轿车制动器性能试验台设计--文献综述

制动系统是汽车中不可缺少的一部分。因为汽车在行驶过程中会遇到一系列不同的情况，它需要汽车的驾驶者不断的去调整汽车以期能够平稳的前行，因此，汽车上必须设一系列的装置，对汽车进行一定程度的强制制动。这一系列的专职就是制动系统。而制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件。制动器的优越的性能一定程度决定了制动系统的优越，也更能保障驾驶员的驾驶安全。在各类汽车所使用的摩擦制动器可分鼓式制动器和盘式制动器。

汽车的制动性是确保车辆行驶的主、被动安全性和提升车辆行驶的动力性的决定因素之一。重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障。而制动器是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全部件，所以它的工作性能就显得尤为重要。因此，进行制动器试验，检铡其装配质量，评价它的综合性能，成为改善制动器制动性能不可或缺的一部分。所以，研制一种模拟性能好、试验精度高的制动器试验台十分必要．

近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，制动器的重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。制动装置需要转换和吸收的动能，与汽车制动初速度的平方和总质量成正比；其需要产生的制动力则与汽车总质量成正比，与制动初速度相对来说关系不大。在汽车的发展过程中，速度和总质量两个参数始终处于不断攀高的状态，这就要求制动装置在更短的时间内吸收越来越大的能量，并产生接近车轮滑移界限的制动力。汽车速度的提高对制动器的性能提出了更高的要求，不断改善汽车的制动性，始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。同时，世界各国和制动器制造企业对制动器制动性能都提出了各种标准。为了制动器的性能达到更高的水平，以尽量提高汽车的安全性和可靠性，这对制动器试验台的准确性和高精度性提出了更高的要求。因此制动器试验台的设计具有广泛的应用前景。

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。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。 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，世界上通用检测制动器的性能的方法是用惯性试验台来模拟制动器总成的制动工况，从而测试其各项性能。

汽车工业高度发达的发达国家对制动器试验台的研究相对较早，实验技术相对成熟。如德国 Carl Schenck AG公司，德国 Froude Hofmann 公司以及美国CHASE 公司等研制的制动器试验台，都体现了他们先进而精湛的实验技术。

其中德国 Carl Schenck AG公司研制的惯性制动器试验台，能过同时对两个制动器进行实验。它的基本原理就是以一定角速度旋转的惯性飞轮的动能来模拟汽车的动能，并在制动时为被制动器所吸收，从而检测出制动器的性能参数。

相对于发达国家的先进的技术，国内的汽车工业水平平均比发达国家汽车工业水平落后了二十年，国内的制动器实验技术也就相对的落后了，国内的制动器试验台主要依赖与进口，但随着对外国先进技术的消化吸收和自主创新，国内的制动器试验台技术也取得了巨大的进步，并填补了这一空缺。典型的国产制动器试验台有天津大学天津内燃机研究所研制的ZDQ型制动器试验台和吉林大学机电设备研究所研制的JF系列试验台等。ZDQ制动器试验台是基于国家汽车行业标准QC/T654-2000《摩托车和轻便摩托车制动器台架试验方法》而开发设计的，采用机械惯量模拟和电惯量模拟相结合的摩托车惯量模拟方式，是用于评价摩托车和轻便摩托车制动器性能的专用检测设备。该试验台能够完成标准QC/T654-2000中规定的效能实验、磨合实验等所有实验项目，并能在实验过程中检测和记录很多实验参数，如制动初速度、蹄片温度、制动减速度、制动次数、制动间隔时间、制动操纵力、制动力矩、制动距离和主轴转速等[7]。

但国内的制动器实验技术与国外先进实验技术还是有着较大的差距，国外已经在电惯量技术方面取得了显著的成绩。减少或取消机械惯量部分，利用调整系统及计算机控制进行补偿，使实验系统动力特性与具有大质量惯性轮系统一致，即受载后转速变化一致，则系统就是“电惯量”系统，其控制技术就是“惯量电模拟”技术。采用这种技术，可减少原实验系统的结构尺寸，通过控制参数调整

系统惯量，提高实验精度。国内的制造和加工技术水平与国外水平差距不是很大，但国外有着非常先进的控制技术，在信息采集、信息处理、数据分析方面有着丰富的经验，这限制了国内实验技术的发展。所以，迫切需要提高国内实验技术的控制技术，学习国外的先进经验，通过提高试验台软件部分的水平，逐渐缩小与国外的先进实验技术的差距。

试验台在软件总体设计上可分为两部分: 一部分为用户交互界面部分, 包括: 主菜单、仪表、操作、试验进程及状态几大区域; 另一部分为后台的应用程序部分, 包含信号采集、数据处理、控制算法和指令处理四部分。试验台在软件总体设计上可分为两部分: 一部分为用户交互界面部分, 这部分实现系统与用户的直接交流, 使用户能够将试验中的外界限定条件输入到试验系统当中, 并在试验结束后直观地了解他们所需要的信息, 用户交互界面在PC 机上直观的显示为主窗口界面, 它直接与用户进行交互, 在其下级又分为文件菜单、试验菜单、参数菜单和关于软件四部分。另一部分为后台的应用程序部分, 本部分包含信号采集、数据处理、控制算法和指令处理四部分, 其中信号采集部分的功能是通过用户界面获得试验时的外界条件和试验中所测的信号, 包括模拟信号采集、数字滤波和开关量采集与处理; 数据处理的功能包含对试验数据的处理、试验数据报表和试验曲线处理、打印数据和曲线处理三部分; 控制算法包含力矩、压力、转速三部分; 指令处理包含指令编辑、识别、运行和管理三部分。

随着我国汽车工业和技术的快速发展，对车辆制动器的性能质量和控制方式提出了更高的要求。对制动器试验台的研制为进行制动器的基础研究和性能测试提供了有力的技术手段，对确保汽车制动系统正常可靠工作至关重要，同时具有广泛的应用前景。

本文严格参照国家制动器试验标准和性能要求，研究了单端惯性式制动器性能试验台的设计。它以机械惯量来加载，通过调整飞轮组合，可以模拟各试验所需惯量。该试验台适用于轻、中型液压和气压系统驱动的盘式制动器。本文以设计试验台为核心，并首先阐述汽车制动器的设计原理和方法，介绍各型式制动器的优缺点及选型；之后，通过研究影响制动器效能的因素，了解检测制动器制动性能的关键；然后经过比较国内外制动器试验标准及性能要求，了解我国制动试验标准的不足，并提出了几点建议；最后，分析了制动试验结果的实际意义。

参考文献：