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1、论文分类号 U472. 9 单位代码 10183 研 究 生 学 号 2005442018 吉林 大学 硕 士 学 位 论 文 货车制动性能台架检测加载系统研究 Study on the Loading System of Trucks Braking Performance Testing Bench 作者姓名：杨霄峰 专 业：交通环境与安全技术 导师姓名 及职称 . 潘洪达研究员 学 位 类 别 ： 工 学 硕 士 论文起止年月： 2006年 05月至 2007年 05月 吉林大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是本人在指导教师的 指导下，独立进行研究工作所取得
2、的成果。除文中己经注明引用的 内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作 品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 2007年 J月 日 作者姓名 杨霄峰 论文分类号 U472.9 研究生学号 2005442018 学位类别 工学硕士 授予学位 单位 吉林大学 专业名称 交通环境与安全技术 培养单位 (院、所、中心 ) 吉林大学 交通学院 研究方向 汽车智能化检测与 诊断 学习时间 2005年 9月 至2007年 6月 论文中文 题目 货车制动性能台架检测加载系统研究 .论文
3、英文 题目 Study on the Loading System of Trucks Braking Performance Testing Bench 关键词 (3-8 个） 汽 车 制 动 性 能 台 架 测 试 加 载 装 置 测 控 系统 导师 情况 姓名 潘洪达 职称 研究员 学历 学位 硕士 工作 单位 吉林大学交通学院 论文提交日期 2007年月曰 答辩 曰期 2007年 6月 10日是否基金资助项目 否 基金类别 及编号如已经出版，请填写以下内容 出版地（城市名、 省名） 出版者（机构 ） 名称 出版曰期 出版者地址（包 括邮编 ） 随着我国公路运输业的快速发展，载货汽车的保
4、有量不断攀升。在经济高 速发展、运输行业竞争激烈的环境下，无论是个体营运者或是运输企业，都在 充分考虑运输效率和运营成本的前提下，使车辆经常处于满载运行，甚至常会 出现超载运行的情况。因此制动系统的性能已成为保证满载车辆安全运行的极 为关键的因素。如果车辆制动系统提供的制动效能，能够保证车辆满载运行时 的制动安全，则其可保证满载之内的所有运行工况的行车制动安全。然而在现 有车辆的制动性能检测系统中，由于检测单位条件所限车辆制动性能检测均在 空载状态下进行。因此，即使空载制动性能能够满足要求，但不能保证车辆满 载状态下制动性能也一定满足要求。因此，本文就货车在台架上实现满载制动 性能检测作了开发
5、研究。 本文在分析了车辆制动效能评价体系的基础上，研究出车辆制动检测时加 载的可行性方案。车辆制动检测加载系统的设计研究是本文的主体，其中包括 加载系统中机械部分、液压系统部分、控制电路设计，并对系统的信号采集、 处理的硬件及系统软件做了设计研究。并在不改变原有制动检测系统的基础 上，将加载制动的软件控制系统并入原检测系统中。本系统保证了在原有对车 辆制动性能进行空载检测基础上，实现在台架上对车辆在加载状态下进行制动 性能的检测。该方案能为车辆在满载状态下的制动性能，是否满足运行要求提 供评价依据。 在实验验证的 环节中进行了实车试验，对系统的可靠性和可行性作了验 证。并对试验测试数据结果进行
