技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛制動性能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺。

背景技術(shù)：

汽車制動性能直接關(guān)系著行車安全，開展制動器-制動盤摩擦性能試驗(yàn)、輪胎-地面摩擦性能試驗(yàn)、制動器-輪胎-地面摩擦性能試驗(yàn)對于提高整車制動性能具有重要意義。

目前汽車制動試驗(yàn)多采用滾筒反力式制動試驗(yàn)臺或汽車模擬制動試驗(yàn)臺開展，以下分別針對滾筒反力式制動試驗(yàn)臺或汽車模擬制動試驗(yàn)臺來具體闡述現(xiàn)有技術(shù)的弊端：

當(dāng)采用滾筒反力式制動試驗(yàn)臺對汽車進(jìn)行測試時，需將汽車車輪停止于滾筒之上，由電機(jī)驅(qū)動滾筒進(jìn)而拖動車輪轉(zhuǎn)動。在制動狀態(tài)下，滾筒給車輪施加一個與車輪制動力矩方向相反的轉(zhuǎn)矩，通過采集制動過程中車輪的制動參數(shù)來評價制動系統(tǒng)性能。滾筒反力式制動試驗(yàn)臺通常轉(zhuǎn)速較低，部分試驗(yàn)臺轉(zhuǎn)鼓上安裝有飛輪但其提供的慣量與車體分離，無法真實(shí)模擬車輛在道路高速制動時的平動慣量，并且轉(zhuǎn)鼓表面材料單一，無法反映汽車輪胎與地面的真實(shí)接觸關(guān)系，通常該類試驗(yàn)臺轉(zhuǎn)速低于10km/h，不能進(jìn)行高速制動試驗(yàn)。

汽車模擬制動試驗(yàn)臺通過在車輪軸添加飛輪模擬汽車慣量開展制動試驗(yàn)，但該裝置未涉及輪胎與地面之間的作用關(guān)系，并且慣量與輪軸做成一體與實(shí)際汽車制動的慣量加載不符，也無法反映汽車的真實(shí)制動過程。此外，在輪胎與地面作用的研究中，德國BAST公司開發(fā)的輪胎噪聲試驗(yàn)臺可模擬不同路況下的輪胎與產(chǎn)生噪聲的關(guān)系，但未涉及制動器與輪胎-地面間的制動性能；長安大學(xué)碩士學(xué)位論文《輪胎實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析》建立了外轉(zhuǎn)鼓模擬輪胎與地面接觸模型，研究了輪胎與地面間的摩擦噪聲，但未涉及汽車制動器以及系統(tǒng)慣量調(diào)節(jié)等，更不能進(jìn)行不同路況下的制動性能試驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，解決了現(xiàn)有測試裝置無法反映汽車的真實(shí)制動過程的技術(shù)問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，包括：

地面基礎(chǔ)，所述地面基礎(chǔ)包括地基、支架和地面材料結(jié)構(gòu)，所述地面材料結(jié)構(gòu)可更換，所述地基上凹設(shè)一地基空腔，所述支架橫跨在所述地基空腔上，所述地面材料結(jié)構(gòu)嵌設(shè)在所述地基空腔內(nèi)，所述地面材料結(jié)構(gòu)的上方設(shè)有噴水管，所述噴水管可向所述地面材料結(jié)構(gòu)灑水；

傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)包括變頻電機(jī)、車速傳動裝置、慣量調(diào)節(jié)裝置和兩個對稱布置的車輪，所述變頻電機(jī)設(shè)置在支架上，所述車輪與所述地面材料結(jié)構(gòu)接觸，所述變頻電機(jī)分別與所述車速傳動裝置和所述慣量調(diào)節(jié)裝置連接，所述車輪通過所述車速傳動裝置與所述變頻電機(jī)連接；

制動系統(tǒng)，所述制動系統(tǒng)包括液壓站和制動傳動裝置，所述液壓站通過制動傳動裝置與所述車輪制動連接，所述制動傳動裝置還與所述車速傳動裝置連接；

控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制柜和工控機(jī)，所述工控機(jī)設(shè)置在地基的上表面上，所述控制柜設(shè)置在所述支架上，所述控制柜上設(shè)置有PLC和變頻器，所述變頻器分別與所述變頻電機(jī)和所述PLC連接，所述PLC與所述工控機(jī)通信連接；

檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括車速傳感器、兩個制動力傳感器、兩個輪速傳感器，所述制動力傳感器和所述輪速傳感器均與所述制動傳動裝置連接，所述車速傳感器與所述車速傳動裝置連接；

