本發(fā)明涉及一種氣壓制動系統(tǒng)性能模擬測試裝置，具體的為一種氣壓制動系統(tǒng)綜合性能模擬裝置及模擬方法。

背景技術(shù)：

氣壓制動以壓縮氣體為制動源，制動踏板控制壓縮空氣進入車輪制動器，所以氣壓制動最大的優(yōu)勢是操縱方便，提供大的制動力矩，氣壓制動的另一個優(yōu)勢是對長軸距、多軸和拖帶半掛車、掛車等，實現(xiàn)異步分配制動有獨特的優(yōu)越性。

氣壓制動傳動裝置，是以發(fā)動機的動力驅(qū)動空氣壓縮機工作，然后將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械推力，使車輪產(chǎn)生制動。駕駛員只需按不同的制動強度要求，控制踏板的行程，釋放出不同數(shù)量的壓縮空氣，便可調(diào)整氣體壓力的大小來獲得所需的制動力。

氣壓制動系統(tǒng)的基本組成包括空氣壓縮機，儲氣筒、制動控制閥和制動氣室等。其工作原理如下：空氣壓縮機由發(fā)動機通過皮帶驅(qū)動，產(chǎn)生壓縮空氣，向儲氣筒充氣；儲氣筒儲存空氣壓縮機產(chǎn)生的氣體，在制動時提供足夠的壓縮空氣；在氣壓制動中，駕駛員踩制動踏板時控制的是制動控制閥，由制動控制閥控制進入制動氣室的氣壓；制動氣室安裝在車輪制動器旁，當壓縮空氣進入制動氣室時，推動制動氣室的膜片移動，從而控制車輪制動器實現(xiàn)制動。

氣壓制動系統(tǒng)的工作原理可簡單的描述為：駕駛員控制制動控制閥，制動控制閥控制壓縮空氣，壓縮空氣進入制動氣室實現(xiàn)制動效果。在此氣壓制動過程中，最重要的是壓縮空氣，當沒有壓縮空氣或氣壓過低時，就不會產(chǎn)生有效的制動，從而很難保證制動系統(tǒng)的可靠性和安全性。且對于氣壓制動系統(tǒng)各個部件單獨性能的模擬，并不能說明整個氣壓制動系統(tǒng)能夠具有足夠的可靠度，而目前缺乏一種綜合模擬的裝置來對氣壓制動系統(tǒng)的可靠性和安全性進行模擬試驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種氣壓制動系統(tǒng)綜合性能模擬裝置及模擬方法，能夠有效模擬所有的載貨汽車和9座以上的客車的氣壓制動系統(tǒng)，以實現(xiàn)對氣壓制動系統(tǒng)的可靠性和安全性進行模擬試驗。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明首先提出了一種氣壓制動系統(tǒng)綜合性能模擬裝置，包括中央控制臺和客車、半掛牽引車、貨車的非完整車輛裝配區(qū)；

非完整車輛裝配區(qū)包括模擬平臺，所述模擬平臺的下方設(shè)有可移動的車橋，所述車橋的兩側(cè)分別設(shè)有制動氣室，所述制動氣室上設(shè)有負載模擬系統(tǒng)，所有的所述車橋中，其中至少一輛所述車橋上安裝設(shè)有儲氣筒，且所述制動氣室和所述儲氣筒之間按照被模擬車輛的氣壓制動系統(tǒng)設(shè)有氣壓制動管路系統(tǒng)，所述氣壓制動管路系統(tǒng)上設(shè)有制動控制閥，且所述模擬平臺上還設(shè)有用于控制所述制動控制閥開度的氣壓制動控制裝置；所述氣壓制動控制裝置包括腳踏板和電動氣缸；

所述中央控制臺包括中央處理器和均與所述中央處理器電連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、壓力控制模塊；所述制動氣室內(nèi)設(shè)有用于測量其制動行程的位移傳感器Ⅰ和用于測量其制動輸出力的壓力傳感器Ⅰ，所述腳踏板上設(shè)有拉線傳感器，所述電動氣缸上設(shè)有用于測量其行程的位移傳感器Ⅱ；所述儲氣筒上設(shè)有與空壓機相連的進氣管，且所述儲氣筒內(nèi)設(shè)有壓力傳感器Ⅱ，所述進氣管上設(shè)有用于控制所述儲氣筒內(nèi)壓力的控制閥，所述數(shù)據(jù)采集模塊分別與所述位移傳感器Ⅰ、位移傳感器Ⅱ、壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ和拉線傳感器電連接，所述壓力控制模塊與所述控制閥電連接。

進一步的負載模擬系統(tǒng)包括盤式負載模擬工裝和對推氣室模擬系統(tǒng)

本發(fā)明還提出了一種氣壓制動系統(tǒng)綜合性能模擬方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：確定被模擬車輛的車型，嚴格按照圖紙連接好所述氣壓制動管路系統(tǒng)；

S2：根據(jù)被模擬車輛的車型，在對應(yīng)的位置處安裝所述位移傳感器Ⅰ、位移傳感器Ⅱ、壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ和拉線傳感器，并對各個傳感器進行標定；

