康健 歐陽宗德

摘 要 汽車的制動性能是汽車主動安全的主要性能之一，制動性能的優(yōu)良與否直接關系到汽車的安全性，優(yōu)秀的制動性能是汽車行駛安全的重要保障。而對汽車進行制動性能的檢測就需要用到制動試驗臺。本文主要介紹一種以汽車慣性式制動試驗臺為基礎設計的用于卡丁車制動性能檢測的平臺，主要用于檢測卡丁車的制動距離及偏移量。

關鍵詞 卡丁車 制動性能檢測 慣性式 制動距離

一、汽車制動性能的基本檢測方式

汽車制動性能的檢測方法分為臺試法和路試法。根據(jù)GB7258-2004《機動車運行安全技術條件》規(guī)定機動車可通過路試或臺試法，用制動力、制動減速度、制動距離和制動時間來評價制動性能。

臺試法和路試法各有利弊。路試法雖然簡單，但也存在許多問題，例如受天氣、道路狀況等因素影響較大，試驗重復性較差；而臺試法在室內進行，受外界因素干擾較小，能比較準確地測得汽車的制動力或制動距離，試驗重復性好，可以近似地模擬實際制動過程，在國內外應用廣泛，但也存在各軸制動力分布不均，結構復雜，對車型有所限制等不利因素。

本文主要介紹一種以汽車慣性式制動試驗臺為基礎設計的用于卡丁車制動性能檢測的平臺，主要用于檢測卡丁車的制動距離及跑偏量。

二、卡丁車制動性能檢測平臺的設計

（一）檢測平臺的功能要求

卡丁車制動性能檢測系統(tǒng)首先要具備承載卡丁車的能力，其次要求在卡丁車發(fā)動機不啟動的前提下對卡丁車進行驅動，并能模擬出卡丁車在道路上以20km/h的速度行駛時所具有的動能，最后要求能測量得到卡丁車以20km/h的速度行駛時的制動距離及偏移量。

（二）檢測方法的確定

卡丁車結構簡單，使用輕鋼管車架，裝配50cc、80cc、100cc、125cc 或250cc 汽油發(fā)動機，組裝成4 輪單座位微型車，操縱簡便，無車體外殼。由于反力式滾筒制動試驗臺及其檢測系統(tǒng)結構復雜，實現(xiàn)成本高，而慣性式制動試驗臺相對要簡單，測試車速高，同時制造成本低，且能夠很好地滿足卡丁車的制動性能檢測要求，所以采用單軸慣性式滾筒制動試驗臺進行試驗。

（三）檢測平臺機械結構的設計

慣性式制動檢測試驗臺的機械結構部分主要包括滾筒裝置、驅動裝置、連接裝置、飛輪及支撐裝置等。機械結構的設計要合理而盡量簡單，同時應當根據(jù)實際靈活應變。由于卡丁車車重小，其平動動能可以完全由轉動的滾筒來模擬而不需再增設飛輪，因此在該試驗臺的設計中未采用飛輪裝置，這既省去了飛輪的設計，又合理簡化了機構，減少制造成本。其整體簡圖如圖1所示。

（四）滾筒尺寸的確定

卡丁車的制動速度v=20km/h，卡丁車的車輪直徑d=400mm，車輪寬度b=200mm，卡丁車行駛時總的慣性質量m0=210kg，其總體動能Ek0 = = 3241.6J。由于車輪質量較整車而言可以忽略，為簡化計算，忽略四個輪子的轉動動能，再為簡化飛輪的設計，可把飛輪作為滾筒的一部分，即把卡丁車的平動動能全部用滾筒的轉動動能來模擬，于是每一個滾筒的轉動動能Ek應為810.3J。另Ek = = ，從而計算得到M = 104.85kg。而M = （L為滾筒長度， 為滾筒密度），選用合金鋼（ = 7850kg/ m3）作為滾筒的材料，取滾筒長度L = 500mm，從而計算得到D = 184mm（D為滾筒直徑）。

三、數(shù)據(jù)采集與處理

本測試系統(tǒng)采用慣性式制動檢測平臺。所選傳感器為圓編碼器。本測試系統(tǒng)要求的精度為？.2m，故編碼器線數(shù)N>2 /（0.2/0.1）≥4，市場上常見的圓編碼器均能滿足要求。所以根據(jù)經(jīng)濟性、實用性原則選擇了IHA8030型號的編碼器，此編碼器是增量式光電編碼器，且2500脈沖DC5-24V空心旋轉編碼。根據(jù)設計需求，本系統(tǒng)采用型號為M287489的計數(shù)卡，選用SINAMICS V10變頻器。

在測試過程中需要保持左右兩輪的轉速一致，需要有變頻器控制轉速，同時又要有速度的反饋信號來控制變頻器。然后在速度一致后，數(shù)據(jù)采集開始時同時停止變頻器以及撤去電機。

在整個過程中，與滾筒同軸相連的有一個圓編碼器，用來計數(shù)，傳感器把信號傳給計算機，計算機可以記錄在單位時間里的脈沖數(shù)n，在轉動穩(wěn)定之后、制動之前開始記錄數(shù)據(jù)，n減小的時刻就是制動開始的時刻，到n=0這段時間就是制動時間，可以計算出這段時間內計數(shù)次數(shù)。

則此輪的制動距離s = ，偏移量△s = |s左-s右|。

參考文獻：

[1]中華人民共和國機動車運行安全技術條件.GB7258-87.

[2]王一峰.汽車制動性能檢測中存在的問題與解決措施[J].中國科技信息，2009（11）.

[3]陸云松，周韻，虞爽.慣性式制動試驗臺檢定方法探討[J].上海汽車，1998（4）.

（作者單位：西南交通大學）