商用車氣壓制動系統(tǒng)制動響應(yīng)時間的測試及分析

劉翔宇 袁定立

關(guān)鍵詞：氣壓制動;響應(yīng)時間;管路壓力;測試

0 引言

隨著商用車輛的快速發(fā)展，道路運輸效率顯著提高，對國民經(jīng)濟具有重要的促進作用。因此車輛的安全行駛成為了大眾的焦點，目前絕大多數(shù)商用車輛所采用的是氣壓制動系統(tǒng)，其工作的好壞直接反映了車輛的安全性能[1]。制動響應(yīng)時間作為重要的參數(shù)值用來評價氣壓制動系統(tǒng)的優(yōu)劣，準確地獲得制動響應(yīng)時間對車輛安全行駛具有重要的意義[2]。本文依據(jù)GB 12676-2014《商用車輛和掛車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗方法》選用某牽引車輛作為測試對象，進行制動響應(yīng)時間測試，闡述測試過程及數(shù)據(jù)處理方法，對國內(nèi)法規(guī)認證和企業(yè)研發(fā)測試提供參考。

1 制動響應(yīng)時間測試

1.1 氣壓制動系統(tǒng)特性

商用車的氣壓制動系統(tǒng)一般采用雙回路氣壓制動結(jié)構(gòu)，其組成部分及管路布置如圖1 所示?？諝鈮嚎s機產(chǎn)生的氣壓能，通過管路及制動閥等部件傳輸，利用制動氣室轉(zhuǎn)換為機械能產(chǎn)生制動力[3]。其具有成本低，結(jié)構(gòu)簡單和制動力矩大等優(yōu)點。但由于氣體的可壓縮性，且氣動管路較長，從觸發(fā)制動總閥開關(guān)到制動氣室達到足夠的氣壓，產(chǎn)生相應(yīng)的制動力，需要一定的時間，此時間為氣壓制動系統(tǒng)響應(yīng)時間[4-5]。

1.2 制動響應(yīng)時間技術(shù)要求

為了保證車輛的制動性能，GB 12676-2014《商用車輛和掛車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗方法》規(guī)定，需要對車輛靜止時最不利位置處的制動氣室進行制動響應(yīng)時間測試。對裝有感載閥的車輛，感載閥應(yīng)處于“滿載”位置。

對于不同類型的汽車，其限值不同，如表1 所示，促動時間為0.200 s 所對應(yīng)表中的響應(yīng)時間限值，促動時間為踏板的全行程時間。不可接掛的機動車輛，當促動時間為0.200 s 時，從開始促動制動系統(tǒng)控制裝置至制動氣室的壓力達到穩(wěn)態(tài)最大壓力值的75% 時，所經(jīng)歷的時間不超過0.600 s。可接掛的機動車輛還應(yīng)滿足，在控制管路接頭處所測壓力達到穩(wěn)態(tài)最大壓力值的10%時，所經(jīng)歷的時間不超過0.200 s;達到穩(wěn)態(tài)最大壓力值的75% 時，所經(jīng)歷的時間不超過0.400 s。同時對于允許掛接裝有氣制動系統(tǒng)的O3 或04 類掛車的機動車輛，需要模擬控制管路失效，測量供能管路的壓力泄漏到0.15 MPa 的時間小于2.000 s。

1.3 試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理

通過壓力傳感器來測量各處的氣壓值，拉線傳感器來表征踏板行程的變化值。每次試驗開始時，儲能裝置的壓力應(yīng)等于調(diào)壓閥恢復(fù)向制動系統(tǒng)供氣時的壓力。對于未裝備調(diào)壓閥的制動系統(tǒng)，每次試驗開始時，儲能裝置的壓力應(yīng)為符合制造商規(guī)定壓力的90%。

每款車型的制動系統(tǒng)構(gòu)造不同，同車軸上制動氣室的制動響應(yīng)時間受管路布置的影響很小，為找到最不利制動氣室，可在每根車軸上任選一制動氣室進行試驗。選取某三軸牽引車輛作為試驗樣車，進行制動響應(yīng)時間測試。圖2 為促動時間0.140 s 時的各氣壓曲線圖，圖3 為模擬控制管路失效時，促動時間0.480 s的供能管路接頭氣壓曲線圖。

通過多次試驗可知，第一軸處制動氣室達到穩(wěn)態(tài)壓力值所需的時間較長，故該制動氣室為車輛最不利制動氣室，控制管路接頭處的氣壓達到穩(wěn)態(tài)壓力值所需時間較短。其不同促動時間下的試驗結(jié)果如表2 所示。采用線性插值的方法計算，模擬控制管路失效所得到的數(shù)據(jù)擬合曲線如圖4 所示。通過插值法得到促動時間為0.200 s 時，所對應(yīng)的制動響應(yīng)時間測試結(jié)果如表3 所示。

2 結(jié)束語

本文依據(jù)GB 12676-2014 附錄B，選取牽引車輛進行制動響應(yīng)時間的測試，介紹了其測試方法，并結(jié)合實測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)處理的具體過程做了解釋，實現(xiàn)了從標準研究到試驗結(jié)果的轉(zhuǎn)化。這對于商用車的法規(guī)認證及企業(yè)的自主研發(fā)有積極的指導(dǎo)意義。

制動響應(yīng)時間受3 方面的影響：制動管路型式、制動管路布置和制動管路氣壓。管路的直徑對管路的截面流量有直接影響，隨著氣流通過速度的增大，響應(yīng)時間會減少。管路多直通、少折彎，繼動閥等部件盡可能靠近制動氣室，響應(yīng)時間會減少。管路壓力增大會加快制動氣室的建壓速度，制動響應(yīng)時間會減少[6-7]。其他影響因素的綜合考量，會對商用車的制動響應(yīng)時間有影響，是商用車制動系統(tǒng)安全性能的重要發(fā)展方向，值得深入研究。