CN111458155B - 用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟系统，包括制动系统真空源、单向阀和真空助力器及制动主缸总成，制动系统真空源的抽气端连接单向阀的输出端，单向阀的输入端连接真空助力器及制动主缸总成的制动助力气室，还包括真空调速装置、真空调压装置和真空度监测装置，真空调速装置和真空调压装置设置在制动系统真空源的抽气端与单向阀的输出端之间的管路上，真空度监测装置设置在单向阀的输入端与真空助力器及制动主缸总成的制动助力气室之间的管路上，真空度监测装置的信号输出端用于连接制动性能测试设备的真空度信号输入端。本发明在同一地点模拟因海拔变化气压改变环境的整车制动性能，方便进行整车级动态和静态性能试验。
Description
技术领域
本发明涉及汽车底盘制动性能技术领域，具体地指一种用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟系统及方法。
背景技术
汽车制动系统广泛采用真空助力器及制动主缸总成，汽车进入不同海拔后，由于不同海拔地区空气稀薄，引起真空助力性能下降，且随着海拔升高性能下降更多，汽车在低海拔地区的制动性能代表不了在不同海拔地区的性能。为了满足汽车在不同海拔行驶必备的制动性能，各汽车厂商需要开展不同海拔制动性能验证试验。将制动系统零部件放置进试验室低气压仓(真空仓)，模拟不同海拔环境的台架方式仅能模拟静态特性；
制动性能作为整车级别的动态性能与道路及车速等因素息息相关，为了验证不同海拔整车级的动态制动性能，各汽车制造厂商需要将汽车运送至不同海拔，在不同海拔开展整车制动性能试验。现行不同海拔制动性能测试方案存在以下几个典型问题：
1、不同海拔试验涉及车辆运输、人员差旅、试验保障，产生的费用高；
2、制动系统方案定型前需要反复调整，需要多次前往不同海拔；
3、低海拔地区技术员前往高原地区后易出现高原反应，试验过程存在安全风险；
4、不同海拔地区因海拔变化，没有固定的试验场地，制动试验均在公共道路进行，存在安全风险。
发明内容
本发明针对上述问题，基于汽车不同海拔制动真空助力的原理提出了一种用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟系统及方法，本发明能在同一地点模拟因海拔变化气压改变环境的整车制动性能，方便进行整车级动态性能试验和静态性能试验。
为实现此目的，本发明所设计的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟系统，它包括制动系统真空源、单向阀和真空助力器及制动主缸总成，制动系统真空源的抽气端连接单向阀的输出端，单向阀的输入端连接真空助力器及制动主缸总成的制动助力气室，它还包括真空调速装置、真空调压装置和真空度监测装置，其中，真空调速装置和真空调压装置设置在制动系统真空源的抽气端与单向阀的输出端之间的管路上，真空度监测装置设置在单向阀的输入端与真空助力器及制动主缸总成的制动助力气室之间的管路上，所述真空度监测装置的信号输出端用于连接制动性能测试设备的真空度信号输入端。
一种用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：断开原车制动系统真空助力管路，将真空调压装置和真空调速装置接入制动系统真空源的抽气端与单向阀的输出端之间的管路，将真空度监测装置接入单向阀的输入端与真空助力器及制动主缸总成的制动助力气室之间的管路，将真空度监测装置与制动性能测试设备连接；
步骤2：启动车辆，真空源对真空助力器及制动主缸总成抽取空气产生真空，通过制动性能测试设备监测真空助力器及制动主缸总成真空度变化，获取真空助力器及制动主缸总成的真空度最大值，以及制动系统真空源对真空助力器及制动主缸总成的抽真空速率；
步骤3：通过真空调压装置调节真空助力器及制动主缸总成的制动助力气室的真空度最大值，使当前制动助力气室的真空度最大值与当前环境大气压差值，和需要模拟的海拔高度下制动助力气室的真空度最大值与对应海拔的大气压差值相同；
