汽车制动台检测制动力方法探讨

汽车制动台检测制动力方法探讨

摘要:反力式滚筒制动试验台是汽车制动性能检测应用较为广泛的检测设备,在检测实践中发现滚筒制动试验台在检测汽车制动力时存在一些路试合格的车辆,台架检测时却不合格的问题。

关键词:汽车滚筒制动试验台制动力检测国标

根据中华人民共和国国家标准GB7258-2004,《机动车运行安全技术条件》中7.14.1.1关于台式车辆制动力检测性能要求:汽车在制动检验台上测出的制动力应符合表1的要求,对空载检测制动力有质疑时,可以用表1规定的满载检验制动力要求进行检验,检验时只允许乘坐一名驾驶员。

同时在7.14.1.2中要求制动力平衡:在制动力增长过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值,与全过程中测得的该轴荷的左右最大制动力中大者之比,对前轴不应大于20%,对后轴(用其他轴)在制动力不小于24%,当后轴(用其他轴)制动力小于该轴轴荷的60%时,在制动力增长全过程中同时测得左右轮制动力差的最大值不该大于该轴轴荷的8%。

汽车的制动性能直接关系着汽车的行驶安全,汽车制动性能的检测,是汽车生产企业检测车辆的必检项目。而反力式滚筒制动试验台以其测试受外界环境影响小、占地少、结构简单、操作安全性能好、检测结果重复性好等优点,同时也满足GB7258-2004制动力检测的要

求。但是经过长期的检测实践,发现在实际检测过程中仍然存在一些问题,许多整车在制动力检测时达不标准要求,而在标准另一项要求:通过加载、路试测试制动效能又能满足要求,为什么？

首先了解反力式滚筒制动试验台工作原理:

反力式滚筒制动试验台(以下简称为汽车制动检验台)是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示、控制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。

进行车轮制动力检测时,被检汽车驶上制动试验台,车轮置于主、从动滚筒之间,放下举升器(或压下第三滚筒,装在第三滚筒支架下的行程开关被接通)。通过延时电路启动电动机,经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转,待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动器的摩擦力矩,维持车轮继

续旋转。同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩擦力作用下,减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动,测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后,送往A/D转换器转换成相应数字量,经计算机采集存储在数据库中,检测结果可以通过打印机打印出来。

然后从实际检测时车轮的受力分析来看:

假设制动试验台前、后滚筒直径相等且水平安置,被测试车辆前、后轮中心处于同一水平高度,在检测过程中忽略滚动阻力,则测试车轮在滚筒上制动时的受力情况如图1所示。

图中G为被测车轮的轮荷;N1、N2分别为前后滚筒对被测车轮的法向反力;F1、F2分别为前后滚筒与车轮间的切向力,即制动力;F为车桥对车轮轴的水平推力;Mμ为车轮所受制动力矩;α为安置角;D为被检车轮直径;d为滚筒直径;L为滚筒中心距。

根据力学平衡原理,可以列出下列关系式:

(N1-N2)sinα+(F1+F2)cosα=F (1)

(N1+N2)cosα-(F1-F2)sinα=G (2)

假如被测车轮与滚筒间的附着条件得以充分利用,并且两滚筒附着系数φ相同,则F1、F2的最大值应为:

F1=N1×φ,F2=N2×φ (3)

将(3)式代人(1)、(2)式得:

N1(sinα+φcosα)-N2(sinα-φcosα)=F (4)

N1(cosα-φsinα)+N2(cosα+φsinα)=G (5)

联立上式解得:

N1={F(φsinα+cosα)+G(sinα-φcosα)}/(φ2+1)sin2α (6)

N2={F(φsinα-cosα)+G(φcosα+sinα)}/(φ2+1)sin2α (7)

当车轮制动时,制动试验台可能测得的最大制动力为:

Fmax=(N1+N2)×φ=φ×(G+φF)/(φ2+1)cosα (8)

从式(8)中可以看出制动试验台所测得附着力即制动力受水平推力F、安置角α、滚筒表面的附着系数φ等因素的影响。

设备的安置角α在制造时就已经固定了,这样滚筒表面的附着系数φ就影响制动力检测结果正确性,其原因:

制动试验台测量制动力是通过转动的滚筒来模拟汽车在路面上进行行驶制动的过程,因此要求制动试验台滚筒表面必须有较高的附着系数。不同厂家的制动试验台滚筒表面的附着系数不尽相同,即使是同一制动试验台新旧滚筒的附着系数也不同,不同的附着系数直接影响制动试验台的检测效果;附着系数越大,制动试验台测力能力也越大,测出的制动力效果也越好。国家标准GB7258-2004规定,附着系数

不得低于0.75,现国内制造的制动试验台大部分为钢质滚筒,表面粘有熔烧铝矾土砂粒,附着系数多为0.8～0.9之间,滚筒材质要求不高,工艺简单,经济性好,受气温和湿度的影响小,对轮胎磨损小。

另外,水平推力F与非测试轮的制动性能和非测试轮与地面的附着系数有关,非测试轮的制动性能越好、地面的附着系数越高,则水平推力F越大。不同地面的附着系数大小不相同,因此即使非测试车轮的制动力一样,对被检车轮的检测结果影响也不同。

在整车实际检测过程中,由于新车轮胎带少量的橡胶脱模剂,使滚筒表面的铝矾土砂粒间不断粘滞着橡胶脱模剂,降低了滚筒的附着系数,导致整车制动力检测不合格。清除橡胶脱模剂是极其繁琐耗时的工作,而且在不长时间内滚筒表面的铝矾土砂粒间又被填满,造成附着力降低。

如何用一种简单的方法来修补损失的滚筒的附着系数呢？

通过对GB7258-2004标准的研究,标准中制动性能检测方法附录C:

C2台式制动性能检测方法:

C2.1 用滚筒式制动检测台检验