反力式滚筒制动试验台工作原理
浅析滚筒反力式制动检验台制动性能检测方法
技术改造—346—浅析滚筒反力式制动检验台制动性能检测方法马彩绒（陕西省交通运输技术服务中心，陕西西安710065）摘要：从设备、人员、车辆、检测系统等多方面反映目前滚筒反力式制动检验台制动检测的情况，并对制动力影响因素进行了分析，为保证机动车制动检验检测结果的准确性点明了关键点。
关键词：机动车滚筒制动检测影响因素机动车制动性能台式检验一般有平板式制动检验台和滚筒反力式制动检验台两种，其中滚筒反力式制动检验台应用最为广泛，本文就滚筒反力式制动检验台检测方法做一浅析。
1.滚筒反力式制动检验台基本结构及原理，滚筒反力式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有框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。
其结构图如图1-1。
图1-1滚筒反力式汽车制动试验台结构简图1.电动机2.减速器3.压力传感器4.滚筒装置5.第三滚筒6.转速传感器7.链传动8.测量指示装置（工位机）进行制动力检测时，被检车辆驶上制动检验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器并压下第三滚筒，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施加摩擦力，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的压力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、存储和处理后，得到检测结果。
2.滚筒反力式制动检验台检验步骤：2.1被检车辆正直居中行驶，依次逐轴停放在轴（轮）重仪上，并按规定时间（不少于3s）停放，测出静态轴（轮）荷；2.2被检车辆正直居中行驶上制动台，将被测试轴停放在制动台滚筒上，变速器置于空挡，松开制动踏板，使制动器处于放松状态，制动数据清零；对于全时四驱和适时四驱车辆，非测试轮应处于适合轴距尺寸、附着系数符合要求的辅助自由滚筒组上，变速器置于空挡（自动变速器处于N 档）；对于三轴及三轴以上货车及总质量大于3500kg 的并装双轴和三轴的挂车，采用具有举升功能的滚筒反力式制动检验台时，通过举升台体对测试轴加载，举升至副滚筒上母线离地100mm 或轴荷达到11500kg 时，测得该轴空载轴荷。
滚筒反力式制动检验台使用指南
反力式滚筒制动检验台 1、基本原理（1）
1.1 测力原理：检测时将汽车轮胎停于主副滚筒之间，车轮把制动台的到 位开关（或光电开关）触发，控制仪表或系统，采集车轮到位信号后启 动电机，经变速箱、链传动和主、副滚筒带动车轮匀速旋转，控制仪器 提示驾驶员踩下制动踏板。踩下制动踏板后，车轮在车轮制动器的摩擦 力矩下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎周缘的切线方 向作与车轮制动器力矩相反的制动力，以克服制动器摩擦力矩，维持车 轮继续旋转。与此同时车轮轮胎对滚筒表面切线方向附加一个与电机产 生的力矩方向相反等值的反作用力，在形成的反作用力矩作用下，减速 箱外壳与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的测力 传感器受力，输出与制动力大小成比例的电信号。
左 右 最 大 制 动 力 、左右轮重→左右轮阻滞→ 查询 左 右 轮 阻 滞 、 制 左右最大制动力→制和制 结果 和制差(左窗口显 差(左窗口显和,右窗口显差)
和,右窗口显差)、 →协调时间→空闲状态 2
滚筒直径≥240mm，推荐245mm 滚筒转速≥2.2km/h, 推荐2.5km/h
主、从滚筒高度差 0～30mm
滚筒滑动附着系数： ≥0.7
滚筒中心距（推荐值）3、10、13t：430 ±10、 450 ±10 、 470 ±10
标定加装位置：滚筒等效
滚筒
链条 传感器 力臂
举升器
减速箱 电机
反力式滚筒制动检验台使用指南
程报批稿
FZ-100G 承载轴荷：10t 滚筒直径：245mm 滚筒表面线速：2.5km/h 单轮测试量程：35000N
反力式滚筒制动检验台使用指南
●主要组成：机械台架、滚筒、举升装置、滚筒制动装置、活动挡轮 、转速
传感器、仪表等
反力滚筒式汽车制动试验台改进
