太学生Ailean
范文一：关于汽车制动性能检测方法的研究
２０１１年第３５期。机械与电子Ｏ科技信囊
关于汽车制动性能检测方法的研究
杨继花王振友李业德
（山东理工大学计算机学院山东淄博２５５０４９）
【摘要】传统的汽车制动性能检测方法有台试检测法和路试检测法两种。本文通过对两种方法的对比分析。以路试法为研究对象进行了
原理上的设计，并配以台式机、传感器、信号调理电路和数据采集卡等实验设备，对汽车制动性能的测试过程进行数据采集．并对采集到的数据进行计算处理，然后把新设计的测试系统得到的数据与传统台试法测试得到的数据进行对比分析．得出新设计的测试系统具有较高的精确度和可靠度的结论。
【关键词】制动性能；台试法；路试法；测试系统
０引言
汽车制动性能是汽车主动安全性的重要性能．作为汽车性能检测的最重要指标之一，直接影响到行车交通安全问题和交通运输效率。近年来我国的汽车制造业和公路交通运输业发展迅猛．汽车保有量迅速增加并破亿．随之ｆｉｉｆ来的是交通安全和环境保护等社会问题．使得人们对汽车检测诊断技术和设备的需求与口俱增。据有关机构调查发现。造成重大交通事故的原因往往与汽车制动性能差有关．由汽车制动方面的原因所导致的事故在汽车交通事故中占１／３以上．因此提高汽车制动系统检测技术的精确性在降低公路交通事故率、提高汽车行驶安全性方面显得至关重要。拥有准确、先进的汽车检测技术．进一步重视和加强车辆制动性能的检测管理已成为维护社会安全稳定的一个重要课题。
１
成制动跑偏的性能．或者制动时汽车的某一轴或两轴发生横向滑移造成制动侧滑而失去方向能力的性能。目前主流车型均配置ＡＢＳ、ＥＳＰ等配置就是为了提高方向稳定性。
２汽车制动性能检测方法
传统的汽车制动性能检测技术依据其检测方式可分为两大类：台试法和路试法。２．１台试法
台试法有反力式滚筒制动试验台检验法和平板式制动试验台检验法两种。实际应用中以前者应用较广泛。
工作原理：反力式滚筒制动试验台由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示、控制装置组成１３ｌ，如图ｌ所示。
汽车制动系统性能评价指标川
汽车行驶时在短距离内停车且维持行驶方向稳定．以及汽车在长
坡时维持一定车速的能力称为汽车的制动性。汽车的制动性能指标主要有制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性。１．１制动效能
制动效能即汽车的制动距离或制动减速度．用汽车在良好路面上以一定初速度制动到停车的制动距离来评价．制动距离越短说明制动性能越好。根据国家颁布的ＧＢ７２５８—２００４《机动车运行安全技术条件》四规定，每类车型的制动距离和制动减速度都有其严格对应的标准．如表ｌ所示。
表１制动减速度和制动距离的标准限制
制动初速度／
机动车类型
０，ｍ?ｈ－１）
（ｍ?§－２）
标准限值
ｒｍ８—２１
?
图１
滚筒反力式汽车制动试验台的结构与原理
每一套车轮制动力测试单元由框架、测量装置、滚筒组、传感器等构成。进行车轮制动力检测时被检汽车驶上制动试验台，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。车轮在制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转．测力杠杆一端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．经放大滤波后送往Ｍ＇Ｄ转换器转换成相应数字量．经计算机采集、存储和处理后检测结果由打印机打印出来。
满载减速度／
满载制
动距离
／ｍ
空载减速度，
空载制动距离
ｈｎ
空载
矮准限值
《１９
ｔｌ，８
待潮乍辆
—上
精
——Ｌ一
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照
上
馨
每
传癌膏数据采童模块
乘用车
５０≥５．９《２０≥６．２０．４５
努蓥
总质量不大于３５００ｋｇ的低速货车
３０≥５．２《９≥５．６
●
《８Ｏ．４５
丁
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俯号处理
嚣
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』ｌ
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数据处理模块
教描聚集仁
其它总质量不大于３．ｓｏｏｋｇ的汽车
』上
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‘
５０≥５．４《２２≥５．８《２ｌ０．６５
☆武机
●
其他汽车、汽车列车
５０
≥５．Ｏ≤ｌＯ
≥５．４《９
ｏ．８０
ｌ
ｔ髫墨示数据曲拽笑
图２系统硬件设计流程图
Ｉ．２制动效能的恒定性
汽车制动效能的恒定性指制动器的抗衰退性能．是指汽车高速行驶下长坡连续制动时，制动器连续制动效能保持的程度。１．３汽车制动稳定性
汽车制动稳定性是指汽车制动时左右两侧车轮的制动力不等或左右两侧制动生效和解除时间不一致、制动力的增减规律不对称而造
２．２路试法
图３软件设计模块图
本系统是在对路试法深入研究的基础上设计的一种基于虚拟仪器的便携式汽车制动性能测试系统。
（一）硬件设计
该测试系统硬件电路主要包括台式机、各类传感器、信号调理电
路和多功能数据采集卡等。系统功能为：汽车制动性能测试中．台式机作为硬件系统的核心部分，控制着整个汽车制动测试过程．包括信号
万方数据
科技信息。机械与电子ｏ
２０
１１年第３５期
的采集、存储，数据的分析、计算，结果的输出显示等功能，踏板力传感器和加速度传感器当接收到外界的触发信号便开始信号测豉．并将数据送至信号调理电路。信号讽理电路主要包括信号调整电路、阻抗变换电路．电压控制放大电路和触发电路等部分．对接收到的模拟信号进行处理。数据采集卡是系统外置硬件的核心部分，满足采样频率、输入精度、Ａ／Ｄ转换速度与分辨率等技术指标。硬件设计流程图如图２所示。
（－－）软件设计
为了便于制动测试过程数据的采集与分析处理．软件设计采用模块化的设计思想。该软件测试系统分为踏板力测试模块、加速度测试模块、距离测试模块、ＭＤＦＦ计算模块、性能评价模块、滑移率测试模块和显示模块。考虑到实际测试中由于实验设备、电路或其它随机阂素可能会对测试结果产生影响．为避免于扰，设计采用了多次叠加求均值的方法来减少随机误差。软件设计模块图如图３所示。
（三）实验数据与分析
利用该测试系统对车辆进行实际操作试验．得到的数据关系曲线图和测试结果如图５、图６、表２所示。
地、天气等外界因素影响，是目前多数汽车综合性能榆测站都采用的汽车制动性能检测方法。但台枪法对于后置发动机大客车、＿三轮汽车及某些带ＡＢＳ防抱夕Ｅ系统的车辆。有误判的町能．即把合格的车辆判为不合格等，所以该方法并不能完伞反映汽车行驶制动的真实效果。其检测准确度也低于本文提出的测试系统。
路试法能够真实地反映汽车动态的制动性能．微处理单元对采集
表２测试系统与传统方法结果对比
。制动初速
测试方法！
度／制动距离
ＭＤＦＦ，
踏板力，Ｎ
（ｍ?ｌ卜２）
时间，ｓ
（ｋｉｎ?ｈ－Ｉ）
待测试系统传统台试
５０
１３．７７
７．０２３６０１．９８
５０５０
１３．８１４．０
７．０２
—
３７６３６３
１．９８２．Ｏｌ
传统路试６．凹
到的数据的处理能力大大增强．提高了检测精度和可靠度。路试法还解决了台试制动性能试验台无法测试制动距离的缺点．并且针对轴荷超过检验设备允许承载能力的车辆、多轴无法上线的车辆或一些台检法不合格的车辆进行检验．是机动车安伞技术台检法的一种有效补充。由试验得出．该测试系统优于传统的路试检测法。随着集成电路和
咖
电子计算机技术的发展．新的检测技术不断被用于路试检测系统中．精度高而成本低．体积小『而操作快捷的便携式汽车制动性能检测仪是该检测技术的发展方向。
琴Ｓ
塞要
芝
萋蓑
图４
嚣
窑
ｌ，ｌ
ＭＦＤＤ曲线图
图５滑移率一时间曲线图
在评价汽车制动性能时。因为制动过程连续所以用某一点值代表误差太大，瞬时减速度曲线的形状又复杂，故ＥＣＥＲｌ３和ＧＢ７２５８标准采用充分发出的平均减速度（ＭＦＤＤ）来表示。其计算公式为：
３结论
３．１
一搞
根据汽车制动测试系统采集的数据可以看出．该处理系统检定
