CN1752726A - 测量车轮滑动率的方法以及实现该方法的检测装置 - Google Patents

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任亚华
刘建农
曾德斌
白立
崔海涛
黄意明
何光里
董国亮
赵玉坤
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Abstract

本发明涉及测量车轮滑动率的方法以及实现该方法的检测装置,为了解决现有技术无法测试车轮滑动率的问题,本发明的装置包括底架、以及安置在其上的4组滚筒组,在主动滚筒轴的轴端设有主动滚筒测速器;在所述的每组滚筒的主动滚筒与从动滚筒之间设有滑动率检测装置,还包括一个用于数据采集和处理的可编程控制器,所述的主动滚筒测速器和滑动率测试滚筒测速器的信号输出端与可编程控制器的信号输入端信号连接。利用上述的装置,可计算车轮在制动过程中的滑动率,按照本发明的方法对车轮在制动过程中的角减速度进行测量,并可很容易的得出车轮的滑动率。

Description

测量车轮滑动率的方法以及实现该方法的检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测车轮滑动率方法。本发明还涉及实施该方法测量车轮滑动率的检测装置。
背景技术
汽车制动性能是确保汽车安全行驶的重要条件,各国政府均以法规或强制性标准对汽车提出必须具有最低制动性能的要求。近二年来随着引进车型的逐渐增多,制动防抱死系统已是各型新生产中高档轿车最基本的配置,部分高档大客车和货车也开始装置备制动防抱死系统。
制动防抱死系统(Antilock Braking System,简称ABS)是指汽车在制动过程中可以自动调节制动压力大小,防止车轮抱死,以获得最佳制动性能,包括最佳方向稳定性、正常转向能力和最小制动距离的装置。
众所周知,汽车定型时确立的制动性能,在使用过程中会因组成制动系的元、器件磨损、老化、变形而逐渐变差。为保障在用汽车的安全行驶,促使车主维持汽车固有的制动性能,世界各国政府主管部门者要求定期、强制性地检测汽车的制动性能。
对于新生产车型的出厂前检测,部分汽车制造厂的下线检测台架采用了多功能制动检验台,但这些检验台全部从国外进口。如国内某越野车生产厂进口日本某公司用于总装下线检测的ABS制动检验台,其主要的检验项目是制动力,制动距离等,无法真正评判ABS制动性能的好坏。
防抱死制动系统的基本功能是在汽车紧急制动时,不使车轮完全地抱死,而是使其处于半抱半滚,维持滑动率(车轮制动过程中滑动成分所占比例)在15~20%的状况,以充分利用道路的附着系数获得最佳的制动效果。由此,ABS制动系统在紧急制动过程中,若车轮滑动率大于15~20%,即表明ABS制动系统状况不佳,控制车轮制动抱死的能力衰退,甚至丧失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测车轮滑动率方法以及实施该方法测试车轮滑动率的检测装置。
为达到上述目的,本发明测量车轮滑动率的方法包括下列步骤:(1)将车轮引入与驱动电机传动连接的由主动滚筒和从动滚筒构成的滚筒组中;(2)通过滑动率测试滚筒的驱动气缸使滑动率测试滚筒与车轮接触;(3)使滚筒组带动车轮按照试验速度旋转;(4)在达到试验速度时紧急制动车轮;同时,分别采集主动滚筒与滑动率测试滚筒的制动距离信号,并计录从制动开始到制动结束之间的制动时间,由此计算出主动滚筒和滑动率测试滚筒的角速度;(5)利用主动滚筒的角速度乘以主动滚筒的半径得出制动时主动滚筒的线速度;利用滑动率测试滚筒的角速度乘以滑动率测试滚筒的半径得出制动时滑动率测试滚筒的线速度;(6)将主动滚筒的线速度减去滑动率测试滚筒的线速度的值除以主动滚筒的线速度并乘以100%得出车轮的滑动率。
