滚筒反力式制动试验台制动力检测分析

滚筒反力式制动实验台制动力检测分析

作者：赵英勋

来源：《中国测试》第04期

摘要：为减少汽车制动实验台检测的误判率，提出滚筒反力式制动实验台的检测对策。通过分析实验台的检测模型，求得实验台在车轮与前后滚筒接触、车轮脱离前滚筒两种状态下的最大检测能力。分析表明：实验台最大检测能力过小是造成制动性检测误判的因素。采用高附着性能的实验台滚筒，设计适宜的实验台安置角、增大制动检测的水平约束力、改善制动检测的评价办法，可提高实验台检测能力并减少误判。

核心词：滚筒；制动实验台；制动力；检测；安置角

文献标志码：A

文章编号：1674-5124（）04-0010-04

0引言

汽车制动性的好坏直接关系到汽车的运行安全；因此，汽车制动性是汽车综合性能检测以及年检的必检项目。汽车制动性可通过台试或路试检测加以评价。美国、日本、欧洲的汽车制动性在20世纪80年代就实现了台试检测，并制订了对应的检测办法，而当台试制动检测存在质疑或争议时，则用路试办法仲裁。由于台试检测快速、经济、安全，不受外界条件的限制，我国汽车年检、检测站检测制动性普遍采用滚筒反力式制动实验台。但在检测实践中发现，滚筒反力式制动实验台在检测汽车制动力时存在误判，如路试制动合格车辆而台试检测不合格、甲实验台检测不合格车辆乙实验台检测合格的问题。为减少误判，本文对滚筒反力式制动实验台制动力的检测进行进一步分析。

1汽车制动力评价原则

汽车制动力是指汽车制动时，通过车轮制动器的作用，地面提供的对车轮的切向阻力。汽车在制动力作用下快速减少车速以至停车。当汽车质量一定时，制动力越大，则汽车制动减速度就越大，制动距离就越短，汽车制动性能就越好。当汽车质量增加时，为保持良好的制动性，其地面制动力应对应增加，这阐明适宜的汽车制动力与汽车质量或轴荷有关。在GB7258-《机动车运行安全技术条件》中，用轴制动力与轴荷的比例、制动力总和与整车质量的比例来评价汽车的制动效能，其汽车制动力评价原则如表1所示。

为了评价汽车的制动效能，除检测制动力外，还需要轴重仪或制动实验台检测车轮的轴荷。

2滚筒反力式制动实验台检测原理

2.1实验台构造原理

检测站普遍使用单轴滚筒反力式制动实验台，它重要由驱动装置（电动机、减速器）、滚筒装置、测量装置、举升装置、批示与控制装置等构成，如图l所示。它是一种低速静态测力式实验台，用来检测各车轮制动力。检测时，电动机通过减速器驱动滚筒再带动车轮旋转，模拟车辆在路面上行驶。制动时，车轮制动器产生的制动力矩妨碍滚筒转动，车轮的制动力作用于滚筒上，该力通过杆杠传给测量装置，由批示表显示，从而测出车轮的制动力。

2.2实验台制动力检测模型

滚筒反力式制动实验台制动力检测模型如图2所示，持续滚动的滚筒模拟路面，制动时滚筒对车轮的切向力则为地面制动力。设：

3滚筒反力式制动实验台检测分析

踩制动时，各轴车轮都产生制动效应，受检轴车轮将对滚筒产生制动阻力，滚筒则对车轮产生反力制动力FX1和FX2。驱动滚筒的电机功率是根据车轮对滚筒的最大制动力及滚筒的速度选择的，它足以克服车轮制动时的阻力。在整个制动过程中，滚筒对车轮的反力和车轮的制动力相平衡，有时车轮与前后滚筒处在接触状态，有时车轮脱离前滚筒。

3.1车轮与前后滚筒接触时的检测能力

车轮在滚筒上制动时，若车轮与前后滚筒处在压紧接触状态，则实验台含有最大的检测能力。

3.2车轮脱离前滚筒时的检测能力

汽车在实验台滚筒上制动时，受检轴车轮在综合力作用下，都有脱离前滚筒而向后滚筒爬升的趋势。若检测轴车轮与地面附着力足够，则会制止检测轴车轮向后滚筒爬升。但因汽车悬挂系统及非检测轴车轮轮胎和地面接触并非刚性接合，因此部分车辆的被测车轮还是会向后滚筒爬升而脱离前滚筒，其脱离前滚筒的程度取决于悬挂系统、非检测轮轮胎的变形量和车轮在实验台上的安置角。

4滚筒反力式制动实验台检测对策

分析表明，实验台最大检测能力过小是造成制动性检测误判的因素；为此，采用下列对策可减少制动性检测的误判率。

4.1采用高附着性能的实验台滚筒

通过滚筒反力式制动实验台检测分析可知，实验台滚筒与轮胎的附着系数直接影响实验台的最大检测能力。附着系数越大，附着力越大，能检测的制动力就越大。当附着系数ψ≥0.75时，无论车轮是接触或脱离前滚筒，都能对的评价汽车的制动效能。因此，应设计高附着性能的实验台滚筒。如设计表面粘有铝矾土砂粒的金属滚筒，其附着系数可达0.8-0.9。另外，检测时也要改善滚筒与轮胎的表面状况，保持滚筒、轮胎的清洁和干燥，确保附着系数>0.75。

4.2设计适宜的实验台安置角

安置角对实验台的检测能力和检测稳定性都有很大影响。

在车轮与前后滚筒均接触检测时，安置角α越大，检测能力越大；在车轮脱离前滚筒检测时，其α在适宜范畴内减小，则制动检测能力会增大。

由于安置角与被测车轮的直径有关，因此检测大不同车型时，其安置角会发生变化。为了适应众多车型，以及应对检测时车轮与否脱离前滚筒的状况，最佳设计可变的滚筒轴距式反力实验台，使其有适宜的安置角，从而确保明验台有足够的检测能力和检测稳定性。

4.3增大制动检测的水平约束力

由式（6）可知，水平约束力H越大，实验台检测汽车制动力的能力就越大。加大水平约束力的常规办法是加大实验台路面与车轮的附着系数，使非检测车轮与地面间的附着力加大。必要时，可对被检车辆采用牵引方法或在非检测车轮背面垫上三角垫块，以进一步提高实验台检测制动力的能力。

4.4改善制动检测的评价办法

现在，评价汽车制动效能与否合格只看实验台检测的轴制动力与轴荷比例、制动力总和与整车质量的比例，而不考虑实验台车轮与否脱离前滚筒之状态，易引发误判。因此，建议结合制动状态进行评价。

1）车轮与前后滚筒处在接触状态时的评价。当N1>O时（可通过设立前滚筒轴荷传感器分辨），以轴制动力与轴荷的比例、制动力总和与整车质量的比例作为评价原则，若检测的制动力比值不大于原则，则不合格。此时不会误判，由于该状态实验台有足够的检测能力。

2）车轮脱离前滚筒状态时的评价。当N1=O，被检车轮脱离前滚筒抱死时，若用轴制动力与轴荷的比例、制动力总和与整车质量的比例作为评价原则，则有下列情形：

①当实验台与滚筒的附着系数ψ≥0.75时，不会误判，由于此时实验台有足够的检测能力（见表2），其制动力比值不达标就不合格。

②当ψ

③当ψ

因此，在该状态检测时，若制动力比值达成了实验台最大的检测能力但又不达标，则应通过加载轴荷（所加