平板式和滾筒反力式制動檢驗臺檢測影響因素對比分析

陳 燕

安徽省計量科學研究院 安徽 合肥 230051

對車輛行駛安全而言,制動性是決定其安全性的重要因素,而目前世界上的汽車制造公司,制動檢測設備制造大量生產平板式和滾筒反力制動檢驗臺。而其中平板式制動檢驗臺憑借自身結構簡單的特點,在實際檢測工作中廣泛應用,滾筒制動檢驗臺檢測狀況穩定,而且使用過程中能夠有效保證工作人員的安全,在制定檢測中也大量應用。本文通過實驗方式對制動檢驗臺相關對比信息進行了深入研究。

1 兩種檢驗臺概述

1.1 平板式制動檢驗臺 平板式制動檢驗臺是由測試平板、傳感器、數據采集各部分構成,制動性能測試為一體的汽車檢測設備。而汽車在檢測過程中,經過測試平臺上制動直至停車。而這種情況下,數據采集系統采集整個實驗全部數據,并對數據進行整體分析,將汽車制動性能檢測結果直觀呈現[1]。平板式制動檢驗臺能檢測出汽車在行駛過程中的重心移動效果。平板式制動檢驗臺檢測的是動態汽車行駛狀態,所以能夠有效反映出汽車行駛過程中,軸荷重新分配的制動效果。

1.2 滾筒反力式制動檢驗臺 滾筒式制動檢驗臺上測量動性能,汽車通常情況下處于靜止不同的狀態,檢驗臺滾筒不停傳動,制動過程中,質心前移沒有發生,所以軸荷能夠平穩運行。滾筒式最大制動力和測試車輪安置角,非測試車輪制動性能,滾筒附著系數有著明顯關系。實驗檢測過程中產業工業控制計算機為核心的多功能測試系統。

2 檢測基本原理對比

2.1 平板式制動檢驗臺基本原理 平板式制動檢驗臺工作中,車輛一般情況下以6——12km/h的速度在測試板上運行,駕駛員顯示信號提示,踩下制動踏板使得車輛測試平板制動一直到停止,平板上汽車受到一個和車輪制動力數值相同,但是整體方向相反的作用力,經過檢測板上傳感器的數據傳遞,能夠精確測量出車輪制動力的大小。但是因為汽車速度過低,車輪受到的滾動阻力矩、慣性力矩、空氣阻力都明顯減少,在分析過程中可以忽略[2]。后輪和平板接觸點獲得的力矩計算公式為H1=S(ah+L2)/L,前輪和平板之間接觸點獲得的力矩為S=H1φ+H2φ=Sφ,(其中H1為汽車前輪支程力,H2為后輪受到的支承力,S為車輛整體受到的重力,h為車輛質心的高度,L為軸距,φ為車輪和平板之間的附著力,L2為車心到后軸中心線的距離)。從公式上能夠清晰地看出,因為慣性動力的存在,所以平臺對于前輪的支撐力不但變化,前輪制動力數值也不斷增加,而平板對于后輪支承力數值減少,后輪制動也變小,反映出制動過程中,軸荷存在明顯的前移效果,而且實驗情況和汽車實際運行情況十分接近。

2.2 滾筒反力式制動檢驗臺基本原理 滾筒反力制動檢驗臺在左右兩面有滾筒,而且電動機、減速機、傳動鏈、測力傳感器有效構成。檢測過程中,被檢軸車輪該置于滾筒上,其余車輪支撐在地面上,電動機驅動滾筒帶動車輪工作,通過這種方式能夠模擬出車輛在路面上的行駛情況,駕駛員在行車過程中,駕駛人員采用制動措施,滾筒給車輛增加一個制動力矩相反的力矩長度,而車輪和滾筒滑移率需達到標準要求,停止驅動過程中,測力傳感器就滾筒對車輪產生的摩擦力進行數據檢測,在該檢測條件下,對車輪受力情況進行系統分析。制動臺計算制動力公式,F=C1+C2=φ(Gf+GHφ)/(1+φ2)cos2λ(C1、C2為前后滾筒對車輪的切向力,λ為安置角,Gf車輪荷載)。根據公式得出車輛在滾筒上制動時,滾筒對前輪支承力最大限度影響了制動力的計算和測量,而且附著率φ對平板式制動檢驗臺檢測結果影響較大。

3 實驗影響因素對比分析

理論數據分析平板式和滾筒式兩種檢驗臺能夠檢測到的制動力,在實驗過程中主要是受到荷載、附著率、汽車駕駛方向準確性的影響。不同實驗影響因素對于兩種檢測方式影響效果十分顯著。通過科學方式進行研究和分析,以實際車輛為主要實驗數據參照,實驗人員改變汽車內部乘坐人員的位置,從而分析車輛荷載影響,并通過濕潤輪胎等方式改變輪胎的摩擦力,同時對輪胎氣壓進行不同調整,從而能夠獲得更多的數據。

3.1 荷載影響 考察車輛荷載對檢測結果的影響,首先可以改變內部成員的位置,分析載荷對制動檢測造成的主要影響。試驗主要分為5組,試驗車輛參數見(表1)。

表1 試驗車輛基本參數

試驗過程中汽車軸荷存在明顯的前移效果,而且制動器的使用通常大于后置制動器存在的動力[3]。平板式制動檢驗臺檢測軸荷前移效果相比較于滾筒反力式制動檢驗臺更加明顯,而這種現象也符合檢測平臺的相關檢測原理。車輛制動性能首先存在的決定因素是制動器的制動能力,因為受到地面附著條件的影響,制動器包含的制動力沒有達到最大數值,車輛制動力會隨著車輛荷載人數不斷增加而增加,從圖表中也可以看出,當軸載數增加之后,兩輛車的前軸制動力數值也相應增加,后軸制動力而言,由于制動器相比于之前制動器數值小,而荷載人數增加到最大的情況下,車輛后軸所形成的制動力也不會發生數值上的明顯改變。

3.2 附著率影響 車輛在實際運行過程中,輪胎表面摩擦力和輪胎內部氣壓情況地對附著率都存在極大的影響,實驗人員通過將輪胎打濕和改變輪胎氣壓兩種方式對輪胎前軸進行制動實驗,實驗數據主要分為3組,實驗第1種是沒有經過任何特殊處理的正常輪胎,而第2組是為標準氣壓下打濕的輪胎,而第3種為標準氣壓干燥車輪。水漬對車輪和制動平