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嘉兴学院毕业设计（论文）文献综述

题目：汽车制动器性能测试台的结构与系统改进设计

学院名称：机电工程学院 专业班级：机械111 学生姓名：周辉 1前言部分

从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气一液混合式。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。

制动系统主要由下面的4个部分组成：

??（1） 供能装置??也就是制动能源，包括供给、调节制动所需能量以及各个部件，产生制动能量的部分称为制动能源。??

??（2） 控制装置??包括产生制动动作和控制制动效果的部件。?? ??（3） 传动装置??包括把制动能量传递到制动器的各个部件。??

??（4） 制动器??产生阻碍车辆运动或者运动趋势的力的部件，也包括辅助制动系统中的部件。

现代的制动系统还包括制动力调节装置和报警装置，压力保护装置等辅助装置[1]。

近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，制动器的重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。制动装置需要转换和吸收的动能，与汽车制动初速度的平方和总质量成正比；其需要产生的制动力则与汽车总质量成正比，与制动初速度相对来说关系不大。在汽车的发展过程中，速度和总质量两个参数始终处于不断攀高的状态，这就要求制动装置在更短的时间内吸收越来越大的能量，并产生接近车轮滑移界限的制动力。汽车速度的提高对制动器的性能提出了更高的要求，不断改善汽车的制动性，始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。同时，世界各国和制动器制造企业对制动器制动性能都提出了各种标准。为了制动器的性能达到更高的水平，以尽量提高汽车的安全性和可靠性，这对制动器试验台的准确性和高精度性提出了更高的要求。也就是说设计研发一种模拟性能好、试验精度高、可靠性好的汽车制动器试验台参数测试系统十分必要[2]。

2主题部分

2.1 汽车制动测试方法

目前，国内外常用的汽车制动性能测试方法具体有两种：路试法和台试法。相对于道路试验检测来说，台架检测方法具有许多突出的优点：

（1）检测过程简单，时间短。（2）设备占地面积小，可以作为一个单独的工位加装在目前我国正在普遍使用的汽车性能检测线上。（3）检测过程受环境因素影响较小。由于台架检测是在室内进行，所以不会受到天气、侧向风等自然条件的影响。（4）设备耗资低，根据市场需求可实行产业化生产。

台架检测法有许多道路检测法所不具备的优点，但是也存在一些不足。由于台架检测法所采用的方法是模拟路面制动状况并进行检测，不能反映出路面制动时的轴荷转移对制动过程的影响，同时受到电子器件精度、汽车当量模拟精度等因素的限制，所以测试结果在一定程度上存在偏差。通过不断改进台架设计，充分减小台架自身不足，尽可能选用高精度电子测试器件等措施，可以将台架测试的精度逐步提高。文献[3]建立了基于补偿的电流反馈控制模型，以提高试验台和路试的仿真程度。还可以利用差分的方法，将连续问题离散化，解决了车辆制动器实验台上等效转动惯量及补偿驱动电流的计算方法，提出了电动机驱动电流的控制方法模型，实现了以更少的能耗最大限度逼近路试状态的目标[4]。 2.2 国内外发展

目前，世界上通用检测制动器的性能的方法是用惯性试验台来模拟制动器总成的制动工况，从而测试其各项性能。最常见的制动测试仪，用于测试基本的制动性能、制动力、磨损、耐用性和NVH特性（制动器产生的噪音，振动和声振粗糙度）[5]。

采用能量补偿法实现惯量的电模拟存在以下不足，必须预先考虑： a．惯量模拟范围受电机容量限制，电机容量过大势必增加系统成本，可以采用增加若干惯性飞轮提高惯量模拟范围的措施。

b．补偿时间的计算需要依据预测的制动时间，由于制动衬片的摩擦因数是随温度和压力等条件变化的不确定量，因而制动时间很难精确预测。当补偿时间与补偿起始时间之和大于实际制动时间时会出现补偿不完全的现象，因而应该使补偿时间在允许条件下尽量缩短。

c．采用能量补偿法模拟惯量势必使转速曲线变为折线形，而且仅当补偿时间恰好等于实际制动时间且补偿起始时间为0时，转速曲线为一条直线。补偿时间越长，转速曲线越接近直线，但这与上述补偿时间尽量缩短相矛盾，因此折中的补偿时间取值范围是预测制动时间的50％～80％[6]。