S3：在所述模擬平臺上安裝腳踏板和電動氣缸；

S4：通過壓力控制模塊調(diào)節(jié)所述儲氣筒內(nèi)的氣壓；

S5：利用腳踏板或電動氣缸控制制動控制閥的開度實現(xiàn)對氣壓制動系統(tǒng)的模擬試驗，數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)并傳輸至所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)采集的數(shù)據(jù)輸出壓力-行程曲線，將該壓力-行程曲線與設(shè)定的壓力行程曲線對比，以判斷該氣壓制動系統(tǒng)的綜合性能。

本發(fā)明的有益效果在于：該模擬裝置可完成對構(gòu)成氣壓制動系統(tǒng)的所有部件的模擬；按照車型的實際尺寸設(shè)計的模擬臺架有效的減小了實驗?zāi)M結(jié)果與實車模擬結(jié)果的差距；該裝置對多種車型的可選擇模擬，有效地節(jié)約了資源、降低了研究成本，為氣壓制動系統(tǒng)的設(shè)計提供了可靠的實驗依據(jù)。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為客車、半掛牽引車非完整車輛裝配區(qū)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為貨車非完整車輛裝配區(qū)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為中央控制臺示意圖；

圖4為常規(guī)制動系統(tǒng)的氣路圖；

圖5為EBS制動系統(tǒng)氣路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。

一種氣壓制動系統(tǒng)綜合性能模擬裝置，包括中央控制臺和客車、半掛牽引車、貨車的非完整車輛裝配區(qū)；

非完整車輛裝配區(qū)包括模擬平臺，模擬平臺的下方設(shè)有可移動的車橋，車橋的兩側(cè)分別設(shè)有制動氣室，制動氣室上設(shè)有負載模擬系統(tǒng)，所有的車橋中，其中至少一輛所述車橋上安裝設(shè)有儲氣筒，且制動氣室和所述儲氣筒之間按照被模擬車輛的氣壓制動系統(tǒng)設(shè)有氣壓制動管路系統(tǒng)，氣壓制動管路系統(tǒng)上設(shè)有制動控制閥，且模擬平臺上還設(shè)有用于控制制動控制閥開度的氣壓制動控制裝置；氣壓制動控制裝置包括腳踏板和電動氣缸；

一種氣壓制動系統(tǒng)綜合性能模擬裝置實施例，包括圖1客車、半掛牽引車非完整車輛裝配區(qū)、圖2中央控制臺和圖3貨車非完整車輛裝配區(qū)三大部分。

其中客車、半掛牽引車和貨車的非完整車輛裝配區(qū)包括六組可移動車橋、干燥器、冷凝器、制動氣室、負載模擬系統(tǒng)、管道裝置、車輪制動器、制動器控制閥以及其他制動執(zhí)行組成機構(gòu)等。

六組可移動車橋可根據(jù)待模擬車輛的長度進行增加或減少，適用于商用車的所有的載貨汽車和9座以上的客車，在擁有完整氣路圖和部件圖的條件下，可以切換任意車型。

負載模擬系統(tǒng)包括盤式負載模擬工裝和對推氣室模擬系統(tǒng)，針對牽引車的模擬，采用盤式負載模擬工裝，對于貨車非完整車輛則采用的是推氣室模擬系統(tǒng)。所述對推氣室系統(tǒng)具體參加本公司之前申報的專利“彈簧制動器負載模擬系統(tǒng)”。該系統(tǒng)由被測彈簧制動缸和負載彈簧制動缸組成，推氣室模擬系統(tǒng)包括負載工裝與外圍電子元氣件，其中負載工裝包括被測彈簧制動缸、負載彈簧制動缸、位移傳感器及限位連動調(diào)節(jié)機構(gòu)；負載彈簧制動缸與被測彈簧制動缸通過高度可調(diào)螺釘連接，同時設(shè)計了行程限位螺釘，實現(xiàn)了行程導(dǎo)向與高度調(diào)節(jié)的功能。制動控制閥的所有進出氣口，所有的儲氣桶上都安裝有測試接頭，且都為快插方式，即插即用。

管道裝置包括塑料管道，可替換為不同車型對應(yīng)的管路。管路裝置連接方式為完全模擬實車的制動管路，包括管路的長度，管徑、是否轉(zhuǎn)彎是否回轉(zhuǎn)等。

車輪制動器采用的是車用的盤式制動器與半片制動盤，此制動器采用腳踏式實際制動方式。

圖1為客車、半掛牽引車非完整車輛裝配區(qū)，除了裝配必要的檢測部件以外，其中還內(nèi)含了駕駛操控系統(tǒng)3，包括組合踏板安裝區(qū)、座椅、手控閥安裝區(qū)。在組合踏板上通過機械結(jié)構(gòu)安裝了踏板力傳感器和拉繩式位移傳感器，用于采集踩踏時的人腳對踏板作用的力和在作用力下制動踏板所產(chǎn)生的位移量。在客車、半掛牽引車非完整車輛裝配區(qū)內(nèi)還含有電動缸氣制動閥踩踏工裝1，工裝包括必要物理支撐結(jié)構(gòu)外，加裝了拉力傳感器。在電動缸的控制下，可運動的位移可以得到精確控制，同時可采集在產(chǎn)生位移的過程中，作用力的變化曲線；或可以通過對拉力傳感器反饋的數(shù)值進行定點，反推電動缸行進了多少位移量。

