第三单元汽车综合性能检测汽车制动性能检测.ppt

第三单元汽车综合性能检测,第5章汽车制动性能试验第一节制动系常见技术故障第二节制动性能评价参数第三节制动性能试验,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,第一节制动系常见技术故障一、制动装置的技术要求1）汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置；重型汽车或经常在山区行驶的汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置。汽车行车制动、应急制动和驻车制动的各系统以某种方式相连。它们应保证当其中一个或两个系统的操纵机构的任何部件失效时（行车制动的操纵踏板、操纵连接杆件或制动阀的失效除外）仍具有应急制动功能。2）行车制动系制动踏板的自由行程应符合该车有关技术条件。3）行车制动在产生最大制动作用时的踏板力。对于座位数小于或等于9的载客汽车应不大于500N；对于其他车辆应不大于700N。,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,4）液压行车制动在达到规定的制动效能时，踏板行程不得超过踏板全行程的3/4；制动器装有自动调整间隙的车辆的踏板行程不得超过踏板全行程的4/5，且座位数小于或等于9的载客汽车不得超过120mm，其他车辆不得超过150mm。5）应急制动系统的操纵机构可以与行车制动系的操纵机构结合，也可以与驻车制动系统的操纵机构结合，但3个操纵机构不得合在一起。(在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统。紧急制动是车辆特别是大型车辆突然遇到紧急情况时采取的紧急措施，就是通过紧急阀或驻车制动手柄对制动系施加紧急制动的一种方式)6）驻车制动应通过纯机械装置把工作部件锁止，并且施加于操纵装置上的力：手操纵时，座位数小于或等于9的载客汽车应不大于400N，其它车辆应不大于600N；脚操纵时，座位数小于或等于9的载客汽车应不大于500N，其它车辆不大于700N。7）驻车制动操纵装置的安装位置要适当，其操纵装置必须有足够的储备行程，一般应在操纵装置全行程的2/3以内产,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,生规定的制动效能；驻车制动机构装有自动调节装置时允许在全行程3/4以内达到规定的制动效能。8）采用气压制动的机动车当气压升至600kPa且在不使用制动的情况下，停止空气压缩机3min后，其气压的降低值应不大于10kPa。在气压为600kPa的情况下，将制动踏板踩到底，待气压稳定后观察3min，单车气压降低值不得超过20kPa，列车气压降低值不得超过30kPa。9）采用液压制动的汽车在保持踏板力为700N达到1min时，踏板不得有缓慢向地板移动的现象。10）气压制动系统必须装有限压装置，确保储气筒内气压不超过允许的最高气压。11）采用气压制动形体的汽车，发动机在75%的标定功率转速下，4min（汽车列车为6min，铰接公交汽车和无轨电车为8min）内气压表的指示气压应从零开始升至起步气压（未标起步气压者，按400kPa计）。储气筒的容量应保证,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,在不继续充气的情况下，车辆在连续5次全制动后，气压不低于起步气压。12）汽车、无轨电车和四轮农用运输车的行车制动必须采用双管路或多管路，当部分管路失效时，剩余制动效能仍能保持原规定值的30%以上。13）汽车在运行过程中，不应有自行制动现象。二、常见技术故障1.制动距离延长1）定义：汽车以一定的初速度行驶，制动时的制动距离超过了该速度下的规定值，则称为制动距离延长。2）制动距离与制动初速度及制动减速度的关系式,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,3）制动距离的影响因素当汽车的初速度一定时，制动距离的长短随着制动减速度的大小和制动时间t2和t2的长短而变化。制动减速度愈大则制动距离相应缩短；制动时间t2和t2愈长，则制动距离增大。