基于制動軌跡檢測的汽車路試模擬技術(shù)
2013-06-04 07:09:12薛紅華
薛紅華
【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，私家汽車也逐漸成為人們普遍使用交通工具。道路上車輛行駛密度不斷加大，汽車制動性能卻在急劇下降，往往會影響交通行駛導致不安全事故發(fā)生。因此為了提高汽車制動性能，解決在高速行駛過程中遇到的問題，本文針對汽車制動軌跡進行了檢測，并提出要路試模擬技術(shù)，以此實現(xiàn)汽車制動的良好性能。
【關(guān)鍵詞】制動性能；汽車檢測；試驗研究；制動軌跡；路試模擬試驗
汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，交通運輸日新月異是推動我國經(jīng)濟快速，持續(xù)發(fā)展的重產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)代化科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，道路建設(shè)也逐漸完善。但是行駛里程的增，卻使得汽車性能下降。汽車制動性能良好決定著汽車安全行駛，為了確保行車的安全，需要從科學角度，對汽車的制動性能進行研究和分析。
1.汽車制檢測中出現(xiàn)的問題
汽車制動性能的研究一直以來都是汽車工業(yè)中研究的重點，早前人們對其就進行了各方式的試驗研究，但是仍然存在諸未能解決的問題。如，有的汽車中裝有ABS，在對汽車制動性能進行檢測的過程中過程中，發(fā)現(xiàn)裝有ABS的汽車對汽車制動性能的檢測起不到很大的作用。采用的靜態(tài)檢測設(shè)備也不能夠完整的檢測出汽車制動性能存在的問題，尤其是質(zhì)心前移檢測。同時使用間接制動參數(shù)進行檢測，由于參數(shù)不是直接參數(shù)，因而不能準確的檢測出汽車制動的性能。為了進一步的提高汽車制動性能，科學研究人員提出了一種路試模擬檢測的新方法，讀一汽車各個重要環(huán)節(jié)進行檢測并運用其參數(shù)準確的計算出制動性能。
2.汽車制動檢測及單個測試平板結(jié)構(gòu)的設(shè)計
2.1關(guān)于汽車制動研究
試模擬試驗過程中主要是檢測汽車的制動軌跡，如制動距離、航向角和橫向位移等將檢測的參數(shù)經(jīng)過計算，將計算的結(jié)果進行對比分析以此反應(yīng)其制動性能。汽車制動軌跡的參數(shù)確定主要在于汽車制動過程中縱向、橫向位移以及航角。在計算檢測出的制動參數(shù)時，如果Δt值越小就說明制動性能越接近現(xiàn)實，所以可以根據(jù)求汽車在Δt中的縱向、橫向位移以及航角，其計算結(jié)果就是汽車制動軌跡。從力學的角度是將質(zhì)點中的4個角根據(jù)4個壓力傳感器的輸出值，確定質(zhì)點在稱重平臺中的位置。
實際車輪與平板之間的關(guān)系是成正比的，車輪承載力的增加，平板受力就越大。其中平板質(zhì)點中的4個點壓力傳感器可以形成的一個數(shù)學模型。模型中Y是矩形W的長度，L是X方向的長度，S是平板壓力坐標。其中S的點坐標是由W和L確定。
根據(jù)上述的中的描述可以得出兩個圖形，一種是車輪位置沿著y軸的方向投影（A），另一種是車輪在平板上位移的確定（B）。其中由A圖可以推理得出車輪平板經(jīng)過時間Δt后縱向位移和橫向位移分別是：Δy=y2-y1， Δx=x2-x1。從而得到的車輪瞬時間的偏轉(zhuǎn)角為：β=arctan（Δx/Δy）其運算公式中對平板上汽車制動過程中Δt時間內(nèi)車輪的運動軌跡和每一時刻車輪坐標值測試，進一步的說明了車輪運動和時間之間的關(guān)系。（B主要是根據(jù)時間在每一時刻中車輪的運動軌跡圖）。
2.2單個測試平板結(jié)構(gòu)的設(shè)計
