馮忠貴， 吳明

(1.東莞市永發(fā)機(jī)動(dòng)車檢測(cè)有限公司， 廣東 東莞 523717；2.中山市道路運(yùn)輸車輛綜合性能小欖檢測(cè)站， 廣東 中山 528415)

由于牽引掛車的甩掛運(yùn)輸效率高，國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展甩掛運(yùn)輸。掛車通常有鋼板懸架和空氣懸架2種，目前掛車制動(dòng)性能檢測(cè)是在車輛空載狀態(tài)下進(jìn)行臺(tái)試或路試。列車制動(dòng)穩(wěn)定性的主要影響因素是牽引車跑偏，掛車制動(dòng)力過程差最大值的影響不大，故不分析軸制動(dòng)不平衡率，通過分析整車制動(dòng)性能的臺(tái)試和路試檢測(cè)數(shù)據(jù)，探討空載掛車制動(dòng)檢測(cè)與滿載掛車行駛制動(dòng)的相關(guān)性。

1 鋼板懸架掛車制動(dòng)性能檢測(cè)分析

1.1 臺(tái)試行車制動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

以5 臺(tái)鋼板懸架不同類型掛車臺(tái)試行車制動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)(見表1)進(jìn)行分析。其中：總質(zhì)量為行駛證標(biāo)明的整車總質(zhì)量；軸數(shù)為掛車的軸序；各軸的空載輪質(zhì)量為加載滾筒制動(dòng)臺(tái)舉升40 mm時(shí)稱重的輪質(zhì)量，整車總質(zhì)量為掛車在輪重儀上所稱靜態(tài)整車質(zhì)量，接近但不等于6個(gè)(或4個(gè))空載輪質(zhì)量迭加的空載整車質(zhì)量；空載最大行車制動(dòng)力為滾筒制動(dòng)臺(tái)舉升40 mm時(shí)檢測(cè)的最大輪制動(dòng)力；各軸空載制動(dòng)率等于各軸空載最大行車制動(dòng)力除以空載軸質(zhì)量，整車空載制動(dòng)率等于整車空載最大行車制動(dòng)力除以靜態(tài)整車質(zhì)量；加載軸質(zhì)量為加載滾筒制動(dòng)臺(tái)舉升100 mm時(shí)所稱重的軸質(zhì)量；加載軸制動(dòng)力是所測(cè)軸制動(dòng)力；加載軸制動(dòng)率等于加載軸制動(dòng)力除以加載軸質(zhì)量，由于最后一軸無加載檢測(cè)，其軸質(zhì)量和制動(dòng)力采用加載滾筒制動(dòng)臺(tái)舉升40 mm時(shí)的所測(cè)值；加載整車制動(dòng)率等于加載整車制動(dòng)力除以靜態(tài)整車質(zhì)量，與空載整車制動(dòng)率相比增大很多。

表1 鋼板懸架掛車臺(tái)試檢測(cè)數(shù)據(jù)

利用臺(tái)試加載制動(dòng)力計(jì)算等效滿載掛車整車制動(dòng)率δ，δ等于加載整車制動(dòng)力除以滿載掛車質(zhì)量Q，Q=掛車軸數(shù)n×9 000×9.8(假設(shè)滿載掛車的平均單軸質(zhì)量為9 000 kg)，罐式、平板、自卸、倉柵、廂式鋼板掛車等效滿載時(shí)的整車制動(dòng)率依次為：δ1=71 770/264 600=27.1%，δ2=68 940/264 600=26.1%，δ3=58 430/264 600=22.1%，δ4=72 440/264 600=27.4%，δ5=47 330/176 400=26.8%，說明鋼板懸架空載掛車臺(tái)試加載檢測(cè)能力等效滿載掛車的整車制動(dòng)率小于30%。加載軸制動(dòng)率大于65%時(shí)，檢測(cè)制動(dòng)力可能是部分實(shí)際車輪制動(dòng)力；加載軸制動(dòng)率小于等于65%時(shí)，通常為實(shí)際車輪制動(dòng)力。因此，空載臺(tái)試加載制動(dòng)檢測(cè)合格但滿載行駛實(shí)際制動(dòng)力不合格，空載掛車加載臺(tái)試不能準(zhǔn)確檢測(cè)和評(píng)價(jià)滿載掛車的制動(dòng)性能。

