专利名称：机动车模拟路试检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及汽车检测技术领域，具体涉及一种机动车模拟路试检测装置以及一种机动车模拟路试检测方法。
背景技术：
机动车的高速制动性能是直接关系到行车安全，避免出现重大交通事故的重要指标。汽车的制动性能是指行驶的机动车制动时，能短距离内停车并且保持行驶方向的稳定性，并且检验汽车在不同路面行驶时，制动产生跑偏、侧滑，以及失去转向能力，即制动稳定性。汽车的整车制动性能试验，我国和世界均有相应的标准。对汽车整车的性能试验主要是通过路面试验评定。而进行路面测试的汽车试验因投资大、占地面积大、路面状态附着力变化要求高，相应管理及维护要求高，全世界只有为数不多的进行路试的试车场路试并且存在试验时间长，人为影响大等一系列问题，到目前为止，整车制动性能测试尚无相关台架提供作试验。汽车ABS系统性能动态测试采用的是路试检测，但是，目前专门用于TCS和ABS试验的试验场地不多，其造价高和占用土地面积巨大成为该类系统推广应用的阻力。汽车进行路试，容易受场地情况，气候条件等客观条件限制，并且对测试人员专业要求较高，测试时间长，试验危险性大，试验费用高昂，所得性能参数也只能够作为参考标准对比，无法满足汽车性能出厂在线检测的要求。申请号为200410077939 .4的专利文献中，公开了一种测量车轮滑动率的方法以及实现该方法的检测装置，其检测速度只能够在40KM/H内进行检测，而这样的条件下检测的制动时间短，无法实现汽车ABS制动系统增压-保压-减压工作的多次循环，也就无法真实反映汽车在高速运行的状态下ABS系统发挥的作用；并且，滚筒测试附着系数固定单一，无法模拟不同摩擦系数地面的制动情况，也无法模拟汽车转动过程中的制动性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种机动车模拟路试检测装置，其利用车辆作为驱动动力，能够在车辆高速运行状态下检测车辆的止动性能。本发明的目的之二在于提供一种机动车模拟路试检测方法。为实现上述目的一，本发明采用如下技术方案:
机动车模拟路试检测装置，其特征在于，包括，
前台架，该前台架上枢接有左前滚筒和右前滚筒，左前滚筒和右前滚筒的转轴通过位于其二者之间的第一变速器联接；后台架，该后台架上枢接有左后滚筒和右后滚筒，左后滚筒和右后滚筒的转轴通过位于其二者之间的第二变速器联接，左后滚筒和右后滚筒分别与左前滚筒和右前滚筒前后对应，右后滚筒的转轴上联接有一第一测速传感器，左后滚筒的转轴上同步联接有一第二测速传感器；
连杆组件，连杆组件包括两个万向节联轴器，以及两端分别连接在两万向节联轴器的内侧端的连接部，两万向节联轴器的外侧端分别通过一个T型换向箱与左前滚筒和与右前滚筒的转轴同步联接。左前滚筒、右前滚筒的前端及左后滚筒、右后滚筒的后端均安装有一测速滚轮。前台架和后台架之间设置有一变轴距伸缩机构，该变轴距伸缩机构的两个活动端分别与前台架和后台架固定连接；连杆组件的连接部为一两端分别与两个万向节联轴器的内侧端连接的伸缩花键轴。右前滚筒的转轴上联接有一飞轮组。该机动车模拟路试检测装置还包括有一电涡流机，右后滚筒的转轴同步联接在电涡流机的输入端转轴上，第一测速传感器联接在电涡流机的输出端转轴上。该机动车模拟路试检测装置还包括有一机体部分固定在前台架上的变频电机，该变频电机的转动轴与左前滚筒的转轴同步联接。左前滚筒、右前滚筒的前端及左后滚筒、右后滚筒上均安装有一可转动的摆臂以及用于抬升摆臂自由端的气缸，测速滚轮安装在摆臂的自由端。前台架和后 台架上均安装有一用于抬升被检测车辆车轴的举升组件，该举升组件包括固定在前台架或后台架上的支架，安装在支架上空气弹簧举升单元。为实现上述目的二，本发明采用如下技术方案:
机动车模拟路试检测方法，包括如下步骤:
步骤A、将待检测的汽车置于检测试验平台，使待检测汽车的四个车轮分别置于检测试验平台的左前滚筒、右前滚筒、左后滚筒、右后滚筒上，利用前后的测速滚轮向内卡住待检测汽车的前后车轮，使待检测车辆的车轮和与其对应的滚筒及测度滚轮的圆周相切，左前滚筒和左后滚筒同步联接，其二者的转速相同；
步骤B、启动车辆，利用车轮与滚筒之间的摩擦力带动相应滚筒运动，在车辆的右侧前后轮的带动下，右前滚筒和右后滚筒同步转动，且其二者的转速相同；
步骤C、车辆启动到相应的速度后踩刹车启动车辆的制动装置，在启动车辆制动装置的瞬间，利用测速滚轮测出车轮转速VI，利用第一测速传感器和第二测速传感器分别测出左后滚筒和右后滚筒的转速，左后滚筒和右后滚筒的转速即为车辆制动装置启动后的车身行驶速度V2 ；
步骤D、通过电脑采集车辆的制动装置启动后不同时间点的Vl和V2的数值，将相应时间点的Vl和V2的数值带入以下公式:
滑移率=(1-V1/V2) *100%
得出汽车制动装置启动后的滑移率曲线，利用获得的滑移率曲线判断车辆制动装置的性能。在步骤A完成后，步骤B进行前，利用一个举升组件抬升车辆的车轴，以改变车辆的车轮对滚筒施加的下压力。
在步骤A完成后，步骤B进行前，将第一变速器的传动比bl调整为大于I或小于1，将第二变速器的传动比b2调整为大于I或小于1，且传动比bl等于传动比b2。本发明的有益效果在于:
相比于现有的机动车静态性能检测装置，本发明通过微机控制举升装置和变速器，模拟机动车在不同附着系数的路面上直线行驶、左右转弯行驶和不同附着系数的路面切换的路况，通过机动车车轮带动各个滚筒转动，能够实现在高速状态下检测机动车在不同路况的性能，从而代替传统机动车路试试验场。
图1为本发明的结构示意 图2为图1中A-A剖视 图3为本发明一种使用状态示意图。
具体实施例方式下面，结合附图以及具体实施方式
，对本发明做进一步描述:
如图1、2、3所示，本发明的机动车模拟路试检测装置，包括前台架100、后台架200、连杆组件300 ;前台架100上枢轴接有左前滚筒110和右前滚筒120，其二者的转动轴线重合，并且分别对应待检测汽车 的左前轮和右前轮，左前滚筒110和右前滚筒120的转轴通过一个位于其二者之间的第一变速器130联接，使其二者能够同步的转动，并且该第一变速器130能够依据需要调整其传动比，改变左前滚筒110和右前滚筒120的传动比。后台架200，上枢接有左后滚筒210和右后滚筒220，其二者的转动轴线重合，并且分别对应待检测汽车的左后轮和右后轮，左后滚筒210和右后滚筒220的转轴通过位于其二者之间的第二变速器230联接，使其二者能够同步的转动，并且该第二变速器230能够依据需要调整左后滚筒和右后滚筒120的传动比。需要注意的是，在调整时，需要保证第二变速器230的传动比与第一变速器130的传动比是相同的。左后滚筒210和右后滚筒220分别与左前滚筒110和右前滚筒120前后对应,右后滚筒220的转轴上联接有一第一测速传感器260，左后滚筒210的转轴上同步联接有一第二测速传感器240。连杆组件300用于将左前滚筒110和左后滚筒210同步联接，其包括两个万向节联轴器301，以及两端分别联接在两万向节联轴器301内侧端的连接部302，两万向节联轴器301的外侧端部分别通过T型换向箱111和T型换向箱211与左前滚筒110的转轴及左后滚筒210的转轴联接，通过T型换向箱111和T型换向箱211，可使左前滚筒110和左后滚筒210同步的转动，T型换向箱111和T型换向箱211的传动比均为1，使左前滚筒110和左后滚筒210转速相同。