Transcript 汽车制动性能测试实验
实验教学系列课件 ----汽车制动性能测试实验 重庆交通大学交通运输工程实验教学中心 2010年12月 编制 • 本节主要内容： – 简介汽车制动性能方面理论知识，性能试验目 的和要求，主要仪器设备及其工作原理，实验 步骤。 • 重点：实验设备的工作原理 制动性测试 一、理论基础（1/11） 汽车的制动性是指汽车行驶时，能在短距离内停 车且维持行驶方向稳定和下长坡时能维持较低 车速的能力。 1．制动性的评价指标 (1) 制动效能：用制动距离、制动减速度、制动 力来评价。 (2) 制动效能的恒定性 ：抗热或水衰退性。 (3) 制动时的方向稳定性：制动时按照驾驶意图 行驶的能力。 制动性测试 一、理论基础（2/11） 2．制动时车轮的受力 (1) 地面制动力FXb 地面制动力越大，制动减速度就越大，制动距离就越 短，所以地面制动力对汽车的制动性能有着至关重要 的影响。 Fxb Fz 制动性测试 一、理论基础（3/11） 2．制动时车轮的受力 (2) 制动器制动力 在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力 称为制动器制动力，以符号Fμ表示。 T F r 制动性测试 一、理论基础（4/11） 2．制动时车轮的受力 (3) 地面制动力、制动器制动力与附着力之间的 关系 • 车轮纯滚动时：FXb= Fμ，随着踏板力增大而增大。 • 车轮滑动时：FXb达到极限值不再增大， Fμ还可以随 着踏板力增大而增大， FXb< Fμ 。 制动性测试 一、理论基础（5/11） 3．汽车的制动效能及其恒定性 (1) 制动距离（二个阶段） – 起作用阶段，制动距离S1为 ： u0 S1 (t1 t 2 ) 3.6 u0为制动初速度(km/h)，t1为驾驶员反应时间(s) ，t2为制动器 机构协调时间(s) 。 制动性测试 一、理论基础（6/11） 3．汽车的制动效能及其恒定性 (1) 制动距离（二个阶段） – 制动持续阶段，制动距离S2为 ： u0 m(1 ) S2 25.9 F 2 m为汽车总质量(kg)，ε为旋转零件的当量质量与汽车质量的比值 Δm/m ，F为为各轮制动力总和 (N) 。 制动性测试 一、理论基础（7/11） 3．汽车的制动效能及其恒定性 (1) 制动距离（二个阶段） – 总的制动距离为： u0 u0 m(1 ) S (t1 t 2 ) 3.6 25.9 F 2 决定汽车制动距离的主要因素是： 制动器起作用的时间 最大地面制动力 制动初速度 整车质量 制动性测试 一、理论基础（8/11） 3．汽车的制动效能及其恒定性 (2) 制动减速度 制动减速度是制动时车速相对于时间的导数。 制动力 持续时间内，当地面制动力尚未达到地面最大附着力， 则制动减速度和制动距离分别为： F Fxb j m m 2 u0 S j 25.92 制动性测试 一、理论基础（9/11） 3．汽车的制动效能及其恒定性 (2) 制动减速度 但是实际上地面附着系数是持续下降的，因此……。 b A B p C s S×100 O b—S曲线 100 制动性测试 一、理论基础（10/11） 3．汽车的制动效能及其恒定性 (2) 制动减速度 但是实际上地面附着系数是持续下降的，因此只能用 平均减速度评价制动效能。 u u MFDD 25.92(Se Sb ) 2 b 2 e 制动性测试 一、理论基础（11/11） 3．汽车的制动效能及其恒定性 (3) 制动效能的恒定性 制动器在较长时间连续地进行较大强度的制动， 或高速制动时，制动器的温度会上升很快，摩 擦副间摩擦系数常会有显著下降，造成制动器 制动力下降，这种现象称为制动器的热衰退。 如何解决？ 4．制动时汽车的方向的稳定性 制动跑偏，后轴侧滑或前轮失去转向能力 。 制动性测试 二、实验目的及要求 (1) 了解汽车制动性的含义、评价指标及相 关参数； (2) 分别掌握汽车道路试验和室内试验的步 骤； (3) 理解制动时车轮的受力情况； (4) 掌握相关实验仪器的使用方法； (5) 计算出评价汽车的相关参数，根据标准 对汽车制动性能进行评价。 制动性测试 三、实验所用的主要仪器和设备 • 五轮仪（用于路试）：整车可以测出 制动初速度、距离和时间。 • 减速度仪（用于路试）：以检测制动 稳定减速度和制动时间为主，用于整 车道路试验。 • 平板式制动试验台（用于台试） 制动性测试 四、实验设备的工作原理(1/11) 1．五轮仪的结构及工作原理 五轮仪控制箱 制动性测试 四、实验设备的工作原理(2/11) 1．五轮仪的结构及工作原理 1—20 in自行车轮 2—电磁传感器 3—叉架 4—活塞杆 5—储气筒 6—汽缸 7—气管 8—壳体 9—螺母 10—丝杆 11—手柄 12—调节轴 13—固定板 五轮仪传感器 制动性测试 四、实验设备的工作原理(3/11) 1．五轮仪的结构及工作原 理 (1) 传感部分：一般由轮子、 传感器、支架、减振器和 连接装置等组成。 (2) 记录部分：其作用是把传 感部分送来的电信号和内 部产生的时间信号进行控 制和计数，并计算出车速， 然后指示出来。 