CN101183046B - 一种可变附着系数的室内车辆abs试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变附着系数的车辆ABS试验台包括：前后轴机架、前后飞轮轴、传动箱和可伸缩传动轴，该前后轴机架分别对称安装有完全相同的前左轮、前右轮、后左轮、后右轮滚筒组，每个滚筒组分别通过传动带与相应的扭矩控制器的输出端相连，每个扭矩控制器的输入端分别与相应的前后飞轮轴刚性的相连，前后飞轮轴通过传动箱和可伸缩传动轴相连实现相互同步，每根飞轮轴上刚性的对称安装有两个转动惯量相同的飞轮，通过控制扭矩控制器的激磁电流改变被试车辆车轮抱死时的车轮制动力，达到模拟道路附着系数的目的。本发明可广泛应用于车辆检验、ABS研发、汽车修理和服务行业。

Description

一种可变附着系数的室内车辆ABS试验台

技术领域

本发明涉及汽车检测领域，特别涉及一种可变附着系数的车辆ABS试验台。

背景技术

目前，要完整的评价车辆防抱死系统(ABS)工作性能，必须通过道路测试的方法进行，这种测试方法对场地的要求很高，一般跑道长1公里左右，宽20多米，占地数百亩，场地耗资高达数千万元。这样的跑道由多种附着系数的路面组成才可以对车辆ABS工作性能进行准确试验评价，但是这样的场地数量少、建设维护成本非常高，试验时间长(8-10小时/辆)试验费用也很高(5-6万元/辆)无法得到普及，因此非常需要解决车辆ABS室内测试问题。

现在也有一些ABS测试设备采用老式的惯性式制动试验台对整车ABS进行台架检测，这种试验台不能全程模拟路面的附着系数，而汽车ABS实际工作时路面的附着系数是变化的，特别是雨、雪、冰、霜等天气条件下，车辆ABS才能充分发挥其作用，而现有技术却不具备上述特殊路面条件下的检测功能，不能对车辆ABS性能和对特殊路面的适应性进行有效的检测，起不到应有的检测评价作用。所以通过台架检测不同路面附着系数下的车辆ABS工作状况和性能是当前汽车检测行业急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可变附着系数的车辆ABS试验台。

本发明的上述技术问题是这样解决的，该可变附着系数的车辆ABS试验台包括：对称设置在前后轴机架上的前后飞轮轴、前后传动箱以及前左轮滚筒组、前右轮滚筒组、后左轮滚筒组、后右轮滚筒组，所述前后飞轮轴分别与相应的前后传动箱相连，可伸缩传动轴首尾连接所述前后传动箱，所述前后飞轮轴共对称设置有飞轮，其特征在于，所述前后轴机架还设置有前左轮、前右轮、后左轮、后右轮扭矩控制器，所述每个扭矩控制器分别首尾连接相应的滚筒组和前后飞轮轴。

所述扭矩控制器是电磁制动器，尤其是磁粉制动器。

所述滚筒组包括两个滚筒，两个滚筒间通过传动带相连接，其中一个滚筒与相应的扭矩控制器也通过传动带相连接。

所述前后轴机架中，至少有一个机架通过滑轨可以前后移动，以便适应车辆轴距的变化。

所述每组滚筒中间设置有车轮举升器，抬升车轮以便车辆驶入或驶出。

该试验台的附着系数是这样可控制的：

试验台的扭矩控制器采用磁粉制动器，扭矩控制器的控制电流为I时。

(1)扭矩控制器的输出扭矩M与输入电流I之间通常有较好的线性关系

M＝f(I)

(2)根据被检车辆在滚筒上的受力情况分析得

滚筒提供的附着力F_μ为：

$F_{\mathrm{\μ}}=\mathrm{\μ}(N_1+N_2)=\mathrm{\μ}\frac{9.8G}{2\cos \mathrm{\α}}$

μ：滚筒与轮胎间的附着系数

N1、N2：前轴、后轴垂直支反力

G：车辆总质量

α：车轮在滚筒上的安置角

此时扭矩控制器需要输出的控制扭矩大小为：

$M=\frac{F_{\mathrm{\μ}}r}{i}=\mathrm{\μ}\frac{9.8G_i}{i\cos \mathrm{\α}}r$

所以可以推导出模拟路面附着系数μ：

$\mathrm{\μ}=\frac{\mathrm{Mi}\cos \mathrm{\α}}{9.8G_{i}r}$

其中：r为测试滚筒半径

i为齿形带传动比

$\mathrm{\α}={\sin }^{-1}\left(\frac{L}{D+d}\right)$

——L：滚筒间距

——D：被测车轮直径

——d：滚筒直径

(3)根据控制电流为I，可在扭矩控制器输出特性图中得到对应的扭矩M值，再根据上述公式计算得到所模拟附着系数μ的大小，从而通过改变扭矩控制器控制电流I来改变试验台的附着系数。在试验过程中，通过测试飞轮轴的速度和各滚筒的速度变化来计算车辆的附着系数利用率η和车辆相对地面的滑移率ε，达到对车辆的ABS系统性能进行评价之目的。

