2.采集与控制系统
(1)车速信号采集
目前国内检测线用的汽车底盘测功机所采用的车速信号传感器可以分为以下几个类型。
①光电式车速信号传感器
图5为直射式光电车速传感器的工作示意图,它由光源、带孔圆盘(光栅)和光敏管组成。汽车车轮在光滚筒上滚动时,带动光栅以一定的转速旋转,光源连续发光,当光束通过光栅上的小孔时,光束照到光敏管上,使它产生相应的电脉冲信号。此信号送入计数器即可得到被测轴的转速。车速信号有两种,其一是单位时间计数(频率),其二是测脉宽(周期),两者均可得到滚筒的转速信号,根据滚筒的半径及光栅盘上小孔的个数可得到车速信号。
②磁电式车速传感器
图6为磁电式车速传感器工作示意图。它由旋转齿轮和永久磁铁及感应线圈等组成。汽车车轮在光滚筒上滚动时,带动齿轮以一定速度旋转,当磁电传感器对准齿顶时,磁电传感器感生电动势增强,同理,当磁电传感器对准齿槽时,磁电传感器感生电动势减弱,由于磁阻的变化,磁电传感器输出的电压信号为交变信号。因信号较弱(一般在3mV左右),所以必须经过信号放大整形电路,将交变信号变为脉冲信号,送入CPU高速输入口(HSI),以获取车速信号。
③霍尔车速传感器
图7为霍尔车速传感器工作示意图。汽车在滚筒上滚动时,带动转盘旋转,当霍尔传感器(霍尔元件)对准永久磁铁时,磁场强度增强,产生霍尔效应,输出电压可达10 mv,当霍尔传感器远离磁场时,输出电压降至0,这样可得到脉冲信号,送入CPU高速输入口(HSO,通过检测脉冲频率或周期,便可得到车速信号。
④测速电机
汽车车轮在滚筒上滚动时,带动测速电机旋转,测速电机产生的电压正比于滚筒转速,通过A/D采集可得到车速信号。
(2)驱动力信号
汽车底盘测功机驱动力传感器可分为两种:拉压传感器和位移传感器,它们一边连接功率吸收装置的外壳,另一边连接机体。
功率吸收装置在工作过程中,无论是水力式、电涡流式,还是电力式功率吸收装置,其外壳都是浮动的。以电涡流式为例,当线圈通过一定的电流时,就产生一定的涡流强度。对转子来说,电磁感应产生的力,其作用方向与其转动的方向相反。当传动器固定后,外壳上的力臂对传感器就有一定的拉力或压力(与安装的位置有关),拉压传感器在工作时,传感器受力产生应变,通过应变放大器可得到一定的输出电压,这样将力信号转变成电信号来处理,通过标定,可以得到传感器的受力数值。
(3)汽车底盘测功机控制系统
点涡流式加载装置可控性好、结构简单、质量轻、便于安装,在底盘测功机中得到广泛的应用。众所周知,汽车在行驶过程中存在滚动阻力、加速阻力和坡道阻力,其中加速阻力是通过惯性飞轮来模拟;通过台架模拟道路必须选用加载装置,要想控制它,就必须知道控制电压及电流。汽车底盘测功机常见的位控信号有举升机升降控制或滚筒锁定控制、电磁阀控制、飞轮控制、车辆检测灯控制、手动或自动控制等信号,它们常常通过计算机或单片机I/O输出板(8155或8255等),再经过信号放大、驱动来实现。
3.安全保障系统
安全保障系统包括左右挡轮、系留装置、车堰、发动机与车轮冷风机,其作用如下:①左右挡轮的目的是防止汽车车轮在旋转过程中,在侧向风的作用力的作用下驶出滚筒,对前驱动车辆更应注意;②系留装置是指地面上的固定盘与车辆相连,以防车辆高速行驶时,由于滚筒的卡死飞出滚筒;③车堰的作用之,是防止车辆在运行过程中,车体前后移动,同时也达到与系留作用相同的功能;④发动机与车轮冷却风机是防止车辆在运行过程中发动机和车轮过热。
4.引导与举升及滚筒锁定系统
(1)引导系统
引导系统也称司机助手,其作用是引导驾驶员按提示进行操作。提示的方法有两种,一种是显示牌,另一种是大屏幕显示装置。①显示牌一般是与计算机的串行通讯口相连,当计算机对显示牌初始化后,便可对显示牌发送ASC日码与汉字,以提示驾驶员如何操作车辆及显示检测结果。②大屏幕显示器通过AV转换盒与计算机相连,AV转换盒的目的是将计算机的数字信号转换成视频信号供电视机用。
(2)举升装置
升降系统的类型较多,常用类型包括气压式和液压式两种。气压式升降机由电磁阀、气动控制阀及双向汽缸或橡胶气囊组成,在气压力的作用下,汽缸中的活塞便可上下运动以实现升降目的。液压式举升装置通常由磁阀、分配阀、液压举升缸等组成。在液压作用下,举升缸活塞向上移动,实现举升目的。
(3)滚筒锁止系统
棘轮棘爪式锁止系统装置如图8所示,它由双向汽缸、棘轮、棘爪、回位弹簧、杠杆及控制器组成,通过控制器控制压缩空气的通断,当某一方向通气后,空气推动汽缸活塞运动控制棘爪与棘轮离合以达到锁止或放松的目的。