的数据较传统检测方法具有检测精度高、可靠性好、抗下扰能力强等优点。对汽车制动性能的检测以及检测设备的发展有很重要的实用价值。
３．２车辆制动性能检测是一个综合的检测过程．目前我国的汽车制动性能榆测方法各有其优点与不足．难于满足我围迅速增长并破亿的汽车保有量要求以及人们对交通安伞感的需求。仅凭某种单一的检测方法和判定标准判定车辆制动性能合格或不合格往往会得出错误的结论，给机动车检测丁作带来负面影响。研究一种测量速度范围广、精度高、成本低、功能强且重量轻、安装携带方便的便携式车辆制动性能
式中．ＭＦＤＤ为充分发出的平均减速度．ｖ为试验车制动初速度（ｋｒｒｌ／ｌＩ），Ｖｂ为Ｏ．８ｖ试验车速（ｋｍ／ｈ），Ｖｅ为０．１ｖ试验车速（ｋｍ／ｈ）．Ｓｂ为试验车速从Ｖ到Ｖｂ的行驶距离ｆｍｌ．Ｓｅ为试验车速从ｖ到Ｖｅ的行驶距离（ｍ）。根据公式由电脑呈现｝Ｈ的汽车制动时充分发出的平均减速度与时间关系的曲线图如图５所示。在ＭＦＤＤ的最高点．电子控制单元必须发出使轮速降速降低的增压指令，以达到制动的目的．在最低点，电子控制单元义发出使轮速升高的减压信号。实现了．汽车制动效能和汽车制动稳定性功能．并可以避免车轮抱死。
由曲线图６看出．车轮的滑移率在１５％．２５％范围内波动．满足汽车对ＡＢＳ的要求。保证汽车的制动方向的稳定性．实现了汽车制动稳定性和制动效能的恒定性功能【４１．
表２数据是该测试系统与传统测试系统取得数据的汇总对比．发现该汽车制动性能测试系统比传统测试方法更接近于汽车实际状况．误差更小。２．３分析比较
通过对两种检测方法分析对比可以看出．台检法具有操作安全性
测试仪器是目前车辆制动性能测试仪器的发展趋势．Ｅ：
【参考文献】
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能好，不需装卸测试仪具，检测效率高，重复性好等优点。而且不受场
【责任编辑：周天凤】
Ｉ上接第２３５页）这个链表的过程。
本文实现了对ＮＣ程序的词法分析、语法分析、出错处理。生成的
４小结
实现Ｎｃ程序的一致理解是虚拟制造系统要解决的问题之一．本文采用国家现行标准ＪＢ３２０８—８３。ＪＢ３２０８—８３与国际上使用的ＩＳ０１０５６－１９７５Ｅ标准基本一致。
编译过程分为诃法分析，语法分析，出错处理及目标文件生成。词法分析先须将文本转换成最小词法单元（单词）．然后对词法单元（单词）进行分析。语法错误则有格式错误、逻辑错误、指令与功能词匹配错误，须从这ｉ个方面对Ｎｃ代码进行分析。编译的最终结果生成一个目标文件．这个目标文件用来驱动虚拟机床运动。错误信息用于通知用户Ｎｃ程序中出现了什么错误，错误出现在什么地方。
目标文件用于驱动虚拟数控机床的运动，取得了预期的效果一ｅ
【参考文献】
［１］涂文斌．郭烈恩．基于３Ｄ平台龙ｆ】式电火花线切割编译仿真系统的研究叨．南昌大学学报．２００６（３）：４９—５２．
［２］涂文斌．数控铣床加。ｒ过程虚拟仿真系统的研究ｆＤＩ．南昌大学。２００６：３１—５４．
［３】曾周．龙门式数控线切割机床关键技术的研究ＩＤ】．南昌大学渊：１３．１５．
术。
作者简介：涂文斌（１９７９．２一）．男，工学硕士，研究方向为特种加工、教控技
［责任编辑：江广霞］
万方数据
范文二：电梯制动器性能检测方法的研究_谢小鹏
——谢小鹏 牛高产 浦汉军等电梯制动器性能检测方法的研究—
·２６６７·
电梯制动器性能检测方法的研究
谢小鹏１ 牛高产１ 浦汉军１ 张怀继２ 曾梓峰２
华南理工大学，广州，１．５１０６４０深圳市特种设备安全检验研究院，深圳，２．５１８０２９
摘要：研究了电梯行业的安全标准和电梯制动器型式试验细则，总结出了电梯制动器的试验工况，并建立了试验工况下制动器的动力学模型。针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在的缺陷，基于对试验工况下制动器动力学模型的分析，提出了实施电梯制动器性能检测的新方法，并设计了性能检测试验样机。建立了试验样机中电机转矩加载的数学模型，基于能量补偿的方法建立了电机的加载算法，从而保证了电梯制动器在试验样机上和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
关键词：电梯制动器；性能检测；动力学模型；试验样机
）中图分类号：ＴＰ２７６ 文章编号：１００４—１３２Ｘ（２０１１２２—２６６７—０５
ＳｔｕｄｏｎＥｌｅｖａｔｏｒＢｒａｋｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｅｓｔｉｎＭｅｔｈｏｄｓ ｙｇ
１１１２２
ＸｉｅＸｉａｏｅｎｉｕＧａｏｃｈａｎｕＨａｎｕｎｈａｎＨｕａｉｉｅｎＺｉｆｅｎ Ｐ Ｚ Ｚｐｇ Ｎｊｇｊｇｇ
，，１．ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＧｕａｎｚｈｏｕ５１０６４０ ｙｇｙｇ
，，２．ＳｈｅｎｚｈｅｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｃｉａｌＥｕｉｍｅｎｔＳａｆｅｔＴｅｓｔｉｎＳｈｅｎｚｈｅｎ５１８０２９ ｐｑｐｙｇ
：，ＡｂｓｔｒａｃｔＢｓｔｕｄｉｎｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｉｎｄｕｓｔｒｓａｆｅｔｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｒｕｌｅｓｆｏｒｔｅｔｅｓｔｏｆｌｉｆｔｔｈｅａｕ ｙｙｇｙｙｙｐ －
ｔｈｏｒｓａｃｕｉｒｅｄｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｄｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｂｒａｋｅ．Ａｎｅｗ ｑｙｍｅｔｈｏｄｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｕｔｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｏｉｍｌｅｍｅｎｔｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｉｎｗａｓｆｏｒｗａｒｄ．Ａｔｅｓｔｉｎ ｐｐｐｐｇｇ ｗａｓｄｅｓｉｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ．Ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄａｌｏｒｉｔｈｍｏｆｌｏａｄｔｏｒｕｅｒｏｔｏｔｅ ｇｇｑｐｙｐ
，ｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｓｔｈａｔｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｉｎｌａｗｉｎｔｈｅｔｅｓｔｉｎｍａｃｈｉｎｅａｎｄｌｉｆｔｉｓｃｏｎｓｉｓｔ ｇｇ －ｅｎｔ．
：；；；ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｏｔｏｔＫｅｗｏｒｄｓｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｉｎｄｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｔｅｓｔｉｎｅ ｐｐｙｐｇｙｇｙ
０ 引言
电梯制动器是电梯曳引机的重要组成部分，制动器的功能是在电梯停站时保持电梯轿厢的静止状态，当电梯发生故障时使轿厢能够紧急减速停车并保持其静止状态。电梯事故统计分析表明，在用电梯发生冲顶或蹲底的严重安全事故多
１－２］
。Ｇ数来自于电梯制动器失效［Ｂ７５８８－２００３
本文通过研究电梯行业的安全标准和与电梯制动器相关的型式试验细则，总结出了电梯制动器的试验工况，并建立了试验工况下制动器的动力学模型。通过对试验工况下制动器动力学模型提出了实施电梯制动器性能检测的新进行分析，
方法，并设计了性能检测试验样机。建立了试验样机中加载电机的数学模型，并基于能量补偿方法建立了电机的加载算法。
《电梯制造与安装规范》和欧洲标准ＥＮ８１－１：
