張遠(yuǎn)鋒

摘要：汽車制動(dòng)性能是汽車主動(dòng)安全性的重要性能，作為汽車性能檢測(cè)的最重要指標(biāo)之一，直接影響到行車交通安全問題和交通運(yùn)輸效率。隨著我國(guó)的汽車制造業(yè)和公路交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅猛，汽車保有量迅速增加并破億，隨之而來的是交通安全和環(huán)境保護(hù)等社會(huì)問題，使得人們對(duì)汽車檢測(cè)診斷技術(shù)和設(shè)備的需求與日俱增。因此提高汽車制動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的精確性在降低公路交通事故率、提高汽車行駛安全性方面顯得至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：汽車；制動(dòng)，性能；檢測(cè)

汽車行駛時(shí)能在短距離內(nèi)迅速停車且維持行駛方向穩(wěn)定性，在下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定安全車速，以及在坡道上長(zhǎng)時(shí)間保持停駐的能力稱為汽車的制動(dòng)性。汽車制動(dòng)性能直接關(guān)系到交通安全，重大交通事故往往與汽車制動(dòng)性能差有關(guān)。制動(dòng)距離太長(zhǎng)或者緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生側(cè)滑等都會(huì)造成交通事故。在現(xiàn)有路況標(biāo)準(zhǔn)下，隨著汽車行駛速度提高，汽車制動(dòng)性能對(duì)保障交通安全尤為重要。

汽車在制動(dòng)過程中人為地使汽車受到一個(gè)與其行駛方面相反的外力，汽車在這一外力作用下迅速地降低車速以至停車，這個(gè)外力稱為汽車的制動(dòng)力。制動(dòng)力是評(píng)價(jià)汽車性能的基本因素，制動(dòng)力便于在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)量，制動(dòng)力測(cè)量是機(jī)動(dòng)車安全性能檢測(cè)的重要組成部分。通過制動(dòng)力檢測(cè)不僅可以測(cè)得各車輪制動(dòng)力的大小，還可以了解汽車前、后軸制動(dòng)力合理分配，以及各軸兩側(cè)車輪制動(dòng)力平衡狀況。若同時(shí)測(cè)得制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間便能較全面地控測(cè)車輛的制動(dòng)性能。

一、在制動(dòng)性能檢測(cè)過程中需注意的一些問題

1.1對(duì)ABS制動(dòng)車輛的檢測(cè)?，F(xiàn)時(shí)機(jī)動(dòng)車檢測(cè)站對(duì)車輛制動(dòng)性能檢測(cè)的設(shè)備主要有平板式制動(dòng)臺(tái)和滾筒式制動(dòng)臺(tái)。這兩種制動(dòng)臺(tái)對(duì)帶ABS車輛的檢測(cè)都存在著一定程度的不足。ABS即制動(dòng)防抱死裝置，其作用是防止車輛在產(chǎn)生最大制動(dòng)力時(shí)因車輪抱死而產(chǎn)生制動(dòng)跑偏現(xiàn)象，是車輛行駛安全的重要裝置，目前，所有小汽車大客車大型營(yíng)運(yùn)貨車均裝有ABS裝置，在用車輛中已普遍應(yīng)用。

現(xiàn)時(shí)在汽車檢測(cè)行業(yè)中有觀點(diǎn)認(rèn)為滾筒式制動(dòng)無法對(duì)帶ABS車輛的制動(dòng)性能進(jìn)行一個(gè)很準(zhǔn)確的綜合評(píng)估，其理由是由于帶ABS車輛車輪不能抱死，最大制動(dòng)力難以反映，所以用滾筒式制動(dòng)臺(tái)不能檢測(cè)帶ABS車輛的制動(dòng)性能。一般情況下，車輛的ABS系統(tǒng)一般要在行駛速度25～40km/h以上采取緊急制動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生作用。在滾筒式制動(dòng)臺(tái)上雖然不足以達(dá)到車輛產(chǎn)生ABS制動(dòng)的條件，但檢測(cè)結(jié)果是對(duì)車輛的正常制動(dòng)力和制動(dòng)力平衡的綜合評(píng)價(jià)，制動(dòng)檢測(cè)臺(tái)反映的是除車輛緊急制動(dòng)情況外的制動(dòng)性能參數(shù)。據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，一般情況下只要是在能正常制動(dòng)時(shí)制動(dòng)檢測(cè)合格的車輛，其緊急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)性能更好。車輛的ABS系統(tǒng)要在行駛速度30～40km/h以上采取緊急制動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生作用，而且就其制動(dòng)控制過程來看，評(píng)價(jià)其制動(dòng)效果的指標(biāo)應(yīng)該是車輛在制動(dòng)過程中的制動(dòng)減速和制動(dòng)跑偏程度，而不是所產(chǎn)生的制動(dòng)力。

