汽车制动性能检测准确性分析与研究

汽车制动性能检测准确性分析与研究安 强解放军77556部队摘要：汽车制动性能是汽车的重要性能之一，它是汽车安全行驶的重要保障。

制动性能检测结果的准确性直接影响制动性能判定。

本文从制动检测方式、被测车辆技术状况等方面分析影响制动性能检测准确性的因素，提出了提高制动性能检测准确性的方法。

关键词：制动性能；准确性，影响因素。

汽车制动性是指汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和下长坡时能维持一定车速的能力，同时，汽车制定性还包括汽车在一定坡道上能长时间停车不动的驻车制动性能。

汽车制动性是汽车的主要性能之一。

制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离过长，紧急制动时发生一定侧滑等情况有关，所以汽车制动性是汽车安全行驶的重要保障。

在我国，GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》和GB21861—2008《机动车安全技术检验项目和方法》规定，汽车制动性能为汽车检测的强制性检测项目，制动性能检测结果如达不到GB7258要求的车辆将为检测不合格，汽车将不允许上路行驶。

目前，根据制动检测方式，汽车制动性能检测主要分为两种方法：台试检测制动性能和路试检测制动性能，当对台试检测制动性能存在疑问，使用路试检测方法进行复检，并以满载时复检结果作为最终结果。

台试主要采用制动检验台进行。

汽车制动检验台根据其结构型式不同，分为滚筒式汽车制动检验台和平板式汽车制动检验台。

由于路试制动性能检测对于汽车检测站场地要求高，且存在一定的不安全因素，目前汽车检测站广泛采用滚筒反力式汽车制动验台，部分小型车辆使用平板式制动检验台进行。

在检测过程中发现汽车制动性能检测结果存在一些问题，如平时行驶过程制动性能非常良好的车辆被检测为不合格、制动检测阻滞率很大、不同制动检验台检测结果差别很大。

严重影响了对汽车制动性能的评价的准确性。

本文将从制动性能检测中发现的问题出发，从制动检测方式、车辆技术状况、环境因素等方面分析影响准确率的具体因素，进而提出针对性的解决办法。

1.存在的主要问题通过对多个检测站多年汽车制动性能检测的数据分析和观察，汽车制动性能检测主要存在以下问题：1）制动性能检测合格率较低，有60%以上的汽车制动性能不符合标准，其中制动力不平衡率出现的比例较高。

2）在检测小型汽车尤其是前轴驱动车辆时，制动力值往往出现过大的现象。

前轴驱动轿车前轴制动率经常出现大于100%的现象。

3）许多平时驾驶感觉不存在车轮阻滞的车辆，在进行制动性能检测时阻滞率都偏高，甚至不合格。

3）大型车辆的检测合格率较低，特别是后轮。

此外，大型车辆的驻车制动检测合格率较低。

4）在制动检验台上检测不合格的车辆在道路上测试合格；在制动检验台上检测合格的车辆在实际使用中又不理想。

5）同一辆车在不同制动检验台上的检测数据或结果存在一定的差异，导致在一台检验设备上检测合格，在另一台检验设备可能就不合格。

6）误判、错判现象较为普遍，即将制动性能良好的车辆判为不合格，或将制动性能不良的车辆判为合格。

1521532. 影响制动检测结果因素分析制动检测方式分为台试和路试，其中台试制动性能检测包括滚筒反力式制动检验台检测和平板式制动检验台检测。

下面就从检测方法和被测车辆本身状况等方面对制动检测结果的影响因素进行分析。

2.1滚筒反力式制动检验台检测方法分析滚筒反力式制动检验台的工作原理是将车辆开到检验台上，使车轮处于每对滚筒之间，滚筒在电机驱动下带动车轮转动，相当于车不动，路以一定速度移动。

然后对车轮采取制动，车轮的制动力作用在滚筒上，该力的方向与滚筒的转动方向相反，此时，与滚筒相连的减速器（扭力箱）在反作用力矩的作用下发生一定程度的翻转，通过测力装置，便可测量、显示出制动力的数值。

