CN102879208A - 挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：包括框架式底座、辅助装置、指示与测控系统、冲击信号产生系统和检测系统，所述检测系统包括滚筒传动装置、驱动装置、第三滚筒和测量装置，所述滚筒传动装置由主、从动滚筒和飞轮组构成，所述主、从动滚筒由左、右独立设置的两对滚筒构成，所述主动滚筒与飞轮组通过联轴器连接，所述滚筒传动装置与驱动装置连接。有益效果：适用于带有惯性制动系统的挂车制动系统的制动性能的检测，也具有常规惯性制动试验台的检测功能。因为试验台有旋转部分（飞轮组、滚筒等）模拟被检车辆行驶时相近的惯性质量，因此该方法接近于实际使用条件，故测试精度高，具有在任何车速下都可进行制动测试的优点。

Description

挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台

技术领域

本发明属于机动车检测装置，尤其涉及一种挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台。

背景技术

目前，目前常规检测汽车制动系统性能有路试检验和台试检验两种方法。主要是反力式制动台和平板式制动台。反力式双滚筒试验台的滚筒表面的线速度为2.5-5km/h左右，属于静态检测，因其滚筒速度低，不能全面反应制动过程中制动力的复杂变化。平板式制动试验台（车速为5km/h左右）上的制动试验过程与汽车在道路上行驶时的制动过程较为接近，但平板式制动试验台存在测时重复性差且重复试验较麻烦、占地面积大、需要助跑车道、不利于流水作业和不安全等缺点，因此其应用不如反力式滚筒制动试验台广泛。为了使试验数据更加准确，尤其是对“ABS”防抱死制动性能进行检测，实现实施动态测量，地方的研究机构和高校常采用惯性制动试验台。上述三种试验台主要是针对汽车或采用液压或气压制动的挂车，无法检测带有惯性制动系统的挂车。常规的惯性制动试验台是汽车发动机的动力驱动滚筒和飞轮组一起转动，达到试验车速时，将汽车置于空档可人工踩下制动踏板进行紧急制动。常规的挂车采用气制动或者液压制动，制动时通过驾驶人员踩下主车的制动踏板，实现了对主车和挂车同时制动。但本文所涉及的带有惯性制动系统挂车的制动，需依靠所牵引的主车撞击挂车的牵引环，从而使牵引环压缩，才能使挂车制动系统产生作用。即需压缩挂车的牵引环实现挂车的制动。

挂车惯性制动系统的结构主要由牵引环压缩机构，钢丝拉线，制动拉线，制动器组成。工作原理：惯性制动系统的制动过程为，汽车列车行驶过程中，牵引车踩下制动踏板后，主车制动、减速。挂车由于惯性作用仍按原有速度前进，这样主车的牵引钩对挂车的牵引环产生冲击，使牵引环内的油气弹簧被压缩，从而拉紧制动拉绳，经惯性冲击制动传感装置和传动杠杆系统传递后，使制动蹄片张开，制动器起作用，挂车产生制动。目前有大量的惯性制动系统挂车底盘在应用。其安全性能的检查，主要是在使用前对汽车列车进行路检。检索到的公开技术，据文献报道1、Flickma.Tests to Evaluate B and G Brake Torque Tester.美国政府科技报告（NTIS），PB97-108203；2、实用新型专利号为ZL 03232856的“汽车制动性能检测平台”3、发明专利申请号为200610061301.0的“一种车载机动车辆制动性能检测方法和装置”。上述技术所检测的均为带有气压或液压制动的汽车（或汽车列车）制动性能是否合格，该技术无法检测带有惯性制动系统挂车的制动系能。文献报道4.实用新型专利号为ZL 2009 20273810.9的“全挂车惯性制动系统静态检测装置”，该技术为静态检测，通过液压缸压缩牵引环，使制动系统产生作用，从而检测出能够使车轮转动的力矩。其缺点是该技术以定性为主，检测力矩较小，无法检测出挂车行驶的力矩大小。并且检测参数少，无法检测制动距离、制动时间和制动减速度。