《电梯制造与安装安全规范》构成了电梯行业１９９８的安全技术标准，但它们只是规范了电梯整机的并没有电梯制动器的技术条件、性能安全性标准，
国内检验检要求和试验规范等技术标准。目前，
测技术机构均在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验，此种试验方法的检测设备结构庞大，致使检测人员操作不便，检测参数较少，无法对电梯制动器进行全面客观的试验和评估。
收稿日期：２０１０—１２—１５
）基金项目：国家质检总局科技计划项目（２００７ＱＫ２６４
１ 制动器试验工况的建立
通过研究与电梯制动器相关的安全和技术标准以及型式试验细则，得出电梯制动器需要进行如下试验：平衡系①静载荷试验。即电梯整机中，轿厢加上１制数ψ为０．４～０．５，５０％额定载荷下，动器的可靠性能试验。②１２５％动载荷试验。即当轿厢载１并以额定速度ｖ向下运２５％额定载荷，
行时，制动器的制动性能试验。③上行超速保护试验。即当空载轿厢以一定速度ｖ０向上运行时，
·２６６８·
３－６］
。每种试验制动器的上行超速保护型式试验［
中国机械工程第２２卷第２２期２０１１年１１月下半月
工况下，都要进行制动距离、制动减速度、制动力摩擦片温升和主轴转速５个参数的测量。矩、
易知 假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动，
制动器所承受力矩为
Ｔａ＝
［（ＤＱ１．５－ψ）＋Ｈ］２
（）＋Ｈ］
ｉ２
２ 制动器试验工况的动力学模型
２．１ 曳引电梯系统的模型简化
按照制动器与曳引轮轴之间的连接方式，制
７］
。不论动器可分为外抱式制动器和盘式制动器［
当考虑曳引比时，得到制动器承受的力矩为
Ｔ１＝
（）１
式中，Ｄ为曳引轮直径；Ｑ为额定载荷；ｉ为ψ为平衡系数；曳引比；Ｈ为钢丝绳引起的差重；Ｑ０为电梯轿箱的重量
。
其在工作的过程中，都受到摩擦力哪种制动器，
，，ｆｓ和重力ｆｓ是产生扭矩ｇ的作用其中摩擦力ｆ
重力ｆ使曳引轮停转的力，ｇ是由电梯系统引起的作用在制动器上的力，重力ｆｇ的作用会最终通过转化为摩擦力的形式体现。因此，对制动器进行受力分析可知，制动器摩擦力产生的扭矩使曳引轮停转，并使电梯停止运行。以外抱式制动器为其受力示意图如图１所示
。例，
图３ １５０％额定静载下系统的简化模型
２．３ 动载荷试验时制动器的动力学模型
当轿厢承受１并以额定速度ｖ２５％额定载荷，向下运行时，系统的简化模型如图４所示。假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动
。
图１ 外抱式制动器受力图
根据上述分析，不论哪种曳引式电梯系统，最终都可简化为如图２所示的模型，电梯制动器依靠摩擦力使电梯系统停转，基于能量转化原理对制动器制动进行动力学分析可得：电梯制动器工作时，一方面要克服由系统（包括轿厢、对重、载荷和钢丝绳等）在速度ｖ下引起的惯性载荷；另一方包括轿厢、对重、载荷和钢丝绳面要消耗由系统（
等）负载引起的偏载载荷
。
图４ １２５％额定动载下系统的简化模型
在这种情况下，制动器承受的载荷由两部分构成：偏载载荷和惯量动载荷。偏载是由轿厢、对重和钢丝绳系统的重力引起的。
偏载引起的制动器制动力矩与１５０％静载下的情况分析相似，因此易知，制动器制动偏载力矩为
ｔ０（）（）］Ｔｓ＝ｄｔｎＲ１－Ｒ２＋２ｖ＋ρｇ２ｉ０
∫
（）２
式中，ｎ为钢丝绳的根数；Ｒ１为初始ρ为钢丝绳的线密度；
图２ 曳引电梯系统简化模型
状态下，轿厢与曳引轮间钢丝绳长度；Ｒ２为初始状态下，对重物到曳引轮间钢丝绳长度；ｇ为重力加速度。
２．２ 静载荷试验时制动器的动力学模型
根据曳引电梯系统的简化模型，电梯整机中，平衡系数ψ为０．轿厢加上１４～０．５，５０％额定静载荷时，系统简化模型如图３所示。
惯性载荷是由轿厢、对重和钢丝绳系统的惯
８］
性引起的，由刚体力学计算公式［及牛顿力学公
式得
——谢小鹏 牛高产 浦汉军等电梯制动器性能检测方法的研究—
（２２Ｉｖω＝ｓ－Ｉｚ）
２２２Ｑ０Ｑ（１．２５）Ｆ＝＋
ｉＲ１－Ｒ２＋２ｖｄｔｎ（ ｇρ０
·２６６９·
惯性力矩为
Ｔｖ１＝Ｉｓ１０β
式中，０为电梯制动器制动时的角减速度。β
（）３
（）８
∫
ｔ０
制动器的制动总力矩为
Ｔ３＝Ｔｓ１＋Ｔｖ１
ｍ＝ｖ＝
ｇ
３ 制动器性能检测方法与试验样机
３．１ 制动器的性能检测方法
针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在检测参数少、结构庞大、操作不便和检测范本文通过模拟电梯制动器试验工况围小等缺点，
下的动力学特性，开发出用于制动器检测的模拟试验机，该试验机能够模拟加载制动器制动操作时的能量状况。图６为模拟试验机的原理框图，
２
４ｉｇ
２ｉ
式中，轿箱、对重和钢丝绳）的合力；Ｆ为电梯系统（ｍ为与
Ｆ相对应的质量；Ｉω为曳引轮的角速度；ｓ为电梯系统的等效转动惯量；Ｉｚ为曳引机系统等旋转部件的等效转动惯量。
）可得电梯系统的等效转动惯量为由式（３
Ｉｓ＝
［）］ｇｎ（２Ｑ０＋Ｑ（１．２５＋ψ）Ｒ１－Ｒ２＋２ｖｄｔＤ２＋ｉρ
０
ｔ０
试验机加载系统是一种水平放置的旋转加载装
＋Ｉｚ（）４
置，它能模拟加载制动器试验工况下的能量状况，使制动器满足试验工况下的动力学特性，制动器系统通过制动操作消耗掉加载系统加载的能量。与此同时，装在试验机上的各种传感器进行信号采集，经过信号调理后，采集到的信号经数据线传送到计算机建立测控系统。本文采用一种水平模拟试验机对制动器进行型式试验，该试验样机具有操作方便、结构尺寸小、检测范围大等优点，克服了在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在的缺点
。
故进行１电梯制动器制２５％动载荷试验时，动的惯性力矩为
Ｔｖ＝Ｉｓβ
式中，β为电梯制动器制动时的角减速度。
（）５
所以，此种情况下制动器的制动总扭矩为
Ｔ２＝Ｔｓ＋Ｔｖ
２．４ 上行超速保护试验时制动器的动力学模型
当空载轿厢以一定速度ｖ制动器０向上运行，系统的简化模型如做上行超速保护型式试验时，
图５所示。假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动
。
图６ 模拟试验机的原理框图
图５ 上行超速下系统的简化模型
３．２ 性能检测试验样机
制动器的性能检测试验样机如图７所示，它由被测曳引机、制动器系统、加载电机、制动器测控系统、惯性飞轮组、应变式扭矩传感器、光电编码盘和试验台体等组成。
该试验样机采用电机和惯性飞轮组模拟加载的方式，即电梯系统的偏载由加载电机加载，惯性载荷采用飞轮组和电惯量混合加载的方式加
９１０］? 。加载电机既要对系统的偏载进行模拟加载［
在这种情况下，制动器承受的载荷也由两部分构成：偏载载荷和惯量载荷。同２．３节中的分可得此种情况下电梯制动器制动的偏载力析，矩为
Ｔｓ１＝
０）］（）＋ρｎ（Ｒ２－Ｒ１＋２ｖｔ６０ｄｇ
２ｉ０
∫
ｔ０
０
ｔ
电梯系统的等效转动惯量为
Ｉｓ１＝
［）］ｇｎ（２Ｑ０＋ＱＲ２－Ｒ１＋２ｖｄｔＤ２ψ＋ｉρ
２
４ｉｇ
＋Ｉｚ
（）７
又要对电梯系统的等效转动惯量和惯性飞轮载，
组的惯量级差进行电惯量加载，加载电机的加载效果直接决定着试验样机开发的成败。
故进行上行超速保护试验时，制动器制动的
）计算出偏载力矩，器的制动力矩，由式（并使电９机加载的惯性等效力矩跟随制动力矩，就可以实系统的等效转动惯量和惯性飞轮组现对惯量差（
的惯量之差）的电惯量加载。
）和式（）可得三种试验工况下，由式（加９１２载电机的加载力矩的数学模型为
图７ 性能检测试验样机组成图
Ｔｄ１５０％静载）１＝ＴＰ１ （
３．２．１ 加载电机的加载数学模型
小于系统总重量的０钢丝绳重量（．５％）相对于轿厢、对重和载荷的重量可以忽略不计。故由）、）和式（）可得三种试验工况下，式（式（加载１２５电机模拟系统偏载的加载力矩为
ＴＰ１
（）
＝
ｉ２（）
ｉ２２ｉ
（１５０％静载）（）１２５％动载）（９（上行超速保护（）ＴｄＴｓ－ＴＰ１２５％动载）（１３＋ＴＰ２＝Ｋ（２）２
上行超速保护ＴｄＴｓ＋ＴＰ３＝Ｋ１（１－ＴＰ３）３（三种试验工况下，电机加载的力矩可用一个
Ｔｄ＝Ｋ０（Ｔｓ＋ＴＰ０－ＴＰ）
（）１４
通用模型来表示：