將路試模式試驗中單個平板測試結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中設(shè)計結(jié)構(gòu)中測試單元中的花瓣設(shè)置了車輪前后行駛方向和汽車車輪垂直上下的運動方向，主要是為了保證平板測試的結(jié)果的準確性。為了確保測試平板發(fā)生轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象，于是設(shè)計中汽車制動傳感器兩邊是對稱的關(guān)系。其中固定式的測試平板能夠保證在測試中汽車不會受到周邊環(huán)境的影響，而使得平板出現(xiàn)移動的現(xiàn)象。同時為了保證在整個而測試中檢測系統(tǒng)的平整度，在設(shè)計過程中將傳感器設(shè)置可以進行傳動。并且在上滑板的4個角中各設(shè)置一個壓力傳感器，可以采集車輪對滑板的壓力值。
3.路試模擬系統(tǒng)的設(shè)計
路試模擬系統(tǒng)的設(shè)計主要分為兩種情況：汽車行駛方向的初始時刻（a）和停止時刻（b）。其中主要是根據(jù)汽車制動的原理，對單個車輪的運行軌跡進行確定。在自動過程中主要是4個車輪相互之間作用，首先確定汽車的底盤是剛性的，其車輪的運動位置不會發(fā)生變化。然后將測試平板進行串聯(lián)，就形成了一個模擬測試系統(tǒng)。在進行實驗過程中，要保證平板上表面和路面的附著系數(shù)是相同的，才能能夠接近實際汽車行駛過程中路面上的制動結(jié)果。
a和b兩種情況Wz表示汽車的車身寬度，Lz是車的車身程度。h是各個平板之間的早y軸方向中運行的間距，d平板沿x方向的間距。β是汽車的航向角，W是平板的寬度，L是平板的長度。其中由于在運行過程中受到傳感器的限制以因此其將位移量設(shè)置在5-10mm之間，保證其測試結(jié)果與實際效果相一致。
a和b兩種情況的設(shè)計系統(tǒng)能將檢測設(shè)備中不能檢測的結(jié)果在其系統(tǒng)中可以準確的顯示出來如，整個模擬試驗過程中汽車的運動軌跡和航向角、制動距離和橫向位移。測試中單個平板中4個角中的壓力傳感器值和制動傳感器值最后的計算過程采集需要借助計算機進行。然后就可以將汽車在測試中的制動動力變化和動態(tài)軸荷轉(zhuǎn)移進行準確的檢測。
路試模擬試驗法具有一定的科學依據(jù)，檢測結(jié)果比較有針對性和合理性以及準確性。上述中的路試模擬試驗設(shè)計技術(shù)，可以在平板檢測中的4個角中各設(shè)置一個壓力傳感器，有效的控制和檢測車輪在運行過程中的側(cè)向力變化值。并且測試平板能夠?qū)㈤L度根據(jù)實際情況進行增加或是減小，可以有效的檢測出汽車制動過程中加速、減速或是勻速行駛等方面的性能。上文中提到的ASB系統(tǒng)的汽車在制動檢測過程中可以根據(jù)路試模擬設(shè)計在不同的工況下汽車制動的初始速度，進行制動性能的合理控制和檢測。路試模擬試驗設(shè)計技術(shù)在各個環(huán)節(jié)檢測中都具有一定的簡便性，其系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，還需要比較合適的試驗場地和人員，但是能能夠根據(jù)實際檢測的要求進行相應(yīng)功能的擴展，具有良好的檢測效果。
【參考文獻】
[1]馬冰，徐中明，張志飛，黃義，肖盛云.一種用于氣壓制動系統(tǒng)的檢測試驗臺[J].重慶大學學報，2005（11）.
[2]陳勇，王世耕，陳國聰，雷經(jīng)發(fā).新型汽車制動閥靜特性自動測試系統(tǒng)[J].重慶大學學報，2006（1）.
[3]楊啟梁，嚴運兵.具有ABS的汽車制動性能實驗?zāi)M系統(tǒng)[J].汽車科技，2003（5）.
[4]陳慶樟，何仁，商高高.汽車能量再生制動模擬試驗臺設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2008（4）.
[5]余強，陳蔭三，馬建，郭榮慶，張慶余.發(fā)動機制動、排氣制動與緩速器聯(lián)合作用時的非連續(xù)線性控制系統(tǒng)的研究[J].中國公路學報，2005（1）.