6、整理分析，据此评价车辆满载时制动性能。通 过试验验证车轮制动力随载荷的变化规律。 关键词：汽车制动性能台架测试加载装置测控系统 目录 第一章绪论 . 1 1.1 国内外汽车检测技术的现状 . 1 1. 2汽车满载制动检测的意义 . 5 1. 3 本文研究的意义 . 6 1.4本文的主要内容 . 7 第二章汽车制动性能评价与检测原理 . 9 2. 1汽车制动性能评价指标 . 9 2. 2汽车制动性检测项目、检测方法及有关检测标准 . 13 2. 3汽车台架制动试验分析 . 16 2.4满载制动性能检测 . 19 2. 5 本章小结 . 21 第三章汽车制动检测加载系统方案设计 . 23 3. 1
7、 加载系统技术要求 . 23 3. 2汽车制动性能检测中加载装置机械设计 . 24 3.3检测试验台液压系统的设计 . 28 3.4 控制电路设计 . 36 3. 5本章小结 . 38 第四章汽车制动检测加载系统硬、软件实现 . 39 4.1测控系统硬件设计 . 39 4. 2 软件设计 . 47 4. 3 本章小结 . 54 第五章实验与结果分析 . 57 5. 1 系统 的标定 . 57 5. 2汽车制动性能加载检测实验 . 59 5. 3 本章小结 . 69 第六章全文总结 . 71 参考文献 . 73 . I ABSTRACT . Ill 至文 if . VII 从汽车诞生至今已经有一
8、个多世纪了。在现代社会，汽车在人们工作、生 活中扮演着至关重要的角色。汽车在为人类造福的同时，也带来大气污染、噪 声和交通安全等一系列问题。汽车本身也是一个复杂的系统，随着高新技术的 广泛应用，汽车工业迅猛发展，越来越多的先进技术被应用于汽车上，使汽车 的性能得到大幅度的提高，但同时汽车也变得更加复杂。随着行驶速度的提高 和行使里程的增加，其技术状况和使用性能将不断下降。因此，对汽车进行检 测有了其必然性。由于现代科学技术的飞速发展，特别是计算机技术的突飞猛 进，汽车检测技术也在飞速发展，各种先进的仪器设备已广泛应用于对汽车的 不解体检测。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，汽车检
9、测 对于汽车行驶安全的重要性表现得越来越明显，而汽车制动系统的检测在其中 扮演主要的角色。 1.1国内外汽车检测技术的现状 1.1.1国外汽车检测技术发展现状 随着汽 车技术的发展，各种新型的维修检测设备不断出现，并不断向多功 能、小型化方向发展。国际汽车检测维修设备目前处于电子化、集成化的发展 阶段，并向一体化方向迈进。无论是作为工作台重要组成部分的举升装置，还 是尾气分析仪、制动试验台等检测诊断设备，车轮定位仪、碰撞修理系统等校 正维修设备，都不再是纯机械作业。电子显示、电子控制等在这些设备的工作 过程中起到了重要的作用。随着电子技术的完善，不同功能的检测维修设备通 过电子基础实现信息传递
10、，走向集成化。 推动汽车检测维修设备向电子化、集成化方向发展的主要原因是汽车 技术 的飞速发展。用以往扳手扳、锤子敲的检测方式来解决现在的汽车故障，已力 不从心，比如，汽车行驶机构的不断改进，需要与之相适应的检测维修手段 , 检测调整其结构参数偏离的数值，否则汽车的行驶就会受到影响。前轮定位及 四轮定位参数，只有依靠先进电脑技术，才能全部准确测出，并校正偏差。 电子技术在汽车上的广泛应用进一步推动了汽车维修检测设备的电子化 方向发展。在车辆寿命、质量、安全性和可靠性迅速提高的同时，更多维修工 作从机械修理变成电子诊断和更换部件，电子部件的检测和维修，只能由电子 仪器来完成。 网络一体化是维修检
11、测技术的进一步发展和延伸，它运用现代通信技术将 汽车制造厂商及多家维修工作联成一个整体，形成资源共享，汽维修厂内通常 只有一台集成化了的 “ 智能 ” 设备，而所有其它设备，如诊断仪、排气诊断、 随机电子、车身测量等，都可以作为终端工作站出现。网络一体化构想将检测 维修服务发展成一套全方位的汽车维修思路，美国现已广泛使用互联网络 MI。 汽车制动性能检测也伴随检测网络一步一步的朝着网络化电子化方向发 展。从路试测量 制动距离、测算制动减速度及制动跑偏率，到台式制动试验台 测制动力、制动力平衡、车轮阻滞力及制动协调时间，再到如今车载制动系统 检测系统。对于汽车检测的发展方向从方便快捷到智能化时吋