拖挂式车辆的制动性能比单一车辆的制动性能复杂的多。前者除了制动力分配较为复杂外，在制动过程中，牵引车和挂车之间的相互作用对制动稳定性也具有较大的影响。制动时，若挂车制动系统性能不好，会严重影响整车制动效能及方向稳定性。

制动性能检测属于国家安全技术检验的强制性检验项目，如GB7258《机动车运行安全技术条件》中的7.13.1.1和7.14.1.2条分别对制动距离、制动力平衡和制动减速度等作出了具体规定。业内亟待研制具有能够自动检测挂车制动性能的检测台，对提高挂车的行驶安全性具有重要作用，能够按照国家强制标准的检测项目检测惯性制动系统挂车制动性能的装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，所涉及的挂车本身无动力，无法驱动滚筒组和飞轮组转动，并且制动时依靠所牵引的主车撞击后挂车牵引环才能使挂车制动系统产生作用。它可模拟制动时牵引车撞击挂车的过程，使带有惯性制动系统挂车的制动系统产生制动，并对制动系统的制动距离、制动减速度、制动时间等性能进行检测，能全面、准确地测出挂车在各种车速下的主要制动技术性能。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：包括框架式底座、辅助装置、指示与测控系统、冲击信号产生系统和检测系统，所述检测系统包括滚筒传动装置、第三滚筒、驱动装置和测量装置，所述滚筒传动装置由主、从动滚筒和飞轮组构成，所述主、从动滚筒由左、右独立设置的两对滚筒构成，所述滚筒两端分别通过轴承支承在轴承座上，所述主动滚筒与飞轮组通过联轴器连接，所述滚筒传动装置与驱动装置连接，所述的辅助装置包括牵引机构、车架固定装置。

所述驱动装置由电动机、减速器和链传动副构成，所述驱动装置的减速器通过电磁离合器与主动滚筒及飞轮组连接，所述每对主、从动滚筒通过链传动副链接。

所述测量装置包括测速电机和光电传感器和转速传感器，所述测速电机和光电传感器置于主动滚筒另一侧的的端部，所述转速传感器安装在第三滚筒上。

所述冲击信号产生系统主要由电动机、离合器、齿轮、齿条和行程开关构成电动式冲击信号产生系统，所述电动机通过电磁离合器与齿轮连接，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条两侧设有行程开关。

所述冲击信号产生系统主要由气源、气路控制系统、气路执行机构和安全系统构成气动式冲击信号产生系统。

所述指示与测控系统包括数据采集与处理系统、控制系统和指示与打印装置，指示与打印装置包括计算机及与其连接的放大滤波模块、A/D转换模块、数字显示器和打印机；数据采集与处理系统包括安装在检测系统上的各个传感器，所述计算机分别与检测系统上的各个传感器通过接口连接，计算机对各类传感器的数据自动采集和处理。

所述车架固定装置主要由导轨和夹紧装置构成，所述导轨固接在框架式底座上，夹紧装置与导轨上移动连接，或固定在导轨上。

有益效果：因为试验台有旋转部分（飞轮组、滚筒等）模拟被检车辆行驶时相近的惯性质量，因此该方法接近于实际使用条件，故测试精度高，具有在任何车速下都可进行制动测试的优点。适用于带有惯性制动系统的挂车制动系统的检测，该检测台的冲击信号产生系统能够模拟制动时牵引车撞击挂车的过程，压缩牵引环，使挂车制动系统产生作用，利用检测系统检测制动系统的性能。车架固定装置固定挂车。通过延时电路起动电动机，经减速器、滚筒传动装置带动车轮旋转。待车轮转速稳定后，冲击信号产生系统开始工作，模拟制动时主车撞击牵引环的过程，使挂车的制动系统产生制动。该检测台的冲击信号产生系统能够模拟制动时牵引车撞击挂车的过程，压缩牵引环，使挂车制动系统产生作用，利用检测系统检测制动系统的性能。挂车惯性制动系统检测试验平台能够检测惯性制动系统挂车的制动距离、制动时间和制动减速度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是挂车冲击信号产生系统电动形式原理图；