方法 。两种 试验 方法 的性能指 标要求 不 同 ， 例如 ， 对乘 用车 ， 道路试验要求行 车制动是空 载 、 ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ的速度下 制动 距离 ≤１ ９ ｍ， 或者 制动平 均减速 度 ≥６ ． ２ ｍ ／ ｓ ； 台架 试 验 的 要求 制 动 力 总 和 与整 车 重 力 的百 分 比空 载 ≥ ６ ０ ％， 前 轴制 动力 与 轴荷 之 比 Ｉ ＞６ ０ ％， 后 制动 与 轴荷 之 比≥２ ０ ％。在台架试验 方法 中 ， 反力式滚 筒制动试 验台 以其 测试 受外 在 环境 影 响小 、 占地 少 、 结 构简 单 、 操 作 安全 、 快捷等 优点被 普遍使 用 。但 是 台架 测试 中发现 ， 检钡 ０ 时车辆 有时会 向后移 动 ， 检 测结果 重复性 较差 ， 有
文献标 志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ３ ３ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ５ ３ — ０ ４
Ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ Ａｎｔ ｉ －ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｔｙ ｐｅ Ｒｏ ｌ ｌ ｉ ｎｇ Ｂｒ ａ ｋ ｅ Ｔｅ ｓ ｔ Ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ
Ｈｅ Ｄ ａ ｊ ｕ ｎ ， Ｇ ｏ ｎ ｇ Ｇ ｕ ｏ ｂ ｉ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｄ ｅ ｂ ｉ ｎ ｇ ， Ｆ ａ ｎ Ｈａ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ
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论滚筒反力式制动检验台动态制动力的检定与校准
论滚筒反力式制动检验台动态制动力的检定与校准滚筒反力式制动检验台是一种常用的动态制动力测量设备，用于检验和校准机动车制动系统的性能。
在使用过程中，为了保证测量精度和结果的可靠性，需要定期对该设备进行检定和校准。
本文将介绍滚筒反力式制动检验台动态制动力的检定与校准的方法和流程。
我们需要明确几个关键的概念。
动态制动力是指车辆在运动过程中，制动器作用下产生的阻力。
滚筒反力式制动检验台通过施加一定的制动力来测试制动器对车轮的制动效果，并通过测量阻力的大小来评估制动系统的性能。
检定是指检验测量设备的准确度和精密度，而校准是指调整测量设备的示值，使之符合规定的要求。
动态制动力的检定与校准过程主要包括以下几个步骤：1. 准备工作：包括选择合适的检定设备和工具，确保设备和工具的准确度和精密度。
需要检查测量设备的状态和运行状况，确保设备的可靠性和正确性。
2. 制动力传感器检定：制动力传感器是测量动态制动力的关键设备，需要对其进行检定和校准。
将制动力传感器固定在滚筒反力式制动检验台上，并连接到计算机或数据采集系统。
然后，通过施加一定的制动力，记录并测量传感器的输出信号。
根据测量数据，通过比较传感器输出信号和标准值的差异，评估传感器的准确度和精密度，以及是否符合规定的要求。
3. 动态制动力校准：校准动态制动力需要通过施加一定的制动力来调整滚筒反力式制动检验台的示值。
根据制动力传感器的输出信号和标准值的差异，可以计算出示值误差，并根据误差的大小来确定校准方法和步骤。
一般来说，校准可以通过调整制动力传感器的灵敏度、增益和偏移量来完成。
在校准的过程中，需要逐步调整这些参数，直到满足校准要求为止。
4. 结果评估：对校准后的测量设备进行再次检定和校准，以确保其准确度和可靠性。
需要记录和分析校准结果，评估测量设备的性能和稳定性，以及校准结果的可靠性和可重复性。
滚筒反力式制动检验台动态制动力的检定与校准是保证测量设备准确度和可靠性的关键步骤。
滚筒反力式加载制动检验台检定规程编制说明
《滚筒反力式加载制动检验台检定规程》编制说明滚筒反力式加载制动检验台未有相应计量检定规程和国家检定规范。
为满足滚筒反力式加载制动检验台检定需要，制定本检定方法文件。
一滚筒反力式加载制动检验台介绍加载制动台是用于检测多轴及并装轴车辆在加载时车轮制动力和轮（轴）荷的检验装置。
适用于多轴及并装轴载货汽车的制动力和轮（轴）荷检验。