左前滚筒110、右前滚筒120的前端及左后滚筒210、右后滚筒220的后端均安装有一测速装置。以安装在右后滚筒220上的测速装置为例，该测速装置包括位于右后滚筒220后端的测速滚轮214，在右后滚筒220的转轴上枢接有一摆臂212，测速滚轮214安装在该摆臂212的自由端上，且该测速装置还包括有一用于抬升摆臂212自由端的气缸213。上述测速装置不仅可以检测与其对应的车轮的转速，同时，前后对应的两组测速装置还能够分别向内卡住汽车的车轮，使汽车在测试过程中不会跑出检测台面。为了适应不同轴距的车辆，上述前台架100和后台架200之间设置有一变轴距伸缩机构400，该变轴距伸缩机构400的两个活动端分别与前台架100和后台架200固定连接；连杆组件300的连接部302为一两端分别与两个万向节联轴器301的内侧端连接的伸缩花键轴。如此，通过调整前台架100和后台架200之间的距离，改变左前滚筒110、右前滚筒120的转动轴线和左后滚筒210、右后滚筒220的转动轴线之前的距离。右前滚筒120的转轴上联接有一飞轮组150 ;该机动车模拟路试检测装置还包括有一电涡流机250，右后滚筒220的转轴同步联接在电涡流机250的输入端转轴上，第一测速传感器260联接在电涡流机250的输出端转轴上。在针对大型车辆的测试时，可以增加飞轮组150的重量，从而真实的模拟汽车的运动惯量；电涡流机250则是辅助小型的车辆，启动电涡流机250，其对右后滚筒220施加反力矩，产生制动力，从而能够真实的模拟小型汽车的运动惯量。该机动车模拟路试检测装置还包括有一机体部分固定在前台架100上的变频电机140，该变频电机140的转动轴与左前滚筒110的转轴同步联接。由于滚筒的尺寸较大，运动惯量也较大，所以增加变频电机6带动左前滚筒110转动，增加各个滚筒的转速，从而使本发明能够检测发动机功率较低的微型汽车，使检测平台的适用性更为广泛。前台架100和后台架200上均安装有一用于抬升被检测车辆车轴的举升组件，该举升组件包括固定在前台架或后台架上的支架510，安装在支架510上空气弹簧举升单元520。在检测时，将车轮900的车轴910置于空气弹簧举升单元520，可以调整车轮对相应滚筒的压力，由于滚筒与汽车轮胎的摩擦系数是固定不变的，改变下压力就能够改变轮胎与滚筒的摩擦力，精确的控制下压力，就可以真实的模拟汽车在不同路面遇到的摩擦力情况。
本发明机动车模拟路试检测方法，包括如下步骤:
步骤A、将待检测的汽车置于检测试验平台，使待检测汽车的四个车轮分别置于检测试验平台的左前滚筒、右前滚筒、左后滚筒、右后滚筒上，利用前后的测速滚轮向内卡住待检测汽车的前后车轮，使待检测车辆的车轮和与其对应的滚筒及测度滚轮的圆周相切，左前滚筒和左后滚筒同步联接，其二者的转速相同；
步骤B、启动车辆，利用车轮与滚筒之间的摩擦力带动相应滚筒运动，在车辆的右侧前后轮的带动下，右前滚筒和右后滚筒同步转动，且其二者的转速相同；
步骤C、车辆启动到相应的速度后踩刹车启动车辆的制动装置，在启动车辆制动装置的瞬间，利用测速滚轮测出车轮转速VI，利用第一测速传感器和第二测速传感器分别测出左后滚筒和右后滚筒的转速，左后滚筒和右后滚筒的转速即为车辆制动装置启动后的车身行驶速度V2 ；
步骤D、通过电脑采集车辆的制动装置启动后不同时间点的Vl和V2的数值，将相应时间点的Vl和V2的数值带入以下公式:滑移率=(1-V1/V2) *100%
得出汽车制动装置启动后的滑移率曲线，利用获得的滑移率曲线判断车辆制动装置的性能，根据标准及公知常识，装有ABS的车辆的滑移率为15%-20%时，其制动性能良好，将上述的滑移率曲线与15%_20%的范围进行比较，最终判断被检测车辆的制动性能是否良好。
