北京汽车研究总院有限公司101300
摘要:制动是车辆基础结构部分,关系到车辆的安全运行。因此,想要提高驾驶的安全性,就要定期检测汽车制动性能。汽车制动性能检测方法有很多,不同检测方法都存在一定的优缺点。本文介绍了检测汽车制动性能的台试法和路试法,分析台试法中的滚筒反力式制动试验台、滚筒惯性式制动试验台、平板式制动试验台和路试法的基本原理、优点以及存在的问题,针对这些问题提出提高制动性能检测精度的措施。
前言
为了保障行驶安全和使汽车的动力性得以充分发挥,汽车必须具有优良的制动性能。汽车的制动性能是指汽车行驶时,能在短距离内停车且维持行驶方向稳定和在下长坡时能维持较低车速的能力,主要由三个方面指标衡量:制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向稳定性。
其中制动效能是制动性能最基本的评价指标。汽车制动性能检测是汽车安全性能检测中的重要内容。在GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中,对汽车制动系提出了系统的技术要求,并规定了汽车制动性能的检测项目、检测方法及评价标准。汽车技术的不断发展,行车速度的不断加快,道路交通安全越来越得到重视,对汽车制动性能的要求越来越高,因而对汽车制动性能的检测质量也提出了更高要求。
一.汽车制动性能的检测方法
汽车制动性能的检测方法分为台试检测和路试检测。根据在GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》规定,可以用台试法或路试法检测汽车制动性能,只要检测指标符合检测标准,就认为汽车制动性能合格。
1.台试检测制动性能
台试检测就是利用汽车制动试验台进行检测。汽车制动试验台有多种类型,按测试原理不同,可分为反力式和惯性式两类;按试验台支撑车轮形式的不同,可分为滚筒式和平板式两类。
台式制动试验台检测的主要检测参数为制动力总和、轴制动力、制动力平衡、车轮阻滞力、驻车制动性能和制动协调时间。检测时制动踏板或制动气压应符合有关规定。
1.1滚筒反力式制动试验台检测方法分析
在当今国内外的滚筒式制动试验台的主流产品是滚筒反力式制动试验台。滚筒反力式制动试验台由左右各一对滚筒、电动机、减速器、传动链、测力传感器和指示控制装置等组成。检测时,受检汽车驶上制动试验台,车轮停驻在滚筒上,电动机驱动滚筒带动车轮转动,待车轮转速稳定后驾驶员按照指示急踩制动踏板,电动机继续驱动滚筒转动,向车轮施加一个与制动力矩相反的力矩,直至控制系统采完数据为止,电动机停止转动。这就是滚筒反力式制动试验台的检测原理。滚筒反力式制动试验台检测时,汽车不动,是滚筒带动车轮转动,因此是一种静态检测。
滚筒反力式制动试验台存在的问题是:试验台制动时的最大测试能力,受检测因素的影响较大。
可以看出,试验台的最大测试能力受安置角α、附着系数φ、水平推力F三方面因素的影响。当α、φ、F增加时,制动力的最大测试能力增加;当车轮直径增大、附着系数减小、非测试车轮制动过小时,被测车轮容易抱死,其最大制动力难以测出,从而导致整车制动力过小,容易引起误判。
提高测试能力的实质就是增加轮胎与滚筒的附着力,避免制动时车轮抱死。为此,常用的措施如下:
(1)合理改善滚筒表面的附着系数,保持轮胎及滚筒表面清洁、干燥。
(2)为减少因车轮气压偏低而引起的检测误差,要求在制动性能检测前必须将轮胎气压充至标准气压。
(3)为了获得足够的附着力,可在汽车上增加适当附加质量(附加质量不计入轴重,加载时须注意偏载)。为了防止因车轮被滚筒推出制动台而使制动力测不上去,可对被检车辆采取牵引措施或在非被侧车轮后面垫上三角垫块,或采取牵引方法、阻止车辆移动,以提高检验台检测制动力的能力。
(4)引车员应严格按检测规程操作。在检测制动性能时,应使被检车辆沿行车线垂直于检验台,缓慢平稳地驶上试验台,将被检车轮停放在滚筒上。检测前轮制动时不得转动方向盘。
1.2滚筒惯性式制动试验台检测方法分析
惯性式滚筒制动试验台是利用其旋转飞轮的动能模拟车辆在道路上行驶的动能,使车辆在试验台上能呈现路试制动时的工况来检测制动性能的。惯性式滚筒制动试验台检测的是制动距离、制动减速度和制动时间。
为了解决传统惯性式制动力试验台的缺点,国内某研究所发明了一种“动态校准的惯性制动台”。这种制动台是在带高速反拖的底盘测功机的基础上派生出来的,它利用大功率变频电机或汽车本身的动力使车轮在滚筒上高速转动,利用电涡流测功机给出标准制动力矩,对系统(包括车轴和车轮)的整体转动惯量进行测量和计算,从而可得出系统转动惯量的精确数值,避免传统惯性式制动力试验台需配备附加转动惯量的麻烦。
