卡丁車車制動性能檢測裝置的研究及設(shè)計

《卡丁車車制動性能檢測裝置的研究及設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、卡丁車車制動性能檢測裝置的研究及設(shè)計【摘要】本文先就卡丁車制動性能檢測的背景及現(xiàn)在常見的兩種平臺進(jìn)行了探討比較，其后設(shè)計了一種慣性式滾筒制動檢測平臺，包括后續(xù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電子檢測程序的研究?！娟P(guān)鍵詞】測試技術(shù)；慣性式滾筒制動檢測平臺；現(xiàn)代測控系統(tǒng)1.背景概述1.1測試制動性能的意義制動性能是指汽車迅速降低車速直至停車的能力。評價制動性能的指標(biāo)主要有制動效能和制動穩(wěn)定性。制動效能的評價指標(biāo)是制動距離、制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)時間和制動力；制動穩(wěn)定性是指汽車在制動時仍能按給定方向的軌跡行駛，即不發(fā)生跑偏、側(cè)滑及失去轉(zhuǎn)向的能力。所以在制動性能是評價一個汽車性能的很重要指標(biāo)，對減少交通事

2、故有很大的作用。1.2基本檢測方式當(dāng)前主要有路試法與臺式法兩種方法。本文著重于對臺式法的研究。7臺式法中，根據(jù)測試原理方法不同，汽車試驗(yàn)臺又可分為反力式與慣性式；按照支撐車輪的形式不同，可以分成滾筒式與平板式；按照檢測參數(shù)又可分為測制動力式、測制動距離式和綜合參數(shù)。目前在國內(nèi)廣泛采用滾筒反力式汽車制動檢測臺和平板式汽車制動檢測臺。1.2.1反力式滾筒制動檢驗(yàn)臺反力式滾筒檢驗(yàn)臺原理：將車輛駛于檢測臺上，使車輪置于每對滾筒間，電機(jī)驅(qū)動滾筒使車輪在無車自身發(fā)動力的狀態(tài)下運(yùn)動。這時對車輪采取制動，制動力作用于滾筒上，此力的方向與滾筒轉(zhuǎn)向相反。與滾筒相連的減速器在反作用力矩作用下發(fā)

3、生一定程度的翻轉(zhuǎn)，通過測力裝置便可測量出制動力的數(shù)值。1.2.2慣性式滾筒制動檢測臺慣性式制動試驗(yàn)臺的滾筒相當(dāng)于移動的路面，其原理在于將車自身行駛時所具備的動能用滾筒等模擬，即讓滾筒具有與車相同的動能，然后撤去動力，使用制動，滾筒在慣性下會繼續(xù)運(yùn)動一定的時間，由滾筒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)及滾筒周長便可得制動距離。1.2.3兩種平臺優(yōu)缺點(diǎn)的比較反力式制動檢測臺優(yōu)點(diǎn)：反力式滾筒制動檢測臺測試工況穩(wěn)定，重復(fù)性好。缺點(diǎn)：測試過程精確度略低慣性式制動檢測臺優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)條件接近汽車實(shí)際條件，可在任何車速下測試。7缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，檢驗(yàn)車型范圍受到一定限制。2.平臺參數(shù)計算及模型本系統(tǒng)實(shí)際

4、檢測時需要滿足實(shí)驗(yàn)車不動，僅發(fā)動機(jī)組動，且要求在室內(nèi)環(huán)境。根據(jù)第一節(jié)中兩種檢測平臺的優(yōu)缺點(diǎn)分析以及系統(tǒng)設(shè)計要求綜合分析，我選擇使用慣性式滾筒制動檢測臺對目標(biāo)車輛進(jìn)行測試。待測車輛數(shù)據(jù)如下：車輛車輪直徑D=400mm，厚度T=0.4mm，車體重量m=150kg，駕駛員重量m=50kg，卡丁車速度大概為v=30kmh。根據(jù)車輪直徑，取滾筒直徑：D=400mm電機(jī)轉(zhuǎn)速?。簄=1200rmin減速器傳動比計算：R==200mm滾筒半徑：ω=41.67rads電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1200r/min則：ω電機(jī)==125.66rads因此減速比：i===3.02滾筒尺寸：7滾筒直徑D=400m

5、m，長度L=1000mm，不采用飛輪，直接用滾筒儲存能量，用來模擬卡丁車動能，這樣總體結(jié)構(gòu)較為簡便。卡丁車平動動能：W=mv=6950J設(shè)滾筒的質(zhì)量m，滾筒的轉(zhuǎn)動慣量為J，已知滾筒的半徑為R=200mm。滾筒的角速度：ω=ω=41.67rads滾筒的轉(zhuǎn)動慣量：J=mR2滾筒轉(zhuǎn)動的能量：W=Jω2；根據(jù)能量守恒定律，卡丁車平動動能為滾筒能量的四倍，帶入數(shù)據(jù)，解得滾筒質(zhì)量：m=m滾筒=100kg利用solidworks軟件對檢測臺進(jìn)行實(shí)體建模solidworks結(jié)構(gòu)圖3.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計3.1檢測平臺測控系統(tǒng)平臺測控系統(tǒng)檢測流程圖如下：7轉(zhuǎn)速調(diào)整過程：計算機(jī)→變頻器→電機(jī)→滾

6、筒→編碼器→采集卡→計算機(jī)直到兩滾筒轉(zhuǎn)速相等進(jìn)入制動性能檢測過程制動性能檢測過程：數(shù)據(jù)采集卡→計算機(jī)3.2檢測電子元件的選擇3.2.1編碼器的選擇編碼器是將信號或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。選取增量式編碼器型號―E2190，其分辨率為0.5，精度為±2～±5，最高允許轉(zhuǎn)速為100r/s，使用電壓和工作環(huán)境均符合要求。3.2.2數(shù)據(jù)采集卡的選擇數(shù)據(jù)采集卡是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計算機(jī)擴(kuò)展卡，可以通過總線接入個人計算機(jī)。設(shè)計中選取PCI1798并行數(shù)據(jù)采集卡，采用并行設(shè)計，有4片高速50Msps12bitA/D轉(zhuǎn)換器，4個獨(dú)立程控增益通道，±100m

7、V～±20V大動態(tài)信號采集，最高采樣率為50Msps，測量精度高、具有相位一致性，符合設(shè)計要求。3.2.3變頻器的選擇變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對交流異步電機(jī)的軟起動、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)等功能。7為保證變頻精度以保證電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)度，同時考慮變頻倍數(shù)范圍及反饋裝置的復(fù)雜程度等綜合因素，選擇EH600A通用變頻器。4.信號處理和滾筒轉(zhuǎn)速檢測程序4.1測控平臺設(shè)計要求車輛制動性能檢測系統(tǒng)是一個完整的測控平臺，它具有數(shù)據(jù)采集，自動控制，數(shù)據(jù)處理等功能。其中