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汽车制动性能检测 贵阳学院 贵阳学院机械工程学院 摘要汽车制动性能的检测是在制动试验台上进行的，它主要是检验车辆的轴制动力与该轴轴质量的比例关系，国际GB725887机动车运行安全技术条件中规定：A，汽车在制动试验台上检测制动力应符合表1中规定的要求，对空载检验制动力有质疑时，可用表中满载检验制动力要求进行检验；B，车辆在空载状态，驻车制动总和不得小于该车装备质量的20，C，制动力平衡要求：前轴左，右轮制动力差不得大于该轴轴荷的5，后轴左，右轮制动务差不得大于该轴轴荷的8，我市车辆技术检验部门在遵照国标的同时，参照日本等有关国家的车辆技术检验要求，具体作出如下规定：A，被检测车辆的各轴左，右两轮制动力总和不小于该轴轴荷的60，B，驻车制动力总和不得小于该轴轴荷的40，C，制动力平衡要求与国标相同。关键词：汽车制动性能；轴；制动性能检测。Abstract Vehicle braking performance detection is performed at the brake test bench, which is the main shaft system dynamic inspection of vehicles and the shaft mass ratio, the provisions of the international GB7258 87 motor vehicle running safety technical conditions: A, automobile brake test bed detection in power system should be consistent with the specified in Table 1 the no-load test requirements, system dynamics has questioned, available table full of check system power requirements for inspection; B, vehicles in the idle state, the parking brake sum shall be not less than the vehicle equipment quality 20%, C, braking force balance requirements: front left, right wheel braking force error not greater than the axial load 5%, rear left, right wheel brake service error not greater than the axial load of 8%, the city vehicle technical inspection department in accordance with the national standard and the reference vehicle technology, the relevant countries such as Japan specific inspection requirements, made the following provisions: A, the left axis detection vehicle, two braking force sum not less than the axial load of 60%, B, parking braking force shall not be less than the sum of the axle 40%, C, braking force balance and the same requirements.Keywords: automobile brake performance brake performance test; shaft.一 汽车制动1.1汽车制动性能检测的意义 汽车检测行业在近年来随着汽车制造技术和检测技术的进步，也不断发展壮大，在汽车运行管理部门动态监督汽车技术状况方面发挥着极其重要的作用。特别是随着我国公路建设和道路运输业的飞速发展，道路交通安全问题也越来越突出，要求进一步重视和加强机动车辆安全技术状况检测已成为维护社会安定的一个重要课题。 汽车行驶时能在短距离内迅速停车且维持行驶方向稳定性，在下长坡时能维持一定安全车速，以及在坡道上长时间保持停驻的能力称为汽车的制动性。汽车制动性能直接关系到交通安全，重大交通事故往往与汽车制动性能差有关。制动距离太长或者紧急制动时发生侧滑等都会造成交通事故。在现有路况标准下，随着汽车行驶速度提高，汽车制动性能对保障交通安全尤为重要。 汽车在制动过程中人为地使汽车受到一个与其行驶方面相反的外力，汽车在这一外力作用下迅速地降低车速以至停车，这个外力称为汽车的制动力。制动力是评价汽车性能的基本因素，制动力便于在制动试验台上测量，制动力测量是机动车安全性能检测的重要组成部分。通过制动力检测不仅可以测得各车轮制动力的大小，还可以了解汽车前、后轴制动力合理分配，以及各轴两侧车轮制动力平衡状况。若同时测得制动协调时间便能较全面地控测车辆的制动性能。 二 在制动性能检测过程中需注意的一些问题1.2.1对ABS制动车辆的检测 现时机动车检测站对车辆制动性能检测的设备主要有平板式制动台和滚筒式制动台。这两种制动台对带ABS车辆的检测都存在着一定程度的不足。ABS即制动防抱死装置，其作用是防止车辆在产生最大制动力时因车轮抱死而产生制动跑偏现象，是车辆行驶安全的重要装置，目前，所有小汽车大客车大型营运货车均装有ABS装置，在用车辆中已普遍应用。 1.2.2多轴车制动动力检测 重型货车数量在营运货车中所占比例虽然较少，但其货运量却占有70以上的公路货运量，是公路货物运输中的主要车种。中、长距离公路货物运输都是依靠重型货车。 1.3平板式制动试验台的应用 平板式制动试验台是一种低速动态惯性式制动试验台，检验时汽车以510km/h速度开上平板，置变速器于空档并紧急制动。 