CN204010515U - 汽车abs演示及实验系统 - Google Patents

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台晓虹
申荣卫
谢康
吴筱菲
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Abstract

本实用新型涉及一种汽车ABS演示及实验系统，包括实验台支架及4个带制动器的车轮，在所述的实验台支架上4个车轮之间设置有由电机驱动的前轴及后轴，在电机上连接有变频调速器，在前轴及后轴的两侧上分别从内至外依次对称设置有支撑轴承、惯性轮及摩擦毂，在所述前轴及后轴的左侧支撑轴承与惯性轮之间设置有齿盘，所述的摩擦毂与车轮间通过压力调节机构压紧安装，在实验台支架上车轮及齿盘侧部分别安装有与控制器相连的轮速传感器及车速传感器。本实用新型结构设计科学合理，具有结构简单、易于观察制动时车轮和地面的相对运动状态、能够实现多种路面附着系数的制动模拟、能够实时检测及显示相关技术参数的优点。

Description

汽车ABS演示及实验系统
技术领域
本实用新型属于汽车教学领域，特别是一种汽车ABS演示及实验系统。
背景技术
汽车ABS系统在制动时可实时调整各个车轮的制动压力，确保汽车制动时的滑移率保持在15％-20％之间，以缩短制动距离，防止前、后轴侧滑并保证制动时汽车具备转向能力。由上可知，在实验台上模拟汽车ABS制动时的工作原理，有较大的技术难度。
通过市场调查发现，目前市场上的ABS实验系统存在诸多的问题，难以满足实际教学和科研开发的需求：1.实验系统没有模拟汽车运动的惯量系统，导致制动时间很短，很难直观观察到制动时车轮和地面的相对运动状态；2.只能在一种附着路面上进行ABS制动实验，无法模拟不同附着系数路面时的制动情况；3.无法实时检测和显示滑移率、制动减速度、制动距离等关键技术参数。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计科学合理、结构简单、易于观察制动时车轮和地面的相对运动状态、能够实现多种路面附着系数的制动模拟、能够实时检测及显示相关技术参数的汽车ABS演示及实验系统。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种汽车ABS演示及实验系统，包括实验台支架及安装于实验台支架上的4个带制动器的车轮，其特征在于：在所述的实验台支架上4个车轮之间设置有由电机皮带驱动的前轴及后轴，前轴及后轴与车轮同轴向，在电机上还连接有变频调速器，在所述前轴及后轴的两侧上分别从内至外依次对称设置有支撑轴承、惯性轮及摩擦毂，在所述前轴及后轴的左侧支撑轴承与惯性轮之间设置有齿盘，所述的摩擦毂与车轮间通过压力调节机构压紧安装，在实验台支架上车轮及齿盘侧部分别安装有轮速传感器及车速传感器，所述的轮速传感器与车速传感器分别与控制器相连接。
而且，所述的压力调节机构由L形移动板、压力调节固定块、固定螺栓及调节螺栓构成，在所述L形移动板的水平部中间位置安装有安装车轮的车轮安装架，在车轮安装架的两侧移动板水平部上对称制有滑动长孔，L形移动板通过固定螺栓穿装于滑动长孔内实现与实验台支架的固装，在L形移动板的竖直部外侧实验台支架上固装有压力调节固定块，在压力调节固定块的中部安装有顶推L形移动板竖直部的调节螺栓。
而且，所述的实验台支架由工字钢焊接而成。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本汽车ABS演示及实验系统，通过运动惯量模拟系统(运动惯量模拟系统主要由变频调速器、电机及惯性轮构成)的设置，使其可模拟不同车速时汽车的运动惯量，使汽车制动过程的时间延长，便于观察车轮与地面之间的相对运动；通过调节路面与摩擦毂之间的压力及更换不同表面摩擦系数的摩擦毂，可以改变车轮与地面之间的附着条件，实现进行不同附着系数路面的制动实验；可清晰的观察有ABS和无ABS时车轮和路面之间的相对运动状态；通过与轮速传感器与车速传感器相连的控制器可实时采集和显示制动时的各种参数信息，便于对ABS系统的性能进行定量分析和研究；本系统还可对新开发的ABS系统控制器进行在线测试。
2、本实用新型结构设计科学合理，具有结构简单、易于观察制动时车轮和地面的相对运动状态、能够实现多种路面附着系数的制动模拟、能够实时检测及显示相关技术参数的优点，是一种具有较高创新性的汽车ABS演示及实验系统。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图(省略控制器)；
图2为本实用新型压力调节机构与摩擦毂配合的结构示意图；
图3为本实用新型L形移动板的结构示意图。
附图标记：
1-摩擦毂、2-制动器、3-车轮、4-实验台支架、5-惯性轮、6-轮速传感器、7-支撑轴承、8-前轴、9-皮带、10-后轴、11-电机、12-变频调速器、13-实验台支架、14-车轮安装架、15-L形移动板、16-压力调节固定块、17-调节螺栓、18-固定螺栓、19-水平部、20-竖直部。
具体实施方式