12、监测的过程，我 们可以看到科技的发展速度，还有人们对车辆行驶安全的关注。 1.1.2国内汽车制动性能检测技术现状 我国汽车性能检测和诊断技术起步较晚，只是在最近的 10年才有迅速的 发展。随着经济的发展与科技的进步，以及我国公路运输的发展，汽车保有量 与日俱增。与此相适应，国家对保障行车安全、对汽车行驶的经济性、可靠性、 舒适性的要 求不断提高，同时对汽车能源消耗及环保问题的关注也日益突出。 电子燃油喷射、 ABS制动防抱死装置、电控自动变速器及各种电子技术在汽 车上的应用，国内汽车结构发生了很大的变化，对汽车检测诊断设备的需求越 来越大，并对其性能、质量、可靠性等提出了更高的要求，促进了汽车
13、检测设 备仪器的应用与发展。 随着汽车不解体检测诊断技术的日趋成熟，检测设备也日趋完善，已经 可以用检测设备仪器对汽车的安全性（制动、侧滑、转向、前照灯等）、可靠 性（异响、磨损、变形、裂纹等）、动力性（车速、加速能力、底盘输出功率、 扭矩和点火系状 况等）、经济性（燃油消耗）及噪声和废气排放状况等进行检 2 测诊断。目前除对某些离合器、机械变速器、主减速器等的故障诊断还没有方 便、实用的检测设备仪器可利用外，国内检测技术已经能够对汽车的整体技术 状况、汽车维修质量、汽车制造质量等进行检测诊断并综合评价，以被广泛地 应用于汽车制造、汽车使用管理、汽车维修等行业 5。 我国汽车综合性能检测设备仪
14、器的发展有四个阶段： 第一阶段，纯机械结构的单机人工操作。此阶段的设备、仪器比较简单 , 一般是仿国外的产品，测试的精度也不高，设备只有指针式仪表，需要检测人 员手动操作，用人工抄写检测结果，检测速度有限，但与过去的眼看、耳听、 手摸的方式到利用设备仪器定量检测，这个阶段已经有了一个质的飞跃。 第二阶段，机电一体化的单机自动检测。此阶段采用新型传感器使检测设 备实现单机自动化，部分设备具备了单机数据采集打印功能，简便了操作，这 个阶段称为“ 半自动 ” 。 第三阶段，简单的全自动检测。这个阶段主要应用单片机，单片机在检测 中的应用，把一部分设备仪器（主要是安全性能、排放、噪声等设备 ） 进行全
15、 自动联网，最后打印出检测结果，此阶段虽称 “ 全自动 ” ，但人工采集数据多， 自动化程度低，一般采用模拟信号传输，可靠性差，系统容易受环境因素的影 响，传输效率低，在整个检测过程中人为因素仍占较大比例。 第四阶段，现代全自动检测。随着电子技术的飞速发展，汽车检测系统同 其他工业控制系统一样广泛引入了电子计算机技术，由于计算机具有强大的计 算能力、可靠的记忆能力和逻辑判断能力、人机对话能力，从而使检测的自动 化程度、检测速度、检测数据的准确性、公正性和可靠性大大提高，同时也为 检测技术人员提供了许多新的测试手段，以及开拓了新 的检测功能。这个阶段 被称为现代全自动检测。 我国制动检测技术正处
16、于第四阶段，大部分制动检测项目都已并入现代化 自动检测网络。制动检测项目大多以制动试验台为基础，在室内对车辆制动性 能进行检测。而采用路试的方法检测车辆制动性能较少，因为它受环境的影响 很大，也不易并入自动化检测网络 6。 汽车制动检测试验台的型式有滚筒式和平板式。平板式制动试验台在测试 时，要求汽车要有一定的初速度，这就需要有助跑跑道。而滚筒式制动试验台 则相反，其占地面积小，可以在台上对制动系统边试验边调整，又便于分析故 3 障，因此容易被检测部门所接受。 滚筒式制动试验台的测试方法是：在汽车处于停止状态下，测定车轮的制 动力或制动距离等与制动性能有关的参数。它又可分为反力式和惯性式。惯性
