10t制动试验台设计本科生毕业论文.doc

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1、 摘 要 随着中国经济的发展人民生活水平的提高，汽车不再成为一个奢侈品，饱有量逐年提高，伴随而来的是日益显著的行车安全问题。汽车有传动系，行驶系，转向系，制动系，本文主要涉及制动系。显而易见制动系的好坏将对汽车的安全行驶产生直接而重大的影响。通过制动试验台可以对汽车制动系统的好坏进行检测，对制动试验台参数的深入研究与合理选择，是提高试验台检测性能准确性与可靠性的关键，间接保证行车安全，也就是保证了运输经济效益。关键词： 行车安全；制动系；制动试验台；制动试验台参数 Abstract With the improvement ofChinas economicdevelopment of the

2、 peoples living standards, the automobile is no longer a luxury, Hasgradually increasedthe amount ofsaturated, Accompanied by theincreasingly significantissueoftraffic safety. There powertraincar, drivingsystem, steering system, brake system, this papermainly involvesbraking system. Obviouslythe qua

3、lity ofthe brakingsystemofsafe drivingcarswillhave a directand significant impact. The quality ofautomotive brakesystemscanbedetected by thebrake tester, In-depthstudy of thebrake testparametersandreasonable choice,Detection performanceis a keytest bedto improvethe accuracyand reliability，Indirecten

4、sure traffic safety,which isto ensure that theeconomic benefits oftranspor.Keywords: Traffic safety;braking system;brake tester;brake testparameters 目 录第1章 绪论1 1.1 引言11.2 论文主要研究内容及方法21.2.1 主要研究内容21.2.2 研究方法3第2章 制动试验台概述32.1 平板式制动试验台32.1.1 概述32.1.2 平板式制动试验台结构42.1.2 平板式制动试验台的工作原理52.2反力式滚筒制动试验台62.2.1 概述

5、62.2.2 反力式滚筒制动试验台的结构72.2.3 反力式滚筒制动试验台的工作原理9第3章 两种试验台的比较103.1 概述103.2 平板制动试验台的优点113.3 平板制动试验台的缺点113.4 滚筒制动试验台的优点123.5 滚筒制动试验台的缺点12第4章 汽车制动试验台总体方案13 4.1 引言134.2 制动试验台的总体构成134.3 制动试验台的工作原理154.4 制动试验台力学分析164.4.1 检测时车轮受力分析174.4.1 影响制动结果检测的因素分析18第5章 汽车制动试验台结构设计19 5.2 设计依据和要求195.3 滚筒设计215.4 滚筒式制动试验台测试能力分析2

6、35.5 制动力测量装置245.6 减速箱设计及零件选择275.6.1 蜗轮蜗杆的设计275.6.2 轴的设计29 第一章 绪 论1.1 引言 随着中国经济的发展人民生活水平的提高，汽车不再成为一个奢侈品，饱有量逐年提高，伴随而来的是日益显著的行车安全问题。汽车有传动系，行驶系，转向系，制动系，本文主要涉及制动系。显而易见制动系的好坏将对汽车的安全行驶产生直接而重大的影响。通过制动试验台可以对汽车制动系统的好坏进行检测，对制动试验台参数的深入研究与合理选择，是提高试验台检测性能准确性与可靠性的关键，间接保证行车安全，也就是保证了运输经济效益。本课题所适用对象为各类中小型汽车（最大轴重10t）。

7、 如果要检测一辆汽车是否能够安全行驶，显而易见，对汽车制动性能的检测是必不可少的。同样，对汽车进行故障和调试修理也需要检测汽车的制动性能。最初检测技术比较落后，在实际道路上检测，依靠人们的经验来定性，不过伴随着不解体在线检测技术的发展，现在在试验台上通过仪器来对汽车进行较为精确的定量和定性的检测。制动试验台检测汽车的制动性能，较于道路实测，有着诸多的优势，它可以测出每个车轮的制动力还有制动协调时间，并以此得到汽车单位制动力。同轴上两个车轮的制动状况也是不尽相同的，比如说左右制动力实际上是不相等的，并且制动力增大的时间也是不同的。试验台也能测出这些差异，从而避免了一些实测状况下出现的测量问题1。