加载制动台主要由制动轴重复合台、台体举升装置及电子测量显示装置三部分组成。
加载制动台原理是：测试多轴及并装轴时，通过台体举升装置将台体举升至副滚筒上母线离地100 mm（或轴荷达到11500 kg时），分别对被检轴的轴（或轮）载荷和制动力（即机动车制动时，车轮对旋转的测力滚筒表面产生反向切向力）进行检验，分别通过称重传感器和测力传感器转变为电信号，由显示装置显示结果。
本检定方法文件对象是滚筒反力式加载制动检验台。
二制定本规范必要性和相关标准为确保重中型多轴载货汽车的安全运行，中华人民共和国国家标准GB21861－2014《机动车安全技术检验项目和方法》中提出了“对于三轴及三轴以上载货汽车按照附录C.3方法加载后，加载轴的轴制动率应大于等于50%。
并在2017年3月1日起，我国对重中型多轴载货汽车检验必须采用加载制动检验台进行制动性能的检测”。
根据这项规定，全国各机动车安全技术检验机构陆续配备了“加载制动检验台”。
因此，迫切需要对“加载制动检验台”的计量性能进行检定，并制定出台相应的计量检定规程。
JJG906-2015《滚筒反力式制动检验台》只体现了制动部分的一些性能指标，而对于加载制动台的加载轴重性能和加载系统没有进行一个计量性能的评定，只能体现一部分的性能指标的溯源，这无疑给计量溯源体系出现空白缺口，使计量检定成了无根浮萍，无依据可依。
JJG906-2015《滚筒反力式制动检验台》、JJG1014-2006《机动车检测专用轴（轮）重仪》、GB21861-2014《机动车安全技术检验项目和方法》、GB/T13564-2005 滚筒反力式汽车制动检验台规定了滚筒反力式加载制动检验台的分类、型号、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存、等内容。
反力式滚筒制动试验台工作原理
反力式滚筒制动试验台工作原理反力式滚筒制动试验台（以下简称为制动试验台）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、存储和处理后，检测结果由打印机打印出来。
3 检测时车轮的受力分析下面从汽车的实际检测受力情况进行分析，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)图1为检测时车轮受力的情况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F 1、F 2的最大值应为：F 1=N 1×φ, F 2=N 2×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：F max=(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。
制动试验台结构与原理、操作与维修基础
制动试验台结构与原理、操作与维修基础评价汽车制动性能的好坏是通过制动试验台检测制动力来实现的。
试验台分类；按原理分为；反力式和惯性式两类。
按支撑车轮形式不同；滚筒式和平板式两类。
按检测参数不同；测制动力式、测制动距离式、测制动减速度式和综合式四类。
按试验台的测量、指示装置、传递信号方式不同；可分为机械式、液力式和电气式三类。
一、反力式滚筒制动试验台基本结构与工作原理（1）基本结构。
反力式滚筒制动试验台结构，它有结构完全相同的左右两套对称的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（多试验台将左右测试单元的框架制成一体）、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。
<1>驱动装置。
由电动机、减速机和链传动组成。
日式制动台测试车速较低，一般为0.1—0.18km∕h,驱动电动机的功率较小，为2x0.7-2x2.2Kw;而欧式制动台测试车速相对较高，为2-5km/h,驱动电动机的功率较大，为2x3-2x11kW。
减速器的作用是减速增距，其减速比根据电动机的转速和滚筒测试转速确定，由于测试车速低，滚筒转速也较低，一般在40-100r ∕min范围（日式试验台转速则更低，甚至低于10r/min）。
因此要求减速器减速比较大，一般采用两级齿轮减速或一级涡轮蜗杆减速一级齿轮减速。
理论分析与实验表明，滚筒表面线速度过低时测取协调时间偏长、制动重复性较差；过高时对车轮损伤较大，推荐滚筒表面线速度为2.5km∕h左右的制动台。
<2>、滚筒组；汽车轮胎与滚筒见的附着系数将直接影响制动试验台所能测得的制动力大小。