步骤4：通过真空调速装置调节制动系统真空源对真空助力器及制动主缸总成的抽真空速率，通过制动性能测试设备监测真空助力器及制动主缸总成真空值变化速率，使得当前制动系统真空源对真空助力器及制动主缸总成的抽真空速率与对应海拔的制动系统真空源对真空助力器及制动主缸总成的抽真空速率相同；
步骤5：通过完成步骤3和步骤4，模拟实现了某特定海拔环境大气压力对制动系统真空助力的影响，重复步骤3、步骤4，通过制动性能测试设备获取真空度监测装置输出的真空度信号变化，实现不同海拔大气环境对制动助力影响的模拟。
本发明的有益效果：
本发明可用于同一地点模拟高原不同海拔气压环境整车制动性能试验，无需将车辆运往高原地区开展不同海拔验证试验。
本发明基于制动系统助力原理开发，方案通用性高，只要是采用真空助力器及制动主缸总成的制动系统汽车都可以使用，可用于汽车厂商新产品开发试验，也可用于量产车型测试评价。
本发明技术基于制动系统助力原理开发，方案不需要建立低压仓，本方案安装便利可操作性强。
本发明可适用于整车动态制动试验，可开展制动性能相关的动态客观试验，也可用于开展制动性能相关的动态主观评价。
本发明可用于同一地点模拟高原不同海拔气压环境整车制动性能试验，可缩短开发验证周期。
本发明可在低海拔地区模拟高海拔制动性能，试验人员无高原反应，提高了试验人员生命安全。
本发明区别于台架性能模拟，在整车制动系统基础上增加环境模拟系统，不影响汽车整车行驶，可实现整车级动态试验，可在汽车试验场内开展高原模拟制动试验，有效避免了公共道路频繁试验产生的交通事故风险。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1—制动系统真空源、2—真空调速装置、3—真空调压装置、4—单向阀、5—真空度监测装置、6—真空助力器及制动主缸总成、7—制动踏板、8—管路、9—线束、10—制动性能测试设备、11—制动油管。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟系统，它包括制动系统真空源1、单向阀4、真空助力器及制动主缸总成6，真空助力器及制动主缸总成6的助力器输入推杆上装配有制动踏板7，制动踏板7通过真空助力器及制动主缸总成6控制制动油管11中的制动油压，从而控制制动效果，制动系统真空源1的抽气端连接单向阀4的输出端，单向阀4的输入端连接真空助力器及制动主缸总成6的制动助力气室，它还包括真空调速装置2、真空调压装置3和真空度监测装置5，其中，真空调速装置2和真空调压装置3分别设置在制动系统真空源1的抽气端与单向阀4的输出端之间的管路8上，真空度监测装置5设置在单向阀4的输入端与真空助力器及制动主缸总成6的制动助力气室之间的管路8上，所述真空度监测装置5的信号输出端用于通过线束9连接制动性能测试设备10的信号输入端，本装置在汽车制动系统中增加真空调速装置2和真空调压装置3，装置实现了低海拔模拟高原不同海拔大气压环境，使制动系统在低海拔区域获得的最大助力真空差压与高原环境等同；装置实现在低海拔地区模拟高原不同海拔大气环境，使制动系统在低海拔获得的真空抽气速率与高原环境等同；
上述技术方案中，所述制动系统真空源1的抽气端连接真空调速装置2的输出端，真空调速装置2的输入端连接真空调压装置3的输出端，真空调压装置3的输入端连接单向阀4的输出端；
或者，制动系统真空源1的抽气端连接真空调压装置3的输出端，真空调压装置3的输入端连接真空调速装置2的输出端，真空调速装置2的输入端连接单向阀4的输出端，即真空调速装置2和真空调压装置3设置在制动系统真空源1和单向阀4之间。真空调压装置和真空调速装置安装位置不分先后，真空调压装置和真空调速装置也可以为集成一个可实现真空调压和真空调速的装置。真空调速装置2和真空调压装置3未限定安装数量，可以安装单个或多个。
上述技术方案中，制动系统真空源1、真空助力器及制动主缸总成6为汽车制动系统自带，真空度监测装置5可以为汽车制动系统自带或者外接装置。真空度监测装置5用于监测实时真空性能，包含但不限于真空度传感器及真空度仪表，也可以为其它监测真空变化的装置。