8、 正如我们所知，平板式和滚筒式是汽车制动试验台最基本的两种形式。平板式制动试验台进行测量工作时，相对滚筒式有着更高的要求，它需要一个助跑道，这是因为它在工作时需要汽车有一定的初速度。对比之下，滚筒式制动试验台就要简洁轻便的多了，它的占地面积要小了许多，并且在进行试验的时候还可以进行一定的调整，操作简单易行，对故障的分析也很方便，鉴于此而被普遍的认同和接受，它的测试方法如下：先让汽车熄火处于非工作状态，然后测定相关参数，例如车轮的制动力，制动距离。它又可分为反力式和惯性式。相对于反力式，惯性式是比较接近实际的情况的，这是因为实验时，被测汽车的车速是比较高的，比较接近实际的状况。虽然如此，但普遍使

9、用的却是反力式。因为惯性式是要求测量每个车轮的制动距离，而在国家的标准中，是没有这一项的，也就是说这个性能指标不是标准量，所以对结果进行评估时，要将非标准量化为标准量，也就是说每个车轮的制动距离要化为整车的制动距离，但是随之而来的问题是，会有一定的误差，那么要尽量消除这个误差而得到较为精确的结果，就不得不做大量的对比实验，这样就增加了很多的工作量。由于上述的原因，人们普遍使用的是反力式制动试验台。汽车行驶上制动台后，当车轮放置在正确的位置后，左右两边的第三滚筒就会被压下，这时电机才能启动。电机会驱动主动滚筒转动，而主动滚筒通过链条带动从动滚筒转动，通过滚筒与车轮之间的摩擦力，车轮开始旋转并带动

10、第三滚筒转动。一段时间后，车轮的转速达到稳定，这个时候开始制动。当驾驶员踩下制动踏板后，制动器将会给车轮作用一个制动力矩，在制动力矩的作用下，车轮的转速将会降低，由牛顿第三定律可知，车轮将会给第三滚筒一个等大反向的力，这个力将会作用在制动试验台上，并被试验台上的测力装置所测得，这个测得的力的大小与汽车的制动力相等。车轮的速度降低，滑移率不断增大，车轮的磨损也会不断的加大，为了保护轮胎，滑移率达到一定数值比如说25%时，电机与实验台的连接就会被切断。由于以上的诸多优点，反力式滚筒制动试验台在国内外被广泛的采用2。 当然，这种测量也是有缺陷的。它虽然能够较为准确的判断汽车的制动性能是否符合要求，但

11、因为仅仅是在室内模拟的状态下进行测量，加之实验台的车速也相对较低，与实际状况相去较远，故障的原因的诊断分析，就在其能力之外了。于是对汽车的实时监测，获取其在实际状况下的数据就显得尤为可贵了。通过对汽车实际状况下的数据采集分析，我们就可以创建一整套故障模式，这样不仅可以进行检测，还可以通过故障模式进行分析做出相应的预测，使我们的工作更加完善。1.2 论文主要研究内容及方法1.2.1 主要研究内容 本文主要通过以下三个方面对10t制动试验台进行了相应的研究： 1.运动学与动力学分析 汽车在制动试验台上是怎样运动的，它的受力状况又是什么样的，如何对制动力和支撑力进行相应的科学表达。 2.制动试验台结

12、构设计 通过分析计算参阅相关的资料，设计出一整套结构方案，并绘制。 3.控制系统设计 控制系统也是试验台的重要组成部分，设计出满足需要的系统。1.2.2 研究方法 1.以理论力学的知识为基础，对制动状况进行运动和动力两方面的分析。 2.AutoCAD进行图样的绘制 第二章 制动试验台概述 最初检测技术比较落后，在实际道路上检测，依靠人们的经验来定性，不过伴随着不解体在线检测技术的发展，现在在试验台上通过仪器来对汽车进行较为精确的定量和定性的检测。制动试验台检测汽车的制动性能，较于道路实测，有着诸多的优势，它可以测出每个车轮的制动力还有制动协调时间，并以此得到汽车单位制动力。同轴上两个车轮的制动

13、状况也是不尽相同的，比如说左右制动力实际上是不相等的，并且制动力增大的时间也是不同的。试验台也能测出这些差异，从而避免了一些实测状况下出现的测量问题。 正如我们所知，平板式和滚筒式制动试验台是汽车制动试验台的两种基本形式。由于反力滚筒式制动试验台的诸多优点，在我国，它被普遍的接受和使用。而平板式制动试验台，则是在最近一些年里，才开始被零星的使用，相对于滚筒式，是一种很小众的试验台。不过根据中国的相关标准，这两种试验台都是可以用来检测的，平板式的测量结果也是标准的可以被接受和使用的。不过两者是有着明显区别的，前者是动态的，后者是稳态的。以下将会为您详细的介绍：2.1 平板式制动试验台2.1.1

