卡丁车制动性能检测报告

卡丁车制动性能检测报告姓名学号：班级：教师：目录第一章——制动性能检测系统概述 (2)1.1绪论...................... .. (2)1.2制动系的基本工作原理 (2)1.3车辆制动性能试验台的研究意义 (3)1.4三种常见检测试验台的优缺点比较 (3)1.5 反力式滚筒制动试验台工作原理 (4)第二章——检测系统平台的结构设计 (4)2.1设计目的 (4)2.2检测对象 (5)2.3常见的滚筒式检测机构设计图 (5)2.4惯性式滚筒制动试验台基本结构 (5)2.5 制动试验台主要装置参数的选择 (7)第三章——传感器选择及数据采集 (10)3.1 汽车制动试验台检测系统组成 (10)3.2 单片机 (10)3.3 传感器 (10)第四章---软件平台部分的实现 (18)4.1 串口通信子程序 (18)4.2 变频器控制子程序 (19)4.3制动信号采集程序........... . (20)4.4滚筒转速检测程序 (21)4.5刹车距及跑偏量计算程序 (21)第五章---参考文献 (21)第一章——制动性能检测系统概述1.1 绪论制动性能的检测对所有车辆都极其重要，它关系到人的安全，是车辆安全行驶的重要保障[1]。

制动性能体现在制动距离上。

制动距离包括车辆左右轮的制动距离。

制动性能的好坏还体现在轮的制动距离是否合格，是否有跑偏量等。

1.2 制动系的基本工作原理1—制动踏板； 2—推杆； 3—主缸活塞； 4—制动主缸； 5—制动油管； 6—制动轮缸7—轮缸活塞； 8—制动鼓； 9—摩擦片； 10—制动蹄； 11—制动底板； 12—支承销； 13—制动蹄回位弹簧制动系工作原理示意图制动系不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保持一定的间隙，使车轮和制动鼓可以自由旋转。

要使行驶中的汽车减速或停车，驾驶员应踩下制动踏板1，通过推杆2和主缸活塞3，使主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞7推动两制动蹄绕支撑销12转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上，这样，下旋转的制动蹄就对旋转着的制动鼓作用一个摩擦力矩M，其方向与车轮旋转方向相反。

制动鼓将该力矩M传到车轮后，由于车轮与路面间有附着力作用，车轮对路面作用一个向前的周缘力Fa，同时路面也对车轮作用着一个向后的反作用Fb，即制动力。

制动力Fb由车轮经车桥和悬架传给车身及车架，迫使整个汽车产生一定的减速度。

制动力越大，则汽车减速度也越大。

当放开制动踏板时，回位弹簧13即将制动蹄拉回原位，摩擦力矩M和制动力Fb消失，制动作用即行终止。

显然，阻碍汽车运动的制动力Fb，不仅取决于制动力矩M，还取决于轮胎与路面间的附着条件。

[2]如果完全丧失附着，则这种制动系事实上不可能产生制动汽车的效果。

在讨论制动系的结构问题时，一般都假定具备着良好的附着条件。

1.3 车辆制动性能试验台的研究意义我们知道，路试法虽是最直观、最真实的一种检测方法。

但路试法需要专业的试验场地，在我国专业的试验场地并不多，国家级的汽车试验场只有四个：海南汽车试验场、襄樊汽车试验场、中国定远汽车试验场、北京通州汽车试验场。

所以难以推广，并不适合我国的国情。

另外路试法对汽车会产生一定的磨损，并且在进行路试时每次都须将各种传感器安装在汽车的车轮或车轴上，来采集汽车在路试的时候的制动数据，这样就很难避免每次装卸这些传感器所造成的误差。

过去曾发生过在路试时合格，而在台试时却不合格，最终按照路试的检测结果作为最终检测结果。

这便体现出路试与台试存在不统一的问题，动态制动检测系统是建立在路试法的基础上，用台试的方法来进行路试的检测。

这样我国的汽车检测事业将更加科学化。

[3] 汽车制动器台架试验是制动器强制检定项目，它模拟汽车的制动过程，以台架试验的方式来测试制动器总成的制动效能、热稳定性、衬片磨损以及强度等各项性能，从而揭示其内在的统计规律性，找出其存在的问题并提出解决的方法，确保道路交通安全。

它的优点是能迅速、准确地检测制动性能，不受气候条件限制，试验重复性较好，能定量地指示各轮的制动力或制动距离，有利于分析前后轴制动力的分配及每轴制动力的平衡状态，制动协调时间等参数，给故障诊断提供可靠的依据。

现在，台架试验检测已成为汽车诊断与检测最常用的方法。

目前应用较为广泛的是滚筒反力式汽车制动试验台，其测试条件固定、重复性好、结构简单、操作安全性能好，是我国各类检测站检测汽车制动性能的主要设备[4]。

1.4 三种常见检测试验台的优缺点比较1.4.1反力式制动检测台优点：1.安全保护作用，即只有在被测车轮同时压下左右制动检测台的第三滚筒时，滚筒才能被启动，因而可以避免操作人员误操作而造成伤害。

