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汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台的差异性分析论文

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  关键词:制动检验台,制动率,制动不平行率,差异性,附着力

  0引言

汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台的差异性分析论文

  国内汽车保有量日益激增,而汽车制动性能是汽车安全系统中起关键性的作用,在机动车在进行安全技术检验时,制动性能检测是在安全性能检测线中耗时最长的项目,汽车滚筒反力式制动检验台[1]和平板制动检验台中[2],寻求在滚筒反力式制动检验台上对检测数据产生疑问时,能否采用平板制动检验台作为数据的补充。在国内许多机动车检测机构使用滚筒反力式制动检验台比平板制动检验台多的原因有:(1)平板制动检验台对于检验员的要求比较高,必须在规定的检测点上制动才能得出最为准确的数据。(2)对于多轴车检测不方便,特别是3轴以上的车辆,因车轮长度和宽度已超过平板制动检验台。

  汽车制动率和制动不平衡率是影响汽车制动性能和基金项目:广东省科技资助项目(ISO 09649)行车安全的主要因数,目前我国执行的强制性国家标准GB7258—2017[3](机动车运行安全技术条件)中规定了台式检验制动力和制动力平衡的要求,而GB38900—2020[4](机动车安全技术检验项目和方法)则是要求汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台的检测项目和方法。

  国内学者对制动检验台的分析做了大量研究,影响制动检验台检测数据的准确性有车辆的轮重、轮胎的花纹、花冠、干湿程度、是否子午线轮胎[6-7]等,结果表明:检验员操作不规范,不能正确称出轮重,对制动力及制动不平衡率检测结果影响最大[8-13],轮胎花纹、花冠、干湿程度、是否子午线轮胎也对检测结果有影响。本文以常见的M1类车型[5]为例进行制动性能检测,对滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台的差异性进行数据比较和成因分析,分析其技术等效性,并进行比较研究。

  1试验车辆和试验条件
       1.1试验车辆

  为保证试验的有效性和准确性,本次试验选用M1类在用车,采用为国产某品牌的合资前轮驱动汽车、同一试验车(空载)、同一生产设备商、同一检验员和制动踏板力为300 N在制动检验台上进行操作。检测一共进行10次,在汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台分别各进行5次测试,试验车辆参数如表1所示。

  1.2试验条件

  按照GB38900—2020(机动车安全技术检验项目和方法)中6.8.2和附录D的要求进行制动性能检验,试验条件如表2所示。

  2判定要求和试验结果
       2.1判定要求

  此次试验以在用车做测试,按照GB7258—2017(机动车运行安全技术条件)要求进行制动力和制动力平衡检验,在机动车进行安全技术制动性能检验时,须满足判定要求才能判定合格。具体判定要求见表3~4。

  2.2试验结果
       2.2.1车身后移

  首先在汽车滚筒反力式制动检验台进行制动性能检验,检验过程中发现制动后车身存在后移的情况,这是由于被检车轮ABS制动力分配的原因,车轮抱死,导致检测还没完成车轮被滚筒转动甩出去了,最终检测数据不准确。为防止这种情况发生,需要在非检测车轮后塞上三角木,让车轮更好地附着在滚筒上,检测出准确的数据。车轮在滚筒、平板上的工作原理如图1~2所示,其中F1、F2分别为制动时前滚筒、后滚筒对车轮的切向作用力,即滚筒与车轮的附着力(附着力=附着系数×车身重量);F为制动时平板制动检验台对车轮的作用力,即检验台与车轮的附着力。在非检测车轮上塞三角木前后数据对比情况如表5所示。

  2.2.2检测数据比对

  从表5得知,在滚筒反力式汽车制动检验台上进行检验,为保证数据的准确性,需在非检测轮上放置三角木。然后分别在滚筒反力式汽车制动检验台和平板制动检验台各进行5组检测,试验项目有一轴制动率、二轴制动率、一轴制动不平衡率、二轴制动不平衡率、整车制动率和检测时间,各自的检测结果重复性比较好,没有异常值,X组比Y组需要的检测时间更长,具体如表6~7所示。

  3试验结果分析
       3.1差异性特点

  从图1~2、表5~7可以得出如下结论。

  (1)在汽车滚筒反力式制动检验台进行检测时,需要在非检测轮后放置三角木,以保证检测数据的准确性和在检测过程中车轮的附着力不会变小,车辆不会往后移。(2)在汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台各自的5个检测结果都较为一直,无明显的异常值。(3)从检测结果的单个值和数据的平均性,平板制动检验台的检测结果比汽车滚筒反力式制动检验台的检测结果高9%左右。也就是说,采用平板制动检验台检测结果会比滚筒反力式汽车制动检验台的检测结果略为偏高。(4)汽车滚筒反力式制动检验台检测时间比平板制动检验台的多60%左右。