式中，三种Ｔｄ为电机加载的力矩；Ｋ０为电惯量补偿系数（；试验工况分别取０、Ｋ、Ｋ１）ＴｓＴＰ０为制动器的制动力矩；为电机模拟系统偏载的加载力矩。
ＴＰ２＝ＴＰ３＝
）可知，由式（当确定试验制动器型号后，加９
载电机模拟系统偏载的加载力矩可计算出，是一个恒定变量。
电梯系统的等效转动惯量与飞轮组的转动惯量之差是由加载电机进行电惯量模拟的，当忽略钢丝绳重量，假设试验样机的基础转动惯量和电梯系统中曳引机等旋转部件的转动惯量Ｉｚ相等）和时，设飞轮组的转动惯量为Ｉ４ｆ。此时由式（）可得三种试验工况下，加载电机加载的电式（６惯量为
Ｉ１５０％静载） （ｅ＝０Ｉｅ＝Ｉｓ－Ｉｆ＝
［］０（）１２５％动载－Ｉｆ （２
４ｉｇ２
３．２．２ 基于能量补偿的电机加载算法
电梯制动器制动时，设电梯系统的总能量为惯性飞轮组的动能为Ｅ那么电机的加载能Ｅｓ，ｆ，量为
Ｅｅ＝Ｅｓ－Ｅｆ＝
２２
ｈ－ω＋ｍωｓ０ｆｇ２２
（）１５
式中，三种工况下分别取Ｉｓ０为电梯系统的等效转动惯量（；０、ＩＩｍ为电梯系统的等效质ω为曳引轮的角速度；ｓ、ｓ１）量；ｈ为制动器制动过程中电梯系统的下降距离。
）～式（）可得综合式（１０１５
Ｅｅ＝
２０Ｉｈω＋ｍｓ０ｇ２
（）１６
）可计算电机加载的过程中，由式（电机应１６
施加的能量。电机实际的施加能量为
Ｅ′ｅ＝
∫
０
ｔ
Ｔｄωｄｔ＝
ｔ
０
ＫＴ
∫（
０
０
ｓ０
ｔ
ｓ０
ｄｔ＝＋ＴＰ）ω
（）１７
Ｉｅ１＝Ｉｓ－Ｉｆ＝
［２］（上行超速保护）－Ｉ ｆ ２
４ｉｇ
ｔ＋ｍｈｇ
∫ＫＴωｄ
０
式中，ｔ为计算时间；Ｔｓ０和ω取传感器实时测取值。
）（１０（）１１
比较Ｅｅ和Ｅ得到误差为′ｅ，
２
Ｅ＝Ｅｅ－Ｅ′Ｋ０ＩΔω－ｅ＝ｓ０
２
Ｔｅ＝Ｉｅβｅ
角减速度；Ｔｅ为电惯量加载的等效力矩。
∫ＫＴ
０
０
ｔ
ｓ０
）ｄｔ（１８ω
式中，即电梯制动器制动时的ｅ为电机主轴的角减速度，β
根据以上分析，将电梯制动器的整个制动过程分为Ｎ０个时间段，每个时间段为ΔＴ，从ｔ０时。间隔Δ刻开始制动，Ｔ后为时刻ｔｔｔＴ）１（１＝０＋Δ下面就每个时间段，对电机的加载补偿过程进行分析。
电机的能量补偿以Ｋ０为杠杆，通过对加载电在机的输出力矩进行调节来实现，ｔｔ０～１时间段，
）得电机的电惯量补偿系数为Ｋ０，由式（１４
ＴｄＴｓ＋ＴＰ０＝Ｋ０（０－ＴＰ）
加载力矩。
（）１９
式中，Ｔｄｔｔｔ０为０时刻计算出的应用于０～１时间段的电机
）、）、）和式（）可得，综合式（式（式（三５８１０１１种试验工况下电机进行电惯量加载的等效力矩为
Ｔｅ＝０ （１５０％静载）Ｔｅ＝
ｅ
（Ｔｓ－ＴｐＴｓ－Ｔｐ１２５％动载）＝Ｋ（２）２）（Ｉｓ
ｅ１
（ＴｅＴｓＴｓ＝Ｋ１（１＝１－Ｔ３）１－Ｔ３）ｐｐＩｓ１
（上行超速保护（）１２
可见，电惯量加载的等效力矩正比于制动器的制动力矩与偏载力矩之差。只要由传感器测出制动
）计算出电机的加载能到ｔ由式（１６１时刻，
量为
Ｅｅ１＝
２
Ｋ０Ｉωｓ００－２
（）２０
（）针对在电梯整机上进行电梯制动器的型３
式试验存在操作不便、检测参数少和范围小等缺提出了实施电梯制动器性能检测的新方法。陷，
）（设计了电梯制动器性能检测试验样机，基４
于试验工况下电梯制动器制动的动力学模型和电建立了试验样机进行电机转矩加惯量加载原理，载的数学模型。
（）基于电机转矩加载的数学模型和能量补５
建立了电机进行转矩加载的算法，保证偿的方法，
了电梯制动器在试验机上的制动规律和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
参考文献：
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［］３ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
（）２３
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［］４ｒｉｔｉｓｈＳｔａｎｄａｒｄＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎＰｒｏｖｉｄｅｄｂＩＨＳＵｎｄｅｒ Ｂ ｙ
ＬｉｃｅｎｓｅｗｉｔｈＢＳＩ．ＥＮ８１－１：１９９８ＳａｆｅｔＲｕｌｅｓｆｏｒ ｙ
）（２４
［］，ｔｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｏｆＬｉｆｔｓＳ１９９８． ［］５ＴＳＧ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
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北京：Ｓ］．Ｔ７０１７－２００５电梯曳引机型式试验细则［中国标准出版社，２００５．
［］７ａｎｏｖｓｋＬ．ＥｌｅｖａｔｏｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌＤｅｓｉｎ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｊ ｙｇ
：，ＥｌｌｉｓＨｏｒｗｏｏｄ１９９３．Ｙｏｒｋ
［］周志红．理论力学［北京：清华大学出版８Ｍ］． 郭应征，
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（）２７
［］制动器试验台电惯量系统控制方法研究１０ 周洪旋．
［长春：吉林大学，Ｄ］．２００５．
（编辑 陈 勇）
２
０Ｉｈωｓ０１－ｈ０）ｇ（１＋ｍ２
为ｔｔ０、１时刻电梯系统下降的距离。
式中，ｔｔｈｈωω０、１分别为０、１时刻曳引轮的角速度；１、２分别
）计算出在该段时间内电机实再根据式（１７际加载的能量：
Ｅ′ｅ１＝
∫ＫＴ
ｔ０
０
ｔ１
ｓ０
ｄｔ＋ｍｈω１－ｈ０）ｇ（（）２１
）计算出误差Δ然后，根据式（为了保１８Ｅ１，
证电梯制动器制动的规律和实际工况一致，有必使得要在电机加载的下个时段进行能量补偿，
Ｅｅ′Ｅ１ｅ２＋Δ２＝Ｅ
算值时在第二阶段施加的能量。
（）２２
式中，ＥｅＥ′ｅ２为以Ｋ２为第二阶段电机施加的能量；０为计
）可得：由式（２２
２２
Ｋ１Ｉｈ＋ｍ＝ωｓ０（２－ｈ１）１－ω２）ｇ（２
２２
Ｋ０ＩｈＥ１＋ｍ＋Δωｓ０（１－ω２）２－ｈ１）ｇ（２
整理得
２２
０ＩＥ１＋Δω１－ω２）ｓ０（Ｋ１＝
（２２ｓ０ω１－ω２）２
式中，它近似表示为ωω２为ｔ２时刻曳引轮的角速度，２＝
ω１－
（）
Ｔ；ＴｓＴＰΔ０为传感器测得的制动器力矩；
Ｉｓ０
）计算得到。可由式（９
故可得加载电机在ｔ１～ｔ２时间段的加载力矩为
ＴｄＴｓ＋ＴＰ１＝Ｋ１（０－ＴＰ）
（）２５
依此类推，可得ｔｎ时刻的模拟系数为
２２
Ｋｎ－１ＩＥ＋Δωｓ０（ｎ）ｎｎ１－ω－Ｋｎ＝
（２２ｓ０ωｎ１－ωｎ）－２
则ｔｎ时刻的电机的加载力矩为
ＴｄＴｓ＋ＴＰｎ＝Ｋｎ（０－ＴＰ）
输出转速ω直到ω计算结束。０；ｎ，ｎ＝
本算法从能量角度出发，保证了制动器在试验机上的制动规律和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
作者简介：谢小鹏，男，１９６１年生。华南理工大学机械与汽车工程学院教授、博士研究生导师。主要研究方向为机电产品开发、现代设计方法和汽车摩擦学等。发表论文８男，０余篇。牛高产，１９８２年生。华南理工大学机械与汽车工程学院硕士研究生。浦汉军，男，１９８２年生。华南理工大学机械与汽车工程学院博士研究生。张怀继，男，１９６９年生。深圳市特种设备安全检验研究院电梯部件试验室主任工程师。曾梓峰，男，１９５７年生。深圳市特种设备安全检验研究院总工程师。
４ 结论
（）通过研究电梯行业的安全标准和电梯制１
动器型式试验细则，得出了电梯制动器的试验工况。
（）建立了试验工况下电梯制动器制动时的２
动力学模型。
范文三：汽车制动性能加载检测方法的研究
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
汽车制动性能加载检测方法的研究
作者:黄万友 王广灿 范艳艳 于明进 富文军
来源:《时代汽车》 2016年第 12期
摘要:为真实反映车辆满载时制动性能,研究汽车制动性能台式加载检测方法,对有效开 展车辆满载制动性能检测