1.3.1测试重复性差 在检验的外界环境不足的情况下，重复性主要受检测员的踩制动习惯影响。从理论上讲，制动初速度的大小对测量值没有直接影响，根据牛顿力学第二定律（FMA，力的大小与加速度成正比），在制动过程中，由于质量不变，当加速度最大时，力达到最大，所以制动力的大小与初速度无直接关系，而跟速度的变化有关。1.3.2检测传感器对检测结果的影响 随着平板式制动试验台的优越性已逐渐被国内有关管理部门及检测部门所认识，GB7258-2004已明确使用平板式制动试验台检测方法。笔者所在公司在2005年初对检测线进行技术升级改造时小车线选用平板式制动试验台。在使用初期存在着测试结果不稳定，重复性差等情况。2.制动台结构及其原理2.1检测机构装置主要是由两个滚筒（主动滚筒和从动滚筒）、扭力箱、应变片、传感器、信号导线等部件组成。2.2机构原理 通过两个滚筒的运动，带动车轮转动。直接测量的参数包括汽车轮边速度、试验台架滚筒轮边速度、车轮制动扭矩、汽车制动系统轮缸制动液压力。前面三种参数为数字量,后面一种参数为模拟量。最后测得个各个数据和实际要求的进行比较研究，从而对汽车制动性能进行判断。（具体的测量量和原理公式在传感器部分进行详细的介绍）三 传感器及信号调理电路 根据该系统直接测量的参数,相应的测量传感器有:制动扭矩传感器4只、车轮轮边速度传感器4只、滚筒轮边速度传感器4只、制动系统轮缸压强传感器4只,各自分别配置相应的信号调理电路。3.1制动扭矩传感器 制动扭矩的大小与车轮的制动状态及车轮与地面间的附着条件有关。根据理论分析,当制动器踏板力或制动系压力上升到某一值时,即地面制动力FXb 达到附着力F 值时, 车轮就会抱死不转而出现拖滑现象, 即使制动系统液压力继续增加,在车辆载荷不变的情况下, 制动扭矩也不会再增加。则制动扭矩M 可以表示为:Mm ax = FZ r (1)其中: FZ 为车轮的垂直载荷,为车轮与地面间的附着系数。 本试验台采用滚筒模拟地面, 车轮与滚筒间的附着系数取 = 0. 8,车轮滚动半径r = 0. 265m,据参考车型的整车质量, 并且考虑到车轮平均分配,可以计算出最大扭矩。Mmax = 767. 1 (Nm)考虑到实际情况,汽车制动过程中会产生一定冲击。拟选用AKC215动态扭矩转速传感器。该传感器采用桥源信号的无接触耦合方式,解决了旋转状态下扭矩数值的采集。3.2车轮轮边速度传感器 在实际工作中,汽车车轮工作环境较差,我们考虑用电磁式传感器来测量车轮转速。根据试验中滚筒的最高试验转速: 2980 rpm,考虑到计算机进行实时处理的能力,如果在规定的测量时间内速度传感器输入的信号过少,会影响测量的精度。最终我们选择了上海大众汽车的桑塔纳2000轮速传感器。3.3滚筒轮边速度传感器 采用AKC215系列扭矩转速传感器。测速码盘旋转时,通过光电开关输出具有一定周期宽度的脉冲信号。根据码盘的齿数(50个/转)和输出信号频率,就可以计算出相应的转速。3.4 汽车制动系统轮缸压强传感器 防抱死制动装置试验台是以微型车和轿车为试验对象进行设计的。根据轿车制动规范中规定,国产轿车的踏板力FP 500N。假设汽车制动总泵活塞最小允许尺寸为d0 ,制动踏板杠杆比为ip ,踏板机构及液压主缸的机械效率为,则制动管路的油压值可以按照下面的公式得到。 p=Fp(d0d0 /4) ip 3.5信号转换与脉冲计数接口 对于模拟量, A /D 转换接口为PCI2306 板。板上装有12Bit分辨率的A /D转换器和D /A转换器。为用户提供了8路双端/16路单端的模拟输、通道和4路模拟输出通道。脉冲计数接口采用PCI2306板。四 数据测试软件系统组成 数据采集及处理软件使用LabView7. 0软件环境下自行编写程序并调试,完成对采集数据的分析和处理、结果存储及打印工作。子程序组成框图如图2所示:图2数据测试软件系统组成框图五 测试与分析系统软件的开发 ABS动态实验台数据采集及处理软件使用LabView7. 0软件环境下自行编写程序并调试,完成对采集数据的分析和处理,整个系统界面如图3所示。LabV IEW7的波形调理模板提供了若干信号调理子模块函数。其中数据处理与数据分析部分主要由几个具有不同功能的模块(子程序)组成,如图4所示。5.1数据组滤波模块 主要功能为剔除信号中的奇异点,保留正常点。采集到计算机中的实时数据信号,由于外界的环境干扰、电磁干扰、传感器输出信号漂移、其他人为因素等复杂条件的影响,数据点不可避免地会出现一些非正常点。直接对这些点进行处理显然不符合要求,因此数据处理程序必须先对此数据组进行滤波。在本实验台数据采集软件中,滤波子程序采用了逐点分析和基于数组分析的滤波方法。在LabV IEW7中提供了一个逐点(point by point)分析库。采用逐点分析能够跟踪和处理实时事件,分析可以与信号同步,直接与数据相互连接,数据丢失的可能性更加小,因为无需构建数据组,故对于采样频率要求更加低,可以实现高速采样。5.2数据组特征点分析模块 主要功能为从采集的数据点分析得到系统本身的一些物理参数,如峰值点及其对应时刻、稳态值及其对应时刻、系统超调量、系统延迟时间。通过对处理后的数据组进行分析,得到所处理数据组的一些特征点,如峰值点数值及其对应时间、稳态点数值及其对应得时间、超调量、延迟时间等指标。得到这些特征数据点后,就可以对数据组以及整个ABS电磁阀系统有一个全面的分析和评价,同时也便于进一步分析整个系统的静态、动态特性;同时这些数据组的特征点也是为实车试验制定自主开发的控制逻辑的理论基础,有了这些数据,可以较大程度地减少实车试验时的周期和费用,加快匹配速度。通过对数据特征点的分析,可以更加清楚地了解ABS电磁阀的工作特性,并针对不同车辆电磁阀的动态性能制定评价指标;同时可以得到液压制动系统的特性。5.3测试参数的计算模块 利用分析软件的数学计算模块对汽车ABS制动性能的分析计算。六 测试与分析系统的应用试验与结果 根据汽车理论和国标GB1359492汽车防抱制动系统性能要求和测试方法等的方法和要求对实际试验数据进行分析和处理。部分显示结果如图5、图6所示:图5部分测试结果图6部分测试结果试验结果表明能达到制动性能的要求,制动平稳,没有抱死现象。虽然没有对其横向稳定性进行检验,但由于制动过程中,车轮始终处于非抱死状态,