現(xiàn)在我們所用的平板式制動(dòng)臺(tái)，按標(biāo)準(zhǔn)只達(dá)到5～10km/h的檢測(cè)速度，所以其檢測(cè)結(jié)果也不能很準(zhǔn)確地反映ABS車輛的制動(dòng)性能。因此，筆者認(rèn)為平板式制動(dòng)臺(tái)能檢ABS車輛，而滾動(dòng)式制動(dòng)臺(tái)不能控測(cè)，這是一種認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，在臺(tái)架試驗(yàn)中模擬ABS系統(tǒng)起作用時(shí)的緊急制動(dòng)工況是難以達(dá)到目的，在檢測(cè)中只能近似對(duì)制動(dòng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，這是臺(tái)架試驗(yàn)的一種局限性。據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，在制動(dòng)臺(tái)架性能檢測(cè)中合格的車輛其緊急制動(dòng)時(shí)制動(dòng)性能是合格的。

1.2多軸車制動(dòng)動(dòng)力檢測(cè)。重型貨車數(shù)量在營(yíng)運(yùn)貨車中所占比例雖然較少，但其貨運(yùn)量卻占有70%以上的公路貨運(yùn)量，是公路貨物運(yùn)輸中的主要車種。中、長(zhǎng)距離公路貨物運(yùn)輸都是依靠重型貨車?，F(xiàn)時(shí)公路干線上重大交通事故大多與重型貨車有關(guān)，顯然重型貨車制動(dòng)性能對(duì)道路交通安全起了極其重要的作用，重型貨車都是多軸汽車，其后軸多是雙驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)，重型汽車列車的半掛車也是多軸車，這些多軸車的長(zhǎng)、寬、高都是充分利用了GB1589-2004規(guī)定的外廊尺寸限值，由于車輛外型尺寸較長(zhǎng)許多檢測(cè)站受場(chǎng)地設(shè)備布置限制，不能對(duì)這部分車輛上線檢測(cè)。

現(xiàn)時(shí)大多數(shù)檢測(cè)站由于受條件的限制，對(duì)此項(xiàng)控測(cè)不夠嚴(yán)謹(jǐn)或是沒有檢測(cè)，筆者在這里提出一個(gè)在滾筒反力式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)上檢測(cè)整車制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間的一種方法。制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間應(yīng)是指整車的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，利用滾筒反力式制動(dòng)控驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)制動(dòng)力是按每軸單獨(dú)檢測(cè)，并按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的評(píng)價(jià)，而作為制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，應(yīng)是整車的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，而非單指前軸或后軸的協(xié)調(diào)時(shí)間，這才與標(biāo)準(zhǔn)的原意相對(duì)應(yīng)。因車輛原軸的制動(dòng)力沒有明確的限值要求，結(jié)合車輛安全行駛的實(shí)際制動(dòng)情況標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，理解為整車制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間是比較合理的，檢測(cè)方法是采用制動(dòng)踏板力計(jì)測(cè)取作用計(jì)時(shí)開始，在制動(dòng)力檢測(cè)的全過程中，儲(chǔ)存各輪制動(dòng)力采樣的各記錄點(diǎn)（時(shí)間）所對(duì)應(yīng)的制動(dòng)力值，在同一時(shí)間各輪制動(dòng)力值總和，達(dá)到受檢車輛總重量與標(biāo)準(zhǔn)中限值的百分比之積的75%時(shí)，做為制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間計(jì)算的終止點(diǎn)。因此采用制動(dòng)踏板力計(jì)，只要對(duì)軟件增加相應(yīng)內(nèi)容，就可以在滾筒反力式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)上檢測(cè)制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。

二、滾筒檢測(cè)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

2.1檢測(cè)機(jī)構(gòu)