在客車、半掛牽引車非完整車輛裝配區(qū)內(nèi)還含有一輛儲氣筒小車4，三輛橋架小車2。儲氣筒小車4上布置了四個三十升的儲氣筒，均為完全模擬實車的儲氣筒。每輛小車2的左右各安裝了一套盤式制動器的工裝，模擬實際的客車非完整車輛的盤式制動器。裝配區(qū)的尺寸由實際車輛精確尺寸設(shè)計得到；裝配區(qū)的其他組成部分均由氣路管道連接在一起，協(xié)同工作。制動器室采用了精確的對推氣室進行負載模擬，并制作了通用性極強的工裝來輔助測試。

如圖2所示，為貨車非完整車輛裝配區(qū)，除了安裝必要的貨車非完整車輛部件以外，還包括三輛橋架小車2和兩輛儲氣筒小車。每輛儲氣筒小車上均布置了四個三十升的儲氣筒6，第一輛小車為模擬實際貨車非完整車輛的儲氣筒，第二輛小車則為制動氣室的負載提供高壓氣體，同時用于平衡負載內(nèi)的氣壓。三輛橋架小車，每輛小車的左右兩邊各分別布置了彈簧制動氣室負載模擬工裝，可以切實的用來模擬貨車非完整車輛的三個橋架的制動管路。

如圖3所示為中央控制臺，控制臺是整個測試系統(tǒng)的信息輸入、輸出、控制與分析中心。中央控制臺包括中央處理器和均與中央處理器電連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、壓力控制模塊；中央控制室采集的信號包括：制動氣室內(nèi)設(shè)有的用于測量其制動行程的位移傳感器Ⅰ和用于測量其制動輸出力的壓力傳感器Ⅰ，腳踏板上設(shè)有拉線傳感器，電動氣缸上設(shè)有的用于測量其行程的位移傳感器Ⅱ；儲氣筒上設(shè)有的與空壓機相連的進氣管，且儲氣筒內(nèi)設(shè)有的壓力傳感器Ⅱ，進氣管上設(shè)有的用于控制儲氣筒內(nèi)壓力的控制閥，數(shù)據(jù)采集模塊分別與上述位移傳感器Ⅰ、位移傳感器Ⅱ、壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ和拉線傳感器電連接，壓力控制模塊與控制閥電連接。實施例中的中央控制臺主要由工控機、顯示器、自主開發(fā)的電路板、運動板卡、波形發(fā)生卡、伺服電機、傳感器快插模組等元器件組成。中央控制臺可對測試過程中單個部件及全部件的綜合性能參數(shù)進行采集和分析，避免了二次采集和數(shù)據(jù)處理帶來的誤差。

如圖4所示，為本發(fā)明可模擬的常規(guī)客車、貨車、半掛牽引車、客車非完整車輛制動系統(tǒng)氣路圖。首先確定每個部件的安裝位置，其次按照管路圖連接所有部件之間的管路和傳感器測試接頭，在安裝過程中尤其需要注意管路的長度、鏈接轉(zhuǎn)彎接頭和測試接頭的安裝位置需要更靠近哪個部件，并給予同顏色的管路貼上其它顏色的區(qū)分色帶。在安裝氣制動閥部件時，應(yīng)考慮按測試需求在兩種踩踏方式中選擇一種進行安裝。最后在需要檢測的位置，插入對應(yīng)的氣壓傳感器進行檢測。

如圖5所示，為本發(fā)明可模擬的車型中的另一種，EBS制動系統(tǒng)測試圖，與圖4的最大差別在于加入了EBS系統(tǒng)。同樣的安裝方式，首先將每個部件安裝在臺架的合適的位置上，氣制動閥根據(jù)需要在兩種方式種選擇一種安裝。其次連接氣路與電路，在連接過程中，同樣需要注意管路的管徑和長度等參數(shù)，并在規(guī)定位置裝配上傳感器測試接頭與傳感器。連接完成，等待測試即可。

具體的模擬方式如下：

S1：確定被模擬車輛的車型，嚴格按照圖紙連接好所述氣壓制動管路系統(tǒng)；

S2：根據(jù)被模擬車輛的車型，在相應(yīng)的位置處安裝位移傳感器Ⅰ、位移傳感器Ⅱ、壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ和拉線傳感器，并對各個傳感器進行標定；

S3：在所述模擬平臺上安裝腳踏板和電動氣缸；

S4：通過壓力控制模塊調(diào)節(jié)所述儲氣筒內(nèi)的氣壓；

S5：利用腳踏板或電動氣缸控制制動控制閥的開度實現(xiàn)對氣壓制動系統(tǒng)的模擬試驗，數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)并傳輸至所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)采集的數(shù)據(jù)輸出壓力-行程曲線，將該壓力-行程曲線與設(shè)定的壓力行程曲線對比，以判斷該氣壓制動系統(tǒng)的綜合性能。

以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。