17、 式制动试验台是测每个车轮的制动距离，这种试验台的试验车速高，较接近于 实际情况。但由于在国家规定的制动性能标准中没有车轮制动距离这一项，只 有汽车制动距离的标准。如果将测试的车轮制动距离换算成整车制动距离，有 一定误差，要使换算结果精确，需要作大量对比试验，而不同的车型都要有对 比，这是较难做到的，因此惯性式制动试验台不容易被使用部门所接受。而反 力式制动试验台的工作原理是当被检车辆驶上试验台后，车轮置于两滚筒之 间，这时左、右两电机启动，带动滚筒旋转。当转速达到稳定值后，通知驾驶 员迅速踏制动器 (或拉手制动器 )， 这时车轮的转速降低。车轮与滚筒之间产生 了相对滑移，此时，与车轮制动力大
18、小相等、方向相反的力作用在试验台上， 由测力装置可测量出其值，并记录制动曲线。当车轮速度降低到某值时，为了 减少轮胎磨损，电机自动停转。反力式制动试验台结构筒单，测试方便，耗电 小，使用成本低。在国内 外被广泛采用。我国的机动车安全运行技术条件 中对台试车轮制动力也给予承认。因此，国内交通、公安车管部门广泛使用的 几乎都是反力式制动试验台 2。 现代全自动检测系统在检测车辆制动性能时具有以下优点： (1) 测量精度高； （ 2)检测速度快； （ 3)操作简便，操作人员无须太多 的计算机知识，减轻了劳动强度； （ 4)提高了检测数据的可靠性，计算机自动 检测和出具检测结果，最大限度地排除了人为因
19、素的干忧；（ 5)通过计算机可 建立强大的数据库。其存储时间长，可以随时查询车辆的检测结果。 由于现代全自动检测具有如上的优点，已经成为车辆制动检测技术应用的 行业标准。虽然现在检测手段对汽车大部分行车参数都能够有效的检测出来。 但是在目前国内的检测行业中仍存在许多弊端和缺点。不过，随着我国加入 WTO和整个国民经济的快速发展，我国的汽车诊断和检测技术将得到快速发 展，行业中的缺陷也将得到弥补。检测技术与检测设备也将会朝着车载时时监 控的方向发展，并会不断缩小与国际检测之间的差距。 4 1.2汽车满载制动检测的意义 制动系统是汽车底盘的主要组成部分。汽车制动性能直接影响汽车行驶、 停车安全性，
20、是汽车安全行车的重要因素之一，因此也是汽车检测诊断的重点。 汽车具有良好的制动性能，在紧急情况下可以化险为夷。在正常行驶时，由于 制动系统的安全保障作用，可以提高汽车的平均行驶速度，从而提高汽车的运 输生产效率。汽车制动性能好与坏，对于汽车行驶安全性和运输生产效率都有 很大影响。所以，不论是汽车安全性能检测，还是汽车综合性能的检测，汽车 制动性能的检测都是必检项目。 车辆制动系统的效能是否正常发挥受很多因素的影响，如下有： 车辆 制动液压（或气压）系统提供制动力有限，不能达到要求。 车辆制动管路损坏，造成管路压力过低或者无压力。 制动蹄与制动鼓之间有油、水或其他杂质，或者经过长期频繁使用而 导
21、致使制动器过热产生制动力降低。 轮胎磨损严重，不能提供足够制动力。 对于重载车辆，过大载荷会使车辆制动性能下降。 对于大型载货车辆，装载情况的变化对制动性的影响是必须考虑的。满载 与空载相比，质心后移，而质心高度增加。所以理想制动力分配曲线 I较空载 (如图 1-1)时上移。制动距离的极限也变大（如图 1-2)。 5 图中 I、 B2 前、后轮的理想制动力； G 整车重。 从图 1-2中，我可以看到满载时车辆的制动力和制动距离较空载时都有很 大变化。所以，当满载时车辆制动力与载荷应当成一定的正比关系，才能保证 满载时车辆所得到的制动力能够使车辆在安全的制动距离内停车 7。 对于满载车辆制动效能
22、的检测，不仅能够反映出车辆满载运行时所能提供 制动力，而且能够检测出车辆在满载运行时可能出现的制动失效的隐患。在 GB7258-2004机动车运行安全技术条件中也有明确规定载货车辆如有质疑 应该进行满载路试检验其制动系统可靠性，并以路试为准。 载货车辆从空载状态到满载状态下的制动性能发生很大变化，车辆制动系 统的工作负荷随着载荷的增加而增加。所以在满 载时车辆制动系统的可靠与否 是关系着驾驶员的人身及货物财产安全关键因素，因此对车辆 （ 尤其是载货车 辆）的满载检测是很有必要的。 1. 3本文研究的意义 随着我国交通运输业的迅猛发展，建设项目的增多，远距离运输大吨位车 辆的保有量也大幅度增加。