1.3平板式制动试验台检测方法分析
平板式制动试验台是低速动态惯性式制动试验台,它是在汽车行驶制动状态进行的一种动态检测。检测时,汽车通过车轮在平板上附加的作用力与制动力大小相等、方向相反,该作用力使平板沿纵向位移,经传感器可测出各车轮的制动力。平板式制动试验台存在的问题是:
(1)平板式制动试验台对轴距变化大、多轴车的汽车检测不方便,测试货车后轴的制动性能不够理想,受其结构限制对于大轴重的车辆也不适应。
(2)测试重复性差、需要助跑车道,不利于流水作业。如何评价一台汽车制动性能的好坏,以及能否在制动试验台上测得真正的最大制动力,是汽车制造厂关心的问题。汽车是要在道路上行驶的,在一定行驶速度下制动,必然有轴荷转移,滚筒式制动试验台是无法模拟实际制动的,平板制动试验台是基于动态原理来进行检测的,因此它具有能如实反映汽车制动性能的独特优势,得到人们的逐渐认可,在国外应用也逐渐增多,有些国家或地区相继规定采用甲板式制动台代替滚筒式制动台。
2.路试检验制动性能
路试检测是指利用必要的仪器,通过道路试验进行汽车性能的检测,其检测方法有制动距离法和制动减速度法。目前国内普遍采用的汽车制动性能路试法主要指拖印法。即车辆在平坦干燥的路面上(坡度≤±1°),以一定的速度行驶时作紧急制动,以制动开始到制动停止的距离、轮胎在路面上的压印和拖印的痕迹作为评定制动性能的依据。
2.1路试检验法的优点
路试检验法能够真实反映汽车在实际制动过程中动态性能,是评价汽车制动性能的最直接手段,而且因为汽车ABS系统采用的经验控制缺乏直接与设计参数紧密相关的评价指标,所以,目前对ABS性能的评价主要采用实车路面试验。
2.2路试检验法存在的问题
路试检验法在检测过程中易受到气候、道路、驾驶员等多种因素限制,试
验数据受人的主观和试验条件差异的影响很大,因此需要进行多次试验.,而每次试验时对轮胎磨损严重。而且在制动过程中,车轮被抱死拖印时车辆制动力并不是最大,其有效制动力比最大制动力约小了5%~25%。而理想的制动状态是在车轮即将抱死而又未完全抱死时,此时的制动距离最短。另外拖印法对于制动力分配以及车轮制动时的情况也无法作出定量的分析,这对于ABS系统评价是很不利的。
二.台试检验和路试检测方法的比较
台试法检验制动性能的优点是迅速、经济、安全,不受外界条件的限制,重复性较好,能定量测得各轮制动全过程(制动力随时间增长的过程)的参数。因制动台在测试时,左、右轮各自同时采集制动力,所以可以分析同一轴制动力的平衡状态、给故障诊断提供可靠依据。所以台试法已成为汽车诊断与检验的发展方向,在国内外获得了广泛应用。
路试法检验制动性能的优点是直观、简便,能真实的反映汽车实际行驶过程中汽车动态的制动性能,如轴荷转移的影响;能综合反映汽车其他系统的结构性能对汽车制动性能的影响,如转向机构、悬架系统结构和型式对制动方向稳定的影响,且不需要大型设备与厂房。
必须指出,各种汽车制动力检测设备都有一些共性的问题。例如:只要是动态测量,所测得的结果只能是最大制动力和附着力的小者,当附着力小于最大制动力时,只能测到附着力,因为在这种情况下制动效能无法充分发挥出来;只要是双滚筒式制动力试验台,就不能避免因安置角而引出的问题,其制动机理与路试情况便会一定差异。
三.提高汽车制动性检测精度的建议和措施
1.确保试验台检测制动力的能力。对技术落后,严重影响检测结果的制动试验台,应及时报废更新。
2.根据车型选择合适的制动试验台,定期对制动试验台进行维护、检定,避免因试验台的技术状况对检测结果造成影响。
3.在汽车保有量较多的中心城市和经济发达地区,在同时设有大车线和小车线的检测站,在小车线上配置平板式制动台,主要用于检测轿车和高档小客车,在大车线上配置滚筒式制动台,让它们发挥各自的优势,兼容并蓄、取长补短。
4.为了确保汽车制动性能检测的可靠性,检测站应重视制动稳定性的路试复检。所以在台试检测制动性能时,必须根据台试检测的结果确定路试复检。
结束语:
汽车制动性能是影响汽车安全行驶的重要指标之一,为了保障人们的生命财产安全,必须要保障汽车制动性能检测的可靠性与安全性,避免在日常行驶中汽车制动系统出现问题,提高道路行驶的安全性。而影响制动性能检测结果的因素很多,在遇到具体向题时应加以具体分析,找出影响制动性能检测结果的内在因素,使检测结果更具有精确性、公正性、科学性和合理性。
参考文献:
[1]张志忠,姚健.国外汽车检测的进展历程和发展方向[A].全国汽车综合性能检测工作经验交流会论文集[C].2012.
[2]朱为国.汽车制动过程时间的分析[J].北京汽车,2013,(18):22-23.
[3]刘洋.关于汽车制动性能有关问题的探讨[J].北方交通,2013,(22):1-2.