轴重和制动力测试台的对比分析

轴重和制动力测试台的对比分析

制动力测试台的配置不合理发动机的动态性能直接影响驾驶的安全。很多机器事故是由刹车性能的差决定的。因此，在对动力斗争性能的年检验中，对动力斗争性能的测试是一项重要的检测内容。目前,大多县市级农机监理部门已配置了拖拉机检测线,但由于选用的制动力测试台不同,导致测试的结果存在差异。本文对常用于检测线中的滚筒式制动力测试台和搓板式制动力测试台的差异进行分析。1制动性能的检测制动性能的检测方法可分为路试和台试。路试使用的主要仪器有五轮仪、非接触式车速仪和制动特性测试仪;台试使用的设备有反力式或惯性式制动测试台。路试法虽然简便、直观,且不需要大型设备和占用厂房,但是只能测出整车的制动性能,而且制动距离的长短和制动减速度的大小,往往受驾驶员操作方法、路面状况和行驶条件的影响;无法检查和控制踏板上的作用力;不易确切判断不合格车辆的故障所在部位,对轮胎有较大的磨损,且需消耗一定的燃料;对全车各机件都有一定程度的损坏,还受到气候条件、场地的限制且有造成事故的危险。台试法是采用制动测试台来检测车辆的制动性能。由于制动测试台能迅速、准确地检测制动性能,且经济、安全,不受气候条件限制,试验重复性好,并能定量地指示出各轮的制动力或制动距离,因而台试法已成为检测车辆制动性能的常用方法。反力式制动测试台以各轮最大制动力、制动协调时间为主要检测参数,并能方便地记录制动全过程,它测试条件稳定,重复性好,结构简单,所需驱动力小,制造和试验成本低,广泛应用于车辆监理部门、车辆检测中心和汽车运输部门等。滚筒式制动力测试台和搓板式制动力测试台均属反力式制动测试台。2反重力推动测试站工作原理2.1文车党悬架为车轮制动的车轮和车轮注滚筒式制动测试台,主要由制动力承受装置、驱动装置和制动力指示装置等基本部分组成。测试时将车辆开到测试台上,使车轮处于两对滚筒之间。滚筒在电动机驱动下带动车轮转动,相当于车不动,路以一定速度在移动,然后对车轮采取制动,车轮的制动力作用在滚筒上,该力与滚筒的转动方向相反。此时,与滚筒相连的减速器(扭力箱)在反作用力矩的作用下发生一定程度的反转,通过测力装置,便可测量显示出制动力的数值,见图1。2.2制动鼓和制动蹄片之间的关系搓板式制动力测试台,由轴重台、制动台、液压电器控制站、计算机控制系统和打印机等组成。制动力测试台表面为棱状搓板,以增加与轮胎接触的附着力;搓板下方装有液压缸及压力传感器,测试时将拖拉机后轮驶到搓板上,脱挡并进行制动。在液压缸的驱动下迫使搓板向后移动,搓板驱动后轮转动,使制动台产生打滑,此时压力传感器上所反映的力就是车辆的制动力,即制动鼓与制动蹄片之间的摩擦力。所测得的数据输入计算机,计算机可判断制动力是否合格,最后通过打印机输出,见图2。3两种试验方法的差异分析3.1制动台玄武直径测试的条件分析滚筒式测试台上车轮是与前后滚筒同时接触,存在着两个接触面,其制动平衡条件下的受力状况见图3。由∑x=0(N1-N2)sinα0+(F1+F2)cosα0=0(1)∑y=0(N1+N2)cosα0-(F1-F2)sinα0-Gk=0(2)MT−(F1+F2)D2=0ΜΤ-(F1+F2)D2=0(3)得Fmax=(N1+N2)φ=2Gkφsinα0(1+φ2)sin(2α0)=Gkφ(1+φ2)cosα0(4)得Fmax=(Ν1+Ν2)φ=2Gkφsinα0(1+φ2)sin(2α0)=Gkφ(1+φ2)cosα0(4)α0=arcsinLD+dLD+d(5)式中MT——被测试车轮所受的制动力矩N1、N2——前、后滚筒对被测试车轮的法向反力F1、F2——前、后滚筒与车轮间的切向力,即制动力Gk——被测试车轮的轮荷φ——车轮与滚筒间的附着系数Fmax——测试台可能测得的最大制动力α0——安置角L——前、后滚筒中心距D——车轮直径d——制动台滚筒直径测试时,将制动踏板踩到底,则由式(4)可知:影响测试台测试制动力的因素包括测试车轮轮荷Gk、车轮与滚筒间的附着系数φ和安置角α0。