测试卡丁车制三动论文.doc
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1、题目名称:题目名称: 卡丁车的制动性能的检测与研究卡丁车的制动性能的检测与研究 班级:09 车辆 姓名:王超 学号:20091225 卡丁车的制动性能的检测与研究卡丁车的制动性能的检测与研究 一、制动性能检测的重要性:一、制动性能检测的重要性: 汽车的制动性能是汽车重要的使用性能之一,汽车制动性能直接影响汽车 行驶、停车的安全性,是保证汽车安全行驶的重要因素之一,因此也是汽车检 测诊断的重要。汽车具有良好的制动性能。在紧急情况下可以化险为夷;在正 常行驶时,由于制动系统的安全保障作用,可以提高汽车的平均行驶速度,从 而提高汽车的运输生产效率。因此,汽车制动性能对于汽车行驶安全性和运输 生产效率
2、都有重要影响。因此,无论是新车出厂检测还是在用车辆,都将其作 为重点测试项目之一。 二、制动性能检测的原理:二、制动性能检测的原理: 汽车制动性主要由制动效能、制动抗热衰退性和制动时汽车的方向稳定性 三方面来评价。其中,制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力, 是制动性能最基本的评价指标,由制动力、制动减速度、制动距离和制动时间 来评定。 制动性能的检测通常可分为道路检测法和室内台架试验法。与道路检测法 相比,室内台架试验法具有迅速、准确、经济、安全、不受外界自然条件限制。 试验重复性好和能定量地指示出各车轮的制动力或制动距离等优点。因此,采 用了制动试验台检测制动性能的方法。汽车制动
3、试验台型式多样,按原理分为 反力式和惯性式,按试验台支承车轮型式可分为滚筒式和平板式。目前用的最 多的是反力式滚筒制动试验台。 汽车制动力是指汽车制动时,通过车轮制动器的作用,地面提供的对车轮 的切向阻力。汽车在制动力作用下迅速降低车速以至停车。对于一定质量的汽 车来说,制动力越大,制动减速度越大,所以制动力是从本质上评价汽车制动 性能的参数。制动力对汽车的制动性能具有决定性的影响。 进行检测时,被检测汽车驶上试验台,车轮置于主、从动滚筒之间,放下 举升器。通过延时电路启动电动机,经减速器、链传动和主、从东滚筒带动车 轮低速转动。车速稳定后,驾驶员踩上制动踏板,车轮在车轮制动器的摩擦力 矩 T
4、u 作用下开始减速。此时,滚筒对轮胎边缘作用有切向的制动力,根据牛顿 第三运动定律即作用力与反作用力定律知轮胎对滚筒有大小相等、方向相反的 反作用力。在 F1和 F2的作用下,测力杠杆端的力经传感器化为与制动力大 小成比例的电信号,传输到相应的数据采集机构,最终输入并记录在主机中。 在采集一定的数据后,主机发出指令使电动机停转,以保护车轮,期间第三滚 筒的转速传感器起着至关重要的作用,检测结束后,车辆即可驶出制动试验台。 图 1 为被测车轮在试验台上进行制动时的受力情况。根据力学平衡原理可列: G 为轮重; N 、N 为滚筒对车轮的支撑反力;F 、F 是滚筒与车轮间产生 的摩擦力即制动力;F
5、为支撑在地面的非测试车轮通过车桥对受检车轮轴的作 用水平推力;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 图 1 滚筒式制动试验台的受力关系 GfNNfNN FfNNfNN sincossincos cossincossin 2211 2211 22 1 sin1 sincossincos f fGfF N 2sin1 sincossincos 2 2 f fFfG N 当车轮制动时,试验台提供的制动力极限值为: cos1 2 21 f fFG fNNfFmas 制动距离是指汽车在规定的道路条件、规定的初使速度下紧急制动时,从 脚接触制踏板起至汽车停止时汽车驶过的距
6、离。它包括制动系统反应时间 ,制动力增加时间和最大制动力持续制动时间内行驶的距离。其制 2 t 2 t 动距离可估算为: xb oo gF GV tt V S 92.252 1 6.3 2 2 2 制动减速度是指汽车制动时,汽车速度下降的快慢程度,其制动减速度 j 与汽车制动力的关系可用下式表示: xb F xb F G g j 汽车制动过程的经历时间,如图 2 所示。 图 2 制动过程曲线示意图(实线表示左制动,虚线表示右制动) 主要的检测方法除了反力式滚筒检测方法外,还有惯性式制动检测方法。 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
7、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。这种试验台 的主要检测参数是各轮的制动距离,同时还可测得制动时间或减速度。 惯性式滚筒制动试验台按同时检测的轴数不同可分为单轴式、双轴式。双 轴惯性式滚筒制动试验台的结构简图,如图 2 所示。 图 2 双轴惯性式滚筒制动试验台简图 1-飞轮 2-传动器 3、6 变速器 4-测速发电机 5、9光电传感器 7- 可移导轨 8、12- 电磁离合器 10-移动架
8、 11-传动轴 13-万向节 14-后滚筒 15-前滚筒 16-举升托板 17-移动架驱动液压缸 18-锁紧液压缸 19-第三滚筒 20-第三滚筒调节器 试验时,被检车驶上试验台后,前、后滚筒组之间的距离可用液压缸 17 调 节,调节后用液压缸 18 锁紧。由汽车发动机动力驱动轮驱动后滚筒组旋转,左 右主动滚筒用半轴与传动器 2 相连,并经变速器 3、万向节 13、电磁离合器 12、传动轴 11、变速器 6、传动器 2 带动前滚筒及汽车前轮一起旋转。此时按 被检车辆行驶时的惯性等效质量配置的飞轮 1 也一起旋转。当达到试验转速时, 断开连接各滚筒的电磁离合器,同时作紧急制动。车轮制动后,滚筒飞