2.滚筒反力式制动检测台测试工况稳定，重复性好。

[5]缺点：1.很难测得实际制动力，并且很难测得制动器的制动力最大值。

2.悬架中减震器性能得不到检测。

3.测试效率低，采用滚筒反力式制动检测台检测制动性能时，对车辆各轴的检测是分开进行的，从而影响了车辆的测试效率。

1.4.2平板式制动检测台优点：1.结构简单，省去了滚筒反力式的两个大功率电动机，耗电小，它的耗电量仅约为滚筒反力式的1/100。

2.操作简单，测试速度大大加快，检测时只需开上测试平板踩一脚制动，即可同时完成前后桥的制动、轴荷、侧滑、减震器等检测，效率高。

3.安装简单，降低了混凝土工程造价。

4.维修保养量低，几乎不需要日常保养。

[6]缺点：1.很难检测车轮阻滞力，车轮阻滞力是车轮不进行制动时的阻力，由于受平板长度限制，较难准确检测阻滞力。

2.检测范围有限，对于双后轴、三后轴的车辆，很难单独测取各桥的制动力值。

另外，不方便检测半挂车，全挂车，不能检测超长、超重、超宽车辆。

3.检测数值重复性差，由于驾驶员踩制动踏板所用力不同，每次测试条件很难保持一致，所以每次测得的制动力会有较大差异。

1.4.3惯性式滚筒检测试验台优点：惯性式滚筒制动方法的实验条件接近汽车的实际行驶条件，可在任何车速下测试。

缺点：其试验台结构复杂，占地面积大，且检验的车型范围受到一定限制。

1.5 反力式滚筒制动试验台工作原理在这里，我们选择的是反力式滚筒制动检测台。

反力式滚筒制动试验台是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示、控制装置组成。

每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。

进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通）。

通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。

车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。

此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动器的摩擦力矩，维持车轮继续旋转。

同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩擦力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。

从测力传感器送来的电信号经放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由打印机打印出来[7]。

第二章——检测系统平台的结构设计2.1设计目的本文给定卡丁车质量150kg,尺寸1.8x1.5m，轮子直径400mm。

为测定当卡丁车以20km每小时的速度运行时的跑偏量及制动距离，所以设计以下试验台，进行测试。

2.2检测对象本文检测对象主要是卡丁车的制动距离，跑偏量。

设计该结构主要包括测试装置的原理及各个组成部分的尺寸。

2.3常见的滚筒式检测机构设计图目前, 滚筒式制动试验台多采用单轴测试式, 因为滚筒转速很低, 所以减速箱的减速比很大, 且要求结构紧凑不致高出地面。

通常采用较多的是一级蜗轮蜗杆加一级或两级齿轮传动; 或者采用一级皮带传动加一级蜗轮蜗杆和一级齿轮传动. 因此可初步估算出减速箱的传动效率，为各级传动及轴承效率的连乘积【1】。

如图所示。

四个滚筒分左右各两个构成一组, 每组滚筒间无联系, 由各自的电机通过减速箱驭动, 两个滚筒的传动则通过链条完成。

本文在设计机构的过程中对传统的单轴测试进行了改进，通过离合器连接两轴。

2.4惯性式滚筒制动试验台基本结构滚筒汽车制动试验台的结构简图如下图所示。

它由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试装置和一套指示与控制装置组成。

电动机减速器测量显示器离合器链传动飞轮2.5 制动试验台主要装置参数的选择2.5.1 主、从动滚筒参数的选择滚筒的选择与储存的能量的大小有关，车速为20km/h 即5.56m/s ，车重为150kg ，所以J mv E k 52.231856.5150212122=⨯⨯== 滚筒旋转所储存的能量为：22222256.54141212121⨯==⨯⨯==铁ρπl R mv w mR Jw E k 由上面两个式子可以得出单个滚筒的尺寸符合：33210121.6m l R -⨯=由于制动试验台采用滚筒中心距不可调式，因此减小滚筒直径，可使车轮在试验台上的安置角增大，增加试验台的稳定性，提高车轮与滚筒间的附着力，节省驱动电机功率。

但滚筒直径不能过小，否则车轮的滚动损耗将明显增加。

综上所述，本汽车制动试验台选取的滚筒直径为200mm ，滚筒长度为500mm 。

2.5.2 机械平台结构本系统适用于卡丁车测试其制动系统的工作情况，具体测试数据包括该卡丁车（车重150kg ，车长1.8m ，车宽1.5m ，车轮直径400mm ，后轮制动）在20km/h速度下的制动距离及跑偏量。

滚筒组相当于一个活动的路面，来承载被检的车辆，承受和传递制动力。

车轮制动力测试单元由一对直径相同的主、从动滚筒组成。

每个滚筒的两端分别用滚动轴承与轴承座支承在框架上，且保持两滚筒轴线平行。

当质量为M 车的卡丁车在车速0v 时刹车时，系统总能量表达式为：2211()4()22o E M M v J ω=++人车轮轮其中：020km /v h =，=50M kg 人，，400D mm =。

如果忽略四个车轮转动动能，最后得到卡丁车运动时的总能量为：2122E E J ω==⨯飞轮飞轮飞轮 22o v J J r ω⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭飞轮飞轮飞轮滚筒因为所用的圆筒为空心圆柱，其质量远远小于飞轮质量，则可忽略其转动惯量。

假定一个飞轮质量为，则转动惯量可近似为：212J m r =飞轮飞轮飞轮则 ： 22021112222o v r v E m r m r r ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭飞轮飞轮飞轮飞轮滚筒滚筒 假定用合金钢材料制作飞轮，其密度为 ：337.8510kg m ρ-=⨯⋅，在此规定飞轮的厚度：=0.08h m 飞轮则根据公式2m r h ρπ=飞轮飞轮飞轮可确定滚筒半径为：r m =飞轮车轮在滚筒上的安置角是指车轮与滚筒接触点的切线方向与水平方向的夹角，经查阅资料及由经验值可知道，当安置角30α=为滚筒的最佳安放位置，滚筒中心距。