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机械化工D01：10.19392/j.c n k i.1671-7341.201724123科技风2017年12月汽车制动检测试验台原理及试验分析谢亚玲中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122摘要:在汽车的制动性能是汽车整体安全性能中的重要组成部分，也是衡量汽车产品质量的重要因素。
因此，在汽车的安全 性能的检验工作中，对于汽车制动能力的检验是十分重要的内容。
本文将从目前常见的两种汽车制动性能试验台的对比入手，对滚 筒制动试验台与平台试验台进行综合比较，并结合目前常见平板制动试验台的相关实验数据，分析汽车制动性能的影响因素。
关键词：汽车制动；检测试验台；试验分析1汽车制动检测试验台论述概述%1)汽车制动检测试验台概述。
汽车的制动性能是衡量汽 车安全价值的重要因素，而在汽车投人市场前的必要安全检测 工作中，对于汽车制动性能的检查是十分重要的一环。
而根据 对汽车制动性能检验方式方法的不同，目前主要有台试法和路 试法两种。
％2)平板制动试验台的结构与检测原理。
平板制动 试验台对于汽车制动性能的模拟主要是通过在试验台上模拟 汽车实际行驶过程中的道路情况，在布置有测量元件的平板 上，被检测汽车以事先设定好的速冻匀速直线行驶，然后到达 一定距离后开始制动，最终得到汽车的制动能力测试结构。
这 一过程是在动态状况下实现对汽车制动能力的测试，因此试验 的结果在准确性得到了有效保证。
2制动性能检测数据分析本文以帕萨特领驭轿车为例，下表为该汽车在平板制动试验台上的测试数据，本次测试采取3辆汽车的对比测试，而根 据对数据的对比分析可以得知，在本次测试中数据的误差比较 大，存在比较明显的制动不平衡现象。
而在分析这一情况的过 程中，应当考虑以下情况。
％1)在本次测试中，存在汽车的个别 车轴的制动力平衡能力没有达到相关技术标准，但在实际运行 中制动稳定能力较好，不会出现明显的制动跑偏现象。
这主要 是由于虽然有个别车轴出现制动不平衡，但是不平衡现象出现 于汽车同一侧，相互抵消，不会对汽车制动产生影响。
制动器试验台的控制方法分析PB08001005 赵诣博总体思路：针对利用如何用电惯量模拟等效惯量的问题，建立了电动机驱动电流依赖于可观测量的数学模型，同时对题目所给的控制方法实验得出的数据进行分析，建立了评价模型，进而设计出两种不同的计算机控制方法，并对此方法进行进一步的评价与完善，从而达到更好的模拟效果。
首先，我们根据其物理模型计算出了等效转动惯量和电流所需补偿的惯量，完成了前两问，奠定了下文建立数学模型的基础。
其次，我们建立了电动机驱动电流依赖于客观测量的数学模型。
通过路试和试验台上采取相同制动操作时角加速度应当相等建立等式，由此求出电动机驱动电流与制动力矩和转动惯量之间的关系。
再次，我们建立了对计算机控制方法的综合评价模型。
此评价模型的重要数量指标是所设计的路试时的制动器与相对应的实验台上制动器在制动过程中消耗的能量之差，同时我们还选取了所控制方法对于理想情况的反应速度和逼近效果为次要指标进行综合评价。
然后，我们根据前一个时间段观测到的瞬时转速，设计出本时间段电流值的计算机控制方法。
由前一个时间段观测到的瞬时速度和我们希望这个时段所达到的速度之差计算出应当补充的扭矩，从而推出本时间段的电流值。
同时利用上面建立的综合评价模型对此模型进行评价。
模型假设1假设试验台采用的电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比（本题中比例系数取为1.5 A/N·m）。
2试验台工作时主轴的瞬时转速与瞬时扭矩是可观测的离散量。
不考虑观测误差、随机误差和连续问题离散化所产生的误差。
3假设车轮在施加制动后，其转速必定在一个约束时间段内减小到一个已知常数之下，故我们设此约束时间段为T，并设经历时间t后ω0 会减小到ωT。
符号说明F 载荷r车辆单个前轮的滚动半径g 重力加速度R 外直径r 内直径ρ密度h 厚度M 直径为R厚度为h密度为ρ的圆盘质量m 直径为r厚度为h密度为ρ的圆盘质量J 等效转动惯量j 基础惯量J'机械惯量Mr(t) 电流产生扭矩关于时间t的函数Mf(t) 制动力矩关于时间t的函数f(t) 理想角速度关于时间t的函数问题分析题目在题干中扼要地介绍了汽车行车制动器的工作原理并介绍了测试其性能的方法—路试及其替代方法，之后建模介绍了在试验台进行的替代路试的实验方法及原理，基于此，我们假设出了其物理模型，并通过题干所介绍的物理原理和题目中所给数据对等效转动惯量进行计算。