14、概述 汽车行驶上平板式制动试验台，制动过程开始之后，汽车的制动器将会给车轮一个制动力矩，由牛顿第三定律可知，车轮此时会给平板一个等大反向的作用力，在该作用力的作用下，平板将会发生纵向移动，由测力装置测得的力的大小等同于车轮的制动力大小，于是试验台就实现了一种动态下的检测。由于制动力矩的作用，车轮的转速将不断减小，当车轮不在转动完全抱死后，在怎么踩制动踏板，所测得的力也不会增加，此时即为地面所提供的人最大制动力，由汽车理论可知，此时的力的大小为支承力与附着系数之积。 在最初时，两种装置是被同时使用的。不过那个时候，计算机还没有普及，无法进行复杂数据的采集和分析，平板式是难以满足人们的要求的。不过

15、呢，随着二十一世纪电机计算机的突破性发展和普及，装备了新的系统的平板式制动试验台，在性能上已不可同日而语。它具备了如下的优点： （1）在测试平台的台面上附着有钢网，这种钢网是由冲压工艺所得到的，由于增加了这层钢网，台面的附着状况有了显著的提高，对检测工作有着莫大的助益； （2）对于被检测车辆的四个车轮能同时进行动态的检测； （3）由于平板式制动试验台是一种动态的检测，相对于滚筒式他与实际状况更为相符合。况且现代轿车的制动力分配中，前轴所占的比列比后轴大得多，这与中国的标准有很大的不同。所以对于现代的轿车来说，通过平板式来检测要更为合适和准确； （4）现在的平板式制动试验台由于装配了计算机，可以

16、同时对若干种性能进行检测，比如说制动力的检测，并且能够绘制出相应的图形，是一种集多种功能于一身的复合型试验台。 但平板式也有其致命的弱点： （1）因为是人为控制，所以不可避免的会出现误差，制动时的初速度是难以把握的，并且踩制动踏板的力的大小也是难以控制的； （2）虽然配备了计算机，能力有了较大的飞跃，但是定量分析仍然不能解决，希望随着电子计算机技术的进一步发展而解决； （3）虽然测试状况相对于滚筒式要更贴近实际状况，但是像车轮的阻滞力一类的却是不能测量的，并且能够使用平板式测量的车辆也不是很多3。 2.1.2 平板式制动试验台结构 测试平板、传感器、数据采集系统等构成了平板式制动检测台，这种汽

17、车检测设备可以完成称重、制动性能检测等功能。它一般由面板，底座和各种传感器组成。试验台通用的结构是双层结构，顾名思义它有上下两层，面板充当上层，起着承载和支持的作用，车轮就是在这一层工作的，而下层就是我们所说的底座，主要起与地面固定的作用。面板相对地板是可以滑动的，地板通常是固定的钢板，人们在相对运动的接触部分进行润滑，这样底部的摩擦力非常的小，这是为了保证在制动时，面板可以足够灵活的相对底板运动。工字钢焊接而成的两层板是所有面板的结构形式，并且焊接时采用了特殊的工艺，从而避免了盖板的变形和翘曲，为了增加盖板表面的摩擦力，通常最后还要在盖板上点焊丝网。 2.1.3 平板式制动试验台的工作原理

18、平板式制动试验台是在较低的车速下来检测车辆的制动性能的。那么平板式制动试验台的检测原理又是什么呢，看起来很复杂的结构但他的原理却很简单，就是被人们所熟知的牛顿第二定律，质量与加速度的乘积之和的大小就是我们寻求的制动力的大小。在检测时，只要测出了轴荷以及减速度，就可以通过计算得到制动力。通常从理论上而言，制动力仅仅决定于制动过程中的加速度，与制动时的初速度无关。 在检测时，车辆的行驶速度在2km/h-10km/h之间，车辆行驶至测试平板上后，此时置变速器于空挡的状态，车辆的空挡滑行阻力由水平方向的测力传感器测得，车辆的轴荷由称重传感器同步测得。踩下制动踏板后，汽车在惯性力的作用下，由牛顿第三定律

19、可知，车轮会赋予平板一个等大相反的作用力，使平板发生纵向位移。在平板上，从踩下踏板开始制动过程到车轮在制动力的作用下不断减速直至停止转动的制动过程中，系统会采集这个过程中所有产生的数据，并通过计算机做出相应的分析和处理，并且绘制图形直观的表达测试结果和该过程的变化。在制动过程中，车辆重心前后移动，所产生的制动效果也是不同的，而平板式制动试验台能够检测出这种不同。在平板上发生的制动过程，由于车速比较大，又是动态检测，相对于滚筒式更接近实际状况，甚至具有与实际过程中完全相同的受力状况，由于平板式制动试验台是动态检测，在制动过程中，由于轴荷比重的变化，前后制动力的大小将会重新分配，检测结果也能将此分

