测试技术作业

西南交通大学

题目：汽车制动检测系统的研究班级：

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一、制动检测技术综述

1.1 汽车检测技术的发展

汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展早期，汽车检测主要是有经验的专业人员通过眼看、耳听、手摸的方式进行。随着现代科学技术的进步，运用各种先进的仪器设备，安全、迅速、准确地对汽车进行不解体检测，其发展日趋完善。国外一些发达国家，早在20 世纪四五十年代就研制成功一些功能单一的检测或诊断设备，并发展成为以故障诊断和性能测试为主的单项检测诊断技术。进入20 世纪60 年代后，检测设备应用技术获得较大发展，设备使用率大大增加，逐渐将单项检测诊断技术联线建站，成为既能进行维持诊断，又能进行安全环保检测的综合检测技术。随着微机的发展，不仅单个检测设备实现了微机控制，而且于20 世纪70 年代初出现了检测控制自动化、数据采集自动化、数据处理自动化、检测结果自动存储并打印的现代综合检测技术，其检测效率极高。进入20 世纪80 年代后，一些先进国家的现代检测技术已达到广泛应用的阶段，不仅社会上的汽车检测站众多，而且汽车制造厂装配线终端和汽车维修企业内部也都建有汽车检测线，给交通安全、环境保护、节约能源、降低运输成本和提高运输能力方面，带来了明显的社会和经济效益。我国的现代仪器设备诊断起步较晚。在20 世纪六七十年代，国家有关部门虽然也从国外引进过少量检测设备，国内不少科研单位和企业对检测设备也组织过研制，但由于种种原因，该项目技术一直发展缓慢。进入20 世纪80 年代以后，随着国民经济的发展，特别是随着汽车制造业、公路交通运输业的发展，和进口车量增多，我国的机动车保有量迅速增加。汽车增加必然带来一系列社会问题，如何保证这些车辆安全运行和降低社会公害，逐渐提到政府有关部门的议事日程上来，因而促进了汽车诊断与检测技术的发展，使之成为国家“六五”期间重点推广的项目，并视为推进汽车维修现代化管理的一项重要技术措施。

1.2 车辆制动性能检测的意义

安全、环保和节能构成了当今世界范围内汽车发展需解决的三大问题。制动性能是汽车在行驶中认为地强制降低行驶速度并根据需要停车的能力。汽车的制动性是汽车主动安全的主要安全的主要性能之一，制动性能的优良与否直接关系到汽车性能的安全性。是汽车行驶安全的重要保障。有关资料表明，因制动不良而导致的道路交通事故占事故总数的1/3。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。随着我国经济的发展，汽车的数量与日俱增，为了确保公路安全，行车出厂前，厂家需要对车辆进行整车安全检测。随着电子技术和机械加工工业的发展，在传统检测方法的基础上，逐步发展成现代汽车诊断与检测技术。汽车检测通常指使用现代检测技术和设备、合计算机、自动控制等高技术来检测汽车技术现状，它是一门综合性的应用科学。

1.3 基本检测方式

车辆制动性是指车辆在行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向不变坡道上长时间保持停驻的能力。车辆制动性是车辆的重要性能之一，它的好坏直接关系到交通安全。因此，车辆制动性试车脸检测的重点，也是车辆安全性能检测的重要指标之一。制动性能测试的方法主要有路试法和台试法。路试法主要是在道路上对汽车制动性能进行检测，此方法易受气候、道路等诸多条件的限制；

台试法主要在室内进行，测试条件稳定，测试手段较为安全且易实现。因此，汽车制动性能测试绝大多数采用台试法。根据规定，利用制动性能试验台对汽车的制动性检测要求符合以下标准（以两轴车为例）：①制动力。空载时，汽车制动力总和与整车质量的百分比≥60 ％，前轴制动力与前轴轴荷的百分比≥20％，后轴制动力与轴荷的百分比≥20 ％。②制动力平衡。在制动力增长的全过程中，左右轮制动力差的最大值与该轴左、右轮制动力大者之比对前轴≤20 % ，后轴≥24 ％。通过制动试验台进行制动力的测量，并以车轮制动力的大小和左、右车轮制动力的差值来综合评价汽车的制动性能。根据测试原理不同，汽车制动试验台可分为反力式和惯性式；按检测台支撑车轮形式不同，可分为滚筒式和平板式；按检测参数不同，可分为测制动力式、测制动距离和综合参数三种；按检测台检测车轴数，可分为单轴式、双轴式和多轴式三种；目前国内广泛采用滚筒反力式汽车制动检测台和平板式汽车制动检测台。