制动减速度的大小的影响因素：取决于路面制动力的大小，即与制动器的摩擦力大小有关。对于蹄片式制动器摩擦力的大小又取决于制动鼓与制动蹄片之间的正压力和摩擦系数。若由于制动管路堵塞、破裂、接头松动、使管路压力不足，都造成制动鼓与制动蹄间正压力下降。若摩擦片沾油、过热等造成摩擦系数下降，从而使汽车制动距离延长。2.制动跑偏,上一页,下一页,返回,制动跑偏,制动过程中，有时会出现制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力而使汽车失去控制离开原来的行驶方向，甚至发生撞入对方车辆行驶轨道、下沟、滑下山坡的危险情况。一般称汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力为制动时汽车的方向稳定性。汽车试验中常规定一定宽度的试验通道(如1.5倍车宽或3.0m)，制动时方向稳定性合格的车辆，在试验过程中不允许产生不可控制的效应使它离开这条通道。制动时汽车自动向左或向右偏驶称为“制动跑偏”。侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。最危险的情况是在高速制动时发生后轴侧滑，此时汽车常发生不规则的急剧回转运动而失去控制。跑偏与侧滑是有联系的，严重的跑偏有时会引起后轴侧滑，易于发生侧滑的汽车也有加剧跑偏的趋势。图5-1-11画出了单纯制动跑偏和由跑偏引起后轴侧滑时轮胎留在地面上的印迹的示意图。,上一页,下一页,返回,图5-1-11制动时汽车跑偏的情形,返回,(a)制动跑偏时轮胎在地面上留下的印迹；(b)制动跑偏引起后轴轻微侧滑时轮胎留在地面上的印迹,第一节汽车基本性能,1.汽车的制动跑偏制动时汽车跑偏的原因有两个：(1)汽车的左、右轮，特别是前轴左、右车轮(转向轮)制动器的制动力不相等。(2)制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调(互相干涉)。其中，第一个原因是制造、调整误差造成的；汽车究竟向左或向右跑偏，要根据具体情况而定；而第二个原因是设计造成的，制动时汽车总是向左(或向右)一方跑偏。图5-1-12给出了由于转向轴左、右车轮制动力不相等而引起跑偏的受力分析。为了简化，假定车速较低，跑偏不严重，且跑偏过程中转向盘是不动的，在制动过程中也没有发生侧滑，并忽略汽车做圆周运动时产生的离心力及车身绕质心的惯性力偶矩。,上一页,下一页,返回,第一节汽车基本性能,设前左轮的制动器制动力大于前右轮，故地面制动力FX11FX1r。此时，前、后轴分别受到的地面侧向反作用力为FY1和FY2。显然，FX11绕主销的力矩大于FX1r绕主销的力矩。虽然转向盘不动，由于转向系各处的间隙及零部件的弹性变形，转向轮仍产生一向左转动的角度而使汽车有轻微的转弯行驶，即跑偏。同时，由于主销有后倾，也使FY1对转向轮产生一同方向的偏转力矩，这样也增大了向左转动的角度。,上一页,下一页,返回,图5-1-12制动跑偏时的受力图,返回,第一节汽车基本性能,造成跑偏的第二个原因是悬架导向杆系与转向系拉杆发生运动干涉，且跑偏的方向不变。例如一试制中的货车，在紧急制动时总是向右跑偏，在车速30km/h时，最严重的跑偏距离为1.7m。分析其原因主要是转向节上节臂处的球头销离前轴中心线太高，且悬架钢板弹簧的刚度又太小造成的。图5-1-13给出了该货车的前部简图。在紧急制动时，前轴向前扭转了一角度，转向节上节臂球头销本应作相应的移动，但由于球头销又连接在转向纵拉杆上，仅能克服转向拉杆的间隙，使拉杆有少许弹性变形而不允许球头销做相应的移动，致使转向节臂相对于主销作向右的偏转，于是引起转向轮向右转动，造成汽车跑偏。后来改进了设计，使转向节上节臂处球头销位置下移，在前钢板弹簧扭转相同角度时，球头销位移量减少，转向节偏转也减少；同时增加了前钢板弹簧的刚度，从而基本上消除了跑偏现象。,上一页,下一页,返回,图5-1-13悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调引起的制动跑偏,返回,(a)未制动时；(b)制动时前轴转动,第一节汽车基本性能,2.制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失制动时发生侧滑，特别是后轴侧滑，将引起汽车剧烈的回转运动，严重时可使汽车调头。