汽车工业高度发达的发达国家对制动器试验台的研究相对较早，实验技术相对成熟。如德国 Carl Schenck AG公司，德国 Froude Hofmann 公司以及美国

CHASE 公司等研制的制动器试验台，都体现了他们先进而精湛的实验技术。

其中德国 Carl Schenck AG公司研制的惯性制动器试验台，能过同时对两个制动器进行实验。它的基本原理就是以一定角速度旋转的惯性飞轮的动能来模拟汽车的动能，并在制动时为被制动器所吸收，从而检测出制动器的性能参数。

相对于发达国家的先进的技术，国内的汽车工业水平平均比发达国家汽车工业水平落后了二十年，国内的制动器实验技术也就相对的落后了，国内的制动器试验台主要依赖与进口，但随着对外国先进技术的消化吸收和自主创新，国内的制动器试验台技术也取得了巨大的进步，并填补了这一空缺。典型的国产制动器试验台有天津大学天津内燃机研究所研制的ZDQ型制动器试验台和吉林大学机电设备研究所研制的JF系列试验台等。ZDQ制动器试验台是基于国家汽车行业标准QC/T654-2000《摩托车和轻便摩托车制动器台架试验方法》而开发设计的，采用机械惯量模拟和电惯量模拟相结合的摩托车惯量模拟方式，是用于评价摩托车和轻便摩托车制动器性能的专用检测设备。该试验台能够完成标准QC/T654-2000中规定的效能实验、磨合实验等所有实验项目，并能在实验过程中检测和记录很多实验参数，如制动初速度、蹄片温度、制动减速度、制动次数、制动间隔时间、制动操纵力、制动力矩、制动距离和主轴转速等[7]。

但国内的制动器实验技术与国外先进实验技术还是有着较大的差距，国外已经在电惯量技术方面取得了显著的成绩。减少或取消机械惯量部分，利用调整系统及计算机控制进行补偿，使实验系统动力特性与具有大质量惯性轮系统一致，即受载后转速变化一致，则系统就是“电惯量”系统，其控制技术就是“惯量电模拟”技术[8]。采用这种技术，可减少原实验系统的结构尺寸，通过控制参数调整系统惯量，提高实验精度。国内的制造和加工技术水平与国外水平差距不是很大，但国外有着非常先进的控制技术，在信息采集、信息处理、数据分析方面有着丰富的经验，这限制了国内实验技术的发展。所以，迫切需要提高国内实验技术的控制技术，学习国外的先进经验，通过提高试验台软件部分的水平，逐渐缩小与国外的先进实验技术的差距。 2.3 国内近几年动态

作为整个试验台的核心部分，惯性飞轮在试验台上是一个储能装置，旋转速度越高，飞轮直径越大，则其离心力就越大。过大的径向应力会导致飞轮本体破裂，造成严重的后果。所以其可靠性是最重要的[9]。为准确、有效地检测制动器综合性能，采用惯性飞轮对汽车行驶惯量进行模拟，模拟的惯量大小应在一定范围内可调并达到相应的精度要求。杨丽英对汽车制动器性能试验台的飞轮组及其装卸系统设计进行研究，介绍了一种对飞轮组进行优化重组的方法，并对其装卸系统进行详述。利用该系统能够对飞轮组合进行调整，以模拟各试验所需的不同惯量[2]。若不考虑惯性飞轮的拆装和调整，所设计的惯性飞轮组可以很容易地进