0401-惯性式汽车制动实验台设计【含4张CAD图+说明书】
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摘 要
汽车制动性能的检测，作为机动车安全检测中最重要项目之一，一直是大家关注的焦点。制动检测设备怎样才能客观准确地检测出汽车的制动性能，使其更好地服务于社会、造福于人民，与我们的被检对象机动车的现状是分不开的。近几年来，我国机动车保有量急剧增加，机动车安全运行的问题越来越突出，加强机动车的管理，重视机动车辆的安全技术检测，成为整个社会，特别是公安、交通部门有待研究解决的重要课题。
由于ABS能显著改善汽车的制动性能，现已成为汽车制动系统的基本设备，随着ABS在汽车上的应用日益广泛，如何准确、快速、有效地检测ABS工作性能已是一项十分紧迫的任务。目前，国内外对汽车ABS工作性能的检测广泛采用的方法是实际装车路试，但从试验情况来看，该法存在着三个方面的缺陷:费用高、周期长、精度低。为克服这些不足，实现对ABS工作性能检测台架化是一个有前景的方向途径。
本文正是针对这些情况而在检测台架化方面做了几点工作:
关键词：ABS试验台，制动性能，检测， 设计
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毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 惯性式 汽车制动试验台 设计 课题来源 课题类型 指导教师 学生姓名 学 号 专 业 一 :目的和意义 随着我国汽车工业的飞速发展以及高速公路和高等级公路的大规模建设，车辆密集化和车辆高速化对车辆的制动系统提出了更高要求。对车辆安全性能的研究揭示，在道路交通事故中大约有 10%的事故是由于车辆在制动一瞬间偏离原定轨道或甩尾产生的，因而探讨各种高性能制动系统和完善制动性能是促进汽车工业发展的重要措施之一。因此对汽车制动性能的研究也就 成为汽车最重要的安全检测项目之一。无论是管理部门还是车主都十分重视汽车的制动性能。 目前，国内外汽车制动检测试验台按检测时支承受检车轮方式可分为两种 :一种为滚筒式制动试验台，另一种为平板式制动试验台 ;而根据制动台检测性的原理，可将制动台分为惯性式制动检验台和反力式制动试验台两类 ,而 目前 国内 汽车检测线上最常用的制动检测设备就是滚筒反力式制动力检测台。 但反力式滚筒制动台检测时，汽车不动 ，只是滚筒带动车轮转动，是一种静态检测，不能检测汽车动态制动情况下的制动力。检测车速较低，一般在 5km/h 以下，且只有一个固定 的车速。由于速度太低，对于装有 汽车 , 统尚不起作用 ,即使起作用测得的制动力由于汽车未处于抱死状态也就爱也将低于实际制动力 ,因此反力式滚筒制动台也不适合检测 统的性能。 因此 ,随着 统的大量应用 ,需要一种新的检测方法来检测汽车的制动效能 ,惯性式 制动检测台就是一种是模拟道路行驶动能检测车辆制动性能的装置，。因此惯性式检测台的转速比反力式滚筒台的转速高的多，速度一般都大于 40km/h,适合 检测要求。且结果更加可靠和可信。 本次设计就是设计一种主要是用来检测轿车整车制动性能的惯 性式制动试验台 . 二 :方案比选 目前惯性式制动台主要有两种 ,一种是平板式的 ,一种是滚筒式的 维修方便等优点 ,但它也有致命的缺点 ,缺点主要有如下几方面 1. 测试的重复性不好 2. 安全性差 ,若发着性能不好 ,汽车容易跑车 ,而造成事故 3. 检测技术也不成熟 ,定量分析以及传感技术和计算机后处理的要求很高 ,有待于电子技术的进一步发展 . 4. 占地也大 ,不易于大型车辆的检测 而滚筒式制动台却没有这些缺点 ,它最大的缺点就是由安置角引起的 ,会因为轮胎直径的变化而引起检测结果的误差 目前惯性滚筒式制动实验台也主要有两种 , 一种是电动机驱动的惯性式滚筒制动试验台，另外一种就是发动机驱动的惯性式滚筒制动试验台，其中发动机驱动的惯性式滚筒制动试验台，受检车辆发动机驱动，前后轴同时检测的惯性式滚筒制动试验台，受检汽车前后轴车轮分别安置在台架前后各对滚筒上，左右滚筒组通过变速器串接，前后滚筒组经传动轴联结，飞轮的作用是增加滚筒系统的惯量。受检车辆的驱动力经驱动轮带动台架后滚筒组（设 汽车为后轮驱动）转动，并经过传动轴带动前滚筒组同步转动 。汽车在台架上运行速度由受 检车辆控制。