1.2 路試行車制動(dòng)性能檢測(cè)分析

假設(shè)5 臺(tái)鋼板懸架空載列車的路試行車制動(dòng)充分發(fā)出的平均減速度MFDD剛好合格，為5 m/s2，不考慮列車轉(zhuǎn)動(dòng)件的當(dāng)量慣量，設(shè)牽引車質(zhì)量為G、空載掛車質(zhì)量為m、滿載掛車總質(zhì)量為M，空載列車的整車制動(dòng)力f=(G+m)×5，等效滿載列車的MFDD=f/(G+M)=(G+m)×5/(G+M)。設(shè)G=6 000 kg，罐式、平板、自卸、倉柵、廂式鋼板掛車滿載列車整車的平均減速度分別為：MFDD1=(6 000+6 123)×5/(6 000+40 000)=1.32 m/s2，MFDD2=(6 000+6 426)×5/46 000=1.35 m/s2，MFDD3=(6 000+5 397)×5/46 000=1.24 m/s2，MFDD4=(6 000+6 309)×5/46 000=1.34 m/s2，MFDD5=(6 000+5 160)×5/46 000=1.21 m/s2，空載列車路試整車制動(dòng)MFDD合格的等效滿載列車MFDD約為1.4 m/s2，顯然不能滿足滿載列車的制動(dòng)要求。δg≈MFDD(g為重力加速度)，而MFDD小于臺(tái)試加載的δg，故臺(tái)試加載檢測(cè)能力大于路試檢測(cè)能力，宜采用臺(tái)試加載進(jìn)行檢測(cè)。

假設(shè)5 臺(tái)鋼板懸架空載列車的路試行車制動(dòng)性能很好，檢測(cè)制動(dòng)力等于車輪與路面間的附著力(附著系數(shù)為0.7)與整車質(zhì)量的乘積，不考慮列車轉(zhuǎn)動(dòng)件的當(dāng)量慣量，空載列車的整車制動(dòng)力f1=(G+m)×7，等效滿載列車的MFDD=f1/(G+M)=(G+m)×7/(G+M)。相對(duì)路試限值MFDD=5.0 m/s2只增大7/5=1.4 倍，空載掛車路試檢測(cè)最大整車制動(dòng)率δ的0.7等效于滿載掛車MFDD約為1.4×1.4=1.96 m/s2，也小于臺(tái)試的δg。可見，空載列車的加載臺(tái)試和路試檢測(cè)能力都無法達(dá)到滿載列車MFDD=4.5 m/s2的要求。

2 空氣懸架掛車制動(dòng)性能檢測(cè)分析

2.1 臺(tái)試行車制動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

由于空氣懸架掛車具有質(zhì)量輕、行駛平穩(wěn)、減震性好、裝卸貨方便等優(yōu)點(diǎn),尤其是各軸軸荷分布均勻、輪胎與地面的接觸均衡，能提升車軸整體制動(dòng)性能和轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性，越來越多的掛車尤其是危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸掛車采用空氣懸架。以不同檢測(cè)站不同型號(hào)3 臺(tái)空氣懸架危險(xiǎn)品運(yùn)輸掛車的臺(tái)試行車制動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)(見表2)進(jìn)行分析，其中掛車6、8的制動(dòng)性能很好，但6次檢測(cè)空載制動(dòng)性能都無法合格。

由表2可知：空氣懸架的6個(gè)輪質(zhì)量差異不大，軸質(zhì)量較小的空載掛車在滾筒制動(dòng)臺(tái)上檢測(cè)時(shí)，若氣壓偏小或在用車氣囊材質(zhì)發(fā)生變化，檢測(cè)制動(dòng)力是該軸懸架扭曲彈力，無論制動(dòng)性能多好，所測(cè)扭曲彈力遠(yuǎn)小于車輪與滾筒的附著力，不平衡率檢測(cè)的是左右車輪扭曲彈力的最大差值，難以達(dá)到軸制動(dòng)力率和不平衡率的限值要求。即使是加載臺(tái)試制動(dòng)，加載軸負(fù)荷使氣壓略有增大并分?jǐn)偟?個(gè)氣囊上而使軸質(zhì)量增加不大，加載造成空氣懸架扭曲彈力變化會(huì)使檢測(cè)力增大，無規(guī)律的扭曲彈力容易使軸不平衡率超標(biāo)。掛車7是新車注冊(cè)登記檢測(cè)，其軸質(zhì)量較大、氣壓較高、氣囊材質(zhì)良好，可以達(dá)到整車制動(dòng)力限值要求，而在用掛車6、8則很困難。