23、汽车在长时间的使用之后，由于道路状况变化，环 境的变化以及有超载的情况时，往往制动系统不能达到预期的制动效果，甚至 制动系统失效，而导致惨不忍睹的恶性交通事故。这不仅给国家带来严重的经 6 济损失，也给受害者的家庭带来心理上和经济上的双重打击。 在现代运输业高速发展，以节省能源与费用为手段，以创造最大价值为目 的，各个运输企业都在加大重型货车的保有量。不 仅重型货车的保有量逐年攀 升，而且超载现象也屡禁不止。这也是引发道路交通事故的一个根源所在。要 在汽车安全检测和综合性能检测这一关，把存在有制动效能不合格的营运车检 查出来，势必会大幅度减少事故的发生机率。 面对着现有重型货车的制动性能检测方
24、法无法真正检测出车辆正常运行 状态下的制动效能，国内检测单位没有有效的检测手段来判断汽车制动系统的 可靠性与有效性。由于有检测场地环境与检测设备本身的承载能力的限制，所 以导致货车、客车在进行安全性能及综合性能检测时必须在无载或无客的状况 下进行的检测。这样一来制动性能 检测所反映出的制动效能就不能体现出汽车 在满载运行时所应该发挥的制动效能。 因此，开发出一套能够在台架上检测出无载货车的有载运行情况下的制动 效能的检测系统是有着重要意义和社会效益的。 本文开发的货车制动性能台架检测加载系统能够通过加载机构有效地反 映出货车在满载运行时制动状况。本系统的测试是在原制动试验台架上完成 的，因此，
25、无论从成本上还是从检测效率上都有着优势。第一，本系统是由液 压系统、加载装置及电控系统组成，成本在原有基础上不会增加很多。第二， 本系统是配合原有制动试验台完成的，是同步检测的，所以在效率上不会降低 太多。使用加载制动检测系统可以有效地检测出车辆有载情况的制动效能，保 证有效检测出车辆制动系统存在的隐患，并能避免因制动系统故障而引发的事 故，降低用户可能的经济损失，其间接经济效益十分可观，对社会的经济发展 有着一定的保障作用。 1.4 本文的主要内容 通过以上的论述 ,可以看出研究开发货车制动性能台架检测加载系统是非 常必要的。 本论文完成以下主要内容： 1、从理论上分析制动检测台加载的可行性
26、 通过对大型货车的底盘情况调研，总结出制动台与底盘之间的可用空间 . 7 又根据目前市场上的制动性能检测试验台的结构特点，加以分析加载机构的设 计可行性； 2、 检测系统机械结构的研究 在理论分析的基础上，对设备机械结构进行研究。使之能满足加载制动性 能检测的要求。并且，在完成各个功能检测时，相互之间互不干扰且保证检测 精度； 3、 加载检测测控系统的研究 在原有车辆空载制动检测系统基础上，如何将加载检测系统并入原有空载 检测系统，实现对满载车辆的制动效能评价，是本文研究的内容。其中包括传 感器的选择设计、测试电路的设计和 A/D转换卡的选择以及各种电子设备的选 择； 4、 软件编程 与原有空
27、载检测系统的软件系统相结合，实现检测流程的智能化控制，对 检测结果的处理和对汽车技术状况的评定； 5、 实验验证 通过实车实验，验证检测系统的正确性和可靠性，并验证载荷的变化对车 辆制动性能的影响。 8 第二章汽车制动性能评价与检测原理 汽车行驶时，能在短距离内迅速停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时 能维持一定车速，以及在坡道上长时间保持停驻的能力称为汽车的制动性。汽 车制动性能直接关系着汽车的行车安全。只有在保证行车安全的前提下才能充 分发挥汽车的其他使用性能，诸如提高汽车车速、汽车的机动性能等。汽车的 制动性不仅取决于制动系的性能，还与汽车的装载情况、汽车的行驶性能、轮 胎的机械特性、道