该试验台相对于电动机驱动的试验台来说具有结构 复杂 ， 且 需要通过汽车本身可以控制，且由于检测的档位太多 ,设计 发 动机驱动的会使得结构过于复杂 ,因此电 动机驱动的惯性制动实验台为本次设计的最佳选择 三 经过简单计算得到 一：主机主要参数如下： （ （ 1）允许承载的质量： 3000 2）滚筒尺寸（直径 *长度） 29950 3）滚筒轴间距 600 4）滚筒间距 700 5）滚筒表面的形式 粘砂 （ 6）举升方式 气囊式举升 （ 7）举升器工作行程 120（ 8）滚筒轴与滚筒间传动方式 法兰盘传动 （ 9） 动测试速度范围 30km/h （ 10）前后滚筒轴间距采用液压油缸进行调节，距离为 2100 3600：飞轮的初步设计 因为汽车的质量在 600间，采取最小模拟当量为 100轮的数量为 6 个 依次确定为 100 200 400 500 900 900飞轮材料初步选用 45 号钢，布置形式考虑到动平衡以及飞轮所受弯矩大小的情况，将飞轮作如下布置 离合器轴承座轴承座第一根轴 第二根轴轴承座轴承座离合器三：实验台结构简图 离合器调距装置联轴器电 动 机举升装置滚筒组飞轮组 四 :进度安排 设计共用时约两个月，具体安排如下 : 开始时间 结束时间 任务 资料的搜集和英语翻译 设计方案的确定，和初步计算 计算过程 完成绘图 完成设计说明书和对设计的完善 指导教师意见及建议： 指导教师签名： 年 月 日 注： 1、课题来源分为：国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项目；课题类型分为：工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。 汽车防抱制动系统检测技术条件（ 510 中 华 人 民 共 和 国 交 通 行 业 标 准 汽车防抱制动系统检测技术条件 5101 范围 本标准规定了具有防抱制动装置的汽车制动系统的技术要求和检测方法。 本标准适用于在公路及城市道路上行驶的在用汽车。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件 ,其随后所有的修改单 (不包括勘误的内容 )或修订版均不适用于本标准 ,然而 ,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本适用于本标准。 机动车运行安全技术条件 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 : 移率 车速与轮速之差对车速之百分比。台架检测时其值由下式计算 : 100 示中： m/s; s; r m; m/s; s; m.。 4 技术要求 动力 车辆在检验台上测出的制动力应符合表 1的要求。 表 1 制动力总和与整车质量的百分比轴制动力与轴荷的百 分比 60 60（前轴） 制动力平衡要求 在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值 ,与全过程中测得的该轴左右轮最大制动力中大者之比 ,对前轴不得大于 20；对后轴 ,在后轴制动力大于等于后轴轴荷的 60%时不得大于 24；当后轴制动力小于后轴轴荷的 60%时 ,在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值不得大于后轴轴荷的 8。 制动协调时间 车辆在检验台上测出的制动协调时间不大于 车轮阻滞力 车辆在检验台上测出的车轮阻滞力不大于该轴轴荷的 5% 。 驻车制动性能 车辆在检验台上测出的驻车制动力的总和应不小于该车在测试状态下整车质量的20% 。 车轮滑移率 车轮滑移率应在 15%20%的范围内。 5 检测方法 检验条件 检验为空载检验。 汽车制动踏板力或制动气压； 压表的指示气压不大于 60 板力 ,座位数不大于 9 座的载客汽车不大于 400N；其他车辆不大于 450N。 轮胎充气至厂定压力值 ,误差不超过士 1面花纹高度不低于 检验台应具备受检车各轴各轮同时测量下列参数功能： a) 各轮制动特性测量； b) 制动力测量； c) 制动力平衡测量； d) 制动协调 时间测量； e) 车轮阻滞力测量； f) 驻车制动力测量； g) 滑移率测量。 制动能力 检验 检验台滚筒表面应清洁 ,没有松散物质及油污。检验员将车辆位置摆正 ,起动检验台 ,测取 并记录车轮是否抱死。 在测量制动时 ,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 )；也可采取防止车辆移动的措施。 检验结果处理 当采取增加足够的附加质量或施加相当于附加质量的作用力方法之后 ,仍出现车轮抱死并在滚筒上打滑或整车随滚筒滚动向后移出的现象 ,而制动力仍未达到合格要求时 ,应改用 当车辆经台架检验后对其制动性能有质疑时 ,可用 258 中规定的路试检验进行复检 ,并以满载路试的检验结果为准。 使用台架检测车辆制动力时 ,当检测结果为不合格且与标准规定值之差不超过标准规定值的 15时 ,在对车辆不进行任何调整的情况下 ,应重新进行检测。 