CN102901636A - 挂车惯性制动系统的单轴反力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反力式双滚筒检测试验平台，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装置、驱动装置和测量装置，所述滚筒装置由两对平行主、从滚筒构成，所述主、从动滚筒之间设有自转且上下摆动的第三滚筒，所述第三滚筒上装有转速传感器。有益效果：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。能够检测惯性制动系统挂车的左右轮阻滞力、左右轮最大制动力、左右轮制动力差、左右轮制动力和、驻车制动力等参数。

Description

挂车惯性制动系统的单轴反力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反力式双滚筒检测试验平台。

背景技术

地方每年的汽车综合检测和安全检测主要采用反力式双滚筒试验台进行检测。汽车进行制动性能检测时，被检车辆驶上制动试验台，车轮置于主、从滚筒之间，滚筒机构带动被检车轮到指定速度并稳定后，驾驶员踩下制动踏板。检测系统经计算机采集、存储和处理后，可将检测结果一并打印出来。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刹车，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。无法通过驾驶员踩下主车制动踏板实现制动。因此滚筒试验台检验可以检测个别采用液压或气压制动挂车的制动性能，却无法检测带有冲击制动系统的挂车。

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、Flick ma.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 2 0273810.9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。其缺点是该技术以静态检测、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，无法检测左右轮最大制动力、左右轮制动力差、左右轮制动力和、阻滞力和制动力—时间曲线等参数。

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，若挂车制动力大小不当，会严重影响整车制动效能及方向稳定性。

a.左右轮的制动力（矩）不平衡。会导致制动跑偏，汽车列车制动时的稳定性变差。

b.制动过度灵敏，即制动力过大。将使挂车车轴先抱死产生甩尾，从而降低了挂车制动安全性；也会让挂车常常处于制动状态，制动器很容易发热使制动性能迅速衰退，降低了制动器的使用寿命。

c.制动不灵敏或制动失效，即无制动力或制动力过小。挂车将对牵引车产生冲击，引起折叠、制动距离过大、侧滑等危险现象，影响使用安全。

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GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中的7.13.1.1和7.14.1.2条分别对制动距离和制动力平衡作出了具体规定。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反力式双滚筒检测试验平台，该检测台的冲击信号产生系统能够模拟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。并且具有常规的反力式滚筒汽车制动试验台的检测功能。

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反力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，所述冲击信号产生系统与牵引机构连接，所述检测系统包括滚筒装置、驱动装置和测量装置，所述滚筒装置由左、右独立设置的两对平行主、从滚筒构成，所述主、从滚筒两端分别通过轴承支承在轴承座上，所述滚筒装置与驱动装置连接；所述主、从动滚筒之间设有自转且上下摆动的第三滚筒，所述第三滚筒上装有转速传感器。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链传动副与主动滚筒链接，所述每对主、从滚筒通过链传动副链接。

所述测量装置包括测力杠杆和测力传感器，所述测力杠杆一端与所述减速器壳体连接，测力杠杆与所述减速器壳体一起绕减速器输出轴摆动；测力传感器固定在框架式底座上。

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；所述框架式底座前侧端连接有方便挂车上下的渡板。

有益效果：该试验台检测速度低，具有测试条件稳定、试验车速低、所需电机功率小、结构简单、占地少和能适应多种车型特点。挂车进行检测时，通过牵引机构将挂车牵引到检测平台上，车轮置于主、从动滚筒之间，挂车压下第三滚筒。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、链传动和主、从滚筒带动车轮低速旋转。待车轮转速稳定后，冲击信号产生系统开始工作，模拟主车撞击牵引环，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左右轮阻滞力、左右轮最大制动力、左右轮制动力差、左右轮制动力和、驻车制动力等参数。该检测台能适应不同重量的带有惯性制动系统挂车的制动性能的检测与测试，并配置了指示与测控系统，实现自动、快速、准确地实时地数据采集、数据处理与数据分析、检测结果输出、打印等功能，制动性能的检测指标齐全。属于机电一体化的车辆性能自动检测装置，对提高挂车的行驶安全性具有重要作用。

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、指示与测控系统，7、减速器，8、联轴器，9、测力杠杆，10、测力传感器，11、电动机，12，18、链条，13、渡板，14、轴承座，15、从动滚筒，16、第三滚筒，17、主动滚筒，19、电动机，20、离合器，21、齿轮，22、齿条，23、24、行程开关，25、空压机，26、球阀，27、过滤减压阀，28、压力表，29、电子压力开关，30、消音器，31、电磁阀，32、调速阀，33、气缸，34、过滤器，35转速传感器。