制动性测试 四、实验设备的工作原理(4/11) 1．五轮仪的结构及工作原理 – 电磁式传感器工作原理： • 安装在轮子的中心，由永磁环、线圈、内齿环、 外齿盘和车轴等组成并形成闭合磁回路。 • 内齿环与充气车轮固装 ，外齿盘与车轴固装工作 中不转动。 轮子旋转 输出电信号 内齿环围绕外齿盘转动 二者之间间隙变化 线圈磁通量变化 闭合磁路磁阻变化 制动性测试 四、实验设备的工作原理(5/11) 1．五轮仪的结构及工作原理 – 光电式传感器工作原理： 轮子转动 光孔板随之转动 送入记录仪 转过一小孔， 光源光线照射 光敏管一次 产生一电脉冲信号 制动性测试 四、实验设备的工作原理(6/11) 1．五轮仪的结构及工作原理 传感器部分送来的电信号 整形成矩形脉冲后通过控制器 送入测距电路进行测距计数 经数据选择器及译码器 萤光数码管直接显 示汽车行驶距离 送入车速计数电路 通过时标电路以0.36 s瞬时 车速值通过寄存器、译码器 由另一组数码管直接 显示汽车行驶速度 制动性测试 四、实验设备的工作原理(7/11) 2．减速度仪的结构及工作原理 – 结构： QTZ型微机减速度仪外形图 1-电源开关 2-踏板开关插 座 3-蓄电池表头 4-水平泡 5-LED显示器 6-操作键 7-踏板开关8-可调支脚 9-充电 10-熔丝 制动性测试 四、实验设备的工作原理(8/11) 2．减速度仪的结构及工作原理 – 工作过程 汽车制动 惯性力 制动减速 度变化 滑块式传感器产 生电压信号 A/D转换器 数字信号 LED显示 制动性测试 四、实验设备的工作原理(9/11) 2．减速度仪的结构及工作原理 – 工作原理（滑块式） 汽车制动 滑块克服弹簧 拉力发生位移 与滑块固定一体的齿条通过 啮合的齿轮使动光栅转动 光敏管接收到光信号 1-阻尼杆 2-光电转换机构 3-齿条 4-弹簧 5-滑块机构 变成电脉冲信号经整形后送到微机 制动性测试 四、实验设备的工作原理(10/11) 3．平板式制动试验台 的工作原理 – 结构：平板式制动试 验台主要由几块表面 轧花的测试平板、传 感器以及数据采集系 统等组成。 1-制动、悬架、轴重测试平板 2-侧滑测试平板 3-数据处理系统 制动性测试 四、实验设备的工作原理(11/11) 3．平板式制动试验台的工作 原理 被测汽车以5~10 km/h 的速度开上测试平板 – 工作原理： 驾驶员踩下制动踏板 车辆制动并停住 数据处理系统 采集全部数据 分析处理打印输出 制动性测试 五、实验步骤（1/4） 1．道路试验步骤 (1) 试验场地准备 试验路面应为干燥、平整的混凝土，道路纵向任意50 m长度上的坡度应小于1%，路拱坡度小于2%，风速小 于5 m/s，气温不超过35 ℃。 (2) 试验车辆准备 – 满载：试验车辆处于厂定最大质量状态，其载荷分布 均匀。 – 空载：汽车油箱加至厂定容积的90%，加满冷却液和润 滑剂，携带随车工具和备胎，另包括200 kg质量(驾驶 员、一名试验员和仪器的质量)。 (3) 实验设备安装 五轮仪安装在汽车的后面，用4个螺栓通过五轮仪固定 板牢固的固定在汽车上，将踏板套套在制动踏板上。 制动性测试 五、实验步骤（2/4） 1．道路试验步骤 (4) 仪器设备校准和使用时的调整（略） (5) 实际测试 打开试验设备，驾驶员将试验车辆加速到30 km/h以上， 观察显示器，并将车辆慢慢稳定到30 km/h。开始踩制 动，当制动停止时，立即按下五轮仪上的“停止”键， 使存储器不再存储数据，此时显示器显示制动的初速， 按一下“距离”键，则显示出累加的距离值，然后按 “打印”键，即可打印出试验全部数据和制动过程曲 线。如需进行下次试验，则按一下“复位”键。用减 速度仪记录制动减速度和制动时间。 (6) 汽车满载和空载分别试验5次 制动性测试 五、实验步骤（3/4） 2．室内试验步骤 (1) 打开计算机和传感器电源。通电后，计算机 将自动进行系统测试和传感器的测试。如一切 正常，屏幕上将显示首页页面。 (2) 按F2键，输入被测试车辆的车牌号等信息，然 后按确认键，屏幕将进入测试画面。 (3) 将被测试车辆停在距离试验台一个车位以外 的位置，方向正对试验台。 (4) 检查并确认测试平板上无任何杂物。 制动性测试 五、实验步骤（4/4） 2．室内试验步骤 (5) 将车辆以5～10 km/h的速度驶上制动平板。前轮 驶上平板后踩下离合器，在4个车轮分别驶上各自 平板后，这时制动指示灯就会亮。此时急踩制动踏 板，画面将显示前后制动力数据。 (6) 在指示灯熄灭后，起步并拉紧驻车制动，画面将 显示驻车制动力以及侧滑和悬架等项目的数据。 (7) 将车辆驶出试验台。 (8) 在键盘上按Page up、Page down 键，可翻页查看 前后制动力、驻车制动力以及悬架测试的数据曲线。 (9) 按Esc键返回画面首页。 制动性测试 五、实验报告的基本内容和要求 (1) 实验过程的详细记录； (2) 实验数据的记录和数据处理； (3) 讨论在此实验台上还可以完成哪些相关实 验，如何实现； (4) 根据试验数据，评价汽车的制动性能。 思考：路试的局限性体现在哪里？ 自学：非接触式综合测量仪测试汽车制动性 能。