具有重要意义。对举升加载制动检测方法进行了研究,分析了举升加载制动原理及测试方 法,结果分析表明两轴汽车不适宜采用举升加载方法,对于多轴货车中间轴采用举升加栽的方 式可有效测出车辆制动力;对调整轴距式加栽制动检测方法进行了研究,分析了调整轴距式加 栽制动原理及测试方法,分析认为两轴车、三轴及三轴以上的多轴货车、采用并装双轴及并装 三轴挂车的所有车轴,采用调整轴距加栽的方式都可有效测出车辆制动力;对拉压张紧式加载 制动检测方法进行了研究,分析了拉压张紧式加载制动原理及测试方法,分析认为适应各种车 型;最后对举升加载制动检测方法、调整轴距式加载制动检测方法和拉压张紧式加载制动检测 方法进行了比较分析。
关键词:汽车;制动性能;加载检测;反力式制动检验台;比较分析
1引言
汽车制动性能台试检验是检测汽车制动系统技术状况的主要技术手段。考虑到货车经常处 于满载甚至超载运行,因此,加载制动性能检测是确保车辆满载运行时制动安全的有效措施。 根据 GB21861-2014《机动车安全技术检验项目和方法》规定,将于 2017年 3月 1日开始,对 三轴及三轴以上的多轴货车、采用并装双轴及并装三轴的挂车的部分轴进行加载轴制动率和加 载轴制动不平衡率测试。
关于车辆加载测试,舒华英和李骏基于路试检测计算方法,以制动距离理论与实测误差值 作为参量开展实车路试检测的比对试验并进行了评价分析;刘建农和苏建分析了车辆在制动过 程中的受力情况,就制动过程中地面制动力、制动器制动力和踏板力之间的关系进行了分析, 提出了用车轮滑移率来评价车辆制动性能的方法;杨霄峰、潘洪达研究了对汽车被检测轴拉 压,通过拉力模拟载荷,对货车进行加载制动检测的方法;陈南峰、谷占勋和应朝阳等人分析 了我国实行重型载货车辆行车制动性能加载检测的可行性;于明进、黄万友等人基于滚筒中心 距可调的制动检验台,对制动力测量结果的影响因素进行了测试分析。对比研究分析汽车制动 性能加载检测方法的局限,对选择合理加载方法,有效开展机动车加载制动检测,确保行车安 全具有重要意义。
本文在汽车制动检验台上,利用实际车辆对举升加载制动检测方法、调整轴距式加载制动 检测方法和拉压张紧式加载制动检测方法进行了测试研究,分析了三种方法对检测车辆的适应 性。
范文四：一种有效的汽车制动性能检测方法
第３８卷第ｌ期２０１１年２月
拖拉机与农用运输车
Ｔｒａｃｔｏｒ＆ＦａｒｍＴｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ
Ｖ０１．３８Ｎｏ．１Ｆｅｂ．，２０ｌＩ
一种有效的ＡＢＳ汽车制动性能检测方法
胡宗梅１，吴东盛２，李
骏２
（１．格特拉克（江西）传动系统有限公司，南昌３３００１３；２．华东交通大学机电学院，南昌３３００１３）
摘要：针对现行检测站的台架试验检测无法真实地反映其制动性能，而道路试验的随机性大、重复性较差等问题。在理论分析的基础上建立ＡＢＳ汽车的制动性能检测结果的区间函数，结合高速道路试验，对其结果进行评价。结果表明：该方法能大大地减少道路试验的随机性。并能可靠地对ＡＢＳ汽车的制动性能进行评价。
关键词：ＡＢＳ汽车；区间函数；道路试验；误差评判中图分类号：Ｕ４６３．５２＋６
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００６－０００６（２０１１）０１－００５３－０３
ＡｎＥｆｆｅｃｔｉｖｅＴｅｓｔｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｆＢｒａｋｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｆｏｒＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅｗｉｔｈＡＢＳＨＵ历ｎｇ－ｍｅｉｌ，ＷＵＤ０ｎｇ－ｓｈｅｎ９２，ＬＩ
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。ＥａｓｔＣｈｉｎａ
Ｊｕｎ２
（ｉ．Ｇｅｔｒａｇ（Ｊｉａｎｇｘｉ）ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００１３，Ｃｈｉｎａ；
ＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００１３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂｒａｋｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｃａｎｎｏｔ
ｂｅｓｈｏｗｎｅｘａｃｔｌｙｉｎｔｈｅｔｅｓｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅｒｅｉｓａｌｓｏｈｉｇｈｒａｎｄｏｍｎｅｓｓａｎｄｐｏｏｒ
ｔｅｓｔ
ｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｒｏａｄｔｅｓｔ．Ｓｏｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｎｔｅｒｖａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｔｈｅｏｒｙ．Ｏｎｔｈｅｒｏａｄ
ｅｖａｌｕａｔｅｄａｎｄｓｈｏｗ：ｔｈｅｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ
ｏｆ
ｒｏａｄ
ｔｅｓｔ
ｃａｎ
ｂａｓｉｓ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅ
ａｕｔｏ’Ｓ
ｂｅ
ｒｅｄｕｃｅｄｇｒｅａｔｌｙ
ｂｙ
ｔｈｉｓ
ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄａｌｓｏ
ＡＢＳｂｒａｋｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
’
ｃａｎ
ｂｅ
ｒｅｌｉａｂｌｙｅｖａｌｕａｔｅｄ．
ｗｉｔｈＡＢＳ；Ｉｎｔｅｒｖａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ；Ｒｏａｄｔｅｓｔ；Ｅｒｒｏｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
ＡＢＳ汽车是装备电控防抱死制动系统（Ａｎｔｉ．
１０ｃｋＢｒａｋｉｎｇ
速度％驶过路程ｓ。＝ｒｏｔ。，按制动距离的定义不计入制动距离。
Ｓｙｓｔｅｍ）的汽车…。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性的能力。汽车的制动性由３个方面来评价：制动效能，即制动距离与制动减速度；制动效能的恒定性；制动时的方向稳定性。但对于装备ＡＢＳ的汽车，其制动性能的检测与评价有一定困难，因为现行检测站的台试检测无法真实的反映其制动性能旧。，而道路试验的随机性大、重复性较差＂Ｊ。我们提出一种运用理论分析和道路试验相结合的方法对ＡＢＳ汽车的高速制动性能进行评判。
１
／Ｉｓ
．＾
。聃
●
Ｅ
飞
图１汽车的制动过程
Ｆｉｇ．１ＢｒａｋｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＶｅｈｉｃｌｅ
第２阶段ｔ。是制动力增加阶段，由于制动器的主动件与从动件存在间隙，故要经历一段较小的时间后地面制动力才起作用，但经历时间较短，从文献［１］知可忽略不计。随着驾驶员踩制动踏板的动作，制动力继续增大，直到最大值。如果在此阶段里，ＡＢＳ没有发挥作用，则制动减速度将沿着ＡＢ线线性增长，直到Ｂ点开始发生抱死。此时，其减速度的值为口。；。；如果在此阶段，ＡＢＳ发挥作用，则汽车可以获得最佳的制动效果。假设该汽车的控制效能
ＡＢＳ汽车制动性能区间函数
ＡＢＳ汽车的紧急制动可以分为４个阶段，如图
ｌ所示，第ｌ阶段是反应阶段ｔ。，驾驶员从发现障碍物到决定紧急制动，同时把脚从油门踏板迅速移到制动踏板的过程。反应时间ｔ。主要取决于驾驶员的反应速度，同时与油门踏板和制动踏板的位置有关Ｍｊ，一般需要０．３一１．０Ｓ。在ｔ。时间内，汽车以原
收稿日期：２０１０—０８—０５
基金项目：江西省交通厅项目（２００９Ｔ００５３）
万方数据
?５３?