图3是挂车冲击信号产生系统气动形式原理图；

图4是检测系统原理图；

图5是计算机控制框图。

图中：1、框架式底座，2、夹紧装置，3、导轨，4、冲击信号产生系统，5、牵引机构，6、指示与控制系统，7、电机，8、12、联轴器，9、减速器，10、电磁离合器，11、飞轮组，13、轴承座，14、主动滚筒，15、第三滚筒，16、从动滚筒，17、链传动副，18、光电传感器，19、测速电机，20、电动机，21、离合器，22、齿轮，23、齿条，24、25、行程开关，26、空压机，27、球阀，28、过滤减压阀，29、压力表，30、电子压力开关，31、消音器，32、电磁阀，33、调速阀，34、气缸，35、过滤器。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图所示，一种挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，包括框架式底座1、辅助装置、指示与测控系统6、冲击信号产生系统4和检测系统，所述检测系统包括滚筒传动装置、第三滚筒15、驱动装置和测量装置，所述滚筒传动装置由主、从动滚筒14、16和飞轮组11构成，所述主、从动滚筒由左、右独立设置的两对滚筒构成，所述滚筒两端分别通过轴承支承在轴承座上，所述主动滚筒与飞轮组通过联轴器12连接，所述滚筒传动装置与驱动装置连接，所述的辅助装置包括牵引机构5、车架固定装置。所述驱动装置由电动机7、减速器9和链传动副17构成，所述驱动装置的减速器通过电磁离合器10与主动滚筒及飞轮组连接，所述每对主、从动滚筒通过链传动副链接。所述测量装置包括测速电机19和光电传感器18和转速传感器36，所述测速电机和光电传感器置于主动滚筒另一侧的的端部，所述转速传感器安装在第三滚筒上。

所述冲击信号产生系统有两种动力源可选，一是电动形式，二是气动形式。

一是电动形式，所述冲击信号产生系统的电动形式包括电动机20、离合器21、齿轮22、齿条23和行程开关24、25构成电动式冲击信号产生系统，所述电动机通过离合器与齿轮连接，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条两侧设有行程开关。

二是气动形式，所述冲击信号产生系统主要由气源、气路控制系统、气路执行机构和安全系统构成气动式冲击信号产生系统。所述气动形式主要由气缸及气动系统构成气动式冲击信号产生系统，所述气动系统由（气源）空压机26、气路控制系统、气路执行机构和安全系统构成。

所述指示与测控系统包括数据采集与处理系统、控制系统和指示与打印装置，指示与打印装置包括计算机及与其连接的放大滤波模块、A/D转换模块、数字显示器和打印机；数据采集与处理系统包括安装在检测系统上的各个传感器，所述计算机分别与检测系统上的各个传感器通过接口连接，计算机对各类传感器的数据自动采集和处理。

所述车架固定装置主要由导轨3和夹紧装置2构成，所述导轨固接在框架式底座上，夹紧装置与导轨上移动连接，或固定在导轨上。

工作原理

检测试验平台各部结构的特征与作用

冲击信号产生系统

该系统的主要作用是产生冲击信号，模拟制动时牵引车撞击挂车的过程，使牵引环内的油气弹簧被压缩，从而拉紧制动拉绳，经惯性冲击制动传感装置和传动杠杆系统传递后，使制动蹄片张开，制动器起作用，挂车产生制动。

有两种动力源可选，一是电动形式，二是气动形式。

（1）电动形式。电动形式由电动机、机械传动装置组成。机械传动装置由离合器、齿轮和齿条机构装置、行程开关等组成。

如图2所示。工作原理：电动机启动，到达额定转速后闭合离合器，带动齿轮转动，经过齿轮齿条传动系统，使齿条做直线运动，到达规定的行程后，行程开关触发，电动机停转，靠减速发电机的自锁系统维持刹车开关的闭合；启动电动机的反转按钮，电机反转，带动齿轮齿条传动，使齿条反向运动，到达规定的行程后，触发行程开关，电机停转。

如图3所示，（2）气动形式：气动形式主要由固定支架、气缸34及气动系统组成。气缸给挂车突加载荷激发挂车制动系统工作。由气源、气路控制系统、气路执行机构和安全系统组成。经过空压机26压缩的空气，通过过滤器35以及过滤减压阀28减压过滤后进入管道，由连接有消音器31的电磁阀32来控制气缸的往返，调速阀33用来调整气缸运动速度。安装球阀27方便人为控制管道的通闭，压力表29随时监视管道的压力，电子压力开关30方便操作人员在操作室对系统进行监控。