由试验与理论分析得知，制动时若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑。若能使前、后轴车轮同时抱死或前轴车轮先抱死，后轴车轮再抱死或不抱死，则能防止后轴侧滑、不过前轴车轮抱死后将失去转向能力。试验可以总结为两点：(1)制动过程中，若是只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶(减速停车)；汽车处于稳定状态，但丧失转向能力。(2)若后轮比前轮提前一定时间先抱死拖滑，且车速超过某一数值时，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。下面从受力情况分折汽车前轮抱死拖滑或后轮抱死拖滑的两种运动情况。,上一页,下一页,返回,第一节汽车基本性能,图5-1-14(a)所示为前轮抱死而后轮滚动。设转向盘固定不动，前轴如受侧向力作用将发生侧滑，因此前轴中点A的前进速度uA与汽车纵轴线的夹角为；后轴因末发生侧滑，所以uB的方向仍为汽车纵轴方向。此时，汽车将发生类似转弯的运动，其瞬时回转中心为速度uA、u、两垂线的交点O；汽车做圆周运动时产生了作用于质心C的惯性力Fj。显然，Fj的方向与汽车侧滑的方向相反，就是说Fj能起到减小或阻止前轴侧滑的作用，即汽车处于一种稳定状态。图5-1-14（b）所示为后轮制动抱死面前轮滚动。如有侧向力作用，后轴发生侧滑的方向正好与惯性力Fj的方向一致，于是惯性力加剧后轴侧滑；后轴侧滑又加剧惯性力Fj，汽车将急剧转动。因此，后轴侧滑是一种不稳定的、危险的工况。,上一页,下一页,返回,图5-1-14汽车侧滑时的运动情况,返回,(a)前轴侧滑；(b)后轴侧滑,第三单元汽车综合性能检测,3.制动失效1）定义：当连续踩下制动踏板时，汽车不能减速或停车。2）影响因素：A：对于液压制动系统：如果制动总泵内没有制动液或者制动液严重不足；制动总泵皮碗踏翻或损坏；制动油管破裂或接头漏油；机械连接部位有脱开处等。这些原因都会使加到制动踏板上的踏板力无法传递到制动蹄片，因而制动蹄和制动鼓之间也就不能产生正压力，制动就完全失去了作用。B：对于气压制动系统，如果储气筒内无压缩空气，制动控制阀不能打开或排气阀不能关闭；气路阻塞；制动控制阀膜片或制动气室膜片破裂漏气；气路严重漏气等，都不能产生推动制动蹄的推动力，制动鼓与制动蹄片间也就没有正压力，从而使制动失效。4.制动拖滞1）定义：在行车中，踩下制动踏板使用制动器后，再抬起踏板，不能迅速解除制动而仍有制动作用的现象。2）影响因素：对气压制动系：控制阀臂和排气阀的行程调整不当，或排放阀弹簧折断，使排气阀不能打开；制动气室推杆伸出过长或,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,因弯曲变形而卡住；制动凸轮转动不灵活回位时卡滞；制动鼓支撑销变位。制动蹄回位时卡滞；制动室进水。冬季结冰而卡住制动室的膜片，使其不能回位等都会引起制动拖滞现象。,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,第二节制动性能评价参数1.汽车的制动性能定义：汽车在行驶中能强制地减速以至停车，或下长坡时维持一定速度的能力。2.评价汽车制动性能指标：制动距离、充分发出的平均减速度、制动力和制动时间。（为了更好地理解制动性能的评价指标，首先对汽车的制动过程进行分析。）3.汽车制动过程分析制动踏板力Fp、制动减速度ja随时间t的变化曲线。,上一页,下一页,返回,驾驶员接到紧急停车信号时（a点），由于有关反应过程，不可能立即采取行动而要经过t1秒到b点才开始踩制动踏板。由a点到b点所经过的时间t1称为驾驶员的反应时间，这段时间一般为0.3-1.0s。在c点以后，随着驾驶员踩下踏板，踏板力迅速增加，直至达到最大值。由于制动鼓之间存在着间隙，所以要经过t2秒即到d点，地面制动力才起作用使汽车产生减速度；由d点到f点是制动器制动增长过程所需的时间t2；t2=t2+t2总称为制动协调时间。t2一般在0.33-0.56s之间。由f到g为持续制动时间t3，其减速度基本不变。