车轮滑移率 检测 试验台滚筒表面应清洁 ,没有松散物质及油污。检验员将车辆位置摆正 ,起动检验台 ,使滚筒的线速度达到 5滚筒的线速度稳定在 40(士 1.5)km/测取所要求的参数值。 检测结果处理 受检车任一车轮的滑移率均应满足 2004布 中华人民共和国交通部 2004斯里兰卡的汽车检测维修的政策和规划 1、引言 2000 年现有道路车辆保有量是 1,023,000， 它们 消耗了 66,020 万升柴油、27,840万升的汽油。 同时，年内铁路机车也消耗了 399,900万升柴油。从交通部门获悉， 2000年内排放评测结果如下示： 乙醛 里兰卡政府 (科伦坡市实施了环境空气质量法案，同时建立了两个固定的监测站：一个设立在空气污染已发生的高密度交通流地带（科伦坡市的商业中心 区） ，通常 被称为佛特 ( 另一个设立在低密度的交通流地带（气象台）。此外，还可以通过一个活动的监测仪来监测需求上升的地区。这些监测站由交通环境部 (权环保中心局 (以便进行连续的监测。现 役 车队的平均年限是 国际标准相比年限较高 。总体上说，斯里兰卡的车辆的维护相对贫乏，估计现在有 12,000 辆发动机车已转变为使用液化石油气，普遍都认为它是无 公 害的环境友好型燃料。但是 斯里兰卡政府仍然没有就经机动车交通委员会 (册的液化石油气车的安全性发布相关的规章制度，而出现的最主要 的障碍是缺乏与登记和道路适应性认证相关的适当的车辆维修与监测的法规。同时在升级车队，生产更多高效率的燃料的汽车和使用环境友好型汽车方面也存在一些投资障碍。 国家的价格政策影响了 次等车队（旧车）的使用，低效率的车况较差的燃料车的使用（例如小型柴油车队的增加， 低燃料利用率的二手车的增加以及柴油的低消耗）。国家价格政策以及以及对主要石油产品的垄断（国有的石油公司）的特性扭曲了市场的燃料需求，以致于提供高浓度的含硫柴油和含铅汽油。详细情况将在此后的部分中讨论。 2、车队结构与排 放 水平 斯里兰卡的车辆保有率从 1991 年 的 28:1 降低到 2000 年的 20:1。人均汽油消耗量从 1991 年的 增加到 2000 年的 。人均柴油消耗量从 1999年的 000年的 表明人均汽油消耗量增长了 23%， 人均柴油消耗量增加了 92%。过去十年里经济的稳定增长带来了车队组成的剧变。例如，图表 1 突出了出租车服务的变化：尽管从印度进口三轮车是在 1978 年解放后才开始的，却在 20世纪 90年代迅速的发展起来 ； 20世纪 80年代早期典型的科伦坡车租车是一款老莫里斯迈诺，却在解放后被日本的修复二手车代替 ； 汽油出租车的数 量由 1991年大约 8700辆的顶峰降到 1997的 5900辆。显然近来三轮汽车的迅速增长适应城市交通的需求，但同时它的机动性 却 又使科伦坡的交通状况严重恶化 ； 摩托车也有相似的情况。斯里兰卡有 575,00 辆摩托车，这几乎占了所有道路运行车辆总数的 85%。 图 1 现役车辆保有量 明显可以看出，由于政府采取的柴油对汽油的价格政策，小型柴油车队在过去十年中增加了 300%。图表 2显示了柴油车队的增长幅度及市场占有率。 图 2 现役柴油车队 如表 1 所示，应当指出与 1985年相比，柴油车在所有四轮车中 的 比例 由 46%上升到 2000年的 63%。 表 1 现役燃料车保有量 附录 2 中详细记录了 1997 年以来所收集的空气质量监测数据。最突出的部分是 其中某 一时间 段 内佛特地区的一些交通污染物排放出现增长。斯里兰卡的社区在 1997 年颁布了一项法案，对道路车辆的排放标准做了一些强制性规定。斯里兰卡政府（ 在 2000 颁布了一些等同于欧标准的有关道路车辆排放的标准，并计划于 2003年元月 1日起开始强制执行。（见附录 2） 3、车辆 检 测系统 斯里兰卡目前的车辆监测系统还主要集中在包括 烟度 水平在内的车辆物理方面的适应性。但 是欧标准已经应用于自 1992 年以来所有政府采购的汽车。当前的汽车 检 测理念与参数可见附录 3。车辆检测有三 种标准 ，第一 种 是适用于所有车辆在注册时，第二 种 是仅适用于用于商业用途的车辆的年度检测（公共汽车和卡车），最后一种是适用于警察在路边实施的 检测 。 第一种检测是由机动策划交通委员会通过的使用相关设备执行。由注册的 私人停车库执行商业车的年度检测。斯里兰卡的机动车交通法规对好车有了 明确 规定，它必须在烟度排放方面有较好的 表现 ，但这不包括污染物的排放标准，而通过测试可见烟度 水平来评定好车则是警察份内的事了，但这种检测 仅限于小规模的实施（ 2000年仅 34例） 。 现有的汽车检测系统（三种等级）并不包括车辆的排放水平，同时也没有任何与二冲程摩托车及三轮车相关的记录。 