汽車制動性能測試實驗重慶交通大學交通運輸工程實驗教學

1、實驗教學系列課件----汽車制動性能測試實驗重慶交通大學交通運輸工程實驗教學中心2010年12月 編制,本節(jié)主要內容：簡介汽車制動性能方面理論知識，性能試驗目的和要求，主要儀器設備及其工作原理，實驗步驟。重點：實驗設備的工作原理,,一、理論基礎（1/11）,汽車的制動性是指汽車行駛時，能在短距離內停車且維持行駛方向穩(wěn)定和下長坡時能維持較低車速的能力。1．制動性的評價指標 (1) 制動效能：用制動距離、制動減速度、

2、制動力來評價。(2) 制動效能的恒定性 ：抗熱或水衰退性。(3) 制動時的方向穩(wěn)定性：制動時按照駕駛意圖行駛的能力。,制動性測試,一、理論基礎（2/11）,2．制動時車輪的受力 (1) 地面制動力FXb地面制動力越大，制動減速度就越大，制動距離就越短，所以地面制動力對汽車的制動性能有著至關重要的影響。,制動性測試,一、理論基礎（3/11）,2．制動時車輪的受力 (2) 制動器制動力 在輪胎周緣為了克服制動器摩擦力矩所需的

3、力稱為制動器制動力，以符號Fμ表示。,制動性測試,一、理論基礎（4/11）,2．制動時車輪的受力 (3) 地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關系 車輪純滾動時：FXb= Fμ，隨著踏板力增大而增大。車輪滑動時：FXb達到極限值不再增大， Fμ還可以隨著踏板力增大而增大， FXb< Fμ 。,制動性測試,一、理論基礎（5/11）,3．汽車的制動效能及其恒定性 (1) 制動距離（二個階段） 起作用階段，制動距離S1為 ：

4、u0為制動初速度(km/h)，t1為駕駛員反應時間(s) ，t2為制動器機構協(xié)調時間(s) 。,制動性測試,一、理論基礎（6/11）,3．汽車的制動效能及其恒定性 (1) 制動距離（二個階段） 制動持續(xù)階段，制動距離S2為 ：m為汽車總質量(kg)，ε為旋轉零件的當量質量與汽車質量的比值Δm/m ，F(xiàn)為為各輪制動力總和 (N) 。,制動性測試,一、理論基礎（7/11）,3．汽車的制動效能及其恒定性 (1) 制動距離

5、（二個階段） 總的制動距離為：,制動性測試,決定汽車制動距離的主要因素是：制動器起作用的時間 最大地面制動力 制動初速度 整車質量,一、理論基礎（8/11）,3．汽車的制動效能及其恒定性 (2) 制動減速度制動減速度是制動時車速相對于時間的導數。 制動力持續(xù)時間內，當地面制動力尚未達到地面最大附著力，則制動減速度和制動距離分別為：,制動性測試,一、理論基礎（9/11）,3．汽車的制動效能及其恒定性 (2) 制動減速度

6、但是實際上地面附著系數是持續(xù)下降的，因此……。,制動性測試,一、理論基礎（10/11）,3．汽車的制動效能及其恒定性 (2) 制動減速度但是實際上地面附著系數是持續(xù)下降的，因此只能用平均減速度評價制動效能。,制動性測試,,一、理論基礎（11/11）,3．汽車的制動效能及其恒定性 (3) 制動效能的恒定性 制動器在較長時間連續(xù)地進行較大強度的制動，或高速制動時，制動器的溫度會上升很快，摩擦副間摩擦系數常會有顯著下降，造成制動

7、器制動力下降，這種現(xiàn)象稱為制動器的熱衰退。如何解決？ 4．制動時汽車的方向的穩(wěn)定性制動跑偏，后軸側滑或前輪失去轉向能力 。,制動性測試,二、實驗目的及要求,(1) 了解汽車制動性的含義、評價指標及相關參數；(2) 分別掌握汽車道路試驗和室內試驗的步驟；(3) 理解制動時車輪的受力情況；(4) 掌握相關實驗儀器的使用方法；(5) 計算出評價汽車的相關參數，根據標準對汽車制動性能進行評價。,制動性測試,三、實驗所用的主要儀器和

8、設備,五輪儀（用于路試）：整車可以測出制動初速度、距離和時間。減速度儀（用于路試）：以檢測制動穩(wěn)定減速度和制動時間為主，用于整車道路試驗。平板式制動試驗臺（用于臺試）,制動性測試,四、實驗設備的工作原理(1/11),1．五輪儀的結構及工作原理,制動性測試,五輪儀控制箱,四、實驗設備的工作原理(2/11),1．五輪儀的結構及工作原理,制動性測試,五輪儀傳感器,1—20 in自行車輪 2—電磁傳感器3—叉架 4—活塞桿5—儲氣

9、筒 6—汽缸7—氣管 8—殼體 9—螺母 10—絲桿 11—手柄 12—調節(jié)軸 13—固定板,四、實驗設備的工作原理(3/11),1．五輪儀的結構及工作原理 (1) 傳感部分：一般由輪子、傳感器、支架、減振器和連接裝置等組成。 (2) 記錄部分：其作用是把傳感部分送來的電信號和內部產生的時間信號進行控制和計數，并計算出車速，然后指示出來。,制動性測試,四、實驗設備的工作原理(4/11),1．五輪儀的結構