用于实现本发明的方法的检测装置,包括底架、以及安置在其上的滚筒组,所述的滚筒组,包括平行间隔设置的主动滚筒和从动滚筒,每组滚筒的主动滚筒与驱动电机传动联接,所述的滚筒组为4组,分别与汽车的前、后轴的左、右车轮相对应,其中前轴左、右车轮的两组滚筒与后轴左、右车轮的两组滚筒相互平行,在所述主动滚筒轴的轴端设有主动滚筒测速器;在所述的每组滚筒的主动滚筒与从动滚筒之间设有滑动率检测装置,所述的滑动率检测装置包括下方设有支撑架的滑动率测试滚筒、滑动率测试滚筒驱动气缸和滑动率测试滚筒测速器,所述的滑动率测试滚筒平行设置每组滚筒的主动滚筒和从动滚筒之间,所述的滑动率测试滚筒测速器设置在滑动率测试滚筒轴的轴端,所述的滑动率测试滚筒驱动气缸固定在滑动率测试滚筒与底架之间,在主动滚筒与从动滚筒中部的两侧支撑架上固定有开口相对的两个U型滑道,所述的滑动率测试滚筒及其支撑架的两端设置在U型滑道内,并与滑道间隙配合;还包括一个用于数据采集和处理的可编程控制器,所述的主动滚筒测速器和滑动率测试滚筒测速器的信号输出端与可编程控制器的信号输入端信号连接。
借助本发明的检测方法和实施该方法的检测装置,很容易测得车轮在制动过程中的滑动率,利用该车轮滑动率可对ABS系统的制动能力进行评测。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
图1为实施本发明方法的装置的示意图。
图2为图1所示实施本发明方法装置的结构示意图。
图3为现有技术中机械式惯性滚筒制动检测台的示意图。
图4为图2所示实施本发明方法装置实施方式总装图。
图5为图4所示实施本发明方法装置的控制部分的功能结构图。
具体实施方式
本发明测量车轮滑动率的方法,该方法包括下列步骤:(1)将车轮1引入与驱动电机2传动连接的由主动滚筒31和从动滚筒32构成的滚筒组3中;(2)控制滑动率测试滚筒4的驱动气缸41举升,使滑动率测试滚筒4与车轮1充分接触;(3)使滚筒组3带动车轮1按照试验速度旋转;(4)在达到试验速度时紧急制动车轮1;同时,分别采集主动滚筒31与滑动率测试滚筒4的制动距离信号,并计录从制动开始到制动结束之间的制动时间,由此计算出主动滚筒31和滑动率测试滚筒4的角速度;(5)利用主动滚筒31的角速度乘以主动滚筒31的半径得出制动时主动滚筒31的线速度;利用滑动率测试滚筒的角速度4乘以滑动率测试滚筒4的半径得出制动时滑动率测试滚筒4的线速度;(6)将主动滚筒31的线速度减去滑动率测试滚筒4的线速度的值除以主动滚筒31的线速度并乘以100%得出车轮的滑动率。
参照图1至图5,实现本发明检测方法的检测装置,包括底架、以及安置在其上的滚筒组3,所述的滚筒组3,包括平行间隔设置的主动滚筒31和从动滚筒32,每组滚筒的主动滚筒31与驱动电机2传动联接,在所述主动滚筒31轴的轴端设有主动滚筒测速器(图中未示出);在所述的滚筒组的主动滚筒31与从动滚筒32之间设有滑动率检测装置,所述的滑动率检测装置包括下方设有支撑架42的滑动率测试滚筒4、滑动率测试滚筒驱动气缸41和滑动率测试滚筒测速器43,所述的滑动率测试滚筒4平行设置每组滚筒的主动滚筒31和从动滚筒32之间,所述的滑动率测试滚筒测速器43设置在滑动率测试滚筒4轴的轴端,所述的滑动率测试滚筒驱动气缸41固定在滑动率测试滚筒4与底架之间,在主动滚筒31与从动滚筒32中部的两侧支撑架上固定有开口相对的两个U型滑道44,所述的滑动率测试滚筒4及其支撑架42的两端设置在U型滑道44内,并与滑道44间隙配合;还包括一个用于数据采集和处理的可编程控制器,所述的主动滚筒测速器和滑动率测试滚筒测速器43的信号输出端与可编程控制器的信号输入端信号连接。借助本发明的检测方法和实施该方法的检测装置,很容易测得车轮在制动过程中的滑动率,利用该车轮滑动率可对ABS系统的制动能力进行评测。
