CN106404264B - 基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量装置及方法。该装置主要由施力和力测量装置(A)、固定装置(B)、反力式滚筒制动检验台(C)、轮胎悬架装置(D)组成。该测量装置及方法可应用于台架标定中，通过调节施力和测力装置(A)，对轮胎悬架装置(D)施加载荷，从而模拟汽车实际检测过程中的轮载荷，并得到不同轮载荷下的台架内阻值，建立台架内阻与轴载荷的关联关系。对于不同车型，根据不同轴载荷确定相应的台架内阻F_x，对制动力进行误差补偿，提高检测准确度。该装置可广泛应用于汽车检测、试验及科研机构。

Description

基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量装置及方法

技术领域

本发明涉及一种汽车检测装置及方法，特别是涉及一种基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量装置及方法。

背景技术

汽车制动性能直接关系着汽车的行驶安全，是汽车安全性能必检项目之一，常用制动试验台进行制动性能的检测，目前，国内车辆性能检测站所用制动检验设备多为反力式滚筒制动试验台。其测试原理是：被测车轮置于主、从动滚筒之间，压下第三滚筒，使接近开关导通。通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮制动器的摩擦力矩经轮胎传递给滚筒变为轮胎对滚筒的作用力。与此同时滚筒对轮胎的周缘的切线方向有反作用力，以克服制动器摩擦力矩，维持车轮继续旋转。由于作用力的存在，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号，由计算机采集、处理后，由指示装置或打印机输出检测到的制动力。

目前，汽车在反力是滚筒试验台上进行检测的过程中，驱动电机会带动滚筒组以及试验台的其他旋转部件一起运动，在运动过程中，各个旋转部件之间的摩擦会存在着能量的损失，包括轮胎与滚筒之间产生的摩擦损失以及试验台内部传动***之间产生的摩擦损失。其中，试验台内部产生的摩擦损失为台架的内阻。在检测过程中检测出来的汽车制动力也包括了这一部分的阻力，导致检测结果存在误差。因此，在反力式滚筒制动试验台投入使用之前应该确定其内部阻力并进行标定，使检测结果更加准确。现在通常采用滑行法来确定台架的内阻，而滑行法中利用动能守恒定律求出的台架内阻的值通常是一个定值，由于台架的内阻与汽车的轴载荷和汽车检测时的运行速度有关，因此，滑行法存在较大的误差。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前不同轴载荷的汽车在反力式滚筒制动试验台检测过程中台架内阻不准确造成的制动力结果不准确的问题。提供一种基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量的装置和方法。通过测量不同轴载荷下的台架内阻的值，确定反力式滚筒制动试验台的台架内阻与汽车轴载荷之间的关联关系，对制动力结果进行误差补偿，使检测结果更加精确。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量装置，主要由施力和力测量装置A、固定装置B、反力式滚筒制动检验台C和轮胎悬架装置D组成，所述的轮胎悬架装置D通过铰链与施力和力测量装置A链接，施力和力测量装置A通过螺栓连接固定在固定装置B上，所述的固定装置B通过螺栓连接固定在反力式滚筒制动检验台C的台架上；所述施力和力测量装置A中，施力手柄1与丝杠2通过键连接，丝杠2与基体3采用螺纹配合，丝杠2和连接件Ⅰ5通过滑块4进行力的传递，滑块4通过导向块7与基体3连接，并沿着导向块7在基体3上进行纵向移动，力传感器6通过连接件Ⅰ5与滑块4连接。

所述的固定装置B中，连接板14和施力和力测量装置A中的基体3通过螺栓连接，丝杠15和丝杠17结构相同并通过连接套16进行连接，丝杠17与底板20通过铰链连接，底板20与通过螺栓固定在反力式滚筒制动检验台C的机架上。

一种基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻的测量方法，通过转动施力手柄1调节施力和测力装置A，施加载荷于轮胎悬架装置D，从而模拟汽车轴载荷；

反力滚筒制动试验台滚筒组带动轮胎转动过程中，读取力传感器6仪表的值，获得模拟轴载荷，并根据反力滚筒制动试验台数据采集***实时测得台架的内阻值F_x，建立轴载荷与台架内阻关联关系。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1、目前采用反力式滚筒制动试验台检测制动力之前对台架的内阻进行标定，所得到的标定值是一个定值，而实际的检测过程中，台架内阻会因轴载荷的不同产生变化，本发明建立的台架内阻的测量装置可以测量不同轴载荷下的台架内阻，可以对制动力结果进行误差补偿。

2、本发明所述的基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量装置结构简单，操作方便，所占空间小，成本低，检测精度高，通过调节施力装置可以精确的模拟不同的轴载荷的大小，不需要采用实车进行标定，在标定过程中只需要采用该装置即可确定不同轴载荷的汽车在检测过程中的台架内阻的值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量装置的轴