到g点是驾驶员松开踏板，但制动器制动力的消除,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,还需要一段时间，这段时间称为制动释放时间，一般在0.2-0.8s之间。由于驾驶员反应时间t1、制动释放时间t4对制动过程没有多大影响。因此，着重研究从驾驶员踏着制动踏板开始到车辆停住这段时间（t2+t3）中的制动过程。1.制动距离是指机动车在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起至车辆停住时止车辆驶过的距离。它包括了制动系反应时间t2，制动减速度（或制动力）上升时间t2和以最大减速度持续制动时间t3内经过的全过程。车辆制动系调整的好坏，制动系反应时间的长短，制动力上升的快慢及由制动力使车辆产生的减速度的作用等，均包含在这一参数中。它是评价汽车制动系最直观的参数。2.充分发出的平均减速度减速度反应了汽车制动时汽车速度下降的速率。假设脱开发,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,动机进行制动，并且汽车各车轮同时制动到全滑移状态，制动减速度为：Ja=式中：附着系数；重力加速度。从行驶安全的角度出发，制动减速度越大，则制动效果越好。制动力越大，则制动减速度越大。在GB7258-2004机动车运行安全技术条件中不用制动减速度来评价制动性能，而是用充分发出的平均减速度评价汽车制动性能。充分发出的平均减速度，用符号FMDD表示，其定义如下：,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,单用充分发出的平均减速度来评价制动性能，检查不出制动系的反应时间，试验的重复性较差且受路面的附着系数的影响很大，同时它也反映不出各车轮的制动力及分配情况。,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,3.制动力1）定义：制动器所产生摩擦阻力2）影响因素：制动力与制动减速度的关系：当车轮同时制动到全滑移状态：,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,从上式可以看出，制动力的大小决定了制动减速度值。用制动力这一参数来检验汽车的制动系统对整车制动性能时，因为用测力试验台来测试，它主要反应制动系统对整车制动性能的影响，反应不出制动系统以外的因素对整车制动性能的影响。4.制动时间,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,制动系反应时间t2、制动系制动力上升时间t2和最大减速度下持续制动时间t3、制动释放时间t4，也可以用来评价汽车的制动性能的好坏。其中：t3主要使汽车制动停车的时间，t2+t2制动协调时间，对制动距离的影响也很大。时间t2的长短反应制动系调整的情况，特别是踏板自由行程的调整；时间t2的长短可间接反应制动性能的优劣；时间t4可反应制动释放是否满足使用要求。一般用制动协调时间t2来评价汽车的制动性能，它是一个间接评价指标，很少单独作为一个参数评价汽车的制动性能。二、检验标准国家标准GB7258-2004机动车运行安全技术条件对用制动距离、充分发出的平均减速度、制动时间和制动力检测汽车制动性能时，检测标准如下：,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,1.制动距离汽车在规定的初速度下的制动距离和制动稳定性应符合下表的要求。对空载检验制动距离有质疑时，可用满载检验的制动性能要求进行。,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,2.充分发出的平均减速度汽车、汽车列车和无轨电车在规定的初速度下急踩制动时充分发出的平均减速度和制动稳定性应符合下表。,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,3.制动系协调时间制动系协调时间指在紧急制动时，从踏板开始动作至制动稳定减速度达到上表规定值或制动力达到规定值的时间。制动系协调时间的要求应符合下表。4.制动力1）汽车在制动试验台上检测制动力应符合下表规定的要求。