汽车悬架特性测控系统研究(硕士论文)

第四章 计算机测控硬件系统 ………………………………………26 §4.1.1 传感器的选型………………………………………28 §4.1.2 放大电路的设计……………………………………29 §4.1.3 多路模拟开关选择…………………………………32 §4.1.4 采样保持器的选择…………………………………33 §4.1.5 A/D 转换器的选择…………………………………35 §4.2 §4.3 §5.1 §5.2 电气控制系统 ……………………………………………36 检测系统硬件抗干扰措施 ………………………………39 软件系统概述……………………………………………42 软件功能模块设计………………………………………42
第二章 悬架性能对汽车安全性的影响 ……………………………8 悬架减振器性能对行车安全性的影响……………………9 ……………………………………10
第三章 悬架检测试验台理论分析 …………………………………13 悬架测试理论数学模型建立 ……………………………13 悬架性能检测的理论分析 ………………………………15 车轮接地性指数的测量与评价标准 ……………………18 影响车轮接地性指数的因素 ……………………………21 信号采集系统 ……………………………………………28
致谢……………………………………………………………………63 参考文献………………………………………………………………64 论文摘要………………………………………………………………I 英文摘要………………………………………………………………IV
第一章
绪论
随着现代汽车工业的飞速发展和人民生活水平的不断提高， 汽车已成为人 们工作、生活中不可缺少的一种交通工具。汽车在为人们造福的同时，也带来 了大气污染、噪声和交通安全等一系列问题。 因此， 我们一方面要不断研制性能优良的汽车； 另一方面也要不断的发展 我国汽车检测事业。只有开发研制多功能、智能化的检测设备，才能促进我国 汽车行业的迅猛发展。
采用 Visual C++语言编写 4. 测控系统的软件基于 Windows 95/98 操作系统，
算法，对采集到的信号进行软件处理。最终实现检测结果的存储及打印。 5. 最后，通过实车测试，对检测系统进行验证。 关键词：汽车悬架 悬架振动试验台 接地力指数 测控系统
目录
第一章 绪论 …………………………………………………………1 §1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §2.1 §2.2 §2.3 §3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §4.1 汽车性能检测的意义……………………………………1 国外汽车性能检测的发展状况…………………………1 国内汽车性能检测的发展状况…………………………3 悬架性能检测国内外发展状况…………………………5 本论文研究的主要内容 …………………………………6 悬架减振器故障现象分析 传统检测方法分析 …机测控软件系统 ………………………………………42
§5.2.1 系统自检模块………………………………………43 §5.2.2 自动检测模块………………………………………43 §5.2.3 系统标定模块………………………………………46
§5.2.4 容错模块 …………………………………………48 §5.2.5 帮助模块 …………………………………………48 §5.3 其它功能软件实现………………………………………48 §5.3.1 软件滤波功能………………………………………48 §5.3.2 零点、温漂的自动调整……………………………49 第六章 检测系统的实际应用与分析 ………………………………50 §6.1 §6.3 §7.1 §7.2 试验台标定………………………………………………51 检测系统的实际应用与测试分析…………………………53 论文的主要工作及结论…………………………………61 论文的创新点及展望……………………………………61 §6.2 悬 架 性 能 的 检 测 过 程 … … … … … … … … … … … … … … 5 2 第七章 全文总结……………………………………………………61
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可见， 用现代化的手段对车辆性能进行定期和不定期的检测， 这对提高汽 车维修质量、保证车辆技术状况和安全性能，提高运输效率、降低运行消耗、 减少环境污染等方面有着显著的经济效益和社会效益， 对促进道路运输业的发 展起到了积极的推动作用。
§1.2 国外汽车性能检测的发展状况
汽车不解体检测技术产生于 20 世纪的 20 年代， 在这半个多世纪里， 特别 是近一二十年间， 世界电子技术的飞速发展大大带动和促进了汽车新技术的发 展步伐。这期间的汽车不解体检测诊断技术随着电子技术、计算机技术、自动 化控制技术、传感器技术的发展而不断发展，特别是工业发达的国家，已普遍
§1.3
国内汽车性能检测的发展状况
我国汽车性能检测和诊断技术起步较晚。 只是在最近的 10 年才有迅速的发 展。随着经济的发展与科技的进步，以及我国公路运输的发展，汽车保有量与 日俱增。与此相适应，国家对保障行车安全、对汽车行驶的经济性、可靠性、 舒适性的要求不断提高，同时对汽车能源消耗及环保问题的关注也日益突出。