28、路的附着条件以及与制动操作有关的人体工程特性有密切关 系。本章论述汽车制动性评价指标、汽车制动性检测方法及载荷对车辆制动影 响 _。 2.1汽车制动性能 评价指标 汽车制动性主要由制动效能、制动抗热衰退性和制动时汽车的方向稳定性 三个方面来评价。 制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力，是制动性能最基本 的评价指标。它是由制动力、制动减速度、制动距离和制动时间来评定。 制动力 汽车在制动过程中人为地使汽车受到一个与其行驶方向相反的外力，汽车 在这一外力作用下迅速地降低车速以至停车，这个外力称为汽车的制动力。一 般汽车多用车轮制动器使汽车车轮受到与汽车行驶方向相反的地面切向反作 用力的作
29、用，故这时的汽车制动力又称为地面制动力。 图 2-1为汽车在良好的 硬路面上制动时的车轮受力图。图中 7；为车轮制 动器的摩擦力矩， 7汽车回转质量的惯性力矩， 7车轮的滚动阻力矩， F为车 轴对车轮的推力， G为车轮的垂直载荷， Z是地面对车轮的法向反作用力。 在制动过程中，滚动阻力矩 7、惯性力矩 7相对都较小时可忽略不计。 地面制动力八可写为： 9 式中： r_车轮制动半径。 地面制动力兄是汽车制动时地面作用于车轮的外力，兄值取决于车轮的 半径与制动器的摩擦力矩 7；，但其极限值受到轮胎与路面间附着力仏的限制。 在轮胎周缘克服车轮制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力凡即 T Fu=上
30、r 式中： ru-车轮制动器（制动蹄与制动鼓相对滑转时）的摩擦力矩。 制动器制动力凡取决于制动器结构、型式与尺寸大小，制动器摩擦副摩 擦系数和车轮半径。一般情况其数值与制动踏板力成正比，即与制动系的液压 或气压大小成线性关系。对于结构、尺寸一定的制动器而言，制动器制动力主 要取决于制动踏板力与摩擦副的表面状况，如接触面大小、材质、表面有无油 污等。 图 2- 2是在不考虑附着系数 O变化的制动过程中，地面制动力制动器 制动力凡及附着力 F0， 随制动系的压力 (液压或气压 )的变化关系。车辆制动 时，车轮有滚动或抱死滑移两种运动状态。当制动踏板力 60% 50% 60% 注：空、满载状态下测试
31、均应满足此要求。 (3) 车轮阻滞力 汽车和无轨电车车轮阻滞力均不得大于该轴轴荷 5%。 (4) 驻车制动性能检验 当采用制动试验台检验车辆驻车制动的制动力时，车辆空载，乘坐一名驾 驶员，使用驻车制动装置，驻车制动力的总和应不小于该车在测试状态下整车 重量的 20%;对总质量为整备质量 1.2倍以下的车辆此值为 15%。 (5) 制动释放时间限值 机动车制动完全释放时 (从松开制动踏板到制动消除所需要的时间 )对单 车不得大于 .85s。 根据 GB7258-2004机动车运行安全技术条件 7.14.3中规定，当汽车经 台架检验后对其制动性能有质疑时，可用道路试验检验，并以满载路试的检验 结果
32、为准。 2.2.2路式制动性能检测 1、 制动性能路试检验项目 (1) 制动距离； (2) 充分发出的平均减速度； (3) 制动稳定性； (4) 制动协调时间； (5) 驻车制动坡度； 2、 路试制动性能检验方法 路试路面应平坦 (坡度不超过 1%)、干燥和清洁的水泥或沥青路面。轮胎与 路面之间的附着系数不小于 0.7,风速不大于 5 m/s。 在试验路面上应画出标准 15 中规定的制动稳定性要求相应宽度试车道的边线。被测车辆沿着试验车道的中 线行驶至高于规定的初速度后，置变速器于空档。当滑行到规定的初速度时急 踩制动，使车辆停住。用速度计、第五轮仪或用其他测试方法测量车辆的制动 距离。用速度