20、辨出来。 图2.1平板式制动试验台原理2.2反力式滚筒制动试验台2.2.1 概述 滚筒制动试验台检测汽车制动性能时，通过相对运动的角度去观测，就可以人为车轮是静止不动的，而作为地面的滚筒确实运动的。车轮在滚筒上进行制动检测时，车轮所受的载荷，安置角，滚筒与车轮表面的附着系数影响着试验台所提供的附着力的大小。当安置角或附着系数增大时，所能提供的附着力就会增大。而安置角则与滚动中心距、滚筒直径和车轮的直径有关。也就是说测得的制动力大小不仅受到车轮滚筒间的摩擦系数影响，还与被测车轮的大小以及试验台的结构有关。于是就会出现同一辆车却测出不同的结果，因为用来测试的试验台是不一样的。还有一个问题就是由于行

21、驶过程中的惯性力的影响，车辆轴荷会前移，需要检测的项目多，检测时间较长。 西欧和日本的反力滚筒式制动试验台是我国相关领域主要使用的两大类。由于历史原因的影响，和国家性格的作用，虽然都是做滚筒，但这两大类滚筒却是有着很大的不同。日本地域狭小资源紧缺，正如他们一向所做的东西那样，用料总是使用最低限度，他们的滚筒直径相对于西欧的来说就小了很多，一般仅仅只有一百二十毫米，而几百年来相对强势的西欧的滚筒则大的多，超过日本滚筒直径的两倍达到了二百六十五毫米。为了增加滚筒表面的附着能力，都对滚筒做了相应的处理，比如说日本的滚筒就刻有矩形槽，而西欧的滚筒则是涂满了可以增大摩擦的涂料。不同质量的的汽车所要求的线

22、速度也是不同的。比如说三吨以下汽车的线速度不过三千米每小时，三吨至十吨的线速也仅仅是提高到了五千米每小时。现在的制动试验台，一般都在主动滚筒和从动滚筒之间设置了第三滚筒。只有当左右两边车轮都放置在正确的位置时，才能同时压下第三滚筒，这时电动机和试验台的电路才能被接通，起到了保护的作用。 正如我们所知，很多结构参数对试验台有着重大的影响，而滚筒的附着系数就是其中之一。因为实际上滚筒所能提供的最大制动力，在汽车质量一定的条件下，与滚筒与车轮之间的附着系数成正比。附着系数小，则所能提供的最大制动力就很小，不能满足制动过程中对制动力的需求。而且由于制动力过小，而使汽车跟容易驶离试验台，对测量过程中的安

23、全性和可靠性有着很大的影响。经过各种实际状况的检测观察，人们普遍认为那些转速较高贴近实际状况并且滚筒直径也比较大的试验台测试的效果比较好。 由于人们对这些设备的大量需求，而促使了这个行业的较快发展，当然呢，由于市场的饱和，而产生了剧烈的竞争，不过适当有序的竞争是有益的，这样便能更好的促进技术的研究和发展，相信在可以预见的未来，有着更好更合适的设备的产生。从研讨的广度和深度来看，反力式滚筒制动试验台：（1）结合国情进行技术改造，不同的待检车类型应配备不同测试要求的试验台；（2）完善检测设备标准，划分制动检测设备类型，制订各自的标准，并完善测试规程；（3）经过各种实际状况的检测观察，人们普遍认为那

24、些转速较高贴近实际状况并且滚筒直径也比较大的试验台测试的效果比较好。所以制动台尽量往这样的制造。至于平板式制动试验台，虽然随着电子计算机的发展和普及有了很大的进步，不过反力滚筒式的统治地位仍然不能动摇，可以作为附属起到辅助作用。2.2.2 反力式滚筒制动试验台的结构 因为汽车左右两边是对称的，制动试验台对汽车的检测左右两边也是相同的。所以我们对制动试验台的分析只用分析它的一边就可以了。 诚如大部分的机构那样，动力装置是不可或缺的，正如前文所言，发电机就是试验台的动力装置。汽车行驶上试验台，左右车轮放置在正确的位置后，第三滚筒就被压下，这个时候，系统判定位置正确没有危险，电机与实验台的电路就会被