为了增大滚筒与轮胎间的附着系数，滚筒表面都进行了处理，目前采用较多的有下列5种a 、开有纵向浅槽的金属滚筒。
这种滚筒表面附着系数最高可达0.65.如果进一步做拉花和喷涂处理，附着系数可达0.75以上。
B 、表面粘有熔烧铝矾土砂粒的金属滚筒。
这种滚筒表面无论干或湿时其附着系数可达0.8以上。
滚筒反力式制动检验台检定装置作业指导书
1 概述本作业指导书适用于机动车检测用滚筒反力式制动检验台的检定。
制动台是用于测量机动车制动力的计量设备。
制动台主要有滚筒装置、驱动电机、减速机构、测控系统和显示仪表组成制动台制动力的测量原理：机动车制动时，车轮对旋转滚筒产生反向切向力，通过制动台的测量系统检测该反向切向力即为轮制动力2 主要技术指标计量标准名称：汽车制动检验台检定装置测量范围：（0～30）kN 准确度等级：0.3级；汽车制动检验台动态检定装置测量范围：（0～4000）N 准确度等级：MPE ±3%汽车制动滑移率测试仪测量范围（5～50）% 准确度等级：MPE ±2%机动设备响应时间（0～2000）ms 准确度等级：MPE ±1ms3 使用环境条件温度（0～40）℃相对湿度≤85%RH4 检定程序4.1分辨力：在静态示值误差检定市，观察制动台显示分辨力，不超过0.1%FS4.2空载动态零值误差制动台处于空载状态，将仪表调零后启动电机，待滚筒转速温度后记录偏离零位的示值，同样的方法重复3次，偏离调零最大值为空载动态零值误差4.3静态误差4.3.1 示值误差断开滚筒驱动电机，按制动台使用说明书，将专用杠杆在制动滚筒或滚筒等效位置上，用钢卷尺和游标卡尺，分别测量专用测量杠杆的等效力臂长度及主滚筒的直径，确定杠杆比检定点选择制动台满量程的20%～100%范围内的均匀5点1）砝码检定参见规程7.3.131）（非建标授权）2）测力仪检定杠杆安装完毕，加载孩子满量程的50%左右，用水平尺调整专用测力仪杠杆处于水平状态，卸载至满量程的2%～5%左右测力仪和制动台仪表同时调零，测力仪按规定检定点对制动台逐级加载，读取各检定点对于的左右制动台示值，重复三次，按杠杆比，计算示值误差4.3.2示值间差根据上述测得的左右制动台的示值误差，左右点示值误差的差值绝对值即为示值间差4.3.3测量重复性按上述测得的各检定点的示值，三次测量中误差最大示值与最小示值的差即为测量重复性4.4 动态误差将制动力装置中的左右标准轮分别按照在液压制动汽车的后轴两边（非驱动轮），连接好动态装置的信号线。
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反力式滚筒制动试验台
工作原理
集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
反力式滚筒制动试验台工作原理反力式滚筒制动试验台（以下简称为制动试验台）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、存储和处理后，检测结果由打印机打印出来。
3 检测时车轮的受力分析
下面从汽车的实际检测受力情况进行分析，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；N 1、N 2分别为前后滚筒对被测车轮的法向反
力；F 1、F 2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；M μ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：
(N 1-N 2)sinα+(F 1+F 2)cosα=F (1) (N 1+N 2)cosα-(F 1-F 2)sinα=G (2)
φ相同，则F 1、F 2 F 1=N 1×φ, F 2=N 2×φ (3) 将（3）式代人（1）、（2）式得：
N 1(sinα+φcosα)-N 2(sinα-φcosα)=F (4) N 1(cosα-φsinα)+N 2(cosα+φsinα)=G (5)
联立上式解得:
N 1={F(φsinα+cosα)+G(sinα-φcosα)}/( φ 2+1)sin2α
(6)
N 2={F(φsinα-cosα)+G(φcosα+sinα)}/( φ 2+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：
F max =(N 1+N 2)×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。