下面结合附图、通过具体实施例对本实用新型作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种汽车ABS演示及实验系统，包括由工字钢焊接而成的实验台支架13及安装于实验台支架上的带制动器2的左前车轮、右前车轮、左后车轮及右后车轮，其创新之处在于：在所述的实验台支架上4个车轮3之间设置有由电机11皮带9驱动的前轴8及后轴10，前轴及后轴与车轮同轴向，在电机上还连接有变频调速器12，在所述前轴及后轴的两侧上分别从内至外依次对称设置有支撑轴承7、惯性轮5及摩擦毂1，在所述前轴及后轴的左侧支撑轴承与惯性轮之间设置有齿盘，所述的摩擦毂与各车轮间通过压力调节机构压紧安装，在实验台支架上左前车轮、右前车轮、左后车轮及右后车轮的侧部分别安装有左前轮轮速传感器、右前轮轮速传感器、左后轮轮速传感器及右后轮轮速传感器，在实验台支架上各齿盘侧部分别安装有车速传感器I及车速传感器II，所述的各轮速传感器6与各车速传感器4分别与控制器相连接。
所述的压力调节机构由L形移动板15、压力调节固定块16、固定螺栓18及调节螺栓17构成，在所述L形移动板的水平部19中间位置安装有安装车轮的车轮安装架14，在车轮安装架的两侧移动板水平部上对称制有滑动长孔18，L形移动板通过固定螺栓穿装于滑动长孔内实现与实验台支架的固装，在L形移动板的竖直部20外侧实验台支架上固装有压力调节固定块，在压力调节固定块的中部安装有顶推L形移动板竖直部的调节螺栓。
本实用新型的工作原理为：
(1)车轮运动惯量的模拟原理
汽车运动的速度不同，具备的运动惯量也不同。系统通过位于前、后轴上的4个惯性轮来模拟汽车运动的惯量。实验时，调节变频调速器改变电机(三相异步电动机)的转速，动力通过皮带后传递到前轴与后轴上，从而带动4个惯性轮转动。通过该系统，可以模拟不同制动初速度时车辆的惯性并进行不同制动初速度的制动实验。
(2)不同附着路面的模拟
地面附着条件通过车轮和摩擦毂表面之间的接触情况进行模拟，通过压力调节机构改变二者之间的压力(调节步骤具体为：先将固定移动板的两个固定螺栓拧松，同时拧松调节螺栓上的锁紧螺母，用扳手旋紧调节螺栓，调节螺栓便推动L形移动板向摩擦毂的方向移动，L形移动板通过车轮安装架带动车轮向摩擦毂的方向平移，于是车轮与摩擦毂之间产生一定的压紧力。当压紧力调节合适后，锁紧L形移动板的两个固定螺栓和调节螺栓上的锁紧螺母。该机构通过调节螺栓改变车轮向摩擦毂方向移动的位移量便可方便的调节车轮与摩擦毂之间的压紧力。)，可模拟汽车与路面之间的压力；通过更换不同表面摩擦系数的摩擦毂可以模拟不同附着系数的路面。因此，该系统可以进行不同附着系数路面的制动实验。
(3)无ABS时的制动过程模拟
关闭点火开关时，ABS系统不工作。此时调节变频调速器，将4个惯性轮加速到预定的制动转速(对应一定的车速)，然后关闭电机电源并进行紧急制动，观察制动过程中车轮和摩擦毂之间的相对运动状态，此时，车轮会抱死，而摩擦毂继续转动。
(4)有ABS时的制动过程模拟
点火开关打开，ABS系统投入工作。此时调节变频调速器，将4个惯性轮加速到预定的制动转速(对应一定的车速)，然后关闭三相异步电动机电源并进行紧急制动，观察制动过程中车轮和摩擦毂之间的相对运动状态，此时，车轮不会抱死，而是与摩擦毂同时减速直至同时停止转动。
(5)制动过程中的数据检测及可视化
制动时，控制器检测4个轮速传感器及前、后轴之上的车速传感器，并经其运算处理后，可实时计算出滑移率、制动减速度、车轮角速度、车轮角减速度等关键参数，最后在其上进行可视化显示。
(6)对新开发的ABS控制器进行性能测试
将新开发的ABS控制器替换原车ABS控制器，可进行控制器性能及控制策略的检验及验证，避免了在实车上进行制动实验的危险性，并降低了开发成本。
尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种汽车ABS演示及实验系统，包括实验台支架及安装于实验台支架上的4个带制动器的车轮，其特征在于：在所述的实验台支架上4个车轮之间设置有由电机皮带驱动的前轴及后轴，前轴及后轴与车轮同轴向，在电机上还连接有变频调速器，在所述前轴及后轴的两侧上分别从内至外依次对称设置有支撑轴承、惯性轮及摩擦毂，在所述前轴及后轴的左侧支撑轴承与惯性轮之间设置有齿盘，所述的摩擦毂与车轮间通过压力调节机构压紧安装，在实验台支架上车轮及齿盘侧部分别安装有轮速传感器及车速传感器，所述的轮速传感器与车速传感器分别与控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车ABS演示及实验系统，其特征在于：所述的压力调节机构由L形移动板、压力调节固定块、固定螺栓及调节螺栓构成，在所述L形移动板的水平部中间位置安装有安装车轮的车轮安装架，在车轮安装架的两侧移动板水平部上对称制有滑动长孔，L形移动板通过固定螺栓穿装于滑动长孔内实现与实验台支架的固装，在L形移动板的竖直部外侧实验台支架上固装有压力调节固定块，在压力调节固定块的中部安装有顶推L形移动板竖直部的调节螺栓。
3.根据权利要求1所述的一种汽车ABS演示及实验系统，其特征在于：所述的实验台支架由工字钢焊接而成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN110108497A (zh) * 2019-04-22 2019-08-09 苏州工业职业技术学院 一种汽车abs计算机仿真实验装置及其仿真测试方法
CN112393912A (zh) * 2020-04-20 2021-02-23 襄阳达安汽车检测中心有限公司 汽车abs附着系数利用率辅助测量装置及测量方法

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