研究资料显示，在现役车队中，二冲程的摩托车大概有 210,000辆，相当于汽车保有量的 20%，而几乎全部的三轮车都是二冲程的。斯里兰卡的车辆检测旨在 其 道路安全性。直到 但车辆检测方案的注重点还是在筹集资金。长期以来，斯里兰卡使用的柴油中硫的含量都相当的高 ， 许多研究指出其含硫量按重量计几乎是占 实际情况可见表 2，斯里兰卡的柴油含硫量异常的高。 表 2 柴油中的硫含量比较 4、 当前交通部门相关的环保政策 由于独立后经济的增长，尤其是过去三十年中机械化的发展，斯里兰卡的交通也在持续的壮大着。 2000年，交通就占 这表明，在国家经济活动中，交通扮演着十分重要的角色，交通本身就是国家经济中一个重要的环节。同时，它与其他部门也有着千丝万缕的联系。例如，它在 吸引 海外投资和工业增长方面就显得尤为重要。在过去十年中，该部门保持 平均增长率。它在提供政府约 100,000 人的直接就业的同时，直接或间接的提供了大约 550,000 人的工作。该部门在过去十年中的公共消耗增长 了 同时私人投资也增长了200%。 斯里兰卡的运输网络包括 100,000公路， 1,467铁路网， 640 亿人 70亿吨 括公路、铁路、航空、水路在内）的载货量，还有 900,000辆 现 役 道路车辆和铁路运营。 级国家公路网的里程由 1948年的 6,518000年的 11,648外还有 15,000级和 7,000 E 级基本上由泥土与砂石铺成的乡村道路（即马路）。另外， 2000年铁路网的里程数也达到 1, 交通系统网络的效率及影响对一个国家的经济发展来说是 至关重要的 ，然而在过去的三十年中交通部门与经济活动中的其他部门相比，基础设施不完善，服务也相对滞后，尤其在公路路况和铁路服务方面，由于交通需求的急剧提高，国道的平均道路不平整度 由 1982 年的 4,200加到 2000 年的 6,500时铁路 乘客的市场份额由 1980年的 22%下降到 2000年的 6%。 从科伦坡市居民区和岛上第二大城市 康提的 调查报告中获悉，在斯里兰卡，与 交通相关的环境问题中的大部分是城市环境问题，据这些报告披露， 车辆 排放造成的空气污染、交通堵塞和车 况 是这些年中出现的两个主要问题，还有其他一些问题，如，不合理的土地使用妨碍了人行道路的发展，公路交通引起的噪声污染，还有大雨后车流和人流所面临的 乱排污问题等 。 当然还有一些 更 重要的问题，比如，生物 多样 性的破坏（生物资源丰富的地区）和公路建设时的环境恶化等。其他一些还有是 一些没 有给予充分注意的问题，也就是通过水运和空运而引进的外来物种，全球升温和海平面升高造成了道路的破坏，它本身以及对交 通网络的影响都是相当大的，也应当在其后变化的情况下尽快解决。 科伦坡城区交通研究组（ 过一项科伦坡城区交通规划（ 由公路交通部下层的科伦坡城区交通规划中的实施，这是继城市居住环境改善计划 (后又一举措，该方案同时包括了 2000 空气清新法案的个别措施，与交通相关的问题主要是在科伦坡居民区 。根据 通方面的空气污染 主要是由交通阻塞而导致的车辆排放差引起的。 目前，国家的燃料价格政策提高了柴油的使用率，但这更加重了空气污染。尽管有关专家建议应该更改家和政策 以 缓解这种 问题，但仍然没有有效的解决方案出台， 其原因 可能是考虑到政策出台后会加大居民的消费负担。与此同时，专家建议在缓解城市交通堵塞的同时 ，应该颁布相关政策以限制车辆进口，却依然没有回音。但科伦坡采取了一些重要措施通过提升交通网络来缓解城市交通堵塞。类似这种情况在其他城市如康提也出现过。在为科伦坡市做的未来城市发展规划中也提到 了科伦坡的洪水和排污问题。通过引用 府出台了一些政策性措施，尽量使道路建设中引起的对环境的破坏达到最小。最主要的缺陷是 对建设超过 10道路要求检测，其他的道路仅 适用“初始环境检验”（ 有关政策性措施将限制一些道路适应性差的车辆上路， 但由于极小量的严格的车辆检测和挂牌制度，这些措施没有得以执行，政府还出台了一些措施来限制私家车进入科伦坡市区以控制交通拥挤，但这也不太实际，毕竟城市里的公共设施非常有限。 基于 2000 年度空气清新法案，有关人士推荐了一些方案已解决与交通相关的许多的环境问题。其中一项积极的方案谈到减少交通车辆的 空气污染，包括到2010年停止使用含铅汽油，尽管到 2000年为止，市场上的无铅汽油指标仍未到达要求。其次，现在市场上有一种从使用汽油转变 到使用液化石油气的趋势，但这种趋势不是由于国家政策支持，而是由于液化石油气的价格低。然而这些政策性措施忽视了 行人周围的环境的恶劣和由喇叭引起的间歇性噪音问题以及欠缺对喇叭声级进行规范的相关标准。