CN107421678B - 一种车轮制动力测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车轮制动力测量装置及方法。该装置包括：拉线位移传感器、固定支架、计算机、固定装置；拉线位移传感器通过固定支架固定在车轮制动气室上；固定装置位于所述拉线位移传感器下方；拉线位移传感器的拉线引出端固定于固定装置的一端，固定装置的另一端用于固定车轮制动凸轮轴；拉线位移传感器的输出端连接所述计算机，计算机用于根据位移传感器的数据计算车轮的制动力。采用本发明的测量装置及方法，通过设计核心固定硬件使线位移传感器固定可靠并保证其测量位移精确，整套系统适用性好，适用于大部分采用气压制动方式的车型，并且易于加工，成本低廉，操作安全方便，测试数据精度高。

Description

一种车轮制动力测量装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车检测领域，特别是涉及一种车轮制动力测量装置及方法。

背景技术

汽车制动性能是体现行车安全的重要指标，尤其对于商用汽车，车轮的制动性能更为重要，因为商用车载质量大，中高速行驶中紧急制动跑偏、侧滑等现象极易造成严重交通事故。

制动跑偏检测通常需要对整个制动系统的各环节进行排查，需要构建实车测试系统进行系统测试。而汽车制动跑偏的重要原因之一是：汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮(转向轮)地面制动力不相等。其中，制动气室对两个轮子提供的制动力不相同是导致左右车轮制动力不相等的主要原因，特别在制动起始阶段。因此，及时测量车轮制动力的大小，进一步判断左右车轮制动力是否相等，为查找引发车辆制动跑偏的原因提供有效的数据支撑。

传统车轮制动力的测量通过台架试验获得车轮制动力。即车轮在制动时与试验台架接触点产生的相互摩擦力转化为扭矩或向某一方向的推动力，通过测量扭矩或推动力进而得到车轮的制动力。但是该测量方法需要安装试验台架，存在安装误差，导致测量精度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种车轮制动力测量装置及方法，以提高测量精度，降低测量成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种车轮制动力测量装置，所述装置包括：拉线位移传感器、固定支架、计算机、固定装置；

所述拉线位移传感器通过所述固定支架固定在车轮制动气室上；

所述拉线位移传感器的拉线引出端固定于所述固定装置的一端，所述固定装置位于所述拉线位移传感器下方；

所述固定装置的另一端用于固定车轮制动凸轮轴；

所述拉线位移传感器的输出端连接所述计算机，所述计算机用于根据所述拉线位移传感器的数据计算所述车轮的制动力。

可选的，所述车轮制动凸轮轴与所述拉线位移传感器的拉线垂直，所述车轮制动凸轮轴平行于水平面，所述拉线垂直于水平面。

可选的，所述固定装置具体包括：V槽圆盘、调节螺栓、螺母、轴套、固定销；

所述拉线位移传感器的拉线依V槽槽底缠绕，所述拉线引出端固定在所述V槽圆盘的豁口处；所述拉线与所述V槽圆盘位于同一竖直平面上；

所述V槽圆盘的圆心处有螺纹通孔，所述调节螺栓穿过所述螺纹通孔与所述轴套的一端连接；所述螺母位于所述V槽圆盘与所述轴套之间，用于固定所述V槽圆盘的位置；

所述车轮制动凸轮轴的轴头套在所述轴套的另一端内部，并且通过所述固定销将所述轴套与所述车轮制动凸轮轴固定；所述车轮制动凸轮轴的轴线与所述轴套的轴心与所述V槽圆盘的圆心均位于同一水平线上。

可选的，所述固定装置通过调节所述调节螺栓旋进所述轴套的深度，调节所述拉线与所述V槽圆盘位于同一竖直平面上。

可选的，所述车轮制动凸轮轴的轴头与所述轴套采用过盈配合。

可选的，当所述调节螺栓旋进所述轴套的深度大于或等于所述轴套的轴向长度时，所述轴套与所述车轮制动凸轮轴分离。

可选的，所述计算机根据所述拉线位移传感器的数据，利用公式计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度α，根据所述转动角度计算所述车轮的制动力；其中dy为所述拉线位移传感器的拉线伸长值，r为所述V槽圆盘的半径。

一种车轮制动力测量方法，所述方法包括：

获取车轮制动力测量装置中拉线位移传感器的拉线伸长值；所述车轮制动力测量装置包括拉线位移传感器、固定支架、计算机、固定装置；所述拉线位移传感器通过所述固定支架固定在车轮制动气室上；所述拉线位移传感器的拉线活动端固定于所述固定装置的一端，所述拉线位移传感器的拉线与所述固定装置位于同一竖直平面上；所述固定装置的另一端用于固定车轮制动凸轮轴，所述车轮制动凸轮轴的轴线与所述固定装置的中心位于同一水平线上；所述拉线位移传感器的输出端连接所述计算机；