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反力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、检测系统，所述检测系统包括滚筒装置、驱动装置和测量装置，所述滚筒装置由左、右独立设置的两对平行主、从滚筒构成，所述主、从滚筒17、15两端分别通过轴承支承在轴承座14上，所述滚筒装置与驱动装置连接；所述主、从动滚筒之间设有自转且上下摆动的第三滚筒16，所述第三滚筒上装有转速传感器35。所述驱动装置由电动机11、及通过联轴器8连接的减速器7和链传动副的链条12、18构成，所述驱动装置的减速器7通过链传动副与主动滚筒链接，所述每对主、从滚筒通过链传动副链接。所述测量装置包括测力杠杆9和测力传感器10，所述测力杠杆一端与所述减速器壳体连接，测力杠杆与所述减速器壳体一起绕减速器输出轴摆动，测力传感器10固定在框架式底座上。所述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。所述电动形式系统包括电动机19、离合器20、齿轮21、齿条22和行程开关23、24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。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25、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组成，所述导轨固接在框架式底座上，夹紧装置可在导轨上移动，并可固定在导轨上；所述框架式底座前侧端连接有方便挂车上下的渡板13，渡板可随时拆卸。所述的辅助装置包括牵引机构5、车架固定装置和渡板。

低速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，给挂车的牵引环突加载荷使挂车牵引环内的油气弹簧压缩，激发挂车制动系统工作，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33及气动系统组成。给挂车的牵引环突加载荷使挂车牵引环内的油气弹簧压缩，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25压缩的空气，通过过滤器34以及过滤减压阀27减压过滤后进入管道，由连接有消音器30的电磁阀31来控制气缸的往返，调速阀32用来调整气缸运动速度。安装球阀26方便人为控制管道的通闭，压力表28随时监视管道的压力，电子压力开关29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、驱动装置、测量装置组成。

2.1滚筒装置

2.1.1主、从滚筒

滚筒装置由左、右独立设置的两对滚筒15、17构成，可以单独测试同一轴左、右车轮的制动力。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。当驱动装置驱动主动滚筒，并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，并承受和传递制动力。

2.1.2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16，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35。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。当被检车轮制动，转速下降至接近抱死时，控制系统根据转速传感器送出的相应电信号使驱动电机停止转动，以防止滚筒剥伤轮胎和保护驱动电机。

2.2驱动装置

驱动装置由电动机11、减速器7和链条12、18传动组成。电动机经过减速器减速增扭后驱动主动滚筒旋转。主动滚筒通过链传动带动从动滚筒同步旋转。

2.3测量装置

测量装置主要由测力杠杆9和测力传感器10组成。测力杠杆一端与减速器壳体连接，被测车轮制动时测力杠杆与减速器壳体将一起绕减速器输出轴摆动，测力传感器固定在框架式底座上。测力传感器将测力杠杆传来的、与制动力成比例的力（或位移）转变成电信号输送到指示与测控系统6。

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传感器，这些测力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，由计算机对各类测力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、车架固定装置和渡板等。

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。

5.3渡板

在检测台边安装渡板，方便挂车上下检测台，可随时拆卸。

工作过程

挂车进行检测时，通过牵引机构将挂车从地面通过渡板牵引到检测平台上，车轮置于主、从动滚筒之间，挂车压下第三滚筒。利用车架固定装置固定好挂车。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，冲击信号产生系统开始工作，模拟主车撞击牵引环，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。与此同时滚筒对车轮轮胎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。在轮胎对滚筒的作用力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力或位移经测力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：电机驱动滚筒，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牵引环模拟挂车撞击牵引车的过程，检测系统检测、指示与控制系统采集、处理分析、判断制动系统的性能参数。

在制动过程中第三滚筒的转速信号由测力传感器转变成电信号后输入计算机，计算车轮与滚筒之间的滑差率。当滑差率达到一定值时，计算机发出指令使电动机停转，以防止轮胎剥伤。

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反力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装置、驱动装置和测量装置，所述滚筒装置由左、右独立设置的两对平行主、从滚筒构成，所述主、从滚筒两端分别通过轴承支承在轴承座上，所述滚筒装置与驱动装置连接；所述主、从动滚筒之间设有自转且上下摆动的第三滚筒，所述第三滚筒上装有转速传感器。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反力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链传动副与主动滚筒链接，所述每对主、从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反力式双滚筒检测试验平台，其特征是：所述测量装置包括测力杠杆和测力传感器，所述测力杠杆一端与所述减速器壳体连接，测力杠杆与所述减速器壳体一起绕减速器输出轴摆动；测力传感器固定在框架式底座上。

4.根据权利要求1所述的挂车惯性制动系统的单轴反力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反力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反力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反力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；所述框架式底座前侧端连接有方便挂车上下的渡板。

Images