卡丁车制动检测的部分细节11

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一、制动检测系统简介制动性能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。评价制动性能的指标主要有制动效能和制动稳定性。制动效能的评价指标是制动距离、制动系统协调时间和制动力;制动稳定性是指汽车在制动时仍能按给定方向的轨迹行驶 ,即不发生跑偏、侧滑及失去转向的能力。据统计 ,由车辆原因造成的交通事故中 ,80 %是因制动性能引起的 ,制动性能直接关系到汽车的行驶安全。在我们此次卡丁车制动试验中主要是设计一个获得卡丁车制动距离和检验卡丁车在制动过程中是否有跑偏的方案。二、 卡丁车制动原理——反力滚筒制动原理国标规定 ,机动车可通过路试或台试法 ,用制动力、制动减速度、制动距离和制动时间来评价制动性能。路试法虽然实际、简便 ,但也存在许多问题 ,例如受天气、道路状况等因素的影响 ,试验重复性较差,而且只能对制动性能做定性分析 ,无法获得定量数据.。台试法在室内进行 ,能定量地指示各轮的制动力或制动距离 ,且不受外界自然条件的限制 ,试验重复性好 ,可以近似地模拟实际制动过程 ,在国内外获得了广泛应用 .目前应用较多的是反力式滚筒制动试验台和平板式制动试验台.由于反力式滚筒制动试验台所需场地小 , 设备造价低 , 测试方便 , 因此目前成为我国各类检测站测量机动车制动性能的主要设备;平板式制动试验台接近实际道路状况 ,台面上制动时车轮的受力情况与路面上制动时车轮的受力情况很相似 ,使测试结果更接近实际情况 ,但平板式制动试验台对传感器、检定工具、测试方法等有较严格的要求 ,使得造价升高、测试难度增加.综合考虑各种因素,在此次试验中我选取反力式滚筒试验台。 1、双滚筒式制动试验台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。通过延时电路起动电动机,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周缘的切线方向作用制动力以克服制动器摩擦力矩,维持车轮继续旋转。与此同时车轮轮胎对滚筒表面切线方向附加一个与制动力方向反向等值的反作用力,在反作用力矩作用下,减速机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量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、贮存和处理后,检测结果由数码显示或由打印机打印出来。打印格式或内容由软件设计而定。一般可以把左、右轮最大制动力、制动力和、制动力差、阻滞力和制动力-时间曲线等一并打印出来。 (如下图,为机构简图,要求两个电机可以同步驱动车轮转动,两轮转动不可以干扰,否则影响跑偏量的测量)2、安置角对制动力检测精度的影响用双滚筒式制动试验台检测小型汽车时 ,往往出现制动力过大的现象 ,而且轮胎直径越小 ,轴距越短 ,制动力值越大。这种现象是由双滚筒式制动试验台的结构引起的。双滚筒式制动试验台所模拟的路面接触条件与实际状况有较大差距。滚筒与车轮的接触面积都小于车轮与平坦路面的接触面积 ,轮胎比压增大 30 %~46 % 取决于滚筒的直径与间距 ,造成运转时滚动阻力增加 ,同时附着系数下降。双滚筒式制动试验台的受力如图 1 所示 ,它是通过双滚筒与被测车轮间的摩擦力产生的扭矩进行测力的 G为轮重; N 、N 为滚筒对车轮的支承反力; F 、F 是滚筒与车轮间产生的摩擦力 即制动力 ; F为支承在地面的非测试车轮通过车桥对受检车轮轴作用的水平推力; 是摩擦角; 是车轮与滚筒间所构成的夹角,即安置角;l 为前、后滚筒中心距图 1  滚筒式制动试验台的受力关系 由于车轮对制动滚筒的压力方向与重力方向不同 ,造成压力增大。被测车轮压在制动滚筒上后所受的支承反力为N1 、N2 ,显然式中:r为制动滚筒的半径;R 为车轮半径。式 1 表明, N1 、N2 两个分压力值的代数和与轮重总压力 G的比值,与两制动滚筒的轴距 L、制动滚筒的半径 r及车轮半径 R 有关。由于 L与 r 为定值,则 R 越小,作用在制动滚筒上的分力 N1 、N2 相对 G的比值越大 ,造成压力增值越大。即轮胎半径越小 ,制动检测误差越大。因而用双滚筒式制动试验台检测小型汽车制动时,往往出现制动力值过大的现象,且汽车轮胎直径越小 ,制动力值越大。3、3、试验台检测中存在测试状态不稳定的现象实践证明,滚筒式制动试验台进行制动试验时,车轮在主从动滚筒上的负载发生转移,严重时车轮沿主动滚筒爬起,离开被动滚筒,导致测试状态不稳定。测量制动力时,滚筒顺时针转动,车轮抱死时,左、右滚筒与车轮产生的摩擦力分别为 F1 、F2 ,水平分力为 F1x 、F2x ,方向向左;与此同时,滚筒的推力制动力 分别为 P1 、P 2,其水平分力为 P1x 、P2x ,方向向右,作用都是把车轮推向右滚筒。当 P1 、P2达到某一值时,车轮将离开左滚筒,在此瞬间可建立摩擦力平衡方程 见图 1 :从式 2 、3 可知,如果 P2x > 0、P2y > 0,车轮将在右滚筒上产生向上浮动和滑移,这对制动力的检测效果不利;只有当 P2x =0、P2y =0 时 ,检测效果才最佳。由此可见 ,安置角 是保证制动力测量精度的关键。安置角由被检测车轮的半径 R 与滚筒半径 r及两滚筒中心距 l 构成,而现有双滚筒式制动试验台的 l 一般不能调整。因而被检测车轮的半径成为影响制动力测量精度的关键因素。 三、 测试流程图 四、 硬件平台 五、 软件平台 (可以选择现有的平台也可以自己编写) 软件平台应具有的功能:1、 变频器的启动/停止(命令子程序)2、 变频器频率调节子程序3、 转速调节子程序4、 通信子程序5、 自动信号采集子程序6、 控制面板7、 人机交互——人机交互界面应该友好,简洁方便,尽量实现大多数功能的直接控制,可以由自己用编译语言编写。8、 计数、D/A转换子程序六、 一些重要的元件1、 变频器——把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC),我们把实现这种转换的装置称为“变频器”(inverter)电机的旋转速度同频率成比例。所指的电机为感应式交流电机,在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。
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