2．检测系统，如图4所示，

主要由滚筒传动装置、第三滚筒、驱动装置、测量装置组成。

2.1滚筒传动装置

二是气动形式由主、从动滚筒和飞轮组构成。试验台上的各对滚筒分别带有飞轮。主、从滚筒由左、右独立设置的两对滚筒构成，主动滚筒与飞轮组通过联轴器连接。滚筒直径在105—400mm之间，每个滚筒的两端分别用滚动轴承与轴承座支承在框架上，且保持两滚筒轴线平行。前、后滚筒间采用链传动。当驱动装置驱动飞轮组和主动滚筒时，主动滚筒通过链条带动从动滚筒旋转时，滚筒相当于一个活动的路面，支承被检车辆。

2.2第三滚筒

在制动试验台主、从动滚筒之间设置一可自转又可上下摆动的第三滚筒15，平时由弹簧使其保持在最高位置。在第三滚筒上装有转速传感器。在检验时，被检车辆的车轮置于主、从动滚筒上的同时压下第三滚筒，并与其保持可靠接触。控制系统通过转速传感器即可获知被检车轮的转动情况。

2.3驱动装置

驱动装置由电机、减速器组成。电动机经过减速器减速增扭后驱动滚筒传动装置旋转。主动滚筒通过链传动带动从动滚筒同步旋转。

2.4测量装置

测量装置主要由测速电机和光电传感器组成。测速电机和光电传感器按装在主动滚筒的端部，分别用于测量试验车速和记录滚筒转动的圈数。

3．指示与测控系统

该系统包括数据采集与处理系统、控制系统和指示与打印装置。主要作用是控制冲击信号产生系统的撞击时刻、电机的旋转与停转等，分析、判断、显示制动系技术状况。

3.1数据采集和处理系统

采用各种通用类型相关参数及测量装置连接传感器，这些传感器具有较宽的量程和精度，以实现大范围高精度的实时采集；传感器通过接口与计算机相连，由计算机对各类传感器自动采集和处理。

3.2控制系统

兼顾手动和自动控制系统，实现试验台架完成预定目的的试验。具体包括转速控制、测量控制和数据采集控制等。

3.3指示与打印装置

试验完成后，可以显示和打印相关性能参数及动态变化曲线。

指示与测控系统主要有计算机、放大器、A/D转换器、数字显示器和打印机等组成。

4．框架式底座

框架式底座用于试验台各个总成系统的安装固定。在底座的下平面四个角上同集装箱一样可设置集装箱角件，用于运输过程中的试验台的整体固定。

5．辅助装置

包括牵引机构、车架固定装置等。

5.1牵引机构5

主要作用是辅助挂车上、下检测平台。

5.2车架固定装置

车架固定装置主要由导轨和夹紧装置组成，导轨固定在底座上，夹紧装置根据车身的长度确定其固定在导轨的位置，从而实现对整车的固定。车架固定装置的主要主要作用是挂车检测过程中，保持挂车整车的水平和稳定性。

工作过程

检测时，被检车驶上试验台后，通过车架固定装置将整车固定。通过延时电路起动电动机，电动机的动力经联轴器、减速器、电磁离合器驱动主动滚筒和按被检车辆行驶的惯性等效质量配置的飞轮组旋转，主动滚筒通过链传动驱动从动滚筒，主、从滚筒带动车轮旋转，滚筒的端部装有测速电机测定试验车速，待两侧车轮同时达到试验速度后，计算机发出指令，断开连接减速器和飞轮组的电磁离合器，即断开驱动滚筒和飞轮组的动力。同时冲击信号产生系统开始工作，模拟制动时牵引车撞击牵引环的过程，牵引环中的油气弹簧压缩，从而使挂车的制动系统产生制动。车轮制动后，飞轮组和滚筒依靠惯性继续转动，模拟挂车在实际道路上的惯性质量，滚筒转动的圈数由装在滚筒端部的光电传感器转变为电脉冲信号送入记录器记录。通过测试滚筒（飞轮组）转动的圈数来计算制动距离、制动减速度、和停转时间，通过所标定的数据进行评判制动系统的性能。由计算机采集、处理后，由指示装置或打印机输出检测到的数值。检测完毕后，通过牵引机构将挂车拖至地面。

