此时转向轮侧滑量为 10 m/ 向右偏移时为外侧滑，当外侧滑量达到极限值 + 10 输出频率幅度为 + 此时侧滑量为 10 m/ 侧滑量实际上是一种动态位移量，对它的检测必须借助位移传感器，侧滑检测系统选用的电感调频式位移传感器其输出的信号频率与探头的位移呈线性关系，测试前，传感器探头调至中心位置，此时输出的频率称中心频率；测试时，台上的滑板可向两侧滑动，滑板侧滑时，传感器探头随之位移，并输出相应频率，通过单片机不断检测传感器的输出频率，并将探头位移后的频率再乘以转换系数 K 即得侧滑量，可用公式表示为： YL i )m 02 1 式 (2 1) 中： Y 满量程频偏；最大位移量， L 滑板长。为提高记数精度，可将输入信号倍频后再送计数器记数，本仪器的信号进行了四倍频，因此公式需乘系数，由此式可知，若以 y/100作为记数时间，则每计一个脉冲代表侧滑检测系统由上、下位机两部分组成，系统结构如图 2 6 所示。以单片机为核心构成的下位机集自动检测、判别、报警及数显于一体，配上单板侧滑台可独立完成侧滑检测任务；上位机因人机界面好、资源丰富，使系统便于对采集的数据进行分析、运算、存盘、打印和检测控制。 3 系统硬件设计侧滑测量电路的系统硬件主要包括位移传感器、倍频电路、显示报警电路、口电路和。移传感器仪器选用的电感调频式位移传感器 10，如图 3 1：将传感探头与调频 12 图 2- 6 侧滑检测系统结构框图振荡器合装于一体，其工作原理：当磁性导杆 (探头 ) 在线圈中移动时，线圈电感量发生变化，从而改变荡器的谐振频率，导杆外移，电感减小，频率上升；反之频率下降。由于线圈具有特殊结构，可保证输出信号的频率变化与导杆位移近似线性关系，所以传感器输出的方波调频信号无需 A/ D 转换，可直接输入计算机处理，既简化了电路设计又减小了中间误差，提高了检测速度。测量电路如图 3- 2 所示。传感器主要技术指标如下：量程： 0 5中心频率： 25满量程频偏： 2687出信号：峰 .6 v 分辨率： 1000次）片内时钟振荡器时钟频率 0 低功耗空闲和省电模式三级程序加密锁软件设置空闲和省电功能双数据寄存器指针掉电标识和快速编程特性。片机引脚及功能种封装形式，分别为 40444042其中 40脚装的引脚分布如图 3 引脚描述如下： 15 3脚分布（ 1 ）电源引脚（ 2条， 40 +5 20 地。（ 2 ）外接晶体引脚（ 2条， 19 接石英晶体和微调电容，在单片机内部，它是构成片内振荡器的反相放大器输入端。当采用外部振荡器时，此引脚接地。 18 外接石英晶体和微调电容的另一端，在单片机内部，它接至片内振荡器的反相放大器输出端。当采用外部振荡器时，该引脚接收外部振荡器信号，即外部振荡器通过（ 3 ）控制类引脚（ 4条，） 9 位信号（脚。当振荡器在运行时，该引脚上出现两个机器周期以上的高电平，即可引起单片机复位，复位一般有两种，即上电或手动复位以及果则当

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