機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)性能檢測(cè)方法研究

摘 要：隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的不斷增加，汽車(chē)檢測(cè)的需求日益膨脹。其中制動(dòng)性能是汽車(chē)性能檢測(cè)的重要方面，直接影響汽車(chē)的安全性。本文首先對(duì)常用的機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)性能檢測(cè)方法進(jìn)行介紹，然后分析了機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)時(shí)的力學(xué)作用過(guò)程，最后以滾筒反力式制動(dòng)試驗(yàn)法為例對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)性能檢測(cè)方法進(jìn)行了分析。本文的研究可以為機(jī)動(dòng)車(chē)安全檢測(cè)領(lǐng)域提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車(chē) 制動(dòng)性能 安全檢測(cè) 臺(tái)試法

隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，汽車(chē)安全性能受到了人們的廣泛關(guān)注。安全性能是否良好需要通過(guò)檢測(cè)來(lái)確定，而制動(dòng)性能是汽車(chē)安全性能的重要組成部分，是影響汽車(chē)行駛安全的關(guān)鍵因素[1]。根據(jù)相差規(guī)范要求，機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)性能的檢測(cè)一方面需要獲得最大制動(dòng)力、阻滯力、駐車(chē)制動(dòng)力等常規(guī)數(shù)據(jù)，另一方面還需要進(jìn)一步確定制動(dòng)力上升過(guò)程、協(xié)調(diào)時(shí)間、制動(dòng)比等等重要信息[2]。制動(dòng)性能的檢測(cè)要求貫穿汽車(chē)制動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)采集的數(shù)據(jù)來(lái)定位故障節(jié)點(diǎn)或評(píng)價(jià)制動(dòng)性能。本文提出了一種滾筒反力式機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)性能檢測(cè)方法，可以快速獲得上述參數(shù)，為機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

1汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程分析

汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程在物理上實(shí)際上一個(gè)作用力和反作用的過(guò)程，在整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)體系是一個(gè)由制動(dòng)器摩擦力、車(chē)輪驅(qū)動(dòng)力、車(chē)輪載荷、地面摩擦力等組成的物理力學(xué)體系[3]。制動(dòng)開(kāi)始后，制動(dòng)器與車(chē)輪相接觸并向其施加一個(gè)與車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)相反的作用力，車(chē)輪在該力的作用下開(kāi)始減速。制動(dòng)器施加的反作用力越強(qiáng)，車(chē)速下降越快。反作用力的強(qiáng)度又叫做制動(dòng)強(qiáng)度，按照強(qiáng)度的差異，車(chē)輛減速可以分為減速滾動(dòng)和抱死滑行兩類(lèi)[4]。如果制動(dòng)踏板下壓的力度不大，則制動(dòng)器對(duì)車(chē)輛的摩擦力矩也不會(huì)太大，不足以完全克服制動(dòng)摩擦力，因此處于滾動(dòng)減速狀態(tài)。當(dāng)制動(dòng)踏板力增大到某個(gè)臨界值時(shí)，制動(dòng)力與附著力相等且不再上升，此時(shí)車(chē)輪進(jìn)入抱死狀態(tài)，在汽車(chē)慣性的作用下向前滑行。在抱死狀態(tài)下，即使制動(dòng)力繼續(xù)上升，地面制動(dòng)力也不會(huì)再隨之上升。也就是說(shuō)，地面制動(dòng)與制動(dòng)器摩擦力矩、地面附著系數(shù)兩個(gè)因素息息相關(guān)。

2常用制動(dòng)力檢測(cè)法

從目前市場(chǎng)上應(yīng)用的技術(shù)來(lái)看，機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)力的檢測(cè)方法一般可以分為路試檢測(cè)法和臺(tái)試檢測(cè)法兩種。這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

2.1路試檢測(cè)法

國(guó)路試檢測(cè)法是在檢測(cè)儀器的輔助下，借助道路行駛來(lái)檢測(cè)機(jī)動(dòng)車(chē)的制動(dòng)性能。根據(jù)檢測(cè)原理的不同，路試法又可以進(jìn)一步分制動(dòng)距離法、制動(dòng)加速度法、拖行痕跡法等等，其中拖行痕跡法由于操作簡(jiǎn)單、測(cè)量方便而得到應(yīng)用。所謂拖行痕跡法是指在坡度≤±1的路面上以規(guī)定的速度行駛車(chē)輛，然后突然做緊急制動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)制動(dòng)開(kāi)始到車(chē)輛完全停止后的車(chē)輛痕跡長(zhǎng)度來(lái)評(píng)估機(jī)動(dòng)車(chē)的制動(dòng)性能。路試法由于采用了道路作為檢測(cè)環(huán)境，因而可以真實(shí)反映汽車(chē)的實(shí)際動(dòng)態(tài)性能。但是，這種方法對(duì)天氣、道路、駕駛員等因素都有著很?chē)?yán)格的要求，而且對(duì)輪胎磨損嚴(yán)重，因此并不適用于所有場(chǎng)合。

2.2臺(tái)試檢測(cè)法

臺(tái)試法是在試驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的制動(dòng)性能進(jìn)行檢測(cè)，而不是在實(shí)際的道路環(huán)境中。常見(jiàn)的試驗(yàn)平臺(tái)主要有滾筒反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)及慣性式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其中后者應(yīng)用最為廣泛?？紤]到對(duì)車(chē)輛的保護(hù)，目前幾乎所有的制動(dòng)試驗(yàn)都采用臺(tái)試法。其原理是根據(jù)制動(dòng)力大小和左右輪制動(dòng)力差來(lái)衡量制動(dòng)性能，這對(duì)于制動(dòng)時(shí)無(wú)遲滯現(xiàn)象的機(jī)動(dòng)車(chē)而言是合理的。然而，有少部分汽車(chē)存在明顯的遲滯現(xiàn)象，如果不引入踏板力、制動(dòng)力和制動(dòng)時(shí)間等因素進(jìn)行綜合分析，很難對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的真實(shí)制動(dòng)性能做出準(zhǔn)確的判斷。