检测工作过程：驱动装置驱动滚筒和飞轮组，再由滚筒通过摩擦力带动挂车车轮旋转至指定转速，冲击信号产生系统产生冲击信号撞击挂车，模拟制动时牵引环模拟挂车撞击牵引车的过程，检测系统检测、分析、判断制动系统的性能参数。

（1）惯性制动系统挂车的制动原理与普通车不同，普通的检测平台无法实现挂车牵引环的压缩，即无法实现带有惯性制动系统挂车的制动系统产生作用：在检测车辆的制动系统性能的时候，必须使制动系统起作用，才能检测出制动系统的性能。像我们平时所见的汽车或者挂车，无论是行驶过程中还是怠速只要驾驶人员踩一下制动踏板，那么汽车和挂车的制动系统都起作用。

但是带有惯性制动系统挂车的制动系统比较特殊，在行驶的过程中只有制动时在连接点产生一个牵引环的推力，使牵引环内的油气弹簧被压缩，同时杠杆通过传动装置拉紧车轮制动器，实现制动。也就是说只有在主车的速度低于带有惯性制动系统挂车的时候，在这种情况下，挂车才能撞击主车，挂车的制动系统才可能起作用。常规的试验台检测时车都是静止的，无法实现主车与挂车的速度差，也没有使挂车牵引环压缩的装置，而本发明的冲击信号产生系统能够模拟制动时牵引车撞击挂车的过程，压缩牵引环，使带有惯性制动系统挂车的制动系统产生作用。

（2）该检测台不但可以检测带有惯性制动系统挂车的制动性能，而且还具有常规的单轴惯性式双滚筒制动试验台的检测功能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：包括框架式底座、辅助装置、指示与测控系统、冲击信号产生系统和检测系统，所述检测系统包括滚筒传动装置、第三滚筒、驱动装置和测量装置，所述滚筒传动装置由主、从动滚筒和飞轮组构成，所述主、从动滚筒由左、右独立设置的两对滚筒构成，所述滚筒两端分别通过轴承支承在轴承座上，所述主动滚筒与飞轮组通过联轴器连接，所述主动滚筒与从动滚筒通过链传动副连接，所述的辅助装置包括牵引机构、车架固定装置。

2.根据权利要求1所述的挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：所述驱动装置由电动机、减速器和链传动副构成，所述驱动装置的减速器通过电磁离合器与主动滚筒及飞轮组连接，所述每对主、从动滚筒通过链传动副链接。

3.根据权利要求1或2所述的挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：所述测量装置包括测速电机和光电传感器和安装在第三滚筒的转速传感器，所述测速电机和光电传感器置于主动滚筒另一侧的的端部。

4.根据权利要求1所述的挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：所述冲击信号产生系统主要由电动机、离合器、齿轮、齿条和行程开关构成电动式冲击信号产生系统，所述电动机通过离合器与齿轮连接，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条两侧设有行程开关。

5.根据权利要求1所述的挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：所述冲击信号产生系统主要由气源、气路控制系统、气路执行机构和安全系统构成气动式冲击信号产生系统。

6.根据权利要求1所述的挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：所述指示与测控系统包括数据采集与处理系统、控制系统和指示与打印装置，指示与打印装置包括计算机及与其连接的放大滤波模块、A/D转换模块、数字显示器和打印机；数据采集与处理系统包括安装在检测系统上的各个传感器，所述计算机分别与检测系统上的各个传感器通过接口连接，计算机对各类传感器的数据自动采集和处理。

7.根据权利要求1所述的挂车惯性制动系统的单轴惯性式双滚筒检测试验平台，其特征是：所述车架固定装置主要由导轨和夹紧装置构成，所述导轨固接在框架式底座上，夹紧装置与导轨上移动连接，或固定在导轨上。

Images