9、轮依靠 惯性继续转动,滚筒能转动的圈数相当于车轮的制动距离。在规定试验车速下, 滚筒继续转动圈数取决于车轮制动器和整个制动系的技术状况。滚筒转动圈数 由装在滚筒端部的光电传感器 5 转变为电脉冲送入计数器记录,在滚筒的端部 还装有测速发电机 4 测定试验车速。为防止汽车制动时向后窜出,在后滚筒组 后装有第三滚筒 19。 三、制动性能检测的机构:三、制动性能检测的机构: 由于反力式滚筒制动试验台具有以下:造价低;齿槽式滚筒(表面经镀铬 或其它耐磨处理)耐磨性好,使用寿命能达 10 年以上;对轮胎磨损小。滚筒表 面粘砂(或采取其它处理工艺)附着系数高测试能力强;测试速度较高,制动测 试稳定性好;滚
10、筒直径大,车轮与滚筒接触面增大,迟滞损失减小等优点。因 此,我使用的机构为反力式滚筒制动试验台。 3.13.1 反力式制动检验台的结构简图:反力式制动检验台的结构简图: 反力式制动检验台的结构简图如下图 3 所示。 图 3 反力式制动检验台结构简图 反力式滚筒制动试验台是一种低速静态测立式制动试验台,以各车轮的制 动力作为检测参数,由滚筒装置、驱动装置、举升装置、测量装置、指示与控 制装置等组成,各部分之间的关系如下: 滚筒装置:有左右独立装置的两对滚筒构成,可以单独测试同一轴左 右车轮的制动力。被测车轮置于两滚筒之间,滚筒相当于活动路面, 用来支撑被检车轮并在制动时承受和传递制动力。 驱动装
11、置:由电动机、减速器和链传动组成,电动机转动经减速器驱 动主动滚筒,主动滚筒有通过链传动带动从动滚筒旋转。 举升装置:由举升器、举升板和控制开关等组成。其功用是使汽车平 稳地进入试验台。 测试装置:主要由测力杆和传感器组成。被测车轮制动时,测力杆和 减速器壳体起绕主动滚筒轴线摆动,传感器将测力杆传来的与制动力 比例的力变为电信号输送到指示与制动装置。 指示与控制装置:目前制动试验台控制装置大多数采用电子式。为提 高自动化与智能化程度,有的控制装置中配置计算机。指示装置有指 针式和数字显示式两种。带计算机的控制装置多配置数字显示器,但 也有配置指针式指示仪表的。 图 4 制动力测试原理图 3.2
12、3.2 传感器:传感器: 传感器是一种转换装置,是以一定精度将被测的物理量转换为与之相对应 的容易检测、传输或处理的信号的装置。传感器装置技术是现代信息技术的主 要内容之一,深入研究传感器的类型、原理和应用,研究开发新型传感器对科 学技术、生产过程中的自动控制和智能化发展,以及不断提高人类认识自然都 具有重要的现代意义,为适应现代科学技术的发展,世界很多国家都将传感器 技术列为现代的关键技术之一。 制动检测仪主要有以下各传感器所构成:加速度传感器,制动踏板力传感 器及数据采集,微机处理器 C8051F206、LCD 显示器/键盘、微机打印机、串行 通信及数据存储等组成,其硬件组成框图如图 5
13、所示: . 图 5 制动检测仪(有各种传感器所组成)的硬件组成框图 3.2.13.2.1 微处理器选择:微处理器选择: 经分析,我们决定采用 C8051F206 单片机。C8051F206 芯片具有如下优点: 一是运行速度快。该芯片采用流水线指令结构,70%指令的执行时间为 1 个或 2 个系统时钟周期,当工作在最大系统时钟频率 25MHz 时,执行速度可达 25MIPS;二是 ADC 输入口较多。最多可达 32 个 12 位 ADC 输入,每个引脚都 可被配置为 ADC 输入。且采样速率 100ksps,不必外加 ADC 芯片就能满足需 要;三是片内存储空间大。该片具有 8KB 的 FLAS
14、H 存储器,256 B 数据 SRAM 和 1024 B 的 XRAM;四是调试方便。该片片内支持 JTAG 调试功能。 五是安全机制可靠。该片具有 7 种复位源,大大提高了运行可靠性,并利用 JTAG 口编程对芯片加密,提高了系统的保密性;六是具有工业级工作温度范 围,能满足系统的使用要求。 3.2.23.2.2 加速度传感器的选择:加速度传感器的选择: 加速度传感器选择摩托罗拉公司的 2260D,该传感器用单一 5 伏电源,测 量范围为1.5g,对应输出直流电压范围为 1.3-3.7 伏,线性度好,无须放大即 可与单片机方便连接。 加速度传感器 踏板开关 MAX756AT24C256 微机
15、打印机 DS1302 RS232 LCD 显示器/键盘 C8051F206 单片机 3.2.33.2.3 LCDLCD 显示器的选择:显示器的选择: LCD 显示器选择 LM3033B,该液晶显示模块均是使用带中文字库 ST7920 控制器进行驱动。主要特性有:内置汉字字库、提供 8192 个 1616 点阵汉字 (简体)、内置 128 个 168 点阵字符、绘图显示画面提供一个 64256 点的绘 图区域 GDRAM、含 CGRAM 提供 2 组软件可编程的 1616 点阵造字功能、单 5V 电源供电、显示分辨率:12864 点。 3.2.43.2.4 数据存储及时间芯片选择:数据存储及时间
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