第四阶段，现代全自动检测。随着电子技术的飞速发展，汽车检测系统同 其他工业控制系统一样广泛引入了电子计算机技术， 由于计算机具有强大的计 算能力、可贵的记忆能力和逻辑判断能力、人机对话能力，从而使检测的自动 化程度、检测速度、检测数据的准确性、公正性和可靠性大大提高，同时也为 检测技术人员提供了许多新的测试手段， 以及开拓了新的检测功能。 这个阶段 被称为现代全自动检测。 现代全自动检测具有许多自身的优点： （1）测量精度高； （2）检测速度快； （3）操作简便，操作人员无须太多 的计算机知识，减轻了劳动强度； （4）提高了检测数据的可靠性，计算机自动 检测和出具检测结果，最大限度地排除了人为因素的干忧； （5）通过计算机可 建立强大的数据库（检测标准库、检测档案、登录信息、车辆管理档案、设备 管理档案等） ，存储时间长，可以随时查询车辆的检测结果。 目前国内的汽车综合性能检测大多介于第三至第四阶段， 由于现代全自动 检测具有如上的优点，已经成为车辆检测技术应用的发展方向。可以预见，随 着我国加入 WTO 和整个国民经济的快速发展， 我国的汽车诊断和检测技术将 得到快速发展。[1,2]
电子燃油喷射、ABS 制动防抱死装置、电控自动变速器及各种电子技术在汽 车上的应用， 国内汽车结构发生了很大的变化， 对汽车检测诊断设备的需求越 来越大，并对其性能、质量、可靠性等提出了更高的要求，促进了汽车检测设 备仪器的应用与发展。 随着汽车不解体检测诊断技术的日趋成熟， 检测设备 （国产） 也日趋完善， 已经可以用检测设备仪器对汽车的安全性（制动、侧滑、转向、前照灯等） 、 可靠性（异响、磨损、变形、裂纹等） 、动力性（车速、加速能力、底盘输出 功率、扭矩和点火系状况等） 、经济性（燃油消耗）及噪声和废气排放状况等 进行检测诊断，目前除对某些离合器、机械变速器、主减速器等的故障诊断还 没有方便、实用的检测设备仪器可利用外，已经能够对汽车的整体技术状况、 汽车维修质量、 汽车制造质量等进行检测诊断并综合评价， 以被广泛地应用于 汽车制造、汽车使用管理、汽车维修等行业。 目前，我国汽车检测诊断设备生产企业约 300 多家，已经能够开发和生产 具有一定水平的检测诊断设备仪器，有的产品以逐步形成了独立的类别和系 列， 基本上满足了 20 多万家汽车维修企业和 2000 多条汽车检测线的设备需要， 还有部分产品返销日本和出口泰国、韩国及香港、澳门等地。但国内在这个领 域里起点低、 起步晚， 整体水平比较落后， 较为突出的问题是产品技术含量低， 品种不全，不能形成系列产品，产品质量不稳定，甚至产品外观粗糙等，但是 从发展的角度看， 我国的汽车检测设备正在以较快的速度缩小与国际产品水平 的距离。 我国汽车综合性能检测的检测设备仪器的发展的四个阶段： 第一阶段，纯机械结构的单机人工操作。此阶段的设备、仪器比较简单， 一般是仿国外的产品，测试的精度也不高，设备只有指针式仪表，需要检测人 员手动操作，用人工抄写检测结果，检测速度有限，但与过去的眼看、耳听、 手摸的方式到利用设备仪器定量检测，可见，这个阶段是一个质的飞跃。 第二阶段， 机电一体化的单机自动检测。 此阶段采用新型传感器使检测设 备实现单机自动化，部分设备具备了单机数据采集打印功能，简便了操作，这 个阶段称为“半自动” 。 第三阶段，简单的全自动检测。这个阶段主要应用单片机，单板机在检测 中的应用，把一部分设备仪器（主要是安全性能、排放、噪声设备）进行全自 动联网，最后打印出检测结果，此阶段虽称“全自动” ，但人工采集数据多， 自动化程度低，一般采用模拟信号传输，可靠性差，系统容易受环境因素的影 响，传输效率低，在整个检测过程中人为因素仍占较大比例。
刘 学 东 载运工具运用工程
导师姓名 及 职 称： 苏 建 教授
论文起止年月：2001 年 9 月至 2003 年 1 月
摘要
本文根据我国汽车检测的具体情况，针对目前悬架性能检测的落后现状， 分析了悬架性能对汽车使用性能的影响， 并对悬架性能检测的理论和检测系统 作了深入的研究，在此基础上开发了“悬架检测计算机测控系统” ，该检测系 统采用先进的传感器、 电子技术作为检测手段， 用计算机作为控制与分析中枢， 快速、 准确地对悬架性能作出检测与评价。 本论文的内容主要有以下几个方面： 1. 在理论上对悬架性能的检测进行了分析，并建立了数学模型，这为悬 架性能检测提供了可靠的理论依据。 2. 在原有检测台的基础上，对结构进行优化设计，使其能够满足动态测 量和数据存储的要求。 3. 对悬架检测系统的测控部分进行了深入的研究，阐述了具体的控制方 案及实现过程。
§1.1 汽车性能检测的意义
汽车在使用过程中， 其技术状况和使用性能会逐渐变坏。 从而导致汽车的 动力性下降、经济性变差、安全可靠性降低，严重的影响汽车经济效益和运输 效率的发挥。 近些年发展起来的汽车检测诊断技术， 是在汽车不解体的情况下， 综合的利用机械、电子、流体和振动、声学、光学等技术，通过参数、曲线、 波形等的变化，测试汽车技术状况和工作能力，以及判断故障的部位和原因。 并采取相应的预防和维修措施。 而且它还可以应用计算机采集数据、 自动分析、 判断和打印检测结果，其优点是准确、可靠、迅速、能定量分析、容易操作等。