全液壓牽引式駐車制動性能檢測裝置研制

陳建豪 理康 陳子望

摘 要：通過對機動車駐車性能路試檢驗原理的分析研究，對牽引式駐車制動性能檢驗的3種檢驗方法進行比較分析，得出不同檢驗方法的優缺點。根據車輛在坡道上駐車制動時原理與受力分析，研制開發一種全液壓智能化牽引式駐車制動性能檢測裝置。本文描述全液壓智能化牽引式駐車制動性能檢測裝置的原理、結構及實施方法，該檢測裝置具有使用方便、占地面積小、測量準確、數據穩定無波動、安裝方便以及故障率較低等特點，是坡道駐車制動檢驗方式的一種新型替代裝置。

關鍵詞：駐車制動；檢驗原理；牽引法；全液壓；檢測裝置

文獻標志碼：A 文章編號：1674-5124（2017）12-0084-04

Abstract： Based on the analysis and study of the test principle of an automobile parking brake performance testing device， comparative analysis is carried out for three methods used for the testing of the parking brake performance testing device of traction type and the advantages and disadvantages of the methods are obtained. According to the parking braking principle， when an automobile is parked on a ramp and force analysis， a parking brake performance testing device of full hydraulic intelligent traction type is developed. The paper describes the principle， structure and implementation method of parking brake performance testing device of the full hydraulic intelligent traction type. This testing device， with the characteristics of simple operation， small land occupation， accurate measurement， stable data without fluctuation， easy installation and low failure rate， is a new alternative ramp parking brake testing device.

Keywords： parking brake； testing principle； traction type； full hydraulic； testing device

0 引 言

機動車駐車制動性能是確保車輛安全運行的基本功能，駐車制動性能檢驗是機動車安全技術檢驗和綜合性能檢驗的重要檢驗項目之一。根據GB 7258——2012《機動車運行安全技術條件》[1]、GB 21861——2014《機動車安全技術檢驗項目和方法》[2]和GB 18565——2016《道路運輸車輛綜合性能要求和檢驗方法》[3]等標準的規定，機動車駐車制動性能檢驗有臺架檢驗和路試檢驗兩類方法。目前機動車安全性能的檢測機構及綜合性能檢測機構對車輛駐車制動性能檢驗主要采用如下方法：對于能夠上檢測線的車輛采用制動檢驗臺進行臺架檢驗；對于無法上制動檢驗臺及對臺架檢驗結果有異議的車輛，采用駐車坡道路試檢驗；在不具備駐車坡道的情況下，可參照相關標準使用符合規定的儀器檢驗駐車制動性能。

使用符合規定的儀器實際就是參考QC/T 569——1999《汽車駐車制動試驗方法》[4]標準采用牽引力法檢驗汽車駐車制動性能。對于該試驗方法，吳云強[5]、楊仁明[6]、于浩淼[7]、蘇建[8]、王瑛[9]、王曉春[10]等均有研究，但只涉及手動（電動）葫蘆拖曳法、蝸輪蝸桿機械牽引法等，本文所述全液壓智能化牽引法尚未涉及。為了代替目前的駐車檢驗坡道，本文詳細分析了駐車性能坡道檢驗的受力原理與受力情況，進而研制開發一種全液壓駐車制動性能牽引力檢測裝置，對全液壓智能化牽引式駐車制動性能檢測裝置的原理、結構及實施方法等進行了詳細描述。

1 駐車性能路試檢驗原理

當采用駐車坡道檢驗車輛駐車制動性能時，將車輛停駐在坡道上時，車輛的整車重力G可分解成垂直于坡道的力F1和平行于坡道的力F2。其重力分解圖如圖1所示[7]。

根據重力分解原理，待檢車輛可按照國家標準規定的駐車檢驗坡道的坡度和其車重計算F2。如駐車檢驗坡道的坡度為20%，其計算公式為[5]

F2=■（1）

式中：F2——平行于坡道的重力分量，N；

G——車輛的整車重力，N。

車輛坡道檢驗時，當車輛的實際駐車制動力大于等于F2時，車輛就能停駐在坡道上；反之，小于F2時，車輛就會下滑。

據此原理，可將坡道檢驗轉換為平坦路面檢驗，這就是采用牽引法檢驗駐車制動性能的原理所在。牽引法駐車制動性能檢驗的主要工作原理是通過牽引力發生裝置，對被檢車輛（已啟動駐車制動裝置）施加一勻速變化的牽引力，通過測力傳感器測得牽引力，當達到標準規定坡度值對應的F2時，車輛如保持靜止不動則為合格，車輛如在達到F2前發生滑動則為不合格[6]。