33、计、制动减速度仪或用其他测试方法测量车辆充分发出的平均减 速度 (MFDD)与制动协调时间。 由于路试受环境因素影响较大，所以国内检测单位如果对被检车辆的台式 检测无质疑，而客户也没有提出要求对车辆进行路试检测的话，车辆是不需要 进行路试检测的。 2. 3汽车台架制动试验分析 反力式滚筒试验台是通过测量车辆的单轴最大制动力，和轴重的比值来评 价车辆制动效能。制动力便于在制动性能检试验台上快速测量，定量评价车辆 制动性能。这种检测方法在汽车综合性能检测站广泛采用。通过制动力的检测 不仅可以测得各车轮制动力的大小，还可了解汽车前、后轴制动力合理分配， 以及各轴两侧车轮制动力平衡状况。若同时测得制动
34、协调时 间便能较全面地检 验车辆的制动性能。下面从汽车实际检测受力进行分析，假设被测试的汽车前、 后轴车轮的中心位于同一水平高度，在检测过程中忽略滚动阻力和弹性车轮对 测力系续的影响，当检测前轮制动前轮时，车辆受力如图 2-4所示： 图 2-4汽车在反力滚筒式制动试验台上检测时的受力状态 16 其中： Gi为测试时前车轮重量 (N); Ni、 N2为左右滚筒对车轮的法向反力 (N); D为车轮直径 (mm); a为 Sl、 N2与 G的夹角； 为车轮与滚筒间的附着 系数； 2为地面与轮胎间的附着系数； Fbl、 Fb2为左右滚筒对车轮的反力 (N);G2 为后车轮重量； Xb2为地面对后车轮的
35、反力。 根据力的平衡条件： = 0 Fb2 cosa +Fb2 cosa + sina -N2 sina -F0 = 0 (2-1) = 0 Fb2 sin a + Fhl sin a + cosa - N2 cosa - = 0 (2-2) 经整理后得 N _ F CQSQf + G, sina-Fm(l-2sin2 a)-Fhl (2_3) 1 sin 2a N _Fbl -Fosa + G.sma + Fil-lsm2 a) (2_4) sin 2 如果在检测车轮制动力增加过程中，被测车轮没有出现后爬现象，且被测 车轮与滚筒间的附着条件得以充分利用，则 Fbl和 Fb2的最大值为： Fb
36、=N%(l) ； Fb2=N2%(!) (2-5) 将 （ 2-5)代入 （ 2-3)， （ 2-4)得到： F0 sin a + cos a) - Gx cos - sin a) (l + 12)sin2 (2-6) F0 sin a - cos a) - Gx cos a + sina) (1 + ) sin 2a (2-7) 在车辆不发生后移的情况下，这种制动台能测得的最大制动力为 : t7 +F 61max 62max = (Nl+N2) 為 F0 為 +q) (1+说 2).cosa (2-8) 因为巧 =2 max=G2 先代人 （ 2-8)得 : (j)xG2(j)2 +Gt)
37、(l+2)*cosc!r (2-9) 17 在检测时随着检测人员踩踏制动踏板力的增加， Fbl和 Fb2亦随之增大，当 增大到满足下列关系： FM (1-2 sin2 a) + Fb2 F0 cosa + Gx sin a (2-10) 这时， NfO， 车轮将脱离前滚筒，在图中的 Fbl、 Fb2、 Nl、 N2与 G1等 合力作用下，将产生把车轮推向后滚筒趋势，出现车辆后移的现象。此时前轮 的 受 力 状 况 变 为 图 2 - 5 所不。 7V2 、。 力学平衡条件改写为： = 0 Fb2 cos -F0 -A2 sina = 0 (2-11) 7 = 0 Fb2 sin a + N2
38、cosor - G； = 0 (2-12) 如果车轮脱离前滚筒达到抱死状态，则芯 2=7V4,代入式 （ 2-12)中得到 : sin a + cos a 在这种情况下测得的最大制动力为： 77 _ G &测 max _ 2 . 1 , 1 &测 max (j)x sma +cosa (2-13) (2-14) 18 由以上分析可以得到，汽车制动试验台架试验得到的最大制动力是与轴重 成正比的。但是由于制动系统发挥的制动效能受许多因影响，制动系所产生的 制动力在不同载荷下能否达到要求。就目前国内的检测线状况而言，还不能给 出完全的评价。 目前车辆制动性能检测中，车辆全部空载。事实上，车辆运行过程