,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,2）在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值，与全过程中测得的该轴左右轮最大制动力中大者之比，对前轴不应大于20%，对后轴（及其它轴）在轴制动力不小于该轴轴荷的60%时不应大于24%；当后轴（及其它轴）制动力小于该轴轴荷的60%时，在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值不应大于该轴轴荷的8%。3）制动系协调时间的要求同前所述。车辆的制动性能如能符合制动距离、制动减速度和制动力之一者检验标准的，即为合格。5.制动完全释放时间机动车制动完全释放时间（系指从松开制动踏板到制动完全消除所需要的时间）不得大于0.8s。6.驻车制动性能要求当采用制动试验台检验车辆（两轮、边三轮摩托车和轻便摩托车除外）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,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,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%。在空载状态下，驻车制动装置应能保证车辆在坡度为20%（总质量为整备质量1.2倍以下的车辆此值为15%）、轮胎与路面间的附着系数不小于0.7的坡道上正、反两个方向保持固定不动，其时间不小于5min。,上一页,下一页,返回,一轴：制动率=（左轮制动力+右轮制动力）/（左轮重+右轮重）*0.98=（327+311)/(452+420)*0.98=74.7%制动率大于等于60%为合格不平衡率=左轮过程差最大制动力-右轮过程差最大制动力/（两轮中最大制动力）=|131-90|/327=12.53%不平衡率小于等于20%为合格二轴：制动率=（左轮制动力+右轮制动力）/（左轮重+右轮重）*0.98=(157+158)/(275+290)*0.98=56.9%后轴制动率一般不做判定，但检测场按照以下规则执行：当后轴制动率大于等于60%时不平衡率=左轮过程差最大制动力-右轮过程差最大制动力/（两轮中最大制动力）不平衡率小于等于24%为合格当后轴制动率小于60%时不平衡率=左轮过程差最大制动力-右轮过程差最大制动力/（左轮重+右轮重）*0.98=(147-119)/(275+290)*0.98=5.1%不平衡率小于8%为合格,驻车：制动率=（左轮制动力+右轮制动力）/（前左轮重+前右轮重+后左轮重+后右轮重）*0.98=(192+198)/(1433*0.98)=27.8%制动率大于等于20%为合格整车：制动率=（前左轮制动力+前右轮制动力+后左轮制动力+后右轮制动力）/（前左轮重+前右轮重+后左轮重+后右轮重）*0.98=(484+469)/(1437*0.98)=67.7%制动率大于等于60%为合格,第三单元汽车综合性能检测,第三节制动性能检测根据国家标准GB7258-2004机动车运行安全技术条件的规定，机动车可以用制动距离、制动减速度和制动力检测制动性能，只要其中之一符合要求，即判为合格。一、用五轮仪检测制动性能1）检测内容A：车辆行驶的距离、时间和速度（在道路试验中检测车辆的整车性能时）。B：制动距离、制动时间和制动初速度（用于检测车辆的制动性能）2）分类机械式、电子式和微机式二、用制动减速度仪检测制动性能,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,制动减速度仪，以检测制动减速度和制动时间为主，用于整车道路试验。该种仪器小巧轻便，便于携带，不用五轮仪作传感器，并且对制动初速度要求不高，使用方便。三、用制动试验台检测制动性能特点：制动试验台，可以作为移动的路面来近似地模拟实际制动过程。它具有迅速、准确、经济、安全、不受外界自然条件的限值、试验重复性好和能定量地指示出各车轮的制动力或制动距离等优点。,上一页,下一页,返回,第三单元汽车综合性能检测,反力式滚筒制动试验台前面已叙述了制动试验台的几种不同的类型。上述类型中，反力式滚筒制动试验台(测制动力式)获得了广泛应用，其中，特别是单轴反力式滚筒制