毕业设计(论文)任务书年级专业：12级机械系汽车服务工程专业学生姓名：学号：指导教师：刘显贵毕业设计（论文）题目：汽车滚筒式制动试验台设计毕业设计（论文）的任务（包括目的要求、技术要求、工作要求、时间安排等）（一）目的要求：本次毕业论文设计的主要目的是研究汽车的制动性能，制动试验台的参数跟结构对测量结果的的影响。
如何提高测量数据的准确性和可靠性，以及制动台的耐用性和使用经济性。
本次课题设计的试验台主要是检测中小型汽车的制动性能。
制动台可以同时对同一个轴上的两个车轮进行检测。
制动试验台的主要结构是电动机，滚筒，减速器等。
（二）技术要求：本次设计对汽车安全性能的研究，了解汽车制动性能对于汽车安全性的影响，完成汽车服务设计，汽车维修等环节的探究与设计。
（三）工作要求：1、按规定独立完成工作任务，不弄虚作假，不抄袭别人的工作成果。
2、通过各种途径渠道获取与汽车制动安全性能，耐用性，使用经济性的材料跟数据。
、3、在充分掌握和熟练运用材料的基础上，开始正式论文设计的撰写工作，做到：主题明确，论证充分，思路清晰，条理分明，文字通顺，结论科学。
4、在毕业设计撰写过程中按照拟定的工作进度按时完成各个阶段任务，并定期进行整理检查工作。
（四）时间安排：1、2012.11.15 确定毕业设计课题题目2、2012.12.7—2012.12.17：查找资料，跟老师讨论沟通，明确该课题的目的要求，技术和工作要求，完成开题报告和任务书，文献综述，外文文献翻译。
3、2013.02.—2013.03：对收集到的各种数据进行分析，初步撰写设计论文大纲完成论文总体设计。
4、2013.04.12：完成中期检查5、2013.04.15—2013.04.30进一步完善的各个材料和数据，完成设计并交给指导教师审阅。
6、2013.05.04—2013.05.10打印毕业论文，并交给学校进行毕业论文设计检测7、2013.05.21—2013.05.25正式答辩。
摘要：传统的机车制动系统的固定设备试验均在简便的试验台上进行。
但这种简单的试验台已不能满足高速铁路下机车提速的发展要求，这是由于简单的试验台不能达到高速的要求，以及惯性对制动性能的限制。
再者它不能提供机车实际运行下所必需的数据。
诸如车轮磨耗、车轮内部损伤、制动盘温度等数据，也无法提供制动闸片和制动盘的磨损情况，所以试验结果往往与实际工况下的结果有一定的不同。
而且传统的试验台大多是针对闸瓦制动，随着盘形制动的出现，以往的试验台已经无法提供盘形制动试验所需的数据，迫切需要新的试验台。
针对这一问题，本文对模拟机车实际工况的制动试验台进行了方案设计，以满足列车高速化以及惯性对制动性能的限制。
本试验台主要有电动机、联轴器、惯性飞轮组系统、支座、制动装置几个主要部分构成。
根据设计的总体方案布局，选取了电动机、联轴器等部件。
重点对试验台的惯性飞轮组进行了设计分析。
试验过程中，由于惯性飞轮的加装会使主轴产生变形，此变形会产生额外的转动惯量梁，从而对试验数据造成干扰，所以对主轴和惯性飞轮组组成的系统进行了刚度分析（即弯曲变形分析），同时用UG软件对试验台进行了三维仿真建模。
并对制动盘利用ANSYS软件进行了制动盘温度分析。
分析及设计的结果表明此试验台能够较好的模拟机车运行下的转动惯量及速度，并且刚度分析也符合标准。
关键词：制动试验台，惯性飞轮组，刚度分析，温度分布1.1国内外研究现状目前，再机车车辆制动方面，针对现场和教学的试验台只是单纯的进行机车车辆制动系统的性能综合试验机单闸性能试验，侧重于制动机检修形试验，没有考虑车辆在实际运行中，轮对速度计轴重对制动的影响。
因此对机车制动试验台的开发，设计具有重要的现实意义。
日本铁路为适应新干线提速尔研制了新型的制动试验台，该试验台包括两台试验台：“制动性能试验台”、“盘形制动试验台”。
“制动性能试验台”可做踏面制动的闸瓦的制动试验、制动盘试验，并能测试轮轨粘着力，此试验台能够适应轻量车辆至机车车辆各种车型的全能试验台。
![毕业设计论文-惯性式汽车制动器试验台总体设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/b0985225360cba1aa911dadc.png)
天津工业大学毕业设计（论文）题目：惯性式汽车制动器试验台总体设计姓名马国存学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级指导教师职称二○一一年六月一日第一章绪论随着我国汽车工业的飞速发展和汽车保有量的急剧增加，汽车安全问题越来越引起我国政府和广大民众的高度关注。