2 不同駐車性能牽引檢驗方法的優劣比較

牽引法駐車制動性能檢驗是通過牽引力發生裝置，將檢驗過程轉化為平坦路面檢驗（見圖2）[7]。采用牽引法檢驗駐車制動性能不需要建設坡道，在平地上就可以進行檢測，省去了建設坡道的場地和費用，避免了坡道檢驗和臺架檢驗的不足，不受車輛軸距過長、質量過大等因素的限制，能夠滿足各種類型機動車（包括無法上制動檢驗臺和檢驗坡道的車輛）的檢驗要求。駐車制動檢測場地在不進行檢測時還可以用作他用，提高了場地的利用效率。目前常用的牽引方法主要有3種，即手動（電動）葫蘆拖曳法、蝸輪蝸桿機械牽引法和液壓傳動牽引法。

2.1 手動（電動）葫蘆拖曳法

手動（電動）葫蘆拖曳法是采用手動或電動方法，通過手動（電動）葫蘆對車輛施加牽引力進行檢驗，通過測力傳感器采集牽引力[8]。該試驗裝置雖然結構簡單、成本低、體積小、質量小，但通過葫蘆加載時升降不方便，受力不穩定，特別是采用手動加載時還有一定的安全隱患，目前市面上應用很少。

2.2 蝸輪蝸桿機械牽引法

蝸輪蝸桿機械牽引法是采用電機通過蝸輪蝸桿機械加載，并調節加載裝置的前后上下移動，以達到對車輛施加牽引力的目的。該試驗裝置主要組成部分有機械固定底座、上下位置調整蝸輪蝸桿、拉力蝸輪蝸桿、測力傳感器、加載電機及減速機等[7]。該裝置具有操作簡單、安裝方便等特點，但該方法采用蝸輪蝸桿加載，存在數據不太穩定，易跳動，且蝸輪蝸桿長期使用易腐蝕生銹等缺點。

2.3 液壓傳動牽引法

液壓傳動牽引式駐車制動性能檢測裝置采用液壓傳動的方法對車輛施加牽引力進行檢驗，除具備前兩種方法所具有的安裝使用方便、占地面積小的優點外，由于采用液壓泵站，傳輸力持久而且平穩，從而能夠準確測量，獲得的數據穩定且沒有波動，同時極少發生故障，可用于機動車檢測機構、事故車輛鑒定、汽車修造廠等，值得推廣使用。

3 牽引法駐車制動性能檢測裝置的原理及結構

3.1 牽引法駐車制動性能檢測裝置的原理

牽引法駐車制動性能檢測裝置是通過牽引力發生裝置，對被檢車輛施加一勻速變化的牽引力，通過測力傳感器測得的牽引力結合車輛的總質量，就可以計算得到國家標準中坡道檢驗所要求的駐車坡度[9-10]。其計算公式如下：

θ=■×100%或θ=tanarcsin■×100%

（2）

式中：θ——駐車坡道坡度，%；

F——牽引力，N；

m——被檢車輛質量，kg；

g——重力加速度，m/s2。

3.2 牽引法駐車制動性能檢測裝置的結構[11]

根據上述原理，新研制的全液壓智能化牽引式駐車制動性能檢測裝置主要由5部分組成：固定底座、液壓垂直升降裝置、液壓牽引力發生裝置、測力傳感器和智能化數據顯示與控制處理單元。檢測裝置結構示意及總體框圖如圖3～圖4所示，具有以下特點：

1）固定底座為全框架三角式支撐結構，牢固、安全、可靠，強度高。

2）液壓垂直升降裝置與液壓牽引發生裝置通過液壓泵站提供持久、平穩的力的傳輸，牽引力可根據客戶要求在制造設備時設定量程。

3）測力傳感器選用彈性體合金材質，既有剛度保證形變一致及形變恢復，又有良好的防腐性能，同時也能夠精確傳遞受力信息，并保持在相同受力時的形變一致性和完全復位性。

4）智能化數據顯示與控制單元包括可編程序控制器，液晶觸摸顯示儀表，可控制編碼器，檢測時不但能直觀地顯示檢測結果，而且還能通過數據控制系統打印檢測數據，并將檢測結果發送至聯機的電腦等聯網設備。