所述工控機(jī)將轉(zhuǎn)速命令發(fā)送至所述PLC并通過控制所述變頻器調(diào)節(jié)所述變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而調(diào)節(jié)車速，通過所述慣量調(diào)節(jié)裝置設(shè)定汽車行進(jìn)中的慣量，通過液壓缸設(shè)定車輪對地面的壓力，通過制動傳動裝置對行進(jìn)中的汽車車輪進(jìn)行制動，通過相應(yīng)傳感器獲取車輛制動參數(shù)。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述車速傳動裝置包括上減速器、上轉(zhuǎn)軸、下轉(zhuǎn)軸、液壓缸、轉(zhuǎn)臂、伸縮油管、伸縮半軸、彈簧結(jié)構(gòu)，所述上減速器設(shè)置在所述支架上，所述變頻電機(jī)的輸出軸通過皮帶輪與所述上減速器的輸入軸連接，所述上轉(zhuǎn)軸的上部通入所述上減速器內(nèi)，所述上轉(zhuǎn)軸透過所述支架延伸至所述地基空腔中，所述伸縮油管在所述上轉(zhuǎn)軸下部的開孔處引出，所述上轉(zhuǎn)軸底端通過聯(lián)軸器與所述下轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)臂垂直固定設(shè)置在所述下轉(zhuǎn)軸的上部，所述轉(zhuǎn)臂為中空結(jié)構(gòu)，所述伸縮半軸嵌套在所述轉(zhuǎn)臂上，所述液壓缸設(shè)置在所述轉(zhuǎn)臂下方，所述伸縮半軸下方設(shè)置一彈簧結(jié)構(gòu)，所述液壓缸的活塞桿與所述彈簧結(jié)構(gòu)內(nèi)的彈簧接觸，所述車輪安裝在所述伸縮半軸的末端。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述慣量調(diào)節(jié)裝置包括電磁離合器和慣性飛輪，所述下轉(zhuǎn)軸的下部通入一下減速器內(nèi)，所述慣性飛輪安裝在所述下減速器的輸出軸上，所述電磁離合器設(shè)置在所述慣性飛輪與所述下減速器的輸出軸之間。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述下減速器的輸出軸與支架平行。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述下轉(zhuǎn)軸的底端與安裝在所述地基空腔下表面的軸承連接。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述制動傳動裝置包括旋轉(zhuǎn)接頭、液壓站、制動油管、制動器和制動盤，所述旋轉(zhuǎn)接頭設(shè)置在所述上轉(zhuǎn)軸的頂端，所述液壓站設(shè)置在所述支架上，所述旋轉(zhuǎn)接頭與所述液壓站連接，所述制動油管在所述上轉(zhuǎn)軸下部的開孔處引出，所述制動盤設(shè)置在所述車輪的輪軸上，所述制動器設(shè)置在所述伸縮半軸上，所述車輪的輪胎與所述地面材料結(jié)構(gòu)接觸。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述車速傳感器設(shè)置在所述上減速器的輸入軸上，所述制動力傳感器和所述輪速傳感器設(shè)置在所述制動器上。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述地基的上表面設(shè)一排水泵，所述地基空腔底部區(qū)域設(shè)有集水槽，所述集水槽底面設(shè)有排水管，所述排水管與所述排水泵連接。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述地基空腔為圓柱形，所述噴水管繞地基空腔的上端一周，所述噴水管的入口接自來水管。

依照本申請較佳實(shí)施例所述的一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，所述地基材料結(jié)構(gòu)包括四塊90°弧形材料塊，該四塊90°弧形材料塊固定在所述地基空腔的內(nèi)壁上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，可調(diào)節(jié)輪胎對地面的壓力及整車實(shí)際慣量；通過獲取傳感器數(shù)據(jù)可進(jìn)行制動器-制動盤、輪胎-地面、制動器-輪胎-地面間的摩擦性能的研究試驗(yàn)；通過控制噴水管的噴水量可模擬汽車在不同濕滑程度下的制動狀況；通過更換地面材料可模擬汽車在不同地面的制動狀況；采用地基空腔作為內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式地面，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，可開展多種高速制動實(shí)驗(yàn)；降低了汽車道路試驗(yàn)的成本，提高了試驗(yàn)安全性，可較真實(shí)地反映汽車制動過程中輪胎對地面的作用力及車輛慣性對制動的影響，對研究汽車綜合制動性能具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3為伸縮半軸與轉(zhuǎn)臂安裝關(guān)系示意圖；

圖4為地面材料拼裝示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，舉一具體實(shí)施例加以詳細(xì)說明。