众所周知，制动器是保证汽车安全形式的重要部件之一，而制动器的一对摩擦副——制动盘和摩擦垫块或制动鼓与制动蹄，是制动器中的关键配件，其摩擦磨损性能对汽车的制动性能起着十分重要的作用。
随着国家对汽车总成、零部件质量重视程度的逐步提高，汽车制动器试验任务不但增加，而且急需增加制动器试验能力。
虽然目前国内外有一些制动器试验设备，但由于此类设备属于非标准设备，其试验侧重点、试验方法和控制手段各异，无法满足企业实际需求，因此，自主研制汽车制动器试验台势在必行。
制动器是汽车安全行驶的重要部件之一，其性能的好坏对汽车的行驶安全及动力性能发挥都有着很大的影响。
通常，制动器性能都要根据权威机构制定的试验标准来进行测试。
通常的试验方法有小样试验和惯性台架试验等。
小样试验要进行制动尺寸模拟和形状模拟，因而准确度不高，但是成本相对较低，常用于摩擦材料的分级、质量控制以及新产品的开发。
台架试验是制动器质量检测中最具有权威性的试验，能够相当真是的反映制动器的工作特性，已经逐渐成为制动器质量检测的主流。
目前，国产台架试验机普遍存在控制方法相对落后、控制精度不高、关键数据采集和处理精度不够等问题，而国外进口的同类设备价格昂贵，有些甚至达到国产试验机的几倍到十几倍。
因此，应用先进控制理论和控制方法，提高制动器台架试验机的控制精度，开发具有自主知识产权的高水平试验机有着非常重要的现实意义。
汽车制动器的台架试验是用模拟汽车制动过程，以台架试验的方式来测试制动器的制动效能、热稳定性、衬片磨损以及强度等项性能。
目前世界上通用的方法是用机械惯量或电惯量来模拟制动器总成的制动工况，从而测试其各项性能。
第一章绪论1.1车辆制动性能检测发展背景随着我国经济的发展，汽车的数量与日俱增，为了确保公路安全，行车出厂前，厂家需要对车辆进行整车安全检测。
随着电子技术和机械加工工业的发展，在传统检测方法的基础上，逐步发展成现代汽车诊断与检测技术。
汽车检测通常指使用现代检测技术和设备、合计算机、自动控制等高技术来检测汽车技术现状，它是一门综合性的应用科学。
汽车的制动性是汽车的主要性能之一，制动性能的检测对所有车辆都是极其重要的。
汽车的制动性关系到人的安全，它是汽车安全行驶的重要保障。
资料表明，因制动不良而导致的道路交通事故占事故总数的l／3。
汽车的制动性不仅取决于制动系的性能，还与汽车的行驶性能、轮胎的机械特性、道路的附着条件以及与制动操作有关的人体工程特性有密切关系。
汽车的制动性是由汽车的制动系统决定的，其制动过程是很复杂的，它与汽车总布置和制动系各参数选择有关。
汽车本身又是一个复杂的系统，在运行当中，各个总成之间都在运动，随着时间的推移，各系统的技术状况都会发生变化，其技术状况将不断恶化，造成汽车的各种性能的下降，从而使其发生故障的可能性逐渐增加，造成交通安全隐患的大量聚合。
随着道路质量的提高和高等级公路及高速公路的发展，汽车行驶速度愈来愈快，因此对汽车制动性能的要求也愈来愈高。
1.2 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。
在GB7258．2004中规定当机动车经台架检验后对其制动性能有质疑时，可用路试检验进行复检，并以满载路试的检验结果为准。
摘要汽车制动性能的检验是机动车安全技术检验的重要内容之一，随着我国汽车保有量快速增长，汽车对环境的影响受到人们的普遍关注。
汽车制动性能的好坏直接关系到人们的生命安全。
因此有必要研究出快捷、准确地检测汽车制动性能的方法和工具。
本论文的内容就是对汽车制动试验台的关键技术进行研究。
首先论文对国内外汽车制动试验台的现状和今后发展方向进行了综述。
通过对汽车制动过程的分析，提出检测汽车制动性能的方法，比较了各种检测方法的特点，分析了评价汽车性能的指标及国家标准。
对汽车在制动试验台上的受力情况进行了分析，提出检测汽车制动性能的原理，分析了影响制动性能检测的因素。
对汽车制动试验台总体结构进行了分析，提出选择试验台滚筒尺寸，转速及表面材料的方法，给出选择试验台电机、减速器等主要部件的依据。
