汽车制动性实验报告.docx

汽车制动性能试验报告

一、试验目的
1） 学习制动性能道路实验的基本方法，以及实验常用设备；
2） 通过道路实验数据分析真实车辆的制动性能；
3） 通过实验数据计算实验车辆的制动协调时间、充分发出的制动减速度和制动距离。
二、试验对象
试验对象：金龙6601E2客车；
试验设备：
1） 实验车速测量装置：
常用的有ONO SOKKI机械五轮仪、ONO SOKKI光学五轮仪和RT3000惯性测量系统。实验中实际使用的是基于GPS的RT3000惯性测量系统。
2） 数据采集、记录系统：
ACME便携工控机
3） GEMS液压传感器，测量制动过程中制动压力的变化情况。
三、试验内容
1）学习机械五轮仪的工作原理、安装方法及安装注意事项；了解实验车上的实验设备及安装方法；
由于制动实验中，实验车辆上的所有人和物都处于制动减速度的环境中，因此需要对所有物品进行固定，以防止实验过程中对设备的损伤以及对实验人员的损伤。另外，由于实验过程是在室外进行，要求实验系统能够承受各种环境的影响，因此需要针对实验内容选择实验设备及防范措施。
2） 学习车载开发实验软件的使用，了解制动性能分析中比较重要的实验数据的内容和测量方法。
3） 制动协调时间的测量
在常规制动试验中，采集制动信号、动压力信号、车轮轮速信号和五轮仪车速信号。将五轮仪的车速方波信号转化为可直接观察的车速信号和制动减速度信号。在同一个曲线图表中绘制制动踏板信号、制动压力信号和制动减速度信号，观察制动压力和制动减速度在踩下制动踏板后随时间变化的情况，计算当前制动情况下的制动协调时间。
4） 充分发出的制动减速度和制动距离的计算
充分发出的制动减速度：
制动距离
5） 根据实验设备设计制动实验的实验方法，要求的实验车速范围应包括30Km/h~50Km/h；
6） 车速、轮速的计算方法分析；
7） 按照实验方法在可能的条件下进行制动实验。为保证安全，试验中有同学们操作实验仪器，老师驾驶实验车辆。进行常规制动与ABS控制制动的对比实验。

四、试验数据处理及分析
本次实验数据需要一个进制的转换，因为实验得到的数据时十六进制的，所以需要我们转换为十进制，另外，还要根据CAN协议将对应ID值转换为数据。
1.轻踩制动
1）踏板位置

可以看出，驾驶员开始制动时间为1.565s，驾驶员松开制动踏板时间为4.798s，制动持续时间为3.233s。

2）轮速曲线

3）制动压力曲线

黑色曲线为右前轮，从制动轮缸压力曲线可以看出，右前轮的制动压力曲线和其他的有明显不同，在比较时不再比较右前轮的压力。
4）制动减速度曲线

5）对比各个信号发生的时间

对比上图中各个信号发生时间，得到的结论如下：
（1） 制动轮缸压力曲线与踏板信号的对比：
制动轮缸压力的上升与踏板踩下几乎同时发生，理论上制动轮缸压力上升相对于制动踏板信号来说应该有一个滞后，在本次实验中的折翼滞后几乎为0，说明本次实验车的制动系统反应比较快。
（2） 制动减速度相对于制动轮缸压力大致有0.1s的延迟。
（3） 理论上制动轮缸压力应该是上升后就是平台，实验中的结果符合预期。
（4） 制动时，速度理论上应该都是>0的，但是在减速度下降的阶段有一段小于0的速度，这是由于减速时，悬挂质心前移，刹车停止后，悬架恢复，带动车身后移，因此会出现一个负的速度。
（5） 制动协调时间：制动协调时间是指紧急制动时，从踏板开始动作产生制动效果到车轮制动效率达到75%时经历的时间。
本次实验的制动协调时间为0.474s。
（6） 制动距离：用MATLAB计算得到的制动距离为13.52m。
（7） 充分发出的制动减速度