根据所述拉线伸长值计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度；

根据所述转动角度计算所述车轮的制动力。

可选的，所述根据所述拉线伸长值计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度，具体包括：

利用公式计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度α；其中dy为所述拉线位移传感器的拉线伸长值，r为所述固定装置中V槽圆盘的半径，所述固定装置具体包括：V槽圆盘、调节螺栓、螺母、轴套、固定销；所述拉线位移传感器的拉线依V槽槽底缠绕，所述拉线引出端固定在所述V槽圆盘的豁口处；所述拉线与所述V槽圆盘位于同一竖直平面上；所述V槽圆盘的圆心处有螺纹通孔，所述调节螺栓穿过所述螺纹通孔与所述轴套的一端连接；所述螺母位于所述V槽圆盘与所述轴套之间，用于固定所述V槽圆盘的位置；所述车轮制动凸轮轴的轴头套在所述轴套的另一端内部，并且通过所述固定销将所述轴套与所述车轮制动凸轮轴固定；所述车轮制动凸轮轴的轴线与所述轴套的轴心与所述V槽圆盘的圆心均位于同一水平线上。

可选的，所述根据所述转动角度计算所述车轮的制动力，具体包括：

根据所述转动角度计算制动蹄作用于制动鼓的正压力，所述正压力与所述转动角度成正比；

利用公式f＝μFN计算车轮的制动力f，其中μ为摩擦系数，FN为所述正压力。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明可以在车辆正常行驶过程中制动时，对制动凸轮轴转动的角度精确地测量，进而得到车轮制动力，提高对车辆制动跑偏因素排查的的精度；并且采用新型的拉线位移传感器固定支架，能够容易牢靠的将线位移传感器固定到试验车辆上，且采用特殊的结构，将安装误差和车辆制动时引入的误差降为最小；装置结构简单，安装方便，测试成本低，测量精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明车轮制动力测量装置实施例1的结构图；

图2为本发明车轮制动力测量方法实施例1的流程图；

图3为本发明车轮制动力测量装置实施例2的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明车轮制动力测量装置实施例1结构图。如图1所示，所述装置包括：拉线位移传感器101、固定支架102、计算机103、固定装置104；所述拉线位移传感器101通过所述固定支架102固定在车轮制动气室上；所述拉线位移传感器101的拉线引出端固定于所述固定装置104的一端，所述固定装置104位于所述拉线位移传感器101下方；所述固定装置104的另一端用于固定车轮制动凸轮轴；所述拉线位移传感器101的输出端连接所述计算机103，所述计算机103用于根据所述拉线位移传感器101的数据计算所述车轮的制动力。

其中固定支架102采用新型的结构与形状，如图1中所示，固定支架102包括三个端面，其中两个端面分别用螺钉固定于制动气室上，另一端面用于固定拉线位移传感器101。

固定装置104包括：V槽圆盘1041、调节螺栓、螺母1043、轴套1044、固定销；拉线位移传感器101的拉线1011依V槽圆盘1041的槽底缠绕，所述拉线1011的引出端固定在所述V槽圆盘1041的豁口1042处，防止拉线1011松动，增加系统的准确性；所述拉线1011与所述V槽圆盘1041位于同一竖直平面上，一方面使拉线1011更容易插进V槽圆盘1041槽底，另一方面拉线1011垂直于地面，不存在水平方向的分力，测量准确、简单；所述V槽圆盘1041的圆心处有螺纹通孔，所述调节螺栓穿过所述螺纹通孔与所述轴套1044的一端连接；所述螺母1043位于所述V槽圆盘1041与所述轴套1044之间，用于固定所述V槽圆盘1041的位置；所述车轮制动凸轮轴的轴头套在所述轴套1044的另一端内部，并且通过所述固定销将所述轴套1044与所述车轮制动凸轮轴固定，防止车轮制动凸轮轴与轴套1044之间发生滑动，如图1中所示，轴套1044上有两个固定销的通孔；所述车轮制动凸轮轴的轴线与所述轴套1044的轴心与所述V槽圆盘1041的圆心均位于同一水平线上，此时，车轮制动凸轮轴的转动长度即为拉线1011伸长部分缠绕在V槽圆盘1041中的长度，因此可以根据所述V槽圆盘1041的半径和拉线1011的伸长值计算车轮制动凸轮轴的转动角度。