上述的滑动率测试滚筒驱动气缸41的目的在于控制滑动率测试滚筒的升降,因此,可以用任意的气缸或液压缸,为了便于控制其升降速度和接触力,可采用智能电磁阀组来对气缸进行控制。
作为本发明的进一步改进,所述的滚筒组3为4组,分别与汽车的前、后轴的左、右车轮相对应,其中前轴左、右车轮的两组滚筒与后轴左、右车轮的两组滚筒相互平行。
作为本发明的进一步改进,所述前轴两组滚筒和后轴两组滚筒分别固定在两个底架上,并且其中任一底架下方设有滑动导轨8;在所述的两个底架之间联接有轴距调节装置,所述的轴距调节装置包括调距驱动电机61、丝杠62和与之相适配的丝杠母63,丝杠62与丝杠母63分别铰接在所述的前轴两组滚筒之间的底架上和后轴两组滚筒之间的底架上,调距驱动电机61与丝杠62传动联接。为了精确控制前后轴两轴距间的距离,上述的滑动导轨可采用线性导轨,还可在驱动电机上安装测距传感器,从而使移动距离的精度可以控制在1mm/s时±1mm以内。为了保证滚筒组在试验中的稳定性和测试精度,在移动滚筒组底部的支架外侧安装锁紧装置7,锁紧装置可以是任意的可将导轨与滚筒底架锁死的装置。
现有技术中的惯性滚筒制动检测台主要是用于检测汽车制动过程中的制动力、制动距离等轮制动特性来反应汽车的制动性能的,它的检测原理的基点是受检车轮在惯性式台架上吸收的动能与在道路上制动吸收的动能一致。这样,惯量就是惯性式台架检测制动性的基础,若检测台系统的惯量与受检车不等,制动性检测结果就不可靠、不可信。现有的惯性滚筒制动检测台通常包括两个滚筒组3,滚筒相当于活动路面,为了使滚筒具有需要的惯性质量,结构上配有相应的飞轮9、滚筒则通常由电机2驱动(如图3所示)。显然,滚筒惯性检验台要能检测各类不同车型的汽车,其滚筒系统的转动惯量应能据受检车的平动质量调节,为使汽车在惯性制动检测台上运转时惯性制动检测台系统的动能与汽车在道路上行驶的动能一致,即滚筒系统的转动惯量与受检汽车的平动质量一致,因此,多是设置多个飞轮组成飞轮组以匹配组合成相应的转动惯量级来适应不同平动质量车型检测的需要,但惯性台的结构就因此而复杂化,且增大了制造成本,而且关键是这种机械式的惯量匹配是有级的,满足不了滚筒惯性式检验台的转动动能应等于受检车平动动能的要求。
为了能够使本发明的装置可以自动模拟受检车的惯量,而对受检车的综合性能进行检测,作为本发明的进一步的改进,所述的驱动电机为带有变频调速器的变频调速电机,所述的可编程控制器的信号输出端与变频调速电机的变频调速器信号输入端信号连接。
使用这种结构,可利用可编程控制器对主动滚筒31的测速器测得的转速的数据,结合检测台架滚筒系统固有的转动动能,通过计算得出相应的附加转矩,然后通过滚筒驱动电机2向滚筒系统施加相应的驱动转矩或阻力转矩,增减检测台架转动动能,使其等同于受检汽车道路行驶的动能。即利用已知的受检汽车的平动动能和检测台架固有的转动动能推算出滚筒系统需调节的转动惯量,利用该转动惯量乘以由可编程控制器从主动滚筒31轴的轴端测速器测得的车轮制动时的角减速度,即为滚筒驱动电机2需施加的转矩。显然,从上述在制动检测过程可看出,本实用新型滚筒驱动电机2向滚筒系统施加的是动态转距,是随滚筒系统减速度衰变的变转矩,具有实时动态模拟车轮运行制动的动能的能力,可实时动态的增、减受检车的模拟惯量或各车轮的模拟转动动能,模拟受检车的动态平动惯量。