25、接通，接通之后就可以开始工作了。 电动机输出转矩，并会带动主动滚筒转动，通过主传动滚筒之间的链条，主动滚筒又会带动从动滚筒转动。但是呢，正如我们知道的那样，电动机输出的转矩总是转速过高而转矩过小，往往不符合我们的需要和要求，不能直接用来驱动电动机，于是乎，一个减速器就自然而然是必不可少的了6。 减速器有很多种形式，我们通常所见的就是齿轮减速器，就像我们在小学期课程设计所做的那样，像什么二级圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器。但是呢这些减速器的减速比是不能满足需要的，电动机输出的转速还是很高的，不仅如此，试验台工作所需的速度却是很低的，不过才五到十千米每小时，距离实际车速还是有很大差距的。所以我们选

26、择的减速器的减速比就必须很大了，我们在机械设计中学到过，蜗轮蜗杆的减速比是很大的，于是乎本文所设计的减速器就是蜗轮蜗杆减速器了，相对于上述那些它可以很好得完成我们的要求。 因为是在室内模拟汽车在路面上的行驶制动，通过相对运动，我们让车不动而地在动，同样可以达到目的，滚筒就相当于汽车制动时实际所在的路面。滚筒所能提供的最大制动力，在汽车质量不变的情况下，与滚筒和车轮之间的附着系数是成正比的，附着系数越大所能提供的最大制动力也就大。制动力过小，不仅不能完成实验，而且实验时的安全性也会大打折扣。通常人们会采用各种手段对滚筒表面进行一定的加工或处理或附着一些材料，目的就是为了增大车轮与滚筒之间的附着系

27、数。那么试验台是如何测得制动时的制动力大小呢，由牛顿第三定律可知，制动时车轮对试验台的力与制动力的大小是等大的，也就是说我们测力不是测制动力的本身，而是测的与其相等的力的大小。看起来很复杂，不过实际上运用的原理却很普通，就是被人们所熟知的杠杆的原理。制动力的反力作用在试验台上的时候，整个试验台将会有运动的趋势，不过这时被测力杠杆和弹簧拉住而没有实际发生运动，我们可以测得弹簧力的大小，并找到力臂，这样就可以计算出制动力反力的大小从而得到制动力的大小。1.电动机 2.压力传感器 3.减速箱 4.滚筒 5.第三滚筒6.电磁传感器 7.链传动 8.测量指示仪图2.2 反力式滚筒制动性能试验台2.2.3

28、 反力式滚筒制动试验台的工作原理 汽车行驶上制动试验台，左右两边的车轮只有放在正确的位置时，两边的第三滚筒才能同时被压下，这个时候系统就会判定位置时正确的，线路是安全的，电机与试验台之间的线路就会被接通。试验开始，电机输出的转矩，经过蜗轮蜗杆减速器的作用后，驱动主动滚筒转动，因为主从动滚筒之间是由链条连接的，所以主动滚筒又会带动从动滚筒转动，车轮也会被滚筒带动，最后车轮又会带动第三滚筒转动。当车速达到稳定时，就可以开始制动过程了。踩下制动踏板，车轮上的制动器就会给车轮一个制动力矩，在这个阻碍力矩的作用下，车轮的速度毫无疑问的会减小。牛顿告诉我们，力是相互的，车轮这个时候也会给试验台一个等大方向

29、的力，通过测得这个等大方向的力的大小，我们就可以得到制动力的大小了。那么试验台是如何测得制动时的制动力大小呢，由牛顿第三定律可知，制动时车轮对试验台的力与制动力的大小是等大的，也就是说我们测力不是测制动力的本身，而是测的与其相等的力的大小。看起来很复杂，不过实际上运用的原理却很普通，就是被人们所熟知的杠杆的原理。制动力的反力作用在试验台上的时候，整个试验台将会有运动的趋势，不过这时被测力杠杆和弹簧拉住而没有实际发生运动，我们可以测得弹簧力的大小，并找到力臂，这样就可以计算出制动力反力的大小从而得到制动力的大小。随着电子计算机技术的发展和普及，这些物理上的变化量，诸如力的大小，杠杆的位移什么之类

30、的，都可以转变为电信号，从而被电子计算机收集和处理，最后的结果可以很直观的用图表现出来，非常的方便。 第三章 两种试验台的比较3.1 概述 俗话说人无完人，金无赤足，虽然滚筒反力式制动试验台占据着统治地位，有着诸多的优点，但是我们也知道他的实验速度是比较低的相对于实际状况还是很有一定的距离，比如说汽车的制动力其实是由地面的附着力提供的，这个附着力说的很明白就是摩擦力，摩擦力是和支持力直接相关的，在实际的制动过程中，汽车前后的支持力是会改变的，这是因为轴重发生了变化，说的通俗一点就是前后不一样重了。而且我们知道，反力式实质上是一种静态的测量，这种动态的东西是它所不能完成的。而在这一点上，作为小众