  3.2差异性分析

  汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台如图3~4所示。检测时均采用了国产某品牌的合资前轮驱动空载试验车,且为同一生产设备商,引车员为同一人,4车轮轮胎气压均为2.5 kPa,踏板力为300 N,在检测线上进行操作。从表5中可以看出,平板制动检验台的制动率和制动不平衡率要比汽车滚筒反力式制动检验台的检测结果要高。

  汽车滚筒反力式制动检验台检测制动性能的时候,需要在轮重台上分别测前后轴的重量,然后试验车居中摆正开上制动台,制动检验台电机带动滚筒转动,向车轮施加一个与制动力矩相反的力矩,检验人员在滚筒转动稳定3 s后实施制动,逐渐慢踩制动踏板力到300 N左右,得左、右车轮制动力增长全过程的数值及左、右轮最大制动力,来计算轴制动率和不平衡率,属于静态检测,检测时间较长。

  平板制动检验台是将被检车轮以5 km/h~10 km/h的速度滑行,当试验车轮均行驶在平板上时,急踩制动,使车辆停止,测得各车轮的轴重、最大制动力、轮制动力全过程的数值来计算轴的制动率和制动不平衡率,这是属于动态检测,检测时间较短,检测数据更能真实准确地模拟车辆在路面上制动的情况。

  车轮对检验台的附着力是影响制动率和制动率平衡大小的主要因数。汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台表面都是采用金刚砂作为摩擦材料,它们的附着系数基本一致,而轮胎的与检验台的接触面越大,附着力也越大。从图1~4得知:

  (1)车轮在平板制动检验台的附着面积比反力式滚筒制动台上的大,所以附着系数比滚筒反力式汽车制动检验台的大;

  (2)在滚筒反力式汽车制动检验台上,机动车是前、后轴分开进行测试,而平板制动检验台是动态检测,机动车4个车轮同时在制动台上进行制动检测,能够准确地模拟汽车在路面上行驶制动。

  4结束语

  本文针对汽车滚筒反力式制动检验台和平板制动检验台,以M1类车型为例,分别对制动率和制动不平衡进行检测,并分析了检测结果的差异性特点及成因,得出结论如下。

  (1)平板制动检验台是动态检测,可在检验台上测出轮重和制动力。而汽车滚筒反力式制动检验台检验时,需要在非检测车轮上放置三角木,使车辆在检测过程中不会离开滚筒,提高在滚筒上的附着力和检测数据的准确性。

  (2)平板制动检验台的检测结果比汽车滚筒反力式制动检验台的检测结果高9%左右,检测时间节省60%左右,检测准确性较高,推荐使用平板制动检验台。

  (3)因平板制动检验台制动检验台是动态检测,检测数据较真实,对于有条件的机动车检测机构,可以采用一条检测线为平板制动检验台,另一条为汽车滚筒反力式制动性能检验台,当对汽车滚筒反力式制动检验台检测数据存有疑问,可在平板制动检验台上进行复测,检测结果以平板制动检验台的检测数据为准。复测时注意使用同一试验车(空载)、同一生产设备商、同一轮胎气压、同一检验员和同一制动踏板力进行操作。

  参考文献:

  [1]中国国家标准化管理委员会.滚筒反力式汽车制动检验台:GB/T 13564—2022[S].北京:中国标准出版社.2022.

  [2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.平板式制动检验台:GB/T 28529—2012[S].北京:中国标准出版社.2013.

  [3]中国国家标准化管理委员会.机动车运行安全技术条件:GB 7258—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.

  [4]中国国家标准化管理委员会.机动车安全技术检验项目和方法:GB 38900—2020[S].北京:中国标准出版社.

  [5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.机动车辆及挂车分类:GB/T 15089—2001[S].北京:中国标准出版社,2017.

  [6]余玉春,邱海漩,崔晋皓.基于接地特性对轮胎综合性能影响的研究[J].上海汽车,2018,10:21-25.

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  [11]胡明冲,杨志发.平板式与滚筒反力式制动检测台的对比研究[J].中国测试,2011,37(6):31-33+75.

  [12]周德光,陶素连,李卫民.滚筒制动试验台和平板制动试验台的受力模型建立及其分析[J].机械设计与制造,2005,(1):50-52.[13]吴晓东.影响制动性能检测关键因数的分析[D].哈尔滨:东北林业大学,2006.

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