上述方法可以通过调整左前滚筒和右前滚筒之间的传动比、以及左后滚筒和右后滚筒之间的传动比，来检测车辆在直线行驶或转弯时的制动性能，例如，需要检测直线行驶状态下的制动性能时，则需要在步骤A完成后、步骤B进行之前，将左前滚筒与右前滚筒之间的传动比(即第一变速器的传动比bl)、左后滚筒与右后滚筒之间的传动比(即第二变速器的传动比b2)均调整为1，即第一测速传感器和第二测速传感器读取的速度是相同的。当需要检测转弯行驶状态下的制动性能时，则需要在步骤A完成后、步骤B进行之前，将第一变速器的传动比bl调整为大于I或小于I，将第二变速器的传动比b2调整为大于I或小于1，且传动比bl等于传动比b2。
当需要检测车辆在不同路面行驶时的制动性能时，则在步骤A完成后，步骤B进行前，利用举升组件抬升车辆的车轴，以改变车辆的车轮对滚筒施加的下压力。具体的原理是汽车制动力和轮胎与地面的摩擦力相对应，而摩擦力的公式为F=y N，F为摩擦力，N为下压力，μ为摩擦系数。由于滚筒与汽车轮胎的摩擦系数固定不变，改变下压力N能够改变轮胎与滚筒的摩擦力，利用计算机控制举升组件来调整汽车轮胎对滚筒的下压力，从而能够模拟汽车在不同路面遇到的摩擦力情况，如在结冰路面的汽车制动性能；在柏油路面进入结冰路面过程，前轮的摩擦力远远少于后轮摩擦力的汽车制动性能；左侧车轮与右侧车轮摩擦力不相同的汽车制动性能等等。通过计算机控制举升组件，能够模拟汽车遇到不同路面路况，从而能够统一标准检测不同厂家出产的汽车制动性能，代替费用昂贵的路试检测，得到相对合理和可信的检测数据。本发明的机动车模拟路试检测装置不仅可以通过上述方法得出滑移率参数体现车辆制动装置的性能，其还可以利用测速滚轮测出车轮在刹车瞬间时的初始速度W，并检测得到车辆的制动时间t，通过计算机运算得到汽车制动的平均减速度a ;从而将上述的初始速度V0、制动时间t、减速度a带入以下公式:
制动距离=VO* Tl+0.5*a*t*t ;其中Tl为固定的反应时间；
得出汽车制动装置启动到汽车停止为止，汽车的制动距离，利用获得的制动距离判断车辆制动装置的性能。对本领域的 技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.机动车模拟路试检测装置，其特征在于，包括， 前台架，该前台架上枢接有左前滚筒和右前滚筒，左前滚筒和右前滚筒的转轴通过位于其二者之间的第一变速器联接； 后台架，该后台架上枢接有左后滚筒和右后滚筒，左后滚筒和右后滚筒的转轴通过位于其二者之间的第二变速器联接，左后滚筒和右后滚筒分别与左前滚筒和右前滚筒前后对应，右后滚筒的转轴上联接有一第一测速传感器，左后滚筒的转轴上同步联接有一第二测速传感器； 连杆组件，连杆组件包括两个万向节联轴器，以及两端分别连接在两万向节联轴器的内侧端的连接部，两万向节联轴器的外侧端分别通过一个T型换向箱与左前滚筒和与右前滚筒的转轴同步联接； 左前滚筒、右前滚筒的前端及左后滚筒、右后滚筒的后端均安装有一测速滚轮。
2.如权利要求1所述的机动车模拟路试检测装置，其特征在于，前台架和后台架之间设置有一变轴距伸缩机构，该变轴距伸缩机构的两个活动端分别与前台架和后台架固定连接；连杆组件的连接部为一两端分别与两个万向节联轴器的内侧端连接的伸缩花键轴。
3.如权利要求1所述的机动车模拟路试检测装置，其特征在于，右前滚筒的转轴上联接有一飞轮组。
4.如权利要求1所述的机动车模拟路试检测装置，其特征在于，该机动车模拟路试检测装置还包括有一电涡流机，右后滚筒的转轴同步联接在电涡流机的输入端转轴上，第一测速传感器联接在电涡流机的输出端转轴上。