现有的滚筒式制动测试台,滚筒中心距离L一般都不能调整,而制动台滚筒直径是不变的,由式(5)可知:车轮直径越小,则安置角越大,若测量轮胎半径不同的拖拉机及农用运输车,则测得的制动力会受到安置角的影响,必定出现误差,将影响制动测量精度。另外,测试时滚筒顺时针转动,当车轮抱死时,左边滚筒与车轮产生摩擦力F1,其水平分力F1x势必将车轮推向右边;与此同时,右边滚筒与车轮摩擦产生的水平分力F2x,要把车轮引向右边滚筒上。当F1、F2达到某一值时,车轮将离开左滚筒,见图4,其摩擦力的平衡方程为{F2x=F2cosα−N′2sinαF2y=F2sinα+N′2cosα−Gk{F2x=F2cosα-Ν′2sinαF2y=F2sinα+Ν′2cosα-Gk由以上两式分析,如果F2x>0,F2y>0,会使车轮在右滚筒上产生向上浮动和滑移,使测得的制动力小于实际制动力,将合格判断为不合格。而搓板式制动测试台,其承载面为搓板式,因而Fmax=Gkφ,不受轮胎直径大小的影响,也不存在因安置角不同而对制动力检测结果产生影响,故其测试精度高。3.2滚动轴承的影响滚筒式制动测试台所模拟的路面接触条件与实际状况有较大的差异。滚筒与车轮的接触面积,毫无例外的都小于车轮与平坦路面的接触面积。轮胎比压大约增大30%～40%(取决于滚筒的直径与间距)。从而在运转时滚动阻力增加,同时附着系数下降。搓板式制动测试台,其搓板承载面和轮胎的接触状况与地面和轮胎的实际接触状况更接近,同时因为搓板的作用,表面附着系数大,能测得的最大制动力较大,测试精度提高。3.3移动平台检测平台设计的必要性见图2滚筒式制动测试台有一套较为复杂的结构,大都是由电机驱动滚筒及减速机构,然后带动扭力杆,再转换到测量机构,造价较高。质量大,体积大,不利于移动检测线的布置。由于搓板式制动测试台结构简单,垂直高度仅100mm,质量很小,安装在移动平台上,使平台总高度较低,降低了移动平台液压举升系统的要求,使移动更灵活,安全性更高。同时耗电小、省去了滚筒式制动台的两个大电机,耗电量约为滚筒式的1%。3.4起落架上的测试误差因搓板式制动力测试台本身有一定的高度(100mm),安装在移动平台上时有300～400mm,拖拉机通过导引板爬上测试平台,处于测试台上的轮轴中心线和处于地面上的轮轴中心线组成的平面,与地面形成一定的倾角,致使拖拉机的测试状态不同于行驶状态,从而可能造成测试误差。3.4.1根据测试结果的发生由于测试台距地面有一定的高度,因而在测试拖拉机的轴荷时使拖拉机四轮所在的平面与地面形成一定的倾角。由于车辆的重心偏移,从而导致轴荷的重新分配,使得所测轴荷总是小于实际轴荷,据实际车型计算,该误差一般小于或等于2%。在测试台高度已定的情况下,车的重心越高,测试误差越大;而轴距越大,重心距被测轮越近,则测试误差越小。3.4.2轴荷误差的情况搓板式制动测试台,在滑板的附着系数一定的条件下,所测制动力的大小与被测轮的轮荷成正比,所以,当轴荷产生误差时,所测的制动力也将产生同样的误差,即误差小于或等于2%。所测得制动力总是小于其实际值,但误差值在2%以内。3.4.3地面测试试验将被测车置于同一测试台,分别使测试台的工作面高出地面100mm及与地面平齐重复测试。经过对各种车型的大量试验,其轴重及制动力测试的误差值均在2%以内。3.4.4解决测量误差问题的方法(1)调整软件在已开发的移动式拖拉机检测线测试软件中修正,证明是可行的。(2)通过延长导板，摩擦板制成的动态测试平台与地面几乎一致固定式检测线可直接将测试平台与地面做平。4试台形式不同(1)滚筒式制动力测试台和搓板式制动力测试台无论是在结构与