表2 空氣懸架掛車臺(tái)試檢測(cè)數(shù)據(jù)

2.2 路試行車制動(dòng)性能檢測(cè)分析

按GB 38900—2020《機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法》，空氣懸架掛車不加載檢測(cè)制動(dòng)性能，掛車7為合格新車，等效滿載掛車制動(dòng)率δ=70 420/264 600=26.6%，空載掛車路試整車制動(dòng)MFDD=5 m/s2合格，等效滿載列車整車MFDD=(6 000+10 509)×5/(6 000+40 000)=1.79 m/s2，檢測(cè)最大整車制動(dòng)MFDD=7 m/s2，則等效滿載列車整車MFDD≈1.4×1.79=2.5 m/s2，無法達(dá)到滿載列車整車所要求的MFDD=4.5 m/s2。空氣懸架空載掛車臺(tái)試的軸制動(dòng)率和不平衡率受軸質(zhì)量、氣壓或氣囊材質(zhì)的影響，臺(tái)試δg與路試MFDD近似相等，所以應(yīng)以路試為主，而且路試的MFDD限值應(yīng)提高至6.0 m/s2。

3 列車行駛制動(dòng)探討

牽引車與掛車通過鉸接組成汽車列車，如果掛車的制動(dòng)性能低于牽引車的制動(dòng)性能，在行駛制動(dòng)過程中，當(dāng)滿載掛車同一時(shí)刻的制動(dòng)車速大于牽引車的制動(dòng)車速時(shí)，掛車通過鉸接點(diǎn)撞擊牽引車，會(huì)使?fàn)恳嚧蛘墼斐蓢?yán)重事故。在牽引車打折和制動(dòng)距離延長(zhǎng)兩種行駛安全隱患中，駕駛員憑經(jīng)驗(yàn)通常取其輕者，寧可制動(dòng)距離延長(zhǎng)也要避免牽引車打折。通常的做法是定期安檢合格后拆除牽引車前軸制動(dòng)，使?fàn)恳囍苿?dòng)性能等于或低于掛車制動(dòng)性能，減小制動(dòng)時(shí)掛車對(duì)牽引車的沖擊力，盡量保持制動(dòng)過程中牽引車對(duì)掛車是拉力，而不是掛車對(duì)牽引車產(chǎn)生推力，同時(shí)提高牽引車前軸的轉(zhuǎn)向能力。列車制動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì)中，應(yīng)探討牽引車前軸是否應(yīng)制動(dòng)滯后等問題。

4 結(jié)語

綜上，鋼板懸架掛車加載檢測(cè)可大大提高檢測(cè)制動(dòng)力，空氣懸架掛車加載檢測(cè)則作用不大，而且隨機(jī)的空車懸架扭曲彈力差異容易使軸不平衡率超標(biāo)，故宜采用路試來檢測(cè)，路試的MFDD限值應(yīng)提高至6.0 m/s2?，F(xiàn)有空載掛車臺(tái)試或路試制動(dòng)檢測(cè)能力遠(yuǎn)滿足不了滿載掛車行駛安全要求。要求掛車滿載、限定較低制動(dòng)氣壓、約束空氣懸架、提高臺(tái)架舉升高度等方式在檢測(cè)站安檢沒有可操作性，隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，日常營(yíng)運(yùn)中滿載掛車宜通過車載儀檢測(cè)，作為空載掛車定期安檢的補(bǔ)充和完善，從而克服現(xiàn)有空載掛車臺(tái)試和路試檢測(cè)制動(dòng)力的嚴(yán)重缺陷。