良好，制动器的制动力增长最大值刚好达到最大路面制动力，因此，根据制动时车轮的受力，其减速度的最大值为口一，因此可以得到以下两式
ａｍｉｎ
２妒Ｉｇ口ｍ“２
ｑｐｇ
式中，‰为峰值附着系数；蛾为滑动附着系数；ｇ为重力加速度，其值为９．８
ｍ／ｓ２。
在制动力增长阶段中，制动器的制动力增长是时间ｔ．的线性函数，这一阶段其平均制动力为
ｌ塑出
，膪２—Ｔ一２矿卯，
，删２—Ｆ
厂‘监出
２虿ｍｇ睇
根据牛顿第二定律，则在制动器制动力增长阶段，其减速度的平均值及第二阶段的末速度移。为
只口
口ＩＩ
２
ｉ
ｌ２。２
ｇｑｓ
２
ＦｍＢＩ
１口１２
ｉ
２。２＇ｇ妒ｐ
％＝％一ｆ１警ａｔ－％一丢ｇ刚。％＝％一ｆ。争ａｔ－％一丢嘶
根据功能关系，制动力对汽车所做的功等于汽车制动前后动能的增量，则有
瓦。ｓ¨＝虿１ｍｇ吼ｓ．．＝丁１
ｍ％２一÷舢２Ｉ
瓦∥ｓ．：＝丢ｍ坼ｓ．：＝虿ｌｍ％２一号砌：：
从而第２阶段的制动距离为
‘。
一％２二ｔ’２Ｉｌ
＇３１１一卯ｓ
．ｓ萨警
第３阶段为持续制动阶段，根据图２的“道路试验加速度曲线”可知，实际制动过程中的加速度变化是波动㈣的，但变化的范围从理论上计算应该落在区间［ａ。¨口一］内，根据功能关系，有
Ｏ
左后轮加速度曲线
彳、
Ｏ
．６ｆ。．ｉ．１
ｊ．．ｊｙ
？
Ｅ
专－
Ｏ
．左前轮加速度曲线ＩＩ
－
，，ｓ
图２道路试验加速度曲线
Ｆｉｇ．２ＡｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎＣｕｎ怕ｏｆＲｏａｄＴｅｓｔ
?５４?
万方数据
拖拉机与农用运输车第１期２０１１年２月
Ｆ髓ｓ２Ｉ＝ｍｇ自ｏ，Ｓ２Ｉ＝÷疗祈Ｉ
凡℃ｓ２２＝ｍｇｑ％Ｓ挖＝÷ｍ砰２
从而，第３阶段的制动距离分别为
ｑ一兰Ｌ
。２１—２９ｃｐ；
ｓ恐＝去
第４阶段为放松制动阶段，按定义不计算入制动距离内。
综合上述４阶段，可以得到，制动过程中制动减速度的平均值、制动距离的区间函数如下
口∈［口ｌｌ点饥。丧锄而ｔＩ‰点】
：ｆ翌！！！＋丝！垒鱼坠！！＋墨坠垒１１２（￡Ｉ＋ｔ２）’ｔＩ＋ｔ２’２（ｔＩ＋ｔ２）’ｔｌ＋ｔ２Ｊ
Ｓ
Ｅ［ｓｌｌ＋Ｓ２Ｉ，ｓ１２＋ｓ２２］
：『堡二塑＋且生二堑＋土Ｌ１
－［警＋去，警＋２立ｇ。ｐｖｌＪ２９。
Ｌ卯，
。
ｃｐ
。’印。
２９ｃｐ
至此，制动性能的区间函数建立完毕。
２
一种有效的ＡＢＳ汽车制动检测方法
２．１道路试验检测
道路试验过程按照文献［４］的要求进行。对于
ＡＢＳ的道路试验方法，ＥＣＥｌ３有详细的要求。但对于在高附着系数的路面上制动的要求，规定以５０ｋｍ／ｈ的初速度进行制动，由于此时很难找到完整的ＡＢＳ循环，因而ＡＢＳ的制动效果很不明显∞Ｊ。因此，本次试验把制动初速度提高，以１００、１３０
ｋｍ／ｈ
进入直线道路（分别是千混凝土和湿混凝土）并进行制动，选取某款装备ＡＢＳ的进口轿车（确保控制系统的可靠性）进行试验，测试出对应路面的制动距离、平均制动减速度等值，见表ｌ。
表１
在混凝土路面直线高速制动的道路试验结果
Ｔａｂ．１ＴｅｓｔＲｅｓｕｌｔｏｆＬｉｎｅＢｒａｋｅｏｎ
ＣｏｎｃｒｅｔｅＲｏａｄ
２．２试验结果的评判分析
应用所建立的区间函数并输入相关路面的参
数，其中，路面附着系数的值从参考文献［７］中查
得：干混凝土路面峰值附着系数％＝０．９，滑动附着系数纯＝Ｏ．７５；湿混凝土路面的＜Ｐｐ、吼分别取０．８、
胡宗梅等：一种有效的ＡＢＳ汽车制动性能检测方法
０．７。制动力增加时间ｔ。统一取０．４ｓ，方便与试验车的结构性能相匹配。计算结果如表２所示。
表２ＡＢＳ汽车直线制动性能模拟计算
主要是路面条件的均匀性、天气和驾驶员的操作的随机性等原因，具体的影响程度及量化结果是本课题进一步需要研究的内容。
卫垒：兰璺塑坚！型１２２垡生塑皇曼翌塑旦堕塑竺璺空望
计算条件
制动距离的值域
制动减速度的值域““。。９““““
３结论
１）建立了ＡＢＳ汽车制动性能道路试验检测的区间函数，该函数能对ＡＢＳ道路试验的结果进行评价。
２）提高ＡＢＳ汽车道路试验的初速度，可以对ＡＢＳ汽车的制动性能做出更准确的评价，并能体现
船麓篇ｔ…／Ｊ，隹［／离ｍｔ…灿［／离ｍ黼（ｍ．ｓ－２）麟（ｍ．ｓ－２）
路面（ｋｍ．ｈ’２）干湿千湿
６６７
８７８
啪啪啪啪
的鲐∞∞ｎ”卯筋
豇缸蛾窒｜虬仃话ｍ
６
季ｉ‰嘟鲫
７
弼懈枷Ⅲ
出ＡＢＳ汽车制动性能的潜力。
３）用区间函数和道路试验相结合的方法，对ＡＢＳ汽车的制动性能进行评价，提高了单一路试检测的有效性，并且经济、可行。
４）道路试验结果的随机性及其误差控制还需进一步研究和探讨。
参考文献：
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［２】林秀君．汽车ＡＢＳ性能检测试验台机械系统的研究与开发
从表２的计算结果与表ｌ道路试验结果比较可知，除了方案ｌ的试验结果超出了区问函数的值域以外，其余的计算结果均在值域里，从而说明所建立的区间函数是合理的。
由于方案ｌ的试验结果超出值域的范围，因此，对方案ｌ在相同的条件下进行重复试验，重新检测制动距离，其试验结果如表３所示。
表３针对方案１的重复试验结果
塑垒：垒旦皇壁皇！！！型！皇壁旦皇曼竺！皇璺！！璺Ｑ！
试验条件
第１次重复试验
第２次重复试验
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稚！嚣手路面
干
制动距离／ｍ”１…‘８…。…’…‘１…。熙始车速－Ｉ／：ｋ。／离距动制（ｍ?ｈ）
１００
由表３可知，重复试验后，制动距离的取值均在区间函数的值域内。因此，我们应用区间函数可以判定道路试验的合理性，并有针对性地进行重复试验，从而减少了道路试验的随机性，更加有效地提高了道路试验对ＡＢＳ汽车制动性能的评判。该方法经济、实惠，易于推广，可以用于对ＡＢＳ汽车的制动性能检测，也可以用于ＡＢＳ对产品研发中的试验评价。
导致道路试验结果超出区间函数的值域的原因
［５］朱占胜．汽车ＡＢＳ性能仿真检测系统的研发［Ｄ】．广州：广东
工业大学。２∞６．
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工大学出版社。１９９９．
［７］［德］米奇克Ｍ．汽车动力学Ａ卷［Ｍ］．２版．陈萌三，译．北京：人民交通出版社．１９９２．
（编辑姜洪君）
作者简介：胡隶格（１９８３一），女，山东日照人，助理工程师。硕士，研究方向为汽车安全技术；天东盛（１９８０一），男，广东开平人．硕士研究生，研究方向为汽车电子控制技术。
｛！综≈！综趟绵｛！综≈！综≈！绵≈！绵≈！绦≈！绵｛！绵≈！绵｛！绵｛！绵｛！绵趟绵｛！绵｛鹭帝｛‰雹绵勘＃出瘠趟绵出帘出帘出尔出尔鼢幽斛绵‰％勘科综幽斛绵出稍稍礴％泄祭蝴进祭蝴池带绦避椿（上接第５２页）
４结论
参考文献：
１）在整车及发动机开发过程中应对每一项严格控制，本例中的动力转向泵系统频率应大于发动机最高转速的２阶激励，开发过程中严格控制将在后续工作中节约不少成本和时间。
２）试验和ＣＡＥ分析相结合能快速解决问题，节约开发成本，大大提高设计效率和效果。
３）ＮＶＨ问题涉及车辆的各个系统，解决起来需要各方面的知识和技能。本例动力转向泵的加强不但解决了ｂｏｏｍｉｎｇ异响问题，而且提高了高转速时的声品质。
［Ｉ］韩松涛，沈洵灏．降低轿车车内异响噪声的研究［Ｊ］．噪声与振
动控制，２００４（６）：６８—７１．
［２］李耀中．噪声控制技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００１．［３］