测投影图；

图2a是本发明所述的基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量装置中的

施力和力测量装置的轴测投影图；

图2b是图2a的局部放大图；

图3是本发明所述的基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量装置中的

固定装置轴测投影图；

图4是本发明所述的基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量装置中的

反力式滚筒制动检验台简化模型示意图；

图5a是本发明所述的基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量装置中的

轮胎悬架装置轴测投影图；

图5b是图5a的局部放大图；

图6是本发明所述的基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量装置中的

数据采集***原理图。

图中：A.施力和力测量装置，B.固定装置，C.反力式滚筒制动检验台简化模型，D.轮胎悬架装置，1.施力手柄，2.丝杠Ⅰ，3.基体，4.滑块，5.连接件Ⅰ，6.力传感器，7.导向块，8.连接件Ⅱ，9.支撑架，10.铰链，11.下连接件，12.上连接件，13.连接销，14.连接板，15.丝杠Ⅱ，16.连接套，17.丝杠Ⅲ，18.紧固螺栓，19.螺栓孔，20.底板，21.机架，22.链条，23.从动滚筒，24.第三滚筒，25.驱动滚筒，26.活塞杆，27.减震弹簧，28.支撑座圈，29.减震器，30.下摆臂，31.紧固螺栓，32.球头座，33.万向转向节，34.制动盘，35.轮胎，36.制动钳，37.球头座，38.球头座，39.上摆臂，40.紧固螺母，41.紧固螺栓Ⅰ，42.紧固螺栓Ⅱ，43.紧固螺帽，44.球头销，45.模拟量信号放大接线板，46.模拟量采集卡，47.工控机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明提供了一种基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量的装置及方法，能够提高车辆制动性能检测的精确度。研究车辆制动性能具有很高的社会价值和广泛的社会意义，对车辆的安全运行、乘坐舒适性以及稳定性有很好的促进作用，同时还有很好的社会效益和经济效益。

参阅图1，本发明所述的基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量的装置包括：施力和力测量装置A、固定装置B、反力式滚筒制动检验台C、轮胎悬架装置D。其中轮胎悬架装置D通过铰链与施力和力测量装置A链接，施力和力测量装置A通过螺栓连接固定在固定装置B上，固定装置B通过螺栓连接固定在反力式滚筒制动检验台C上。

参阅图2，本发明所述的基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量的装置中的施力和力测量装置A包括：施力手柄1，丝杠2，基体3，滑块4，连接件5，力传感器6，导向块7，连接件8，支撑架9，铰链10，下连接件11，上连接件12，连接销13。施力手柄1与丝杠2通过键连接，丝杠2与基体3采用螺纹配合。连接件5和连接件8的结构相同，力传感器6通过连接件5与滑块4连接，其中力传感器6的规格为S型拉压力传感器，每次施加力的大小可以通过S型标准拉压力传感器的测量仪表直接测得。丝杠2和连接件5通过滑块4进行力的传递，滑块通过导向块7与基体连接，滑块沿着导向块纵向在基体上进行移动。转动施力手柄1，带动丝杠2移动，使滑块4产生位移，通过连接件5将力传递到力传感器6，可以测得施力大小。

参阅图3，本发明所述的基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量的装置中的固定装置B包括：连接板14，丝杠15，连接套16，丝杠17，紧固螺栓18，螺栓孔19，底板20。连接板14和施力和力测量装置A中的基体3通过螺栓连接，丝杠15和丝杠17结构相同通过连接套16进行连接。通过旋转连接套16可以缩短或增加丝杆15和丝杠17的距离，从而可以改变施力和力测量的角度。丝杠15与连接板14通过铰链连接，底板20与通过螺栓固定在反力式滚筒制动检验台C的机架上。固定装置B的主要作用是起到加固悬架轮胎模型D和反力式滚筒制动检验台C的目的，防止标定过程中出现机械配合方面的偏差。

参阅图4，本发明所述的基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量的装置中的反力式滚筒制动检验台C为成都成保发展股份有限公司生产的反力式滚筒制动检验台，型号为FZ-10C。本发明采用了反力式滚筒制动检验台简化模型主要包括：机架21，链轮22，从动滚筒23，第三滚筒24，驱动滚筒25。从动滚筒23和驱动滚筒25通过轴承固定在机架上，并通过链轮22进行连接。

参阅图5，本发明所述的基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量的装置中的轮胎悬架装置D包括：活塞杆26，减震弹簧27，支撑座圈28，减震器29，下摆臂30，紧固螺栓31，球头座32，万向转向节33，制动盘34，轮胎35，制动钳36，球头座37，球头座38，上摆臂39，紧固螺母40，紧固螺母41，紧固螺栓42，紧固螺栓43，球头销44。

其中活塞杆26、减震弹簧27、支撑座圈28和减震器29构成了减震***，活塞杆26的顶部是高度40mm、壁厚5mm、内部直径30mm的柱体，该柱体与施力和力测量装置A中的连接件8同轴配合，当施加压力时，压力通过活塞杆26作用在下摆臂30上，真实模拟汽车的真实轮重。减震器29与下摆臂30铰链连接，下摆臂30和上摆臂39的内端与施力和力测量装置A中的基体3铰链连接，二者的外端则分别通过球头销44与万向转向节33相连。下摆臂30与球头座32通过紧固螺栓Ⅰ41和紧固螺栓Ⅱ42进行固定连接，球头座32与万向转向节33通过球头销44进行连接，上摆臂39的连接方式与下摆臂30的连接方式相同。