上述技术方案中，所述制动系统真空源1用于从真空助力器及制动主缸总成6的制动助力气室中吸取空气，降低真空助力器及制动主缸总成6的制动助力气室的真空度。制动时，真空助力器及制动主缸总成内部大气腔和真空腔产生压力差，从而产生制动助力作用。
上述技术方案中，所述制动系统真空源1为但不限于发动机岐管或机械式真空泵或电动式真空泵。
上述技术方案中，所述真空调压装置3用于调整真空助力器及制动主缸总成6的制动助力气室的真空度最大值。
上述技术方案中，所述真空调速装置2用于调整真空助力器及制动主缸总成6的制动助力气室的真空度变化速率。
上述技术方案中，所述真空度监测装置5用于监测管路8的实时真空度。
上述技术方案中，所述制动性能测试设备10用于根据真空度监测装置5输出的真空度信息进行不同海拔制动性能试验，所述制动性能测试设备10用于采集真空度监测装置5输出的真空度信息，通过真空信号变化监测真空助力器及制动主缸总成6的真空值及真空度变速速率。
通过上述技术方案，实现了不同海拔环境造成的汽车真空助力压差变化，从而可模拟实现不同海拔环境下制动客观性能试验和制动性能主观综合评价试验。
上述技术方案中，制动客观性能试验包含但不限于制动距离试验、制动减速度试验、制动衰退性能试验、制动踏板感特性试验(制动踏板力与制动减速度关系、制动踏板力与制动踏板行程关系、制动踏板行程与制动减速度关系)。
高原因空气稀薄，大气气压相对低海拔地区低，相对低海拔地区汽车制动真空助力性能发生改变，体现为制动系统最大助力真空压差变低，且真空助力器及制动主缸总成真空腔的真空抽气速率与低海拔不同，为此本发明设计了一种用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，它包括如下步骤：
步骤1：断开原车制动系统真空助力管路，将真空调压装置3和真空调速装置2接入制动系统真空源1的抽气端与单向阀4的输出端之间的管路8，将真空度监测装置5接入单向阀4的输入端与真空助力器及制动主缸总成6的制动助力气室之间的管路8，将真空度监测装置5与制动性能测试设备10连接；
步骤2：启动车辆，真空源1对真空助力器及制动主缸总成6抽取空气产生真空，通过制动性能测试设备(10)监测真空助力器及制动主缸总成6真空度变化，获取真空助力器及制动主缸总成6的真空度最大值，以及制动系统真空源1对真空助力器及制动主缸总成6的抽真空速率；
步骤3：通过真空调压装置3调节真空助力器及制动主缸总成6的制动助力气室的真空度最大值，使当前制动助力气室的真空度最大值与当前环境大气压差值，和需要模拟的海拔高度下制动助力气室的真空度最大值与对应海拔的大气压差值相同，真空度调节过程通过真空度监测装置5进行监测，从而确保当前压差值与需要模拟的海拔高度下的压差值相同；
步骤4：通过真空调速装置2调节制动系统真空源1对真空助力器及制动主缸总成6的抽真空速率，通过制动性能测试设备10监测真空助力器及制动主缸总成真空值变化速率，使得当前制动系统真空源1对真空助力器及制动主缸总成6的抽真空速率与对应海拔的制动系统真空源1对真空助力器及制动主缸总成6的抽真空速率相同，抽真空速率调节过程可通过真空度监测装置5进行监测(由真空度随时间的变化得到抽真空速率)，从而确保当前抽真空速率与需要模拟的海拔高度下的抽真空速率相同；
步骤5：通过完成步骤3和步骤4，模拟实现了某特定海拔环境大气压力对制动系统真空助力的影响。重复步骤3、步骤4，通过制动性能测试设备10获取真空度监测装置5输出的真空度信号变化，实现不同海拔大气环境对制动助力影响的模拟。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：断开原车制动系统真空助力管路，将真空调压装置(3)和真空调速装置(2)接入制动系统真空源(1)的抽气端与单向阀(4)的输出端之间的管路(8)，将真空度监测装置(5)接入单向阀(4)的输入端与真空助力器及制动主缸总成(6)的制动助力气室之间的管路(8)，将真空度监测装置(5)与制动性能测试设备(10)连接；
步骤2：启动车辆，真空源(1)对真空助力器及制动主缸总成(6)抽取空气产生真空，通过制动性能测试设备(10)监测真空助力器及制动主缸总成(6)真空度变化，获取真空助力器及制动主缸总成(6)的真空度最大值，以及制动系统真空源(1)对真空助力器及制动主缸总成(6)的抽真空速率；