朱孟华．内燃机振动与噪声控制［Ｍ］．北京：国防工业出版社．
１９９５．
（编辑姜洪君）
作者简介：邓赶（１９８４一）。女．湖北十堰人，助教，硕士，研究方向为汽车电子及振动噪声；胡新林（１９７２一），女，安徽蚌埠人。高级工程师，本科，研究方向为机械制造及应用；张代斌（１９８０一），男。安徽安庆人，助教，本科。研究方向为汽车电子及应用。
万方数据
范文五：汽车制动性能检测方法的比较与分析_查小净
16
公 路 与 汽 运
H ighw ay s &A utomotive A p p lications
第4期 2010年7月
汽车制动性能检测方法的比较与分析*
查小净, 李 骏, 吴东盛
(华东交通大学机电工程学院, 江西南昌 330013)
摘 要:为正确理解和合理运用汽车制动性能检测方法, 该文从检测原理、检测方法及检测参数等方面, 对滚筒反力式、平板式制动台检验以及便携式制动检测仪三种检测方法进行了比较和阐述, 分析了它们各自的检测结果影响因素、优缺点和适用范围。
关键词:汽车; 制动性能检测; 滚筒反力式制动试验台; 平板式制动试验台; 便携式制动性能测试仪
中图分类号:U 467. 5 文献标志码:A 文章编号:1671-2668(2010) 04-0016-04
制动性能是汽车安全性的主要指标之一, 它直接影响汽车速度性能的发挥, 关系到乘员、车辆和行人的安全, 车辆制动性能的好坏是影响安全行车的
一个重要因素, 也是汽车运行安全技术条件的重要指标和必检项目。GB21861-2008 机动车安全技术检验项目和方法 规定, 制动性能检测分为台试检验和路试检验(便携式制动性能测试仪) , 其中台试制动性能检验又分为滚筒反力式制动试验台检验和平板式制动试验台检验。该文主要从检测方法、检测原理以及检测参数的角度对这三种汽车制动性能检测方法进行比较与分析。
继续旋转; 同时, 轮胎对滚筒表面切线方向附加一个与制动力方向相反的等值反作用力。在反作用力矩作用下, 减速机壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动, 测力杠杆一端的力或位移量经传感器换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后送往A/D 转换器转换成相应数字量, 经计算机采集、储存和处理, 由数码显示或由打印机打印检测结果。
滚筒反力式制动试验台除能检测汽车左右车轮最大制动力、阻滞力、制动力平衡、制动协调时间和释放时间等参数外, 有的还可检测制动踏板力及制动系管道压力。
图1是车轮在检测时的受力情况(忽视滚动阻力和非测试车轮对被测试车轮的影响) 。
1 滚筒反力式制动试验台检测
目前国内外采用的滚筒反力式制动试验台以欧洲模式为主, 它是一种常用的静态检测装置。反力式滚筒制动试验台由具有相同结构的左右两套车轮制动力测试单元和一套具有指示控制功能的装置组成。其中, 车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等组成。1. 1 工作原理
检测时, 将被检车辆驶上制动试验台, 汽车一轴车轮停在滚筒上, 其余车轴的车轮支撑在地面上。放下举升器, 通过延时电路起动电动机, 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按照制动试验台操作要求踩下制动踏板。车轮在车轮制动器摩擦力矩的作用下开始减速旋转, 此时电动机驱动的滚筒对轮胎周缘的切线方向作用制动力以克服制动器摩擦力矩, 维持车轮
*
:(2009T G 为车轮所受的载荷; F 为车桥对车轮轴的水平推力; 为车轮在滚筒上的安置角; N 1、N 2为滚筒对车轮的支反力; F x 1、F x 2为滚筒对车轮的切向摩擦力; T f 1、T f 2为车轮滚动阻力矩。
图1 车轮在滚筒反力式制动试验台上的受力状态
根据力学平衡原理和几何关系, 当车轮制动时, 滚筒反力式制动试验台所能测得的最大制动力按下
总第139期 H ighw ay s &A utomotive A p p lications 式计算:
F = (N 1+N 2) = 1. 2 检测结果影响因素
从式(1) 可以看出:制动检验台所提供的附着力F 受安置角 、附着系数 、水平推力F(与非测试车轮的抓地能力有关) 等因素的影响。
(1) 安置角 。从式(1) 可以看出: 增大时, 车轮与滚筒之间的附着力将增大, 对检测结果有利。但并不是 越大越好, 因为 增大时轮胎相对变形增大, 迟滞损失增加, 滚筒带动车轮旋转的附加转矩增大。实际上, 被测试车轮的最大制动力出现在被测试车轮处在初始抱死状态, 即车轮刚离开前滚筒而未沿后滚筒滑移的时刻, 此时N 1=0, F =0, tan = 即 =arctan 。
(2) 附着系数 及非测试车轮与地面的附着系数 1。 越大, 试验台的测试能力也越大; 不同, 制动力检测结果也不同。根据GB7258-2004 机动车运行安全技术条件 , 滚筒式制动试验台滚筒表面应干燥、没有松散物资及油污, 滚筒表面当量附着系数不应小于0. 75。此外, 非测试车轮与地面的摩擦系数 1不同, 直接影响水平推力F 的大小, 从式(1) 来看, 这将直接影响检测结果。大量试验表明, 随着 1的减小, 制动力也随之减小, 当 1取某一特定值(即N 1=0) 时, 得制动力最小值。这就是制动性能良好的汽车在上线检测时却得出制动性能不合格的一个重要原因。
(3) 测试单元。采样频率和信号处理都会影响制动力检测结果。采集点过密不利于滤去外界干扰信号, 会造成判断制动力时产生偏差; 过稀则无法反映制动全过程, 易产生制动力最大值的流失, 使最大制动力检测值偏小。信号处理的好坏影响检测结果的准确性, 信号处理应具有很高的抗干扰能力、较小的温漂系数。
(4) 操作因素, 如轮胎气压和制动踏板力等。轮胎气压对滚动阻力系数影响很大, 气压低时在硬质滚筒上轮胎变形大, 滚动时迟滞损失增加, 阻滞力增大。为了减少由该项所引起的检测误差, 要求在制动性能检测前将轮胎气压充至标准气压。对液压制动系统, 制动器制动力的大小取决于制动踏板力, 当踩住制动踏板力达到一定值时, 可取得最大制动器制动力。测取检测过程中的踏板力或制动气压作
, 图2 平板式制动试验台的结构与原理
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或制动气压不符合要求, 制动力检测结果也就失去
( +1) cos
2
(1)
了它应有的意义。
2 平板式制动试验台检测
平板式制动试验台是在模拟实际平坦道路的平板上, 让机动车以5~10km/h 的速度驶上测试平板实施制动, 从而完成动态测定制动力的检测台。平板式制动试验台是集制动力、轴重、悬架效率、侧滑等检测功能于一体的汽车检测设备。其结构较简单, 主要由测试平板、传感器和数据采集系统(包括力传感器、放大器和多通道数据采集板) 等组成(如图2所示) 。
2. 1 工作原理
平板式制动试验台的检测原理是牛顿第二定理 物体运动的合外力等于物体的质量乘加速度 , 即制动力等于质量乘加(减) 速度, 只要测得轴荷及减速度即可求出制动力。从理论上讲, 制动力只由制动减速度决定, 与制动初速度没有必然的联系。