2.3檢測(cè)方法的確定

通過(guò)以上分析不難發(fā)現(xiàn)，路試法和臺(tái)試法各有優(yōu)勢(shì)。如果是舊車(chē)測(cè)試，并且要求檢測(cè)過(guò)程比較簡(jiǎn)單直觀，那么可以選擇路試法進(jìn)行制動(dòng)性能的檢測(cè)。如果待測(cè)試車(chē)輛是新車(chē)，或進(jìn)行出廠測(cè)試，則不適全采用路試法。采用臺(tái)式法要求具備專(zhuān)業(yè)的試驗(yàn)平臺(tái)，在成本上并不具備優(yōu)勢(shì)，但是采用臺(tái)試法可以快速、安全、準(zhǔn)確、無(wú)損地完成檢測(cè)過(guò)程，并且可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，受人為因素的影響較小。但這并不意味著臺(tái)試法就一定精確，因?yàn)檫@與檢測(cè)流程、設(shè)備性能、分析算法也有一定的關(guān)系。如果同時(shí)采用兩種方法進(jìn)行檢測(cè)會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于原理上和環(huán)境上的差異，兩種試驗(yàn)方法的評(píng)估結(jié)果可能有明顯的區(qū)別。在當(dāng)前汽車(chē)智能診斷技術(shù)迅速發(fā)展的今天，臺(tái)試法將成為未來(lái)機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)性能檢測(cè)的主要發(fā)展方向。

3臺(tái)試制動(dòng)檢測(cè)方法研究

3.1制動(dòng)臺(tái)原理

臺(tái)試制動(dòng)檢測(cè)方法依賴于制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的輔助，為此需要設(shè)計(jì)一個(gè)制動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)。本文采用了一臺(tái)滾筒反力式制動(dòng)檢測(cè)臺(tái)，其總體結(jié)構(gòu)包括兩對(duì)滾筒（左右各一對(duì)）、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、制動(dòng)器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、速度傳感器、測(cè)力傳感器等。速度傳感器通過(guò)第三滾筒與車(chē)輪接觸，從而實(shí)現(xiàn)速度信息的傳遞。在檢測(cè)過(guò)程中，待檢測(cè)的機(jī)動(dòng)車(chē)置于制動(dòng)臺(tái)上，使車(chē)輪恰好停留在各個(gè)滾筒上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)為滾筒提供滾動(dòng)力。待滾筒和車(chē)輪的轉(zhuǎn)速一致且進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，突然踩下制動(dòng)踏板使車(chē)輪減速，此時(shí)滾筒在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)作用下仍然保持原有的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，但同時(shí)會(huì)給車(chē)輪施加一個(gè)與制動(dòng)力相反的作用力，速度傳感器和測(cè)力傳感器開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，然后電機(jī)停止，完成檢測(cè)動(dòng)作。在該過(guò)程中，汽車(chē)踏板施加的制動(dòng)下通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)的滾筒傳遞到傳感器上，再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的處理即可對(duì)汽車(chē)的制動(dòng)性能進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。本文采用的檢測(cè)方法符合《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB7258—2004）中規(guī)定的行車(chē)制動(dòng)檢驗(yàn)要求和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2車(chē)輪受力分析

在檢測(cè)過(guò)程中，由于車(chē)輪分別停在主滾筒和從滾筒中間位置，因而會(huì)接受滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞過(guò)來(lái)的力，由于車(chē)輛本身的重量會(huì)將第三滾筒壓下，與車(chē)輪進(jìn)行充分接觸。由于第三滾筒沒(méi)有驅(qū)動(dòng)裝置，因此其轉(zhuǎn)動(dòng)速度完全依賴于車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)主滾筒帶動(dòng)車(chē)輪滾動(dòng)，兩者之間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。在制動(dòng)開(kāi)始之前，主滾筒、車(chē)輪和第三滾筒的線速度是完全一致的。當(dāng)制動(dòng)開(kāi)始之后，由于車(chē)輪受到制動(dòng)力的影響而減速，同時(shí)在主滾筒上產(chǎn)生相應(yīng)的反作用下，該力通過(guò)測(cè)力傳感器采集并進(jìn)入計(jì)算機(jī);與此同時(shí)，第三滾筒采集到車(chē)輪的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)并存入計(jì)算機(jī)。對(duì)過(guò)對(duì)測(cè)力傳感器和速度傳感器兩級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，即可準(zhǔn)確評(píng)估機(jī)動(dòng)車(chē)的制動(dòng)性能。

4結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)行業(yè)迎來(lái)了飛速的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)性能檢測(cè)技術(shù)也在與時(shí)俱進(jìn)，當(dāng)前的機(jī)動(dòng)車(chē)性能檢測(cè)設(shè)備正在不斷朝著自動(dòng)化、智能化和綜合化等方向發(fā)展，光、機(jī)、電一體的單機(jī)自動(dòng)化汽車(chē)性能檢測(cè)儀表成為發(fā)展的主流。盡管我國(guó)目前已經(jīng)可以自主研發(fā)全套汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備，然而在性能和功能上仍與世界先進(jìn)水平有較大差距。因此，本文的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，為汽車(chē)性能檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了更加廣闊的思路。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介; 龍?jiān)品澹?989.07.06，男，漢族，漢川，漢川市恒安機(jī)動(dòng)車(chē)綜合性能檢測(cè)有限公司，技師，本科，機(jī)動(dòng)車(chē)檢驗(yàn)檢測(cè)。