請參考圖1、圖2和圖3，本發(fā)明提供了一種包含制動器-輪胎-地面的內(nèi)轉(zhuǎn)鼓式慣量制動試驗(yàn)臺，包括地基1、排水泵2、支架3、噴水管4、地面材料結(jié)構(gòu)5、控制柜6、變頻器61、PLC 62、變頻電機(jī)7、轉(zhuǎn)臂8、車速傳感器9、上減速器10、旋轉(zhuǎn)接頭11、上轉(zhuǎn)軸12、聯(lián)軸器13、伸縮油管14、液壓站15、制動油管16、兩個彈簧結(jié)構(gòu)17、兩個制動器18、兩個制動力傳感器19、兩個輪速傳感器20、工控機(jī)21、兩個制動盤22、兩個對稱布置的車輪23、伸縮半軸24、電磁離合器25、慣性飛輪26、液壓缸27、下減速器28、下轉(zhuǎn)軸29、集水槽30、定位夾31、排水管32，地基1上凹設(shè)一地基空腔33，排水泵2和支架3安裝在地基1的上表面上，支架3橫跨在地基空腔33上，支架3上表面安裝有控制柜6、變頻電機(jī)7、車速傳感器9、上減速器10、液壓站15，控制柜6內(nèi)安裝有變頻器61、PLC 62，變頻器61分別與PLC62與變頻電機(jī)7連接，變頻電機(jī)7輸出軸通過皮帶輪與上減速器10輸入軸相連，上轉(zhuǎn)軸12透過支架3延伸至地基1的空腔中，上轉(zhuǎn)軸12為中空結(jié)構(gòu)且頂端安裝有旋轉(zhuǎn)接頭11，伸縮油管14與制動油管16在上轉(zhuǎn)軸12下部的開孔中引出，上轉(zhuǎn)軸12底端通過聯(lián)軸器13與下轉(zhuǎn)軸29相連，地基1空腔頂端安裝有噴水管4，地基1空腔內(nèi)壁嵌有地面材料結(jié)構(gòu)5，地基空腔33內(nèi)壁下部設(shè)有定位卡31，定位卡31將地面材料結(jié)構(gòu)5固定在地基空腔33的內(nèi)壁上，下轉(zhuǎn)軸29上部垂直安裝有中空的轉(zhuǎn)臂8，轉(zhuǎn)臂8隨下轉(zhuǎn)軸29一起轉(zhuǎn)動，伸縮半軸24嵌套在轉(zhuǎn)臂8孔中，轉(zhuǎn)臂8下面安裝有液壓缸27，伸縮半軸24兩端的下面分別安裝有彈簧結(jié)構(gòu)17，彈簧結(jié)構(gòu)17包括殼體171和彈簧172，彈簧172設(shè)置在殼體171內(nèi)，殼體171的一端開口，液壓缸27（此液壓缸27包括兩個活塞桿271，這個兩個活塞桿271分別對左右彈簧結(jié)構(gòu)17的彈簧172產(chǎn)生作用力）的活塞桿271通過殼體171的開口伸入至殼體171內(nèi)并與彈簧172接觸，伸縮半軸24的兩末端分別安裝有車輪23，兩個制動盤22分別安裝在一車輪23的輪軸上231，兩個制動器18安裝在伸縮半軸24的兩端，兩個制動力傳感器19及兩個輪速傳感器20分別安裝在一制動器18上，兩個車輪23的輪胎232分別與地面材料結(jié)構(gòu)5接觸，下轉(zhuǎn)軸29下部通入下減速器28，慣性飛輪26安裝在下減速器28輸出軸上，慣性飛輪26與下減速器28輸出軸之間安裝有電磁離合器25，下轉(zhuǎn)軸29的底端伸入地基1空腔下表面中心位置的軸承中，地基1空腔底面設(shè)有集水槽30，集水槽30底面安裝有排水管32。

如圖2所示，地基1空腔為圓形，噴水管4繞地基1空腔上端一周，噴水管4入口接自來水，慣性飛輪26所連得下減速器28輸出軸與支架3平行，控制柜6、變頻電機(jī)7、車速傳感器9、上減速器10、液壓站14安裝在支架3的中心線上。

如圖4所示，地面材料結(jié)構(gòu)5由四塊90°弧形材料塊拼接組成，并固定在地基空腔33的內(nèi)壁，該材料快可任意拆換，便于安裝。

本發(fā)明具體工作過程如下：

工控機(jī)21作為上位機(jī)，PLC62作為下位機(jī)，上位機(jī)與下位機(jī)相互通信對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制與信號采集，通過調(diào)節(jié)液壓站15的壓力調(diào)節(jié)閥改變輸出油壓，進(jìn)而改變液壓缸27的輸出壓力，活塞桿271通過壓縮彈簧172進(jìn)而設(shè)定輪胎232對地面的壓力；工控機(jī)21將轉(zhuǎn)速命令發(fā)送至PLC 62并通過控制變頻器61調(diào)節(jié)變頻電機(jī)7的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臂8的轉(zhuǎn)速即設(shè)定車速；通過控制電磁離合器25調(diào)整接入系統(tǒng)的飛輪質(zhì)量，進(jìn)而設(shè)定汽車行進(jìn)中的慣量；通過控制液壓站15的制動電磁閥對行進(jìn)中的汽車進(jìn)行制動，PLC 62采集車速傳感器9、制動力傳感器19及輪速傳感器20的數(shù)值，進(jìn)而傳送至計(jì)算機(jī)，進(jìn)行多種制動參數(shù)的計(jì)算，地面材料結(jié)構(gòu)5可拆換，即可模擬輪胎232在不同材質(zhì)地面的制動情況，噴水管4可向地面材料灑水，即可模擬不同濕滑程度的地面，排水泵2通過排水管32將集水槽30中的積水排出地基1空腔。

以上公開的僅為本申請的一個具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。