本发明由于用四个滚筒组代替了汽车跑道，通过扭矩控制器可以任意调整各个车轮对跑道的附着系数，因此采用本发明能够方便模拟车辆在各种路面上的附着系数，使车辆ABS系统在该试验台上的工作状态与在道路上试验完全相同，能够在室内完成车辆的ABS性能测试，可以节约巨额的测试场地费用，得到更加精确的测试结果；采用本发明，当试验车轮抱死后，滚筒和车轮表面不发生打滑，打滑被转移，避免了轮胎划伤和烧损给车辆带来的损失和对测试造成的巨大误差；另外，采用本发明，使得车辆ABS系统的性能检测更加方便、快捷、安全、经济，日常检测成为可能。

附图说明

图1是车辆ABS系统试验台总体结构示意图

图2车轮举升器结构示意图

图3前后轴机架结构示意图

具体实施方式

参照图1，该试验台的前后轴机架13、14上分别对称安装有完全相同的前左轮、前右轮、后左轮、后右轮滚筒组，每个滚筒组分别通过齿形传动带6、6A、6B、6C与相应的扭矩控制器5、5A、5B、5C的输出端相连，每个扭矩控制器的输入端分别与相应的前后飞轮轴11、12刚性的相连，前后飞轮轴11、12通过传动箱1、3和可伸缩传动轴2相连来实现相互同步，前后飞轮轴11、12上刚性的对称安装有四个转动惯量相同的飞轮4、4A、4B、4C，用来模拟待测车辆的动能。扭矩控制器采用磁粉制动器，具体是通过改变磁粉制动器激磁线圈的电流改变传递的扭矩大小，实现附着系数的改变。

以前左轮滚筒组为例说明滚筒组内部连接关系。前左轮滚筒组包括前后平行安装在前轴机架13上的两滚筒7、9，两滚筒通过齿形传动带10相连，其他滚筒组内部连接同前左轮滚筒组。而且，每滚筒组中间还安装有车轮举升器8、8A、8B、8C，如图2所示，车轮举升器8与滚筒7、9相互独立，由气缸驱动控制上下运动，用来抬升车轮以便车辆驶入和驶出试验台。

参照图3，本试验台的后轴机架14固定，前轴机架13通过滑轨16可以前后移动，以适应不同被测车辆的轴距变化。

车辆在该测试台上的测试过程为：汽车驶上试验台台架后，低速运行以便摆正车轮，使前后车轮与相应的前后滚筒组接触，固定车身以防窜出。开始测试时，根据试验要求设定各轮的附着系数即扭矩控制器的控制电流，驾驶员启动车辆，车轮带动滚筒旋转，滚筒组通过齿形传动带、扭矩控制器、飞轮轴驱动飞轮旋转来模拟车身动能，前后飞轮轴通过传动箱1、3和可伸缩传动轴2相连实现相互同步。当车辆以5km/h速度运行数秒再加速到40km/h车速，然后变速器挂空档滑行，滑行后即可紧急制动直到车速为零。通过测试过程中飞轮轴的速度和各滚筒的速度变化来计算车辆的附着系数利用率和车辆相对地面的滑移率，对车辆的ABS系统性能进行评价。

本发明可广泛应用于整车出厂检验、ABS研发和生产企业、车辆检验机构、汽车修理和服务行业，通过检测能够排除车辆的安全隐患，提高车辆的行驶安全性。

Claims (6)

1.一种可变附着系数的车辆ABS试验台，包括可伸缩传动轴(2)以及对称设置在前后轴机架(13、14)上的前后飞轮轴(11、12)、前后传动箱(1、3)、前左轮滚筒组、前右轮滚筒组、后左轮滚筒组、后右轮滚筒组，所述前后飞轮轴(11、12)分别与相应的前后传动箱(1、3)相连，可伸缩传动轴(2)首尾连接所述前后传动箱(1、3)，所述前后飞轮轴(11、12)对称设置有飞轮(4、4A、4B、4C)，其特征在于，所述前后轴机架(13、14)还设置有前左轮、前右轮、后左轮、后右轮扭矩控制器(5、5A、5B、5C)，所述前左轮滚筒组、前右轮滚筒组、后左轮滚筒组、后右轮滚筒组分别通过传动带(6、6A、6B、6C)与相应的前左轮、前右轮、后左轮、后右轮扭矩控制器(5、5A、5B、5C)的输出端相连，每个扭矩控制器的输入端分别与相应的前后飞轮轴(11、12)连接。

2.根据权利要求1所述一种可变附着系数的车辆ABS试验台，其特征在于：所述扭矩控制器是电磁制动器。

3.根据权利要求2所述一种可变附着系数的车辆ABS试验台，其特征在于：所述电磁制动器是磁粉制动器。

4.根据权利要求1所述一种可变附着系数的车辆ABS试验台，其特征在于：所述滚筒组包括两个滚筒，两个滚筒间通过传动带相连接，其中一个滚筒与相应的扭矩控制器也通过传动带相连接。

5.根据权利要求1所述一种可变附着系数的车辆ABS试验台，其特征在于：所述前后轴机架中，至少有一个机架通过滑轨(16)可以前后移动。

6.根据权利要求1所述一种可变附着系数的车辆ABS试验台，其特征在于：所述每组滚筒中间设置有车轮举升器。

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