参阅图6，本发明所述的基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量装置中的数据采集***原理图包括：模拟量信号放大接线板45，模拟量采集卡46，工控机47。其中台架左右内阻的模拟量信号先通过放大接线板45进行放大处理，然后通过模拟量采集卡46采集到处理后的信号，最后在工控机46中得到相应的台架的内阻值。

本发明实验装置的工作原理：

针对不同轴重的汽车，通过调节施力和测力装置A来施加相应的轴载荷，再通过连接装置将力传递给轮胎悬架装置D来模拟汽车实际检测过程中的轴重。其中固定装置B中可以通过调节两丝杠之间的连接套来调节丝杠的长度，通过调节丝杠的角度来使轮胎悬架装置D中的轮胎与反力式滚筒制动检验台C的滚筒组垂直接触。

基于基于反力式滚筒制动试验台的台架内阻测量方法：

在反力式滚筒制动试验台投入使用之前需要对试验台的内部阻力进行标定，所得到的标定值是一个定值，而实际的检测过程中，台架内阻会因轴载荷的不同产生变化，本发明建立的台架内阻的测量装置可以标定不同轴载荷下的台架内阻，对制动力结果进行误差补偿，使检测出的制动力的值更加精确。

本发明的台架内阻测量方法包括以下几个具体步骤：

(1)将本发明所述的调节施力和测力装置A、固定装置B、反力式滚筒制动检验台C和轮胎悬架装置D按照图1所述的连接关系进行固定和装配，确保轮胎表面和制动检验台的滚筒组表面垂直接触，将力传感器6进行调零，调节施力和测力装置A中的施力手柄1，使力传感器6的受力为零；

(2)转动施力手柄1，读取力传感器6的示数，以单位量的轴载荷逐步增加，驱动电机启动，带动滚筒组和轮胎转动，通过数据采集***得到阻滞力的值，即为该轴载荷下的台架内阻的值(记为F_x)。

采集台架内阻与轴载荷的数据，采用最小二乘法对所得到的数据进行拟合，确定台架内阻与车辆轴载荷之间的关联关系。通过该关联关系可以得到不同轴载荷的车辆在检测过程中台架的内阻值F_x，记检测过程中的测得的制动力值为F，则(F-F_x)为去掉台架内阻的实际的制动力，可以对制动力结果进行误差补偿，使检测结果更加精确。

Claims (2)

1.一种基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量装置，主要由施力和力测量装置（A）、固定装置（B）、反力式滚筒制动检验台（C）和轮胎悬架装置（D）组成，其特征在于：

所述的轮胎悬架装置（D）通过铰链与施力和力测量装置（A）链接，施力和力测量装置（A）通过螺栓连接固定在固定装置（B）上，所述的固定装置（B）通过螺栓连接固定在反力式滚筒制动检验台（C）的台架上；所述施力和力测量装置（A）中，施力手柄（1）与丝杠Ⅰ（2）通过键连接，丝杠Ⅰ（2） 与基体（3）采用螺纹配合，丝杠Ⅰ（2）和连接件Ⅰ（5）通过滑块（4）进行力的传递，滑块（4）通过导向块（7）与基体（3）连接，并沿着导向块（7）在基体（3）上进行纵向移动，力传感器（6）通过连接件Ⅰ（5）与滑块（4）连接；

所述轮胎悬架装置（D）通过上摆臂（39）和下摆臂（30）的内端与施力和力测量装置（A）中的基体（3）铰链连接，所述轮胎悬架装置（D）中的活塞杆（26）、减震弹簧（27）、支撑座圈（28）和减震器（29）构成了减震***，所述减震器（29）与下摆臂（30）铰链连接，当施加压力时，压力通过活塞杆（26）作用在下摆臂（30）上，真实模拟汽车的真实轮重；

所述的固定装置（B）中，连接板（14）和施力和力测量装置（A）中的基体（3）通过螺栓连接，丝杠Ⅱ（15）和丝杠Ⅲ（17）结构相同并通过连接套（16）进行连接，丝杠Ⅲ（17）与底板（20）通过铰链连接，底板（20）通过螺栓固定在反力式滚筒制动检验台（C）的机架上。

2.用于权利要求1所述的一种基于反力式滚筒制动检验台的台架内阻测量装置的测量方法，其特征在于：

通过转动施力手柄（1）调节施力和测力装置（A），施加载荷于轮胎悬架装置（D），从而模拟汽车轴载荷；

反力滚筒制动试验台滚筒组带动轮胎转动过程中，读取力传感器（6）仪表的值，获得模拟轴载荷，并根据反力滚筒制动试验台数据采集***实时测得台架的内阻值，建立轴载荷与台架内阻关联关系。

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