31、附属地位的平板式反而要做的更好一些，因为它是动态的，能较好的反应出这种制动过程中的动态变化，比起静态的反力式滚筒它要更贴近实际情况。对于检测汽车综合性能的公司来说，时间就是金钱，减小了每一项检测内容的时间，就是增加了效率，提高了效益，当然前提是要能保证测试的质量。由上文平板式的第四个优点我们可以知道，随着电子计算机技术的发展和普及，平板式集多种功能于一身，可以更好的完成这个任务。 滚筒反力式汽车制动试验台是主动式检测,采用大功率电机带动滚筒旋转, 从而带动汽车轮胎旋转, 消耗了大量的电能。而平板式制动试验台是被动式检测, 用电部件只有几十只力传感器,用电量相对于滚筒测试台来说, 几乎忽略不记。

32、随着经济的进一步发展，中国已由粗放型的经济发展模式而向集约型的经济发展模式转型，所以这种节能环保的装置更适合当下的发展，当然，每年少支付的那笔电费就是最直接的利益。 虽然滚筒式仍然占据着统治地位，是相关领域的主流，但是随着电子计算机技术的发展和普及，平板式已经有了长足的进步，他的诸多优点也逐渐被人们所认识到，虽然还是零星的使用，但是相信在可以预见的未来，他会有着更大的普及。于是国家也做出了相关的标准，来符合这种发展。 两种制动试验台性能对比见表1. 3.2平板制动试验台的优点： （1）在测试平台的台面上附着有钢网，这种钢网是由冲压工艺所得到的，由于增加了这层钢网，台面的附着状况有了显著的提高，

33、对检测工作有着莫大的助益； （2）对于被检测车辆的四个车轮能同时进行动态的检测； （3）由于平板式制动试验台是一种动态的检测，相对于滚筒式他与实际状况更为相符合。况且现代轿车的制动力分配中，前轴所占的比列比后轴大得多，这与中国的标准有很大的不同。所以对于现代的轿车来说，通过平板式来检测要更为合适和准确； （4）现在的平板式制动试验台由于装配了计算机，可以同时对若干种性能进行检测，比如说制动力的检测，并且能够绘制出相应的图形，是一种集多种功能于一身的复合型试验台。3.3平板制动试验台的缺点： （1）因为是人为控制，所以不可避免的会出现误差，制动时的初速度是难以把握的，并且踩制动踏板的力的大小也是

34、难以控制的； （2）虽然配备了计算机，能力有了较大的飞跃，但是定量分析仍然不能解决，希望随着电子计算机技术的进一步发展而解决； （3）虽然测试状况相对于滚筒式要更贴近实际状况，但是像车轮的阻滞力一类的却是不能测量的，并且能够使用平板式测量的车辆也不是很多。 3.4滚筒制动试验台的优点： （1）当汽车行驶上试验台时，只有左右车轮放置在正确的位置上，左右两边的第三滚筒被同时压下去，电机与实验台的线路才会被接通，整个试验台才能开始工作，这实际上是一种简单可靠的保护。 （2）随着电子计算机技术的发展和普及，在最初技术粗陋情况下很多不能测的数据现在也都能测了，而且更加精确和准确。并且可以绘制出直观的图形

35、，充分的表现出在制动过程中制动力的变化情况。 （3）由于滚筒式是静态的，而且操作简单易行，且工作时的转速不高，虽然和实际状况相距较远，但却更加稳定。3.5滚筒制动试验台的缺点： （1）因为试验台工作的转速比较低，与实际制动状况相距较远，虽然可以测得制动台上汽车的制动力但是和实际相比却差了很多。 （2）虽然滚筒式有着诸多的有点，但还是有很多是不能测的，比如说悬架中的减振器，这样汽车的很多性能就不能被检测和反应了。 （3）由于结构的原因，对汽车轴的检测时很麻烦的，他不是整体测量的，必须先测一面再测另一面，是分开的。这样就会增加很多工作时间，毋庸置疑的降低了效率。 第四章 汽车制动试验台总体方案4.