初始车速（km/h）
ub(km/h)
ue(km/h)
se(m)
sb(m)
26.93
21.54
2.69
19.04
14.23

充分发出的制动减速度为：
MFDD=ub2-ue225.92(se-sb)=3.663m/s2
2.较重制动
（1）踏板位置信号

可以看出，驾驶员开始制动时间为1.205s，驾驶员松开制动踏板时间为6.906s，制动持续时间为5.701s。
（2）轮速曲线

（3）制动压力曲线

（4）制动减速度曲线

（5）对比各个信号发生的时间

从图中可以看出，各个信号发生时间顺序与较轻制动时大致是相同的，但制动踏板信号持续的时间要更长一些。
制动协调时间为0.532s
驾驶员踩下踏板时间为1.205s，松开踏板时间为6.906s
制动距离为19.58m
充分发出的制动减速度

初始车速（km/h）
ub(km/h)
ue(km/h)
se(m)
sb(m)
29.41
23.53
2.94
11.03
8.15
MFDD=ub2-ue225.92(se-sb)=4.17m/s2
3.很重制动
（1）踏板位置信号

（2）轮速曲线

由上图可以看出，左后轮和右后轮速度波动十分剧烈，说明这两个轮有抱死趋势，ABS发挥了作用。
（3）制动压力曲线

四个轮缸制动压力变化都十分剧烈，说明此时ABS在充分发挥作用，不断地调节缸压以防止车轮抱死。
（4）对比各个信号发生的时间

制动协调时间：0.252s

初始车速（km/h）
ub(km/h)
ue(km/h)
se(m)
sb(m)
34.96
27.97
3.50
9.12
4.28

充分发出的制动减速度为：
MFDD=ub2-ue225.92(se-sb)=6.14m/s2
五、思考题
1.什么是制动性能评价指标，制动性能中各评价指标通常用什么实验方法测量。本次实验数据说明试验车辆前后轮制动力分配是否合适或滞后是否合适，为什么？
答：（1）制动性能评价指标包括：
制动效能，即制动距离与制动减速度；
制动效能的恒定性，即抗热衰退的性能；
制动时汽车的方向稳定性。
（2）各评价指标的测量方法
制动效能：通过汽车制动性实验来测量，实验中可测得制动器制动力，制动减速度，制动距离以及制动协调时间。
制动效能恒定性：通过连续制动实验来测量。
制动方向稳定性：在一定宽度通道制动，不偏离出通道。
通过实验发现，试验车的制动力的滞后时间很短，反应比较迅速。
2.ABS系统有什么作用，其工作原理是什么？
答：
（1） ABS的作用
在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高汽车的方向稳定性和转向能力，缩短制动距离。
（2） ABS工作原理
通过轮速传感器测量轮速，测量车速。如果有车轮抱死，则通过电磁阀减少车轮的制动压力，从而使抱死消失。为防止车轮制动力不足，必须再次增加制动压力。如此车轮不断又滚又滑。在自动制动控制过程中，必须连续测量车轮运动是否稳定，应通过调节制动压力（加压、减压和保压）使车轮滑移率在制动力最大的范围内。

从本次实验得到的数据来看，在ABS作用下，制动性能有很大改善，不仅防止了车轮的抱死，也防止了侧滑，保证了行驶方向的稳定性。
3.什么是制动协调时间？根据本次实验中的实验数据分析本车的协调时间是多少？计算实验中“充分发出的平均制动减速度”是多少？
答：制动协调时间是指在紧急制动时，从踏板开始动作产生制动效果时到车轮制动率达到 75%时的用时。
实验测出的协调时间0.474s，0.532s，0.252s，符合法规规定的小于0.6s。
实验中计算出来的充分发出的制动减速度分别为3.66m/s2，4.17 m/s2，6.14 m/s2。

六、实验总结
本次试验比较有趣，老师作为驾驶员，我们作为乘客，体验了各种制动加速度下的情况，对于汽车的制动性能有了直观的认识。
从实验后的数据处理中，我巩固了以前学到的知识，尤其是对于ABS系统的工作原理有了更为深入的认识，从制动缸压力的剧烈变化以及车轮的轮速变化就可以看出ABS的作用过程。汽车安装ABS后，不仅最大制动减速度提高，而且制动时保证了很好的方向稳定性。