关键词：汽车制动试验台；制动性能；检测；滚筒；反力式IAbstractThe testing of the automobile brake performance is one of important parts in Vehicle safety check.With the amount of the automobile increasing rapidly in our nation，the affect of automobile to the environment is concerned by more and more people. The brake performance of automobile has the relation with the safety of people. Therefore，it is necessary to find best methods and tools of testing automobile brake performances quickly and accurately. The paper is the research of key technology in automobile brake tester.Firstly，the paper give a brief introduction about present automobile brake tester and future tendency in the world.The paper analyzes the process of the braking of auto，and present the methods of testing brake performance，compares the advantages and disadvantages of various testing methods，discusses the criterions of assessing brakep erformances and national standards.It goes dynamic analysis of braking automobile on the tester，explains the principle of testing automobile brake performance，analyzes the main factors for brake testers.It analyses the total construction of the drum type automobile brake tester，gives the methods of choosing the sizes，speed，surfaces material of tester drums，as well as reasons of choosing tester motor，gearbox，and other main parts.Keywords：Automobile Brake Tester；Brake Performance；Testing；Platen；ReactionII第1章绪论1.1 课题研究的目的和意义1.1.1 课题研究的目的汽车制动试验台的结构参数对制动性能的测量结果有着重要关系。
只有合理选择制动试验台的设计参数，才能提高试验台测试的准确性与可靠性，以及耐用性和使用经济性。
本课题所研究的汽车制动试验台主要是检测各类中小型汽车（最大轴重10吨）的制动性能。
应能同时对同一轴上的左右两个车轮进行测量。
制动试验台主要结构有滚筒、电动机、减速器等。
1.1.2 课题研究的意义汽车制动性能的检验是机动车安全技术检验的重要内容之一，也是汽车保修企业进行故障和调试修理的科学依据。
近年来，随着不解体检在线检测技术的发展，汽车制动性能的检测与诊断己由经验定性型向仪器化的定量与定性相结合方向发展，由路试向台架检测发展。
用制动试验台检测汽车的制动性能，不仅可以测出每个车轮的制动力和制动力协调时间，通过计算求出汽车的单位制动力。
而且可以测出同一轴两车轮的制动力差和制动力上升时间差，制动器内部阻力和制动完全释放时间。
这种方法可以免除用路试检测制动性能的一些弊病[1]。
汽车制动试验台的型式有滚筒式和平板式。
平板式制动试验台在测试时，汽车要有一定的初速度，这就需要有助跑道。
而滚筒式制动试验台则相反，其占地面积小，可以在台上对制动系边试验边调整，又便于分析故障，因此容易按使用部门所接受。
滚筒式制动试验台的测试方法是：在汽车处于停火状态下，测定车轮的制动力或制动距离等与制动性能有关的参数。
它又可分为反力式和惯性式。
惯性式别动试验台是测每个车轮的制动距离，这种试验台的试验车速高，较接近于实际情况。
但由于在国家规定的制动性能标准中没有车轮制动距离这一项，只有汽车制动距离的标准。
- 1 -如果将测试的车轮制动距离换算成整车制动距离，有一定误差，要使换算结果精确，需要作大量对比试验，而不同的车型都要有对比，这是较难做到的，因此惯性式制动试验台不容易被使用部门所接受。