10、及工作原理電磁式傳感器工作原理：安裝在輪子的中心，由永磁環(huán)、線圈、內齒環(huán)、外齒盤和車軸等組成并形成閉合磁回路。內齒環(huán)與充氣車輪固裝 ，外齒盤與車軸固裝工作中不轉動。,制動性測試,輪子旋轉,內齒環(huán)圍繞外齒盤轉動,二者之間間隙變化,閉合磁路磁阻變化,線圈磁通量變化,輸出電信號,四、實驗設備的工作原理(5/11),1．五輪儀的結構及工作原理光電式傳感器工作原理：,制動性測試,輪子轉動,光孔板隨之轉動,轉過一小孔，光源光線照射光敏管一次

11、,產生一電脈沖信號,送入記錄儀,四、實驗設備的工作原理(6/11),1．五輪儀的結構及工作原理,制動性測試,傳感器部分送來的電信號,,整形成矩形脈沖后通過控制器,,送入測距電路進行測距計數,,經數據選擇器及譯碼器,螢光數碼管直接顯示汽車行駛距離,,,送入車速計數電路,,通過時標電路以0.36 s瞬時車速值通過寄存器、譯碼器,由另一組數碼管直接顯示汽車行駛速度,,四、實驗設備的工作原理(7/11),2．減速度儀的結構及工作原理結構：,制

12、動性測試,QTZ型微機減速度儀外形圖1-電源開關 2-踏板開關插座 3-蓄電池表頭 4-水平泡 5-LED顯示器 6-操作鍵7-踏板開關8-可調支腳 9-充電 10-熔絲,四、實驗設備的工作原理(8/11),2．減速度儀的結構及工作原理工作過程,制動性測試,汽車制動,慣性力,制動減速度變化,滑塊式傳感器產生電壓信號,A/D轉換器,數字信號,LED顯示,四、實驗設備的工作原理(9/11),2．減速度儀的結構及工作原理

13、工作原理（滑塊式）,制動性測試,汽車制動,,滑塊克服彈簧拉力發(fā)生位移,,與滑塊固定一體的齒條通過嚙合的齒輪使動光柵轉動,,光敏管接收到光信號,,變成電脈沖信號經整形后送到微機,1-阻尼桿 2-光電轉換機構 3-齒條 4-彈簧 5-滑塊機構,四、實驗設備的工作原理(10/11),3．平板式制動試驗臺的工作原理 結構：平板式制動試驗臺主要由幾塊表面軋花的測試平板、傳感器以及數據采集系統(tǒng)等組成。,制動性測試,1-制動、懸架、軸重測

14、試平板 2-側滑測試平板 3-數據處理系統(tǒng),四、實驗設備的工作原理(11/11),3．平板式制動試驗臺的工作原理 工作原理：,制動性測試,被測汽車以5~10 km/h的速度開上測試平板,,駕駛員踩下制動踏板,,車輛制動并停住,,數據處理系統(tǒng)采集全部數據,,分析處理打印輸出,五、實驗步驟（1/4）,1．道路試驗步驟 (1) 試驗場地準備試驗路面應為干燥、平整的混凝土，道路縱向任意50 m長度上的坡度應小于1%，路拱坡度小于2%

15、，風速小于5 m/s，氣溫不超過35 ℃。(2) 試驗車輛準備滿載：試驗車輛處于廠定最大質量狀態(tài)，其載荷分布均勻?？蛰d：汽車油箱加至廠定容積的90%，加滿冷卻液和潤滑劑，攜帶隨車工具和備胎，另包括200 kg質量(駕駛員、一名試驗員和儀器的質量)。(3) 實驗設備安裝五輪儀安裝在汽車的后面，用4個螺栓通過五輪儀固定板牢固的固定在汽車上，將踏板套套在制動踏板上。,制動性測試,五、實驗步驟（2/4）,1．道路試驗步驟 (4)

16、儀器設備校準和使用時的調整（略）(5) 實際測試打開試驗設備，駕駛員將試驗車輛加速到30 km/h以上，觀察顯示器，并將車輛慢慢穩(wěn)定到30 km/h。開始踩制動，當制動停止時，立即按下五輪儀上的“停止”鍵，使存儲器不再存儲數據，此時顯示器顯示制動的初速，按一下“距離”鍵，則顯示出累加的距離值，然后按“打印”鍵，即可打印出試驗全部數據和制動過程曲線。如需進行下次試驗，則按一下“復位”鍵。用減速度儀記錄制動減速度和制動時間。(6) 汽

17、車滿載和空載分別試驗5次,制動性測試,五、實驗步驟（3/4）,2．室內試驗步驟 (1) 打開計算機和傳感器電源。通電后，計算機將自動進行系統(tǒng)測試和傳感器的測試。如一切正常，屏幕上將顯示首頁頁面。(2) 按F2鍵，輸入被測試車輛的車牌號等信息，然后按確認鍵，屏幕將進入測試畫面。(3) 將被測試車輛停在距離試驗臺一個車位以外的位置，方向正對試驗臺。(4) 檢查并確認測試平板上無任何雜物。,制動性測試,五、實驗步驟（4/4）,2．室內

18、試驗步驟 (5) 將車輛以5～10 km/h的速度駛上制動平板。前輪駛上平板后踩下離合器，在4個車輪分別駛上各自平板后，這時制動指示燈就會亮。此時急踩制動踏板，畫面將顯示前后制動力數據。(6) 在指示燈熄滅后，起步并拉緊駐車制動，畫面將顯示駐車制動力以及側滑和懸架等項目的數據。 (7) 將車輛駛出試驗臺。(8) 在鍵盤上按Page up、Page down 鍵，可翻頁查看前后制動力、駐車制動力以及懸架測試的數據曲線。(9) 按