再者，也没有对敏感地区如医院、学校等交通噪音的强制性规范控制，或者某些限制大交通流路段边的设施（如医院）的建设的政策。 1 一、设计内容（论文阐述的问题） 开发设计用于检测线 装用 车制动性能试验的制动试验台。 1）前言（开发设计的必要性、可行性） 2）原理分析及方案比选 3） 整体布局方案 设计 4） 试验台结构 设计 （ 1）滚筒结构设计 （ 2） 惯量设计 4） 强度校核 5） 试验台操作说明 二、设计原始资料（实验、研究方案） 1）汽车检测站 反力式 制动试验台实物； 2） 510相关资料 ； 3）适合于 总质量小于 30006 座以下的小型客车； 4）试验时速不小于 40km/h 三、设计完成后提交的文件和图表（论文完 成后提交的文件） 1. 计算说明书部分： 提交设计说明书 1 份 （字数不少于 15000 字），内容包括： 1）设计的必要性和可行性 2）设计方案论证选择 3）结构设计及计算 4）强度校核计算 5）整体布置设计 6）结束语 参考文献（规范化） 2 2、图纸部分： 总装配图 1 张 滚筒 部分 总成图 1 张 零件图 2 3 张 四、毕业设计（论文）进程安排 序号 设计（论文）各阶段名称 日期（教学周） 1 明确任务、调研收集资料 第六、七周 2 整理资料、 方案设计 第八、九周 3 撰写开题报告、开题论证 第十周 4 设计计算、绘制设计草图 第十一、十二周 5 完成设计图，撰写设计说明书 第十三十五 周 6 完成设计说明书 第十 六 周 7 提交设计资料 、准备答辩、答辩 第十 七 周 五、主要参考资料 1陈焕江，汽车检测技术与设备 2机械设计手册 3. 期刊相关论文 共 49 页 第 1 页 装 订 线 摘 要 汽车制动性能的检测，作为机动车安全检测中最重要项目之一，一直是大家关注的焦点。制动检测设备怎样才能客观准确地检测出汽车的制动性能，使其更好地服务于社会、造福于人民，与我们的被检对象机动车的现状是分不开的。近几年来，我国机动车保有量急剧增加，机动车安全运行的问题越来越突出，加强机动车的管理，重视机动车辆的安全技术检测，成为整个社会，特别是公安、交通部门有待研究解决的重要课题。 由于 显著改善汽车的制动性能，现已成为汽车制动系统的基本设备，随着 汽车上的应用日益广泛，如何准确、快速、 有效地检测 作性能已是一项十分紧迫的任务。目前，国内外对汽车 作性能的检测广泛采用的方法是实际装车路试，但从试验情况来看，该法存在着三个方面的缺陷 :费用高、周期长、精度低。为克服这些不足，实现对 作性能检测台架化是一个有前景的方向途径。 本文正是针对这些情况而在检测台架化方面做了几点工作 : 关键词 ： 验台 ，制动性能，检测， 设计 共 49 页 第 2 页 装 订 线 he of of of of of is to of to it t be of In of in is at of is it is an to be of of to of to of BS it a BS on to BS a At on BS is it of In to to on BS is a at on of 共 49 页 第 3 页 装 订 线 目 录 摘 要 . 1 . 2 一：绪 论 . 5 1 1 课题背景 . 5 1 2 国内外汽车制动检测试验台的现状 . 6 1 3 本文研究内容及创新 . 7 1. 3. 1 本文研究的主要内容 . 7 文的主要创新 . 8 验台主要功能 . 8 验台开发中的关键技术 . 8 架检测法的特点及发展前景 . 8 二：方案比选 . 9 三：汽车 验台检测的基本原理 . 12 3 1 检测原理 . 13 3 2 模拟惯量的计算 . 14 3 3 实验台方案设计 . 15 四：制动实验台结构设计 . 15 4 1 主机参数的设计 . 15 4 2 轴的的设计 . 17 4 2 1 滚筒轴的设计 . 17 4 2 2 副滚筒轴的设计 . 18 4 2 3 飞轮轴的设计 . 18 4 4 联轴器，离合器，变速器以 及轴承及其密封件的的选取 . 20 4 4 1 联轴器的选择 . 20 4 4 2 离合器的选取 . 20 4 4 3 减速器的设计 . 20 4 4 4 轴承的选取 . 20 4 4 5 轴承密封件的设计 . 21 4 5 飞轮的设计 . 21 4 5 1、飞轮系统总体结构 . 22 4 5 2、飞轮模拟当量的确定 . 22 4 5 3 飞轮布置形式 . 24 4 6 调距装置的设计 . 24 4 7 机架和导轨的设计 . 25 4 7 1 机架的设计 . 25 4 7 2 导轨的选取 . 25 4 7 3 机架和地面的安装形式 . 25 共 49 页 第 4 页 装 订 线 五实验台设计零件的较核 . 25 5 1 滚筒轴的较核 . 