2.1.1檢測(cè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及原理。驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為動(dòng)力源直接為機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，并通過齒輪和傳動(dòng)軸進(jìn)行能量的輸入，將動(dòng)能傳遞給滾筒，主軸上安裝有離合器，這樣就避免了對(duì)兩側(cè)滾筒進(jìn)行人工調(diào)速的麻煩。由于滾筒本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不足以模擬實(shí)際地面的情況，所以可以在輸出軸上加裝飛輪來彌補(bǔ)滾筒在額定轉(zhuǎn)速下不能達(dá)到整個(gè)汽車動(dòng)能另外一部分動(dòng)能。剎車后電機(jī)停轉(zhuǎn)，由于整個(gè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量形成的動(dòng)能恰好是汽車在此速度時(shí)候的動(dòng)能，所以用滾筒從剎車到停轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)過的圈數(shù)乘以其周長(zhǎng)來模擬車輪在路上走過距離。

2.1.2滾筒飛輪的參數(shù)以及電機(jī)轉(zhuǎn)速的確定。檢測(cè)系統(tǒng)上的滾筒飛輪具體參數(shù)可以通過車速計(jì)算得到，根據(jù)動(dòng)能守恒模擬真實(shí)工況，進(jìn)而算出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

2.2數(shù)據(jù)采集與處理

HJW-II型角位移傳感器將物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然而直接的電信號(hào)是無法被計(jì)算機(jī)識(shí)別的，所以在測(cè)試過程中需要PCI1711L數(shù)據(jù)采集控制卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。PCI-1711數(shù)據(jù)采集卡。PCI-171是12位的低損耗多功能采集卡，具有獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)和完善的數(shù)據(jù)采集與控制功能，支持即插即用，具有16通道單端模/數(shù)輸入、16通道數(shù)字I/O和2通道數(shù)模輸出，采集速率可達(dá)100kHz，可編程的計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)器可作為A/D轉(zhuǎn)換的速度觸發(fā)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有單端模擬輸入通道、模擬輸出通道和觸發(fā)源連接三部分。

2.3測(cè)試過程

a.接通試驗(yàn)臺(tái)電源。b.將被測(cè)車輸出車速信號(hào)的車輪盡可能與滾筒成垂直狀態(tài)地停放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。c.用擋塊抵住位于試驗(yàn)臺(tái)滾筒之外地一對(duì)車輪，防止汽車在測(cè)試時(shí)滑出試驗(yàn)臺(tái)。d.起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，給滾筒加速，當(dāng)汽車車速表的指示值達(dá)到檢測(cè)車速時(shí)，讀出試驗(yàn)臺(tái)速度指示儀表的指示值。e.電動(dòng)機(jī)斷電，合試驗(yàn)臺(tái)離合器；駕駛?cè)藛T立即踩剎車。f.測(cè)試結(jié)束后，升起舉升器，去掉擋塊，汽車駛離試驗(yàn)臺(tái)。g.切斷試驗(yàn)臺(tái)的電源。

2.4試驗(yàn)結(jié)果與處理

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在制動(dòng)期間，微機(jī)高速采集左右滾筒編碼器脈沖計(jì)數(shù)值nli和nri，直至左右滾筒完全停止時(shí)，數(shù)據(jù)采集總數(shù)N個(gè)。設(shè)采樣頻率為f赫茲，左右編碼器的脈沖線數(shù)都為K，左右滾筒半徑都為R米，左右滾筒的中心距離為L(zhǎng)米，左右驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，則左制動(dòng)距離為sl、右制動(dòng)距離左右為sr，制動(dòng)距離差△s及左右跑偏量x的計(jì)算式為：

剎車系統(tǒng)是確保汽車運(yùn)行安全的重要機(jī)構(gòu)。通過理論計(jì)算和試驗(yàn)可知，汽車的制動(dòng)性能與道路的摩擦系數(shù)、制動(dòng)系作用時(shí)間、制動(dòng)力增長(zhǎng)時(shí)間和制動(dòng)器提供的摩擦系數(shù)、接觸面積等因素有關(guān)。由于設(shè)計(jì)不周和檢測(cè)維修、保養(yǎng)不當(dāng)?shù)仍颍箘x車系統(tǒng)的技術(shù)狀況變壞，應(yīng)用上述檢測(cè)方法可以方便地對(duì)剎車性能進(jìn)行檢測(cè)和處理，確保汽車的運(yùn)行安全。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)控制試驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、曲線繪制、試驗(yàn)結(jié)果顯示。

參考文獻(xiàn)

[1]曹健.汽車制動(dòng)性能的檢測(cè)[J].中南汽車運(yùn)輸.

[2]肖永清.國(guó)內(nèi)外汽車檢測(cè)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r[J].中國(guó)機(jī)電工業(yè).