根据滚筒反力式制动检验台的结构和检测原理，制动检测时滚筒式反力式制动检验台所能提供的最大制动力为：()()max 201cos k G F F ϕϕα+=+ （1）式中 k G ——车轮所受的载荷； F ——水平推力（非检测车轮的水平约束力）； ϕ——滚筒与车轮表面的附着因数；0α——安置角。

安置角是指车轮中心与两个滚筒中心连线之间夹角的一半。

)0arcsin L D d α=+ （2）式中 L ——前后滚筒中心距（mm ）；D ——车轮直径（mm ）；d ——滚筒直径（mm ）。

由公式（1）可知，影响制动检验台制动力测量值的因素包括被测车轮轮荷k G ，非检测车轮的水平约束力F 、车轮与滚筒的附着系数ϕ和安置角0α。

附着系数ϕ主要与滚筒和车轮有关，当滚筒表面由于有水或其他原因所能提供的附着系数很小，所能检测的最大制动力将会减小。

轮胎气压也影响着附着系数。

在附着系数ϕ一定时，当0α或F 增大时，滚筒反力式制动检验台提供的最大制动力就大，发生制动检测时车轮滑移或车轮移出滚筒的现象就会减少。

由公式（2）可知，0α由被测车辆的车轮半径、两滚筒中心距及滚筒直径三者共同决定。

由于不同型号车辆的车轮半径不同而滚筒的直径和两个滚筒的中心距是固定不变的（当然也有少数是可调的）所以对不同型号的车辆来说安置角是不同的。

由此可得滚筒反力式制动检验台所测得的制动力不但与附着因数，而且还与被测车轮的大小及滚筒反力式制动检验台的结构参数有关。

这样就会出现同一车辆在不同结构参数的滚筒反力式制动检验台上所测结果不同。

非检测车轮的水平约束力F 对制动检测的影响也非常大，当制动检验台前后部的地面附着系数过小时，水平约束力F 大幅减小，制动检验台所能测得的最大制动力将会减小，将无法检测部分车辆的实际制动力，影响检测的准确度。

其次，汽车在行驶中制动时惯性力会引起汽车轴荷前移，使前轴制动力增大，甚至可以达到静态轴荷的140%，而在滚筒上却没有因惯性作用而引起的轴荷前移，只有静态轴荷，因此前轮容易抱死不易测到前轴制动器可能提供的最大制动力。

并且，由于滚筒反力式制动检验台的测试车速较低（不超过5km/h ），对带有ABS 、限压阀、伺服比例阀及测试车速在10～20km/h 以上的进口重型车或轿车就不起作用。

因此，滚筒反力式制动检验台因自身结构及汽车处于静态的原因，又受滚筒与轮胎间附着因数的限制，对车辆制动性能检测就会不够准确。

1542.2 平板式制动检验台检测方法分析平板式制动检验台是低速动态惯性式制动检验台，它是在汽车行驶制动状态下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。

在车轮未抱死时，车轮在平板上的附加作用力就是所测的制动力。

当车轮抱死之后，车轮在平板上的附加作用力就是所能测到的最大制动力，即附着力。

检测时，汽车以5km/h 左右的车速上平板式检验台，各车轮均驶上平板时挂空挡急踩制动。

此时汽车的限压阀、伺服比例阀及ABS 开始工作，与汽车在道路上行驶时情况相接近，但这并不代表检测结果就接近于路面上车辆制动性能的综合表现。

由于对制动起决定作用影响的是制动过程中的中间一段，因此，可用充分发出的平均减速度（MFDD ）的大小来评价制动性能。

根据汽车理论，对某一具体车辆而言，制动减速度与地面制动力是等效的。

()2225.92a b b a V V MFDD S S −=− （3） 式中 0V ——试验车制动初速度，km/h ；a V ——0.80V ，试验车速，km/h ；b V ——0.1a V ，试验车速，km/h;a S ——试验车速从0V 到a V 之间车辆行驶的距离，m ；b S ——试验车速从0V 到b V 之间车辆行驶的距离，m 。