25 5 2 飞轮轴的校核： . 29 5 3 轴承的较核 . 31 5 3 1 滚筒轴承的较核 . 31 5 3 2 飞轮轴轴承的较核 . 33 5 4 液压系统的校核 . 37 六试验台的使用说明 . 38 6 1 检测的准备工作 . 38 6 1 1 试验台的准备 . 39 6 1 2 被测车辆的准备 . 39 6 2 检测步骤 . 39 6 3 检测时的注意事项 . 39 6 4 制动台的调整 . 39 6 5 制动试验台的维护 . 40 结 论 . 42 1 论文的主要工作与结论 . 42 2 进一步的工作与展望 . 43 致 谢 . 44 参 考 文 献 . 45 附录 1 汽车防抱制动系统检测技术条件（ 510 . 46 中 华 人 民 共 和 国 交 通 行 业 标 准 . 46 共 49 页 第 5 页 装 订 线 一：绪 论 1 1 课题背景 随着我国汽车工业的飞速发展以及高速公路、高等级公路的大规模建设，车辆密集化和车辆高速化对车辆的制动系统提出了更高要求。对车辆安全性能的研究揭示，在道路交通事故中大约有 10%的事故是由于车辆在制动一瞬间偏离原定轨道或甩尾产生的，因而探讨各种高性能制动系统和完善制动性能是促进汽车 工业发展的重要措施之一。汽车制动防抱死系统 称 是为适应这一要求迅速发展起来的。 在车辆制动过程中防止车轮抱死造成轮胎在地面上打滑的一种机电一体化控制装置。 以明显提高制动过程中的操纵稳定性并同时缩短制动距离，大大提高了行驶安全性，是一种主动安全性技术。 国外从 70 年代就开始开发 品，致力于在汽车制动时避免车轮过早抱死。80 年代随着电子技术的不断发展， 断完善并得以广泛应用。随着世界汽车工业的迅速发展，汽车的安全性、舒 适性日益受到人们的重视。目前，西方发达国家己广泛采用 且己成为汽车的必要装备。有关资料表明，美国自 60 年代末、 70年代初开始在汽车上安装 70 年代末、 80 年代初，欧洲国家开始批量采用 年来， 我国也正在推广和应用 ,大部分轿车和客车均开始采用 缩短制动距离，防止侧滑，提高制动时的方向稳定性，从而大大改善了汽车的制动性能，减少了车祸，提高了汽车运行的安全性。 随着 置的广泛应用，检测 能也显得越来越重要。 能的好坏直接影响到行车的安全。我国现有的各种制动 检验台都无法检测装有 车的制动性能。目前装有 置的汽车，测试制动性能只能采用路试，道路试验需要建造 能专用跑道， 能专用跑道投资大，而且每次 能测试前，对试验路段要进行仔细地清洗，准备试验路段的时间较长、试验费用较高，而且道路试验过程存在一定安全风险。目前，我国只有海南汽车试验研究所的汽车试验场等少数单位才有 专用试验跑道。汽车生产商在推出一款新车型时对 能进行定型试验，一般须将新车型的样车送往海南 。对于汽车 产厂家批量生产的汽车品的质量检测和在用汽 车的 能定期测试，目前只有在道路上进行行车紧急制动，凭驾驶员的感觉来判断 工作是否正常。随着汽车市场对 求的大量增加，为快速、有效、经济地对 能进行检测，迫切需要采用室内试验台来对汽车 能进行试验研究。 2004 年 04 月国家交通部发布了交通行业标准(510汽车防抱制动系统检测技术条件 ”，标准规定了具有防抱制动装置的汽车制动系统的技术要求及检测方法。该标准的出台，为汽车 测试验台的研究开发提供了依据。目前，国内有关汽车 测试验台的研制报道不多，因 此迫 共 49 页 第 6 页 装 订 线 切需要研制一种适合检测 检测试验台。 1 2 国内外汽车制动检测试验台的现状 目前，国内外汽车制动检测试验台按检测时支承受检车轮方式可分为两种 :一种为滚筒式制动试验台，另一种为平板式制动试验台 ;而根据制动台检测制动性的原理，可将制动台分为惯性式制动检验台和反力式制动试验台两类。 汽车制动力检测是重要的安全检测 项目之一，无论是管理部门还是车主都十分重视汽车的制动性能。目前 ， 汽车检测线上常用的制动力检测设备主要是滚筒反力式制动力检测台，另外还有一种平板式制动力检测台，在汽车维修企业中采用的一种原理类似 “扭力扳手 ”的制动力检测杠杆或检测平板，则属于纯静态制动力检测设备。 滚筒反力式制动力检测台是使用最为普通的检测设备。它由电机通过传动装置驱动滚筒，滚筒带动车轮，并在汽车制动时，利用测力杠杆将制动力传给测力传感器。为增大车轮与滚筒间的附着系数，通常采用在滚筒表面刻槽或粘砂的办法。滚筒反力式制动力检测台的优点是测量的重复性比较好。这是因为它可精确控制电机驱动滚筒的转速，每次测量转速的变化不会太大，且车轮在滚筒上的位置也基本不变。也就是说测量的条件变化不大，所以这种设备测量的重复性较好。它最大的缺点则是由安置角 引出的。所谓安置角是指车轮中心与两个滚筒中心连线之间夹角的一半。