而反力式制动试验台的工作原理是当被检车辆驶上试验台后，车轮置于两滚筒之间，这时左、右两电机启动，带动滚筒旋转。
当转速达到稳定值后，通知驾驶员迅速踏制动器（或拉手制动器），这时车轮的转速降低。
车轮与滚筒之间产生了相对滑移，此时，与车辆制动力大小相等、方向相反的力作用在试验台上，由测力装置可测量出其值，并记录制动曲线。
当车轮速度降低到某值时，为了减少轮胎磨损，电机自动停转。
反力式制动试验台结构筒单，测试方便，耗电小，使用成本低。
在国内外被广泛采用。
我国的《机动车安全运行技术条件》中对台试车轮制动力也给予承认。
因此，国内交通、公安车管部门广泛使用的几乎都是反力式制动试验台。
室内汽车制动试验台一般只根据一些检测数据判定汽车制动性能合格与否，至于故障原因往往无法予以诊断分析，这是目前检测技术存在的一个缺陷。
随着科学技术的发展，应用先进技术对在用车辆实行技术状况监控与预测非常必要。
在汽车制动检测制动方面，应用故障机理的解析技术确定和预测汽车制动状况的动态特性；应用诊断参数信息的识别和传感技术。
建立故障模式；充分利用计算机技术，分析诊断多数信息，提高诊断精确度。
开发预测故障专家系统，提高诊断预测水平，使车辆保持良好的技术状况，并将检测、诊断和预测融为一体，是今后汽车检测技术的发展方向。
1.2 国内外相关领域研究现状及发展方向目前在我国的汽车制动性能检测中，普遍采用反力滚筒式制动试验台，而平板式制动试验台近几年开始引入我国。
GB7258——2004 《机动车运行安全技术条件》规定制动性能检测可用平板式制动试验台，也可以使用反力式滚筒制动试验台。
平板式制动试验台是在汽车运行状态下检测制动性能，与汽车实际行驶中的制动相似，是一种动态检测；而反力式滚筒制动试验台是提高为测定作用在测力滚筒上车轮制动力的反力，检测车辆- 2 -制动性能的装置，是一种稳态检测方式[2]。
下面分别介绍这两种试验台：1.2.1 平板式制动试验台早期的汽车检测设备，既有滚筒式又有平板式，由于当时还没有电子计算机，平板式检测设备的传感器和采样系统难以满足检测要求。
但是，由于近年来电子技术的大量应用，平板式检测设备的数据采集系统（含各种传感器）都采用微电子技术和计算机控制。
因此，新一代的平板式设备各方面的性能都有了质的飞跃。
从原理上来看，平板式制动试验台是主动、动态的检测，它是在汽车行驶制动状态下进行检测的，只要保证力传感器能准确无误地把测试平板上受到的水平制动力与垂直力测量下来，平板式制动试验台就完全可以如实地把汽车制动过程（力系及变化）检测出来。
平板式制动试验台具有以下优点：（1）在测试平台的台面上。
焊有由钢板冲压制成的钢网，具有远高于良好路面的附着系数，在正常磨损范围内可以确保制动性能的检测；（2）能同时对汽车的四个车轮作动态测试；（3）特别适合现代轿车和摩托车的检测。
现代轿车的前轴制动力占整车制动力的比例很大，而国标对前轴制动力的要求过低或偏低，平板式检M能力与实际相符，而滚筒式的检测能力过低或偏低；（4）为多功能综合的复合检验台。
如意大利威迈格平板式制动试验台，可进行几种性能同时测试，检测制动力时既可测得四个车轮的最大制动力，又可提供这些制动力在制动过程中随时间变化的曲线等更深层信息，还可同时进行侧滑的检测，悬架减振器的检测。
以上四点平板式均优于滚筒式。
但平板式也有其致命的弱点：（1）在实际检测过程中，制动初速度及制动踏板力不易控制，测试工况不稳定，重复性差；（2）检测技术尚不成熟，定量分析技术仍末完善解决，传感技术和计算机后处理技术要求很高，有待电子技术应用的进一步提高；（3）不能测试车轮的阻滞力、失圆度，而且适用车型较少。
不容易对轴距变化大的汽车作四轮同时检测，且测试货车后轴的制动性能也不够- 3 -理想，多轴车不能测试[3]。
1.2.2 反力滚筒式制动试验台我国使用的反力滚筒式制动试验台有两大类，其一是引进日本弥荣公司、日产公司的；其二是引入西欧国家的，如德国马哈公司、申克公司，英国克雷普顿公司，意大利的钻石公司等。
日本式试验台的特点是摩擦滚筒直径小，一般直径为120mm左右，且滚筒表面刻有矩形槽，制动时线速度低，两滚筒之间有举重器，一般没有智能程序，数值显示多为指针式。
西欧式试验台的特点是摩擦滚筒直径大，一般直径在265mm左右，且滚筒表面涂敷摩擦材料，摩擦系数较高，可达0.8—0.9，制动时线速度高，3t以下车辆的线速度为2.5—3km/ h，3—10t车辆的线速度为5km/ h。
在两滚筒之间有两个第三滚筒，数值显示为指针式。