5.如权利要求1所述的机动车模拟路试检测装置，其特征在于，该机动车模拟路试检测装置还包括有一机体部分固定在前台架上的变频电机，该变频电机的转动轴与左前滚筒的转轴同步联接。
6.如权利要求1所述的机动车模拟路试检测装置，其特征在于，左前滚筒、右前滚筒的前端及左后滚筒、右后滚筒上均安装有一可转动的摆臂以及用于抬升摆臂自由端的气缸，测速滚轮安装在摆臂的自由端。
7.如权利要求1所述的机动车模拟路试检测装置，其特征在于，前台架和后台架上均安装有一用于抬升被检测车辆车轴的举升组件，该举升组件包括固定在前台架或后台架上的支架，安装在支架上空气弹簧举升单元。
8.机动车模拟路试检测方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤A、将待检测的汽车置于检测试验平台，使待检测汽车的四个车轮分别置于检测试验平台的左前滚筒、右前滚筒、左后滚筒、右后滚筒上，利用前后的测速滚轮向内卡住待检测汽车的前后车轮，使待检测车辆的车轮和与其对应的滚筒及测度滚轮的圆周相切，左前滚筒和左后滚筒同步联接，其二者的转速相同； 步骤B、启动车辆，利用车轮与滚筒之间的摩擦力带动相应滚筒运动，在车辆的右侧前后轮的带动下，右前滚筒和右后滚筒同步转动，且其二者的转速相同； 步骤C、车辆启动到相应的速度后踩刹车启动车辆的制动装置，在启动车辆制动装置的瞬间，利用测速滚轮分别测出左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的速度V1、V2、V3、V4，利用第一测速传感器和第二测速传感器分别测出左后滚筒和右后滚筒的转速，左后滚筒和右后滚筒的转速即为车辆制动装置启动后的车身行驶速度V5 ；步骤D、通过电脑采集车辆的制动装置启动后不同时间点的V1、V2、V3、V4和V5的数值，将相应时间点的V1、V2、V3、V4和V5的数值带入以下公式: 左前轮滑移率=(1-V1/V5) *100% ； 右前轮滑移率=(1-V2/V5) *100% ； 左后轮滑移率=(1-V3/V5) *100% ； 右后轮滑移率=(1-V4/V5) *100% ； 得出汽车制动装置启动后的滑移率曲线，利用获得的滑移率曲线判断车辆制动装置的性能。
9.如权利要求8所述的机动车模拟路试检测方法，其特征在于，在步骤A完成后，步骤B进行前，利用一个举升组件抬升车辆的车轴，以改变车辆的车轮对滚筒施加的下压力。
10.如权利要求8所述的机动车模拟路试检测方法，其特征在于，在步骤A完成后，步骤B进行前，将第一变速器的传动比bl调整为大于I或小于I，将第二变速器的传动比b2调整为大于I或小于1， 且传动比bl等于传动比b2。
全文摘要
机动车模拟路试检测装置及检测方法，该机动车模拟路试检测装置包括，前台架，其上枢接有左前滚筒和右前滚筒，左前滚筒和右前滚筒的转轴通过第一变速器联接；后台架，其上枢接有左后滚筒和右后滚筒，左后滚筒和右后滚筒的转轴通过第二变速器联接，右后滚筒、左后滚筒的转轴均安装有测速传感器；连杆组件，包括两个万向节联轴器，以及连接部，两万向节联轴器的外侧端分别通过一个T型换向箱与左前滚筒和与右前滚筒的转轴同步联接。左前滚筒、右前滚筒的前端及左后滚筒、右后滚筒的后端均安装有一测速滚轮。本发明能够实现在高速状态下检测机动车在不同路况的性能，从而代替传统机动车路试试验场。
文档编号G01M17/007GK103226067SQ201310141749
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者庞抗美, 刘博泉 申请人:庞抗美, 刘博泉
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