39、中，常 常处于有载或满载状态。特别是满载状态，车轮制动器能否满足高速运行时制 动要求，是难以确定的。空载检测即使合格，但满载不一定合格。因行车制动 中所需制动力因载荷不同而不同。车辆制动系统必须满足满载制动要求以外， 还应具有安全余量。空载在试验台上检测车轮制动时，只能评价空载状态制动 性能。车辆在试验台上检测车轮制动时，与车辆行驶中制动情况类似，车轮也 会出现两种运动状态，一种是车轮转动状态，此时试验台将测得与制动踏板力 相应的最大车轮制动力 (等于制动器制动力 );另一种是车轮处于停转 (试验台滚 筒相对车轮轮胎滑转 )状态，此时试验台测得的车轮制动力 (相当于前述的地面 制动力 )将等于
40、轮胎与试验台滚筒之间的附着力。这往往小于车轮制动器制动 力，而无法测得车轮制动器制动力的最大值。因为附着力大小是和轮胎与滚筒 之间的正压力及附着系数有关。正压力与轴荷大小，以及车轮在试验台上与滚 筒之间的安置角有 关，在实际检测时该轴荷多半是车辆空载状态，无法确定满 载的制动性能。为排除这种检测的不确切性，在 GB7258-2004机动车运行安 全技术条件内规定可通过增加相应车轴上的附加质量或作用力来获得足够附 着力。因此，在制动台上设计加载系统，来模拟满载车辆的状况是有法规可依 的，也是有必要的。 2.4满载制动性能检测 在车辆制动性能检测中，满载与空载的制动系统所提供的制动效能有着明 显的
41、差异。而满载制动性能检测不论对于车辆用户本身还是交管部门都有重要 意义。就目前的国内检测现状，在路试方面采用满载测试较为方便 ，而台试若 采用满载制动检测就会受到很多限制。 满载路试法检验制动性能的优点是直观、简便，能真实地反映汽车实际行 驶过程中汽车动态的制动性能，如轴荷转移的影响 ;能综合反映汽车其他系统 19 的结构性能对汽车制动性能的影响，如转向机构、悬架系统结构和型式对制动 方向稳定性的影响，且不需要大型设备与厂房。但也存在下列不足之处： (1) 只能反映整车制动性能的好坏，而对于各轮的制动状况及制动力的分 配，虽能从拖、压印做出定性分析，但不易取得定量的数值。 (2) 不易诊断故障
42、发生的具体部位。 (3) 重复性较差。制动距离的长短和制动减速度的大小，往往因驾驶员操 作方法、路面状况和道路交通状况而异。只有在专用试验道路上用专用试验仪 器的情况下才能获得重复性较好的检验结果。 (4) 除道路条件外，路试还将受到气候条件等的限制，且有发生事故的 危险。 (5) 消耗燃料，磨损轮胎，紧急制动时的冲击载荷对汽车各部机件都有不 良影响。 相对于路试制动性能检测，台试法检验制动性能的优点是迅速、准确、经 济、安全，不受外界条件的限制，重复性较好，能定量测得各轮的制动全过程 (制动力随时间增长的过程 )。有利于分析前、后轴制动力的分配及每轴制动力 的平衡状态、制动协调时间等参数，给
43、故障诊断提供可靠依据。所以台试法已 成为汽车诊断与检验的发展方向，在国内外获得了广泛应用。台试法除需要大 型设备与相应厂房外，主要不足之处有： (1) 通常台试法被检车辆处于空载状态，且制动时没有因惯性作用而引起 的轴荷前移作用，故前轴车轮容易抱死而不易测到前轴制动器可能提供的最大 制动力。 (2) 同一试验台对于不同型号车辆 (主要是轮胎直径不同的车辆 )， 因其轮 胎在试验台滚筒间的安置角不同及非测试车轮的制动性能 (即测 试时阻止车辆 后移的能力 )，而影响其制动测定能力 (B卩最大制动力的测定 )。 (3) 制动测试时滚筒的转动速度较低与实际制动状况相差甚远。这将影响 所测制动力上升速度使制动协调时间延长，若与采样时间不能很好匹配对甚至 可能影响所测制动力值大小。 (4) 不能反映汽车其他系统 (如转向机构、悬架 )的结构、性能对制动性能 的影响。 满载台式制动性能检测将会弥补原有台式制动性能检测的一些不足。满载 20 制动检测可