二、三种基本检测平台的原理分析

2.1、平板式制动检测平台

2.1.1平板式制动检测平台简介

平板式制动试验台是由测试平板、传感器、数据采集系统等构成的集称重、制动性能测试为一体的汽车检测设备。

2.1.2平板式制动检测平台原理分析

检测时, 被检车辆以2km/h～

10km/h 车速驶上测试平板, 操作员根

据显示信号踩下制动踏板, 使车辆在测

试平板上制动直至停车。与此同时, 数

据采集系统采集制动过程中的全部数据,

并作分析处理, 然后把制动性能的测试

结果显示出来。

平板式制动试验台能检测出汽车行

驶制动过程中重心前移后的制动效果。在平板式制动试验台上检测制动

性能时, 汽车比较接近实际行驶状态, 具有与实际行驶制动中完全相同

的受力情况, 如图 1 所示, 图 1 中忽略了汽车滚动阻力偶矩、空气阻

力以及旋转质量减速成时产生的惯性力偶矩。

Xb1——前轮制动平板制动力; Xb2——后轮制动平板制动力;

Z1——制动平板对前轮的法向反作用力; Z2——制动平板对后轮的法

向反作用力; L——汽车轴距; G——汽车重力; a——汽车质心至前轴

中心线的距离; b——汽车质心至后轴中心线的距离; Fj——汽车的惯

性力; hg——汽车质心高度。

对后轮接触制动平板点取力矩得 Z1L = Gb+Fjhg 由上式可以

看出, 汽车在制动平板上制动, 作用在汽车质心上的惯性力 ( Fj ) 使

用权车辆质心前移, 从而增大了平板对前轮的法向反作用力 ( Z1) 。

前轮在平板制动力( Xb1=Z1φ , φ为平板附着系数) 也随着 Z1 的增

加而增加。由于轴荷前移, 平板对后轮的法向反作用力 Z2 减小, 后轮

制动力 Xb2 也随着减小。平板式制动试验台检测的是动态汽车, 因而

能够反映出汽车行驶制过程中轴荷重新分配的制动效果———前轮制

动效果因汽车惯性力的作用而提高。

2.2、反力式制动检测平台

2.2.1反力式制动检测平台简介

在滚筒式制动试验台上测量制动性能时, 汽车是静止不动的, 试验台滚筒转动, 制动过程中没有质心前移引起轴荷的再分配问题。因此滚筒式不能检测出车辆行驶过程中的制动效果。测得的最大制动力与测试车轮的安置角、非测试车轮的制动性能、滚筒的附着系数有关。

2.2.2反力式制动检测平台原理分析

在采用工业控制计算机为核心的多功能测试系统中,检测站检测单元及业务节点采用 Windows 2000 Server 和 Microsoft Windows2000 Professional 系统平台。系统数据库采用 Microsoft SQL Server 2000 标准版本。应用 TCP 协议建立网络通讯平台, 实现拓扑 QS 结构网络构架。检测系统采用 Visual C++6.0 开发系统, 数据库统计采用 Delphi 开发语言。

FZ- 10C 型反力式滚筒制动试验台是欧洲模式的制动检验台, 具有较大滚筒直径和较高测试速度, 滚筒表面为新型的高性能高附着系数的粘结材料, 并带有第三滚筒停机装置等特点, 可对汽车左、右最大制动力、阻滞力、制动力平衡等项目进行测试。该试验台采用全自动工作方式, 配备有 RS- 232 通讯接口, 方便联网。电气仪表部分带有轴重信号处理单元。FZ- 10C 型反力式滚筒制动试验台由左右各一对滚筒、电动机、减速器、传动链、测力传感器和指示、控制装置等组成。检测时, 汽车一轴车轮停在滚筒上 (其余车轴的车轮支撑在地面上) , 电动机驱动滚筒带动车轮转动, 达到检测车速后, 驾驶员急踩制动踏板制动车轮, 电动机仍继续驱动滚筒转动, 向车轮施加一个与制动力矩方向相反的力矩, 直到车轮制动才停止转动。此时, 测力传感器测得的滚筒对车轮的切向摩擦力即是该检测条件下需检测的车轮制动器的制动力。

2.3、惯性式制动检测平台

2.3.1 惯性式制动检测平台简介

惯性式制动试验台的滚筒相当于一个移动的路面，试验台上各对滚筒分别带有、轮，其惯性质量与受检汽车的惯性质量相当。因此滚筒传动系统具有相当于汽车在道路行驶的惯性，制动时，轮胎对滚筒表面产生阻力，虽然这时驱动滚筒传动系统的动力(如电动机或汽车发动机的动力)已被切断。但由于滚筒传动系统肯定有一定的惯性，因而滚筒表面将相对于车轮移过一定距离。由此可见，在惯