图2为本发明车轮制动力测量方法实施例1流程图。如图2所示，所述方法包括：

步骤201：获取拉线位移传感器的拉线伸长值。计算机实时采集拉线位移传感器的拉线伸长数据。

步骤202：计算车轮制动凸轮轴的转动角度。利用公式计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度α；其中dy为所述拉线位移传感器的拉线伸长值，r为所述固定装置中V槽圆盘的半径。

步骤203：计算车轮的制动力。由于凸轮轴转动的角度越大相对应带摩擦衬片的制动蹄作用在制动鼓的正压力越大，因此，根据所述转动角度计算制动蹄作用于制动鼓的正压力，所述正压力与所述转动角度成正比；利用公式f＝μFN计算车轮的制动力f，其中μ为摩擦系数，FN为所述正压力。

图3为本发明车轮制动力测量装置实施例2结构图。如图3所示，所述装置包括四部分：传感器部分、传感器固定部分、传感器与车轮制动连接部分、数据处理部分。

传感器部分包括：拉线位移传感器3011和拉线3012；

传感器部分包括：固定支架3021和固定螺钉3022；

传感器与车轮制动连接部分包括：V槽圆盘3031(V槽圆盘上带有豁口3033)、调节螺栓3032、固定螺母3034、调节螺母3035、轴套3036、固定销3037；

数据处理部分包括：计算机3041、信号线3042、信号采集器3043、数据线3044。

车轮制动的原理为：制动气室中的气体推动调节臂(制动推杆)前伸，调节臂带动制动凸轮轴转动，凸轮轴转动的角度越大，相对应带摩擦衬片的制动蹄作用在制动鼓的正压力越大，制动鼓与摩擦衬片产生的摩擦力会随之增大，该摩擦力即为车轮的制动力。车轮制动部分如图1所示，包括：制动气室3051、调节臂3052和制动凸轮轴3053。

拉线位移传感器3011固定到固定支架3021上。位移传感器3011的拉线3012依V槽圆盘3031的槽底缠绕，拉线3012的活动端(拉线引出端)固定在V槽圆盘3031的豁口3033处，V槽圆盘3031通过调节螺栓3032与轴套3036连接起来，其中固定螺母3034将V槽圆盘3031与调节螺钉3032固定牢固，调节螺母3035将调节螺栓3032与轴套3036旋紧。通过调整调节螺栓3032旋入轴套3036的深浅使V槽圆盘3031与拉线3012处于同一个竖直平面，使线更容易插入V槽槽底。如果安装过程中，拉线3012与V槽圆盘3031不在同一个竖直平面内，这时可以将调节螺母3035拧松，正旋或反旋调节螺钉3032，调节V槽圆盘3031与拉线3012处于同一个竖直平面内时再旋紧调节螺母3035。

轴套3036的一端在轴心处加工有带螺纹的通孔，通孔与V槽圆盘3031的圆心位于一条水平线上，用以调节螺钉3032通过V槽圆盘3031的通孔旋入轴套3036。

轴套3036的另一端套在制动凸轮轴3053的轴头上，在轴套3037轴向的垂直方向加工有安装固定销3037的光孔，固定销3037通过光孔将轴套3036与制动凸轮轴3053的轴头固定，防止轴套3036和制动凸轮轴3053之间发生相对滑动。为了保证测试的精确性，轴套3036与制动凸轮轴3053过盈配合，进一步防止轴套3036与制动凸轮轴3053之间发生相对滑动，提高测量的准确度。为了方便轴套3036的拆卸，通过将调节螺钉3032旋入轴套3036后与制动凸轮轴3053接触，继续旋入调节螺钉3032，力会通过调节螺钉3032与轴套3036之间的螺纹传递到制动凸轮轴3053上，当调节螺栓3032旋进轴套3036的深度大于或等于所述轴套3036的轴向长度时，轴套3036与车轮制动凸轮轴3053分离。

信号线3042将拉线位移传感器3011采集的信号传输到信号采集器3043中，并通过数据线3044将信号采集器3043采集的数据传输到计算机3041。由于拉线位移传感器3011传输数据一般是模拟信号传输，因此信号采集器3043一般为模拟信号采集器。

当车辆制动时，制动气室3051中的气体推动调节臂3052(制动推杆)前伸，调节臂3052带动制动凸轮轴3053转动，因此这样可以通过公式计算得出车轮制动凸轮轴的转动角度α，其中dy为所述拉线位移传感器的拉线伸长值，r为所述V槽圆盘的半径，然后根据转动角度计算车轮的制动力。