为使支撑在滚筒上的各种规格车轮(胎)的接触状况同于或接近于路面接触状况,且动滚筒的动平衡较好,所述的滚筒直径为400~500mm。本实用新型的滚筒直径采用477.5mm。
为了提高滚筒表面的附着系数,作为本实用新型的进一步改进,在所述的滚筒外表面上采用等离子喷涂技术制有高附着系数的涂层。这种喷涂层较薄、附着系数高,有利于提高滚筒的动平衡,进而便于提高滚筒的转速。

Claims (8)

1.一种测量车轮滑动率的方法,该方法包括下列步骤:(1)将车轮引入与驱动电机传动连接的由主动滚筒和从动滚筒构成的滚筒组中;(2)通过滑动率测试滚筒的驱动气缸使滑动率测试滚筒与车轮充分接触;(3)使滚筒组带动车轮按照试验速度旋转;(4)在达到试验速度时紧急制动车轮;同时,分别采集主动滚筒与滑动率测试滚筒的制动距离信号,并计录从制动开始到制动结束之间的制动时间,由此计算出主动滚筒和滑动率测试滚筒的角速度;(5)利用主动滚筒的角速度乘以主动滚筒的半径得出制动时主动滚筒的线速度;利用滑动率测试滚筒的角速度乘以滑动率测试滚筒的半径得出制动时滑动率测试滚筒的线速度;(6)将主动滚筒的线速度减去滑动率测试滚筒的线速度的值除以主动滚筒的线速度并乘以100%得出车轮的滑动率。
2.一种用于实现权利要求1的方法的检测装置,包括底架、以及安置在其上的滚筒组,所述的滚筒组,包括平行间隔设置的主动滚筒和从动滚筒,每组滚筒的主动滚筒与驱动电机传动联接,其特征在于:在所述主动滚筒轴的轴端设有主动滚筒测速器;在所述的滚筒组的主动滚筒与从动滚筒之间设有滑动率检测装置,所述的滑动率检测装置包括下方设有支撑架的滑动率测试滚筒、滑动率测试滚筒驱动气缸和滑动率测试滚筒测速器,所述的滑动率测试滚筒平行设置每组滚筒的主动滚筒和从动滚筒之间,所述的滑动率测试滚筒测速器设置在滑动率测试滚筒轴的轴端,所述的滑动率测试滚筒驱动气缸固定在滑动率测试滚筒与底架之间,在主动滚筒与从动滚筒中部的两侧支撑架上固定有开口相对的两个U型滑道,所述的滑动率测试滚筒及其支撑架的两端设置在U型滑道内,并与滑道间隙配合;还包括一个用于数据采集和处理的可编程控制器,所述的主动滚筒测速器和滑动率测试滚筒测速器的信号输出端与可编程控制器的信号输入端信号连接。
3.如权利要求2所述检测装置,其特征在于:所述的滚筒组为4组,分别与汽车的前、后轴的左、右车轮相对应,其中前轴左、右车轮的两组滚筒与后轴左、右车轮的两组滚筒相互平行。
4.如权利要求3所述检测装置,其特征在于:所述前轴两组滚筒和后轴两组滚筒分别固定在两个底架上,并且其中任一底架下方设有滑动导轨;在所述的两个底架之间联接有轴距调节装置,所述的轴距调节装置包括调距驱动电机、丝杠和与之相适配的丝杠母,丝杠与丝杠母分别铰接在所述的前轴两组滚筒之间的底架上和后轴两组滚筒之间的底架上,调距驱动电机与丝杠传动联接。
5.如权利要求4所述检测装置,其特征在于:所述的驱动电机为带有变频调速器的变频调速电机,所述的可编程控制器的信号输出端与变频调速电机的变频调速器信号输入端信号连接。
6.如权利要求2、3或4所述检测装置,其特征在于:所述的滚筒直径为400~500mm。
7.如权利要求2、3或4所述检测装置,其特征在于:所述的滚筒直径为477.5mm。
8.如权利要求2、3或4所述检测装置,其特征在于:在所述的滚筒上制有高附着系数的涂层。
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