36、1 引言 诸如前文所言，诚然随着电子计算机技术的普及和发展，平板式有了长足的进步。但是占据统治地位和主流的仍然是反力滚筒式，本文也不能免俗，研究的正是单轴的反力式滚筒制动试验台。4.2 制动试验台的总体构成 制动试验台的组成部分比较多，以下将为您详细介绍。结构图如3.1所示12。 1. 驱动装置：顾名思义就是整个试验台的动力源，上文不止一次的提到，就是大家经常使用的电动机。这个广义的驱动装置也包含了试验台所使用的各种传动装置，比如说连接主动滚筒与从动滚筒之间的链传动装置。当然，由于电动机输出的转矩速度高且转矩低，所以呢，连蜗轮蜗杆减速器也包含在内。 2. 滚筒装置： 汽车行驶上制动试验台，左右

37、两边的车轮只有放在正确的位置时，两边的第三滚筒才能同时被压下，这个时候系统就会判定位置时正确的，线路是安全的，电机与试验台之间的线路就会被接通。试验开始，电机输出的转矩，经过蜗轮蜗杆减速器的作用后，驱动主动滚筒转动，因为主从动滚筒之间是由链条连接的，所以主动滚筒又会带动从动滚筒转动，车轮也会被滚筒带动，最后车轮又会带动第三滚筒转动。当车速达到稳定时，就可以开始制动过程了。踩下制动踏板，车轮上的制动器就会给车轮一个制动力矩，在这个阻碍力矩的作用下，车轮的速度毫无疑问的会减小。牛顿告诉我们，力是相互的，车轮这个时候也会给试验台一个等大方向的力，通过测得这个等大方向的力的大小，我们就可以得到制动力的

38、大小了。那么试验台是如何测得制动时的制动力大小呢，由牛顿第三定律可知，制动时车轮对试验台的力与制动力的大小是等大的，也就是说我们测力不是测制动力的本身，而是测的与其相等的力的大小。看起来很复杂，不过实际上运用的原理却很普通，就是被人们所熟知的杠杆的原理。制动力的反力作用在试验台上的时候，整个试验台将会有运动的趋势，不过这时被测力杠杆和弹簧拉住而没有实际发生运动，我们可以测得弹簧力的大小，并找到力臂，这样就可以计算出制动力反力的大小从而得到制动力的大小。随着电子计算机技术的发展和普及，这些物理上的变化量，诸如力的大小，杠杆的位移什么之类的，都可以转变为电信号，从而被电子计算机收集和处理，最后的结

39、果可以很直观的用图表现出来，非常的方便。经过各种实际状况的检测观察，人们普遍认为那些转速较高贴近实际状况并且滚筒直径也比较大的试验台测试的效果比较好。所以制动台尽量往这样的制造。 3. 测量装置：测力杠杆是测量装置的主要组成部分。他的一段由弹簧拉住，上面带有传感器可以测得弹簧的拉力。他是连接在减速器上的，连接方式一般情况下是两种下面将为您介绍：1. 固联，顾名思义就是杠杆的一段是固定连接在减速器上的。2. 测力杠杆并不直接与减速器壳体相连接，而是通过固定在减速器壳体上的带有刃口的传力臂作用在测力杠杆尾端来传递力矩。当减速器壳体浮动的前端移动时，固定练级的的测力杠杆与减速器前端一同移动。而通过传

40、力臂连接的测力弹簧则朝着相反的方向移动并拉伸两个测力弹簧A和B。测力弹簧AB的测力范围不同。传感器安装在测力弹簧前端，将测力杠杆的位移或力转变为成比例的电信号，输入指示与控制装置。 4.第三滚筒：第三滚筒设置在主、从动滚筒之间，通过复位弹簧支承。当左右车轮分别放置在两边主从动滚筒之间时，两个第三滚筒被同时压下，电机接通，驱动滚筒旋转。主动滚筒带动车轮旋转，而旋转的车轮又会带动第三滚筒旋转，由基础物理知识可知，接触点的线速度相等。第三滚筒上带有磁铁，由切割磁感线运动而产生电流，能反应转速大小的电信号被输入到控制系统，通过换算得到接触点车轮的线速度。制动过程开始后，由电机驱动的主动滚筒的线速度不变

41、，由于车轮制动器的作用，车轮的线速度将减小，第三滚筒的线速度也随之减小。我们学习过汽车理论，车轮完全不打滑也就是制动过程还未开始的时候，他的滑移率是零。而车轮不在转动完全抱死的时候，他的滑移率就达到了百分之百。由人们的经验所知，当滑移率达到大约百分之二十的时候，它的制动力应该是最大的。 5.指示与控制装置：指示与控制装置由很多电子设备组成，它能很好的表达制动过程中的制动力变化过程并直观的反应出来。制动过程中，反应制动力大小成比例的位移或力被转化为电信号通过直流放大后被输入模数转换器变为数字信号。 1.从动滚筒 2.电动机 3.齿条 4.二级减速主动齿轮 5.滚筒 6.二级减速从动齿轮 7.蜗轮