通过本发明的装置，可以实时测量车轮制动力，检测装置随车安装，计算机可以安装在驾驶室内，实时显示测量结果。然后通过测量左右两车轮的制动力，比较两车轮的制动力是否相等，为排查车辆制动跑偏原因提供数据支撑。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种车轮制动力测量装置，其特征在于，所述装置包括：拉线位移传感器、固定支架、计算机、固定装置；

所述拉线位移传感器通过所述固定支架固定在车轮制动气室上；

所述拉线位移传感器的拉线引出端固定于所述固定装置的一端，所述固定装置位于所述拉线位移传感器下方；

所述固定装置的另一端用于固定车轮制动凸轮轴；

所述拉线位移传感器的输出端连接所述计算机，所述计算机用于根据所述拉线位移传感器的数据计算所述车轮的制动力；

所述车轮制动凸轮轴与所述拉线位移传感器的拉线垂直，所述车轮制动凸轮轴平行于水平面，所述拉线垂直于水平面；

所述固定装置具体包括：V槽圆盘、调节螺栓、螺母、轴套、固定销；

所述拉线位移传感器的拉线依V槽槽底缠绕，所述拉线引出端固定在所述V槽圆盘的豁口处；所述拉线与所述V槽圆盘位于同一竖直平面上；

所述V槽圆盘的圆心处有螺纹通孔，所述调节螺栓穿过所述螺纹通孔与所述轴套的一端连接；所述螺母位于所述V槽圆盘与所述轴套之间，用于固定所述V槽圆盘的位置；

所述车轮制动凸轮轴的轴头套在所述轴套的另一端内部，并且通过所述固定销将所述轴套与所述车轮制动凸轮轴固定；所述车轮制动凸轮轴的轴线与所述轴套的轴心与所述V槽圆盘的圆心均位于同一水平线上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定装置通过调节所述调节螺栓旋进所述轴套的深度，调节所述拉线与所述V槽圆盘位于同一竖直平面上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车轮制动凸轮轴的轴头与所述轴套采用过盈配合。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述调节螺栓旋进所述轴套的深度大于或等于所述轴套的轴向长度时，所述轴套与所述车轮制动凸轮轴分离。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算机根据所述拉线位移传感器的数据，利用公式计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度α，根据所述转动角度计算所述车轮的制动力；其中dy为所述拉线位移传感器的拉线伸长值，r为所述V槽圆盘的半径。

6.一种车轮制动力测量方法，其特征在于，所述方法包括：

获取车轮制动力测量装置中拉线位移传感器的拉线伸长值；所述车轮制动力测量装置包括拉线位移传感器、固定支架、计算机、固定装置；所述拉线位移传感器通过所述固定支架固定在车轮制动气室上；所述拉线位移传感器的拉线活动端固定于所述固定装置的一端，所述拉线位移传感器的拉线与所述固定装置位于同一竖直平面上；所述固定装置的另一端用于固定车轮制动凸轮轴，所述车轮制动凸轮轴的轴线与所述固定装置的中心位于同一水平线上；所述拉线位移传感器的输出端连接所述计算机；

根据所述拉线伸长值计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度，所述根据所述拉线伸长值计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度，具体包括：

利用公式计算所述车轮制动凸轮轴的转动角度α；其中dy为所述拉线位移传感器的拉线伸长值，r为所述固定装置中V槽圆盘的半径，所述固定装置具体包括：V槽圆盘、调节螺栓、螺母、轴套、固定销；所述拉线位移传感器的拉线依V槽槽底缠绕，所述拉线引出端固定在所述V槽圆盘的豁口处；所述拉线与所述V槽圆盘位于同一竖直平面上；所述V槽圆盘的圆心处有螺纹通孔，所述调节螺栓穿过所述螺纹通孔与所述轴套的一端连接；所述螺母位于所述V槽圆盘与所述轴套之间，用于固定所述V槽圆盘的位置；所述车轮制动凸轮轴的轴头套在所述轴套的另一端内部，并且通过所述固定销将所述轴套与所述车轮制动凸轮轴固定；所述车轮制动凸轮轴的轴线与所述轴套的轴心与所述V槽圆盘的圆心均位于同一水平线上；

根据所述转动角度计算所述车轮的制动力。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述转动角度计算所述车轮的制动力，具体包括：

根据所述转动角度计算制动蹄作用于制动鼓的正压力，所述正压力与所述转动角度成正比；

利用公式f＝μF_N计算车轮的制动力f，其中μ为摩擦系数，F_N为所述正压力。