由于不同型号车辆的轮径不同，而滚筒的直径和两个滚筒的中心距是固定不变的 (当然也有少数是可调的 )，所以对不同型号的车辆来说，安置角是不同的。小型车，车轮的安置角大，车轮对滚筒的正压力大，附着力也就大，这样就容易测到最大制动力 :而大车的情况则相反，往往需要施以附加载荷才能测到最大制动力。此外，滚筒反力式制动力检测台的驱动转速较低，滚筒表面的线速度一般为 5 h 左右，因此无法测到汽车在高速情况下的制动性能。 平板式制动力检测台在社会上已开始应 用，并得到 258动车运行安全技术条件的认可。它的检测原理是利用平板将汽车制动时的前冲惯性力 (数值与汽车制动力相等 )传递给平板下的力传感器。其优点是 :原理和结构简单，检测条件与汽车在道路上的制动状态类似，能充分反映汽车制动的真实性能 ;不存在安置角引出的问题 :还可设计成既能检测制动力。也能检测轴重、侧滑、悬挂等项目的汽车综合性能检测台，从而可大大减少占地面积，节约土建投资。当然，平板式制动台也有缺陷，即测量复现性不如滚筒反力式制动力检测台。这是由于在每次检测时驾驶员不能保证汽车的初始速度 和施加于踏板的力都一致，所以测量数据显示出较大的离散性。但必须指出的是，这种情况并不是测量设备本身的重复性不好，而是由于测量条件的变化而引起制动力检测数据的变化，这样的测量结果反而能真实反映汽车的制动性能，与道路试验的情况相似。对安全管理部门来说，制动力检测仅要求及格性判别，汽车制动力只要达到合格的标准就可以，车管部门并不需要知道汽车的撮大制动力是 共 49 页 第 7 页 装 订 线 多少。所以，因平板式制动力检测台简单、实用并接近路试情况，故值得推广应用，一段时间内取代滚筒反力式制动力检测台。但是由于目前的技术原因，平板式制动实验台的推广和应 用存在着很大的困难，因此应用很少。 扭力扳手式的制动力检测方法由于不存在附着系数问题，所以可以准确地测得汽车的最大静态制动力。但这种方法的效率较低，只适用于修理厂内部使用。 惯性式制动力检测台是一种动态制动力检测设备。它是利用电机或车辆本身的动力驱动滚筒，滚筒带动车轮，当汽车制动时，由于滚筒的转动惯量相当大，所以从制动开始到结束需要一段时间，通过测量制动初始速度和制动时间便可得到制动减速度。由于滚筒的转动惯量是事先知道的，这样就可以推算出车轮的制动力矩。但难办的是 :车轴和车轮的转动惯量不知道，如果略去不计则 会产生较大误差 ;如需精确测量，就要通过增设附加转动惯量，每车做两次试验，再对试验数据解联立方程才能得到较理想的结果。 为了解决传统惯性式制动力检测台的这种缺点，国内某研究所发明了一种 “动态校准的惯性制动台 ”。这种制动台是在带高速反拖的底盘测功机的基础上派生出来的，它利用大功率变频电机或汽车本身的动力使车轮在滚筒上高速转动，利用电涡流测功机给出标准制动力矩，对系统 (包括车轴和车轮 )的整体转动惯量进行测量和计算，从而可得出系统转动惯量的精确数值，避免传统惯性式制动力检测台需配备附加转动惯量的麻烦。 必须指出，各 种汽车制动力检测设备都有一些共性的问题。例如 :只要是动态测量，所测得的结果只能是最大制动力和附着力的小者，当附着力小于最大制动力时，只能测到附着力，因为在这种情况下制动效能无法充分发挥出来 ;只要是双滚筒式制力检测台，就不能避免因安置角而引出的问题，其制动机理与路试情况便会有一定差异。因此每种实验台都有他的优缺点。 1 3 本文研究内容及创新 1. 3. 1 本文研究的主要内容 由于目前 广泛应用于各种汽车，尤其是在轿车和客车领域得到了迅猛的发展，但是传统的制动试验台基本上都是检测汽车的制动力和制动时间等， 已经无法满足检测 车的需要，针对这种情况，本次设计就是在这方面作了一些尝试，在反力式制动试验台的基础上设计了一种惯性式滚筒式制动试验台，主要工作如下： 1） 试验台的方案设计； 2） 试验台惯量系统的设计； 3） 主要零部件设计； 4） 试验台总体设计； 5） 机械系统的设计及装配图和零件图的绘制； 共 49 页 第 8 页 装 订 线 6） 设计说明书和使用说明书的编写。 文的主要创新 1） 目前汽车 性能检测，通常采用道路试验，道路试验费用高且路试过程存在一定安全风险，本课题为汽车 测的室内试验台。不但可以检测 车的 滑移率，而且可以用用来检测汽车制动距离的一种动态制动试验台，从而使得检测结果更加符合实际情况； 2） 汽车 测试验台的关键技术是等效动力学模型，如何用滚筒及飞轮的转动惯量代替汽车移动的惯量是其中的重要问题； 3） 提出汽车 测试验台总体设计方案，为汽车 测试验台的研究开发提供一套完整的设计方法。 