5）此檢測裝置不受車輛軸距長短、載重量等因素的限制，可覆蓋所有車型；同時還具有使用方便、占地面積小、測量準確、價格便宜、使用安全等特點。

該檢測裝置總體框圖如圖4所示。

現結合圖2～圖4對牽引法檢測裝置駐車性能檢測方法作如下說明[12]：

1）將被測車輛停至駐車制動檢測裝置前指定位置，車輛空載，拉起手剎，將車輛的掛鉤與測力傳感器用鋼絲繩連接，啟動駐車制動檢測裝置，調節液壓垂直升降系統，使傳感器與車輛掛鉤在同一水平線上，鎖緊升降滑塊。

2）操作液晶觸摸顯示儀表，將其切換到駐車制動檢測方式，輸入車牌信息、整車質量、坡度系數等，按壓測力鈕，對車輛施加牽引力，儀表顯示值為當前值及最大值，按標準規定加到該車輛整車質量的20%或15%（總質量為整備質量的1.2倍以下的機動車）時，被測車輛仍保持靜止，則達到國家標準的要求，反之為不合格[11]。在檢測時當儀表顯示制動力的最大值超過檢測閥值時，檢測裝置將發出聲光提示報警且自動停止加力。該裝置提高了檢測過程中的安全性，避免了過高的牽引力對被檢車輛的潛在損傷。

3）保存并打印檢測結果，將被測車輛的信息與檢測的結果發送至聯網設備。

4）如需檢測車輛的最大實際駐車拉力，可先清除檢測閥值，對車輛施加牽引力，當車輛開始移動時儀表顯示值即為最大值牽引力F，并可按式（2）計算實際駐車坡度。

4 牽引法駐車制動性能檢測實施效果

按前文所述方法，通過實際檢測對幾種車型進行駐車制動性能測試，與線內滾筒式制動檢驗臺及坡道的測試結果進行比較，基本一致[7]。一是通過制動檢驗臺和牽引法檢測裝置，對于車輛的駐車制動在同一狀態時（原正常運行狀態、調松至合格值臨界狀態和不合格狀態）的測試結果和變化趨勢基本一致。二是對線內設備無法測試的車輛，如四驅車、多軸車、超重車，也可使用牽引方法進行測試。三是針對車輛后軸軸重明顯輕于前軸軸重的小型貨車，用制動臺測后軸駐車制動時，易出現誤判現象（目前通常采用在車廂后部加載物或人，加載質量不計入后軸重，但該方法值得商榷），用牽引法則能很好解決此問題，可直接得到測試結果。四是通過本文所述方法不僅能夠滿足空載狀態下的駐車制動性能測試，還可滿足滿載狀態下的駐車制動性能測試，且能滿足駐車制動的最大制動力測量，這也是目前坡道試驗和制動臺檢驗難以做到的[5]。具體測試數據見表1。

5 結束語

本文所研制的全液壓智能化牽引式駐車制動性能檢測裝置已通過江蘇省汽車檢測設備計量檢定站計量檢定合格，用于江蘇省內二十多家車檢機構，并均取得江蘇省質量技術監督局計量認證認可。雖然包含牽引法駐車制動性能檢驗方法的QC/T 569——1999《汽車駐車制動試驗方法》標準已作廢并無替代，但牽引法駐車制動性能檢驗方法已納入到新起草的GB/T××××《汽車駐車制動性能試驗方法》國家標準中，并于2016年1月在海南三亞通過了全國機動車運行安全技術檢測設備標準化技術委員會（TC364）組織的標準審定，上報國標委待批。因此，本文所述全液壓智能化牽引式駐車制動性能檢測裝置將是坡道駐車制動檢驗方式的一種切實有效的新型替代裝置。

參考文獻

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[12] 戴曉鋒. 駐車制動性能路試檢驗作業指導書[J]. 汽車與安全，2014（9）：116-121.

（編輯：徐柳）