检测时, 将待检车辆以5~10km /h 的速度匀速驶上复合检测板, 置变速器于空挡, 台面水平方向测力传感器测取车辆空挡滑行阻力, 称重传感器同步测取车辆轴荷。当红外开关发出检测信号时, 由LED 显示屏指示驾驶员实施制动, 由于车轮与平板的摩擦力, 平板上得到一个与车轮制动力大小相等、方向相反的作用力, 使平板沿纵向位移。数据采集系统经处理计算出各车轮的制动力、轮重、动态轮重、制动力平衡、车轮阻滞力、整车制动协调时间及悬架性能等参数值, 并显示检测结果。
平板式制动试验台为动态轴荷转移加载的动态检测设备, 汽车在其上的受力状态如图3所示。
根据力的平衡条件, 平板式制动试验台能测得的最大制动力
F b 测=[G 1+
12] =G 1 (1+
L
(2)
) +G 2 2L
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第4期 2010年7月
验其制动性能。路试检验制动性能的仪器有便携式制动性能测试仪、五轮仪、非接触式运动分析仪。由于五轮仪和非接触式运动分析仪价格贵、体积大、安
装费时、检验难度大, 不太适合用于车辆安全检验机构。因此, 目前机动车安全技术检验机构普遍采用便携式制动性能测试仪进行路试制动性能检测。
图3 汽车在平板式制动试验台上的受力状态
以M BK-01型便携式制动性能测试仪为例, 该仪器采用高灵敏度的加速度传感器和能满足快速采集、计算要求的微处理机技术, 主要由主机、加速度传感器、踏板触点开关、微型打印机、充电器、软件及配套电缆等组成。3. 1 检测原理
该仪器以加速度传感器作为其探测元件, 由制动踏板触点开关提供制动起始信号, 通过对车辆制动时减速度及时间的测量, 经过微处理机的运算, 输出路试中测出的车辆充分发出的平均减速度、制动协调时间、制动初速度和制动距离等, 还可以将数据传输到电脑中保存和打印, 并可根据相关的曲线分析整个制动过程。其原理如图4所示。
2式(2) 中, G 1 (1+) +G 2 的值有可能使L L 其测试能力超过100%G 1, 满足检测前轴最大制动
力的要求, 检测结果较为真实、可靠。2. 2 检测结果影响因素
从式(2) 可以看出:平板式制动试验台所能测得的最大制动力受车辆自身结构(G 1、G 2、h ) 、车轮与测试板间的摩擦系数等因素的影响。
(1) 附着系数。平板式制动试验台进行分轴检测时, 车轮与制动平板间和车轮与地面间的附着系数的大小影响制动力检测结果。检测前轮制动时, 若前轮处在附着系数较大的制动平板上、后轮处于附着系数较小的地面上, 后轮制动力较小, 会产生拖滑现象, 增加轴荷前移, 从而加大前轮的制动力。因此, 前轮检测时, 只要后轮处在附着系数较小的路面上, 所测得的前轴制动效果会更好。
(2) 检测系统误差。检测环境如噪声会使测量信号不可避免地受到干扰; 制动力、轴重、侧滑传感器等信号放大电路的放大系数不可能是绝对线性的, 造成非线性误差; 此外, 还存在量化误差、零点漂移现象等。这些因素都将影响检测结果。
(3) 操作因素, 包括制动时的初速度、检测员踩制动踏板的力及制动时机等。GB21861-2008规定, 驾驶员将机动车对正平板式制动试验台, 以5~10km /h 的速度驶上试验台。而在实际检测中发现, 在标定的速度范围内, 以不同的制动初速度进行测试, 其检测结果会有所差别。大量试验表明:尽可能提高制动初速度, 会使所测得的制动力接近地面最大制动力。
图4 MBK-01型便携式制动性能测试仪的原理
便携式制动性能测试仪主要检测充分发出的平均减速度、制动协调时间、制动初速度、制动距离等。适用车型包括大型车、汽车列车、铰接车、三轮汽车、乘用车、低速货车和小型车等。3. 2 检测结果影响因素
(1) 仪器测量误差。由便携式制动检测仪的检测原理可知, 在实测车辆制动过程中, 模拟标准加速度-时间曲线与测试仪器的实际加速度-时间曲线之间存在一定的时间差, 导致制动距离产生偏差, 影响测量结果的准确性及精度。
(2) 天气、路面状况。根据GB21861-2008, 应于晴天, 在平坦(坡度不应大于1%) 、干燥和清洁的硬路面(轮胎与路面之间的附着系数不应小于0. 7) 上进行路试制动性能检测。
3 便携式制动性能测试仪检测
根据GB21861-2008, 车辆进行安全检验时, 对超过线内检验设备允许承载质量的车辆及无法上线检验的多轴车辆, 应路试检验其制动性能; 线内制
,
总第139期 H ighw ay s &A utomotive A p p lications 检测结果造成一定的影响。如加速度传感器安装时, 传感器上的箭头方向应与行车方向保持一致, 保证水平安装, 若安装错误, 对检测结果将造成较大的影响; 车辆停稳后才能进入测试 准备 状态, 进入测试 准备 后不能再踩制动踏板以免误触发。
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行机械和电气连接。目前, 便携式制动性能测试仪在机动车安全技术检验机构已得到充分应用。
5 结 语
比较三种汽车制动性能检测方法, 总体上来说, 动态平板式制动试验台优于静态滚筒式制动试验台, 但平板式制动检测也有一定的局限性, 容易产生一定误差, 检测结果重复性差, 易造成检测结果不够准确, 不能真实地反映车辆的制动性能好坏。虽然采用便携式制动性能测试仪进行路试检测的工作效率较低, 但它可以弥补其他方法的一些缺陷, 还能对那些不能上检测线检测的车辆进行检验, 有着台试检测不可替代的优越性, 是机动车安全技术台试检验的一种有效补充。参考文献:
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4 优缺点分析及实际运用
4. 1 优缺点分析
(1) 滚筒反力式制动试验台。优点:测试条件固定; 重复性好; 结构简单; 因检测车速低, 所需驱动功率较小; 操作安全性好; 设备研制及试验成本较低。缺点:对于后置发动机大客车、三轮汽车及某些带ABS 防抱死系统的车辆, 有误判的可能; 对车辆各轴的检测是分开进行的, 因而其测试效率低, 不能反映汽车行驶制动的真实效果。
(2) 平板式制动试验台。优点:结构简单; 耗电小, 其耗电量约为滚筒式制动试验台的1%; 安装简单容易, 操作简单; 检测效率高, 全过程只需1m in 左右即可完成; 主动、动态检测, 在汽车进行制动的状态下直接检测, 更接近实际工况。缺点:很难检测车轮阻滞力; 检测范围有限, 不方便检测半挂车、全挂车, 不能检测超长、超重、超宽的车辆; 检测数值重复性差, 驾驶员踩刹车踏板所用的力、制动初速度不同, 即每次测试条件很难保证一致, 所以每次测得的制动力会有较大的差异。
(3) 便携式制动性能测试仪。优点:解决了台试制动性能试验台无法测试制动距离的缺点, 适合于流动检测; 解决了四轮驱动轿车和双后桥货车无法在试验台上测试的难题, 大大提高了事故机动车鉴定的精度和可靠度, 能及时可靠地为交警部门提供权威的技术分析和结论。缺点:需要一定的场地; 必须在晴朗天气条件下检测; 较费时费力。4. 2 实际运用
目前, 台试法所采用的检测设备主要有反力滚筒式制动试验台、惯性式滚筒制动试验台和平板式制动试验台, 在全国各检测站应用最多的是反力滚筒式制动试验台。而空载乘用车最适合在平板式制动试验台上进行制动性能检测, 因为所检测的前/后轴制动力分配比与制动时的前/后轴动态轴重分配比相接近。
便携式制动性能测试仪是专门用于路试检验车辆充分发出的平均减速度及制动协调时间的仪器, ,
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