由式（3）可知，对于同一辆车，其MFDD 受制于初速度0V ，即初速度0V 的大小影响着车辆的制动性能。

而平板式制动检验台检测时车辆以5km/h 左右的车速驶上平板，而车速表在此测量范围误差很大，很多车辆尤其是使用年限较长的车辆车速无法稳定，需要完全靠引车员经验来控制。

另外，由于在实际行车制动中，制动的初速度决非只在5km/h 左右，所以利用平板式制动检验台测得的数据并不能完成代表被测车辆的实际制动性能。

此外，按照平板式制动检验台的检测程序，检测时停止后被测车辆的四个车轮均必须处在制动检验台的平板上，否则测试无效。

对于平板式制动检验台，由于平板长度固定，若引车员踩制动踏板过早或过晚，很容易造成前轮或后轮部分或全部不在平板上，平板上将会受力很小或不受力，那么测得的制动力值就会很小或为零，测得的制动性能即为不合格。

而若车辆发生偏驶，则会造成前右轮或后右轮、前左轮或后左轮的制动力值太小或为零，结果使左右轮制动力平衡不合格。

由于平板式制动检验台的检测结果很大程度由引车员决定，且不能适合不同轴距、多轴车辆车型制动性能检测，目前该检验台主要用于乘用车制动性能检测，其他车型使用较少。

2.3 路试检测制动性能分析路试检测制动性能与台试检测相比，能较全面正确地反映汽车在道路上行驶时的制动情况,为此GB7258或GB18565标准规定当对台试检测制动结果有质疑时，应以路试进行检测，并以满载路试检测结果为准。

目前也有采用便携式汽车制动试验仪，测量充分发出的平均减速度及制动距离等参数,对车辆制动性能作出评价。

按照GB/T 12534《汽车道路试验方法通则》，路试检测制动性能常在专用的或交通空闲的平坦、硬实、干燥的试验路段上，借助于第五轮仪,或非接触式速度仪进行测试。

路试检测时需要特定的场地，风速、风向、载荷在车箱或车身内的装载均匀性、路面状况、坡度等对检测结果都有影响，此外操作员在检测时的操作时机和操作力度都影响检测结果。

2.4 被测车辆技术状况被测车辆在制动检验台上检测出的制动力除与制动检测方式、制动检验台结构、操作因素有关外，还与以被测车辆的技术状况有很大的关系。

1）轮胎气压和轮胎型号对制动检测结果影响很大。

如轮胎气压不足或过大，同一轴上的左、右轮胎型号、磨损情况不一致，将会产生制动力或制动力平衡不合格。

在实践中还发现，如果前轴轴头的轴承松动，也会引起制动力平衡不合格。

2）左、右轴距差过大，使左、右轮停在滚筒上发生偏斜，从而引起检测不准确。

3）车辆左、右轮轮荷相差过大，尤其是轴荷相对较轻的车辆，由于左、右车轮轮荷相差过大，使左、右轮在滚筒上的支反力差值过大，造成左右轮制动力偏差过大，引起制动力平衡不合格。

4）制动踏板自由行程过大或制动踏板有效行程过大，踏板踩不到位而引起检测误差，使检测准确性差。

2.5 其他因素计算机控制系统软件的采样时间和采样频率的设定、数据采集方式的选择也会影响检测结果的准确性。

例如有的计算机联网单位，直接从传感器输出采集信号，然后通过工位机A/D或I/O转换输出而不是从检测设备的仪表输出端采集信号。

这样做显然改变了设备原有的抗干扰能力，使信号失真，检测结果的重复性变差，同时也改变了原有设备的分辨率和精度，使检测准确度降低。