42、 8.减速器壳体9. 传力臂刃口 10.缓冲器 11.测力杠杆 12.自整角电机 13.小齿轮 14.限位杆 15.测力弹簧A 16.测力弹簧B 图4.2 反力式滚筒制动试验台的驱动装置和测量装置4.3 制动试验台的工作原理 汽车行驶上制动试验台，左右两边的车轮只有放在正确的位置时，两边的第三滚筒才能同时被压下，这个时候系统就会判定位置时正确的，线路是安全的，电机与试验台之间的线路就会被接通。试验开始，电机输出的转矩，经过蜗轮蜗杆减速器的作用后，驱动主动滚筒转动，因为主从动滚筒之间是由链条连接的，所以主动滚筒又会带动从动滚筒转动，车轮也会被滚筒带动，最后车轮又会带动第三滚筒转动。当车速达到稳定

43、时，就可以开始制动过程了。踩下制动踏板，车轮上的制动器就会给车轮一个制动力矩，在这个阻碍力矩的作用下，车轮的速度毫无疑问的会减小。牛顿告诉我们，力是相互的，车轮这个时候也会给试验台一个等大方向的力，通过测得这个等大方向的力的大小，我们就可以得到制动力的大小了。那么试验台是如何测得制动时的制动力大小呢，由牛顿第三定律可知，制动时车轮对试验台的力与制动力的大小是等大的，也就是说我们测力不是测制动力的本身，而是测的与其相等的力的大小。看起来很复杂，不过实际上运用的原理却很普通，就是被人们所熟知的杠杆的原理。制动力的反力作用在试验台上的时候，整个试验台将会有运动的趋势，不过这时被测力杠杆和弹簧拉住而没

44、有实际发生运动，我们可以测得弹簧力的大小，并找到力臂，这样就可以计算出制动力反力的大小从而得到制动力的大小。随着电子计算机技术的发展和普及，这些物理上的变化量，诸如力的大小，杠杆的位移什么之类的，都可以转变为电信号，从而被电子计算机收集和处理，最后的结果可以很直观的用图表现出来，非常的方便。 不同汽车的总质量是不同的，所以制动力检测时，是按轴制动力所占轴荷的百分比来评判的。除了制动试验台外，还设有一些其他的附属设备比如说像轴重仪之类的。 有的反力式滚筒制动试验台左右两侧的滚筒可以自由旋转，即可以各自选择方向和转向旋转。这种实验台可以方便的检测多轴汽车并装轴（没有轴间差速器）的制动力。汽车在转向

45、时，左右车轮的车速是不等的，驱动轴内安有轮间差速器以满足差速要求。测试时安排左右轮胎反向等速旋转，差速器壳与主减速器不会转动，记录下正转时制动力大小。4.4 制动试验台力学分析 制动力检测时一般会出现以下几种情况： （1）制动过程开始前，主动滚筒带动车轮旋转，测试结果为阻滞力，阻滞力不应大于轴荷的8%。 （2）完全制动，即将制动踏板踩到最大，被测车轮仍被滚筒带动旋转。如果测试结构太小，就说明制动力就太小了，过小的制动力是不能保证汽车的安全的行驶的，这个实验结果表明汽车的制动性能时不符合要求的。 （3）完全制动，被测车轮稍微有转动（处于抱死与未抱死的临界状态），测得结果为最大制动力。 （4）完全

46、制动，被测车轮后移，车轮打滑，即接触点车轮的线速度小于滚筒的线速度，所测得的结果小于实际最大制动力。 （5）完全制动，被测车轮严重后移，指示装置显示值与轴荷相比小，制动不合格12。4.4.1 检测时车轮受力分析 图4.3 对车轮的受力分析 因为滚筒式的工作速度是很低的，以上是他的受力状况，我们认为它是处于一个平衡的状态，通过理论力学的知识得到了力和力矩的平衡方程，如下 ( F1+ F2 ) cos+ ( N 1- N 2 ) sin- F 3= 0 ( N 1+ N 2) cos+ ( F2- F1 ) sin- = 0 ( F1+ F2 ) R- = 0 所谓制动力实际上是由附着力提供的,所能提供的最大附着力其实就是摩擦力也就是支持力与附着系数的乘积， ,解得 式中踩下踏板后车轮制动器对车轮的制动力矩 主动滚筒和从动滚筒带动车轮旋转的力也就是切向力 在制动过程中车轮所受到的最大制动力 主动滚筒和从动滚筒对车轮的法向反力也就是支持力 因为结构的原因测轴的时候是分开测的，地面对没有被测的那一边实际上是有一个力的作用，这个力就是 安置角 被测车轮负荷 R被测车轮半径 4.4.2 影响