步骤3：通过真空调压装置(3)调节真空助力器及制动主缸总成(6)的制动助力气室的真空度最大值，使当前制动助力气室的真空度最大值与当前环境大气压差值，和需要模拟的海拔高度下制动助力气室的真空度最大值与对应海拔的大气压差值相同；
步骤4：通过真空调速装置(2)调节制动系统真空源(1)对真空助力器及制动主缸总成(6)的抽真空速率，通过制动性能测试设备(10)监测真空助力器及制动主缸总成真空值变化速率，使得当前制动系统真空源(1)对真空助力器及制动主缸总成(6)的抽真空速率与对应海拔的制动系统真空源(1)对真空助力器及制动主缸总成(6)的抽真空速率相同；
步骤5：通过完成步骤3和步骤4，模拟实现了某特定海拔环境大气压力对制动系统真空助力的影响，重复步骤3、步骤4，通过制动性能测试设备(10)获取真空度监测装置(5)输出的真空度信号变化，实现不同海拔大气环境对制动助力影响的模拟。
2.根据权利要求1所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述制动系统真空源(1)的抽气端连接单向阀(4)的输出端，单向阀(4)的输入端连接真空助力器及制动主缸总成(6)的制动助力气室，其特征在于：它还包括真空调速装置(2)、真空调压装置(3)和真空度监测装置(5)，其中，真空调速装置(2)和真空调压装置(3)设置在制动系统真空源(1)的抽气端与单向阀(4)的输出端之间的管路(8)上，真空度监测装置(5)设置在单向阀(4)的输入端与真空助力器及制动主缸总成(6)的制动助力气室之间的管路(8)上，所述真空度监测装置(5)的信号输出端用于连接制动性能测试设备(10)的真空度信号输入端。
3.根据权利要求2所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述制动系统真空源(1)的抽气端连接真空调速装置(2)的输出端，真空调速装置(2)的输入端连接真空调压装置(3)的输出端，真空调压装置(3)的输入端连接单向阀(4)的输出端；
或者，制动系统真空源(1)的抽气端连接真空调压装置(3)的输出端，真空调压装置(3)的输入端连接真空调速装置(2)的输出端，真空调速装置(2)的输入端连接单向阀(4)的输出端。
4.根据权利要求2所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述制动系统真空源(1)用于从真空助力器及制动主缸总成(6)的制动助力气室中吸取空气，降低真空助力器及制动主缸总成(6)的制动助力气室的真空度。
5.根据权利要求2所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述制动系统真空源(1)为发动机岐管或机械式真空泵或电动式真空泵。
6.根据权利要求2所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述真空调压装置(3)用于调整真空助力器及制动主缸总成(6)的制动助力气室的真空度最大值。
7.根据权利要求2所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述真空调速装置(2)用于调整真空助力器及制动主缸总成(6)的制动助力气室的真空度变化速率。
8.根据权利要求2所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述真空度监测装置(5)用于监测管路(8)的实时真空度。
9.根据权利要求2所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述制动性能测试设备(10)用于根据真空度监测装置(5)输出的真空度信息进行不同海拔制动性能试验。
10.根据权利要求9所述的用于制动性能测试的不同海拔气压环境模拟方法，其特征在于：所述不同海拔制动性能试验包括制动客观性能试验和制动性能主观综合评价试验。
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