验台主要功能 本试验台能够完成对汽车常规制动性能和在用车辆 动系统的室内检测，其功能主要包括 : 1） 前后四轮同时检测，可测试出滑移率、制动距离 ,制动时间等参数，对汽车统性 能作出比较全面的评价； 2） 自动化程度高，选定 作性能检测或常规制动性能检测后，系统可在台架控制系统的控制下自动完成测试过程。 验台开发中的关键技术 1） 试验台架轴距调节及传动机构的变速调节技术； 2） 车辆在台架试验中安置角的合理确定； 3） 惯量系统的合理确定。 架检测法的特点及发展前景 相对于道路试验检测来说，台架检测方法具有许多突出的优点 : 1） 检测过程简单，时间短。针对 统制动性能的检测，每辆车只需要 3 此，如果将 测试验台安装到目前国内的汽车性能 检测线上使用，对整条检测线的检测速度影响很小； 2） 设备占地面积小，可以作为一个单独的工位加装在目前我国正在普遍使用的汽车性能检测线上，从而能够在汽车年检中完成对汽车 统的性能检测； 3)检测过程受环境因素影响较小。由于台架检测是在室内进行，所以不会受到天气、侧向风等自然条件的影响； 4)设备耗资低，根据市场需求可实行产业化生产。 台架检测法有许多道路检测法所不具备的优点，但是也存在一些不足，由于台架检测法所采用的方法是模拟路面制动状况并进行检测，不能反映出路面制动时的轴荷转移对制动过程的影响，同时受 到电子器件精度、汽车当量模拟精度等因素的限制，所以测试结果在一定程度上存在偏差。通过不断改进台架设计，充分减小台架自身不 共 49 页 第 9 页 装 订 线 足，尽可能选用高精度电子测试器件等措施，可以将台架测试的精度逐步提高。 目前，随着我国汽车保有量的逐年增长以及人们对道路交通安全关注程度的提高，在用车辆的常规检测项目中增加 统制动性能检测的必要性也随之日益提高，台架检测必随之广泛应用。 二：方案比选 目前，国内外汽车制动检测国内汽车检测线上最常用的制动检测设备就是反力式滚筒制 动试验台。 但反力式滚筒制动试验台检测时，汽车不动 ，只是滚筒带动车轮转动，是一种静态检测，不能检测汽车动态制动情况下的制动力。检测车速较低，一般在 5km/h 共 49 页 第 10 页 装 订 线 以下，且只有一个固定的车速。由于速度太低，对于装有 汽车 , 统尚不起作用 ,即使起作用测得的制动力由于汽车未处于抱死状态，也就低于其实际制动力 ,因此反力式滚筒制动台也不适合检测 统的性能。 因此 ,随着 统的大量应用 ,需要一种新的检测方法来检测汽车的制动效能 ,惯性式制动检测台就是一种是模拟道路行驶动能检测车辆制动性能的装置，。因此 惯性式检测台的转速比反力式滚筒台的转速高的多，速度一般都大于 40km/h,适合 结果更加可靠和可信。 本次设计就是设计一种主要是用来检测轿车整车制动性能的惯性式制动试验台 。 目前惯性式制动台主要有两种 ,一种是平板式的 ,一种是滚筒式的 维修方便等优点 ,但如前面分析也有致命的缺点 ,缺点主要有如下几方面 1） 测试的重复性不好； 2） 安全性差 ,若附着性能不好 ,汽车容易跑车 ,而造成事故； 3） 检测技术也不成熟 ,定量分析以及传感技术和计算机后处理的要求很高 ,有待 于电子技术的进一步发展 .。 而滚筒式制动台却没有这些缺点 ,它最大的缺点就是由安置角引起的 ,会因为轮胎直径的变化而引起检测结果的误差 此惯性滚筒式在平板式的问题没有解决前是最好的检测方法。 目前惯性滚筒式制动实验台也主要有两种 , 一种是电动机驱动的惯性式滚筒 制动试验台如图 1，另外一种就是发动机驱动的惯性式滚筒制动试验台如图 2，其中发动机驱动的惯性式滚筒制动试验台，受检车辆发动机驱动，前后轴同时检测的惯性式滚筒制动试验台，受检汽车前后轴车轮分别安置在台架前后各对滚筒上，左右滚筒组通 过变速器串接，前后滚筒组经传动轴联结，飞轮的作用是增加滚筒系统的惯量。受检车辆的驱动力经驱动轮带动台架后滚筒组（设汽车为后轮驱动）转动，并经过传动轴带动前滚筒组同步转动。汽车在台架上运行速度由受检车辆控制。该试验台相对于电动机驱动的试验台来如果轴距单一来说具有结构简单，只需要通过汽车本身就可以控制，比较适合于工厂内部的实用，但是对于汽车检测企业来说，由于需要检测不同类型的得汽车，需要不断的调整轴距，而调整轴距的方法也主要有两种，一种是采用带轮，但是由于调节的距离太长，因此不适合在本试验台上使用，另外一种就是 采用 共 49 页 第 11 页 装 订 线 3564 1 271 滚筒装置 2 飞轮系统 3 调距装置 4 举升装置 5 电机 6 联轴器 7 变速器 图 1 电动机驱动惯性式滚筒制动试验台结构简图 73564 1 21 滚筒装置 2 飞轮系统 3 调距装置 4 举升装置 5 链轮系统 6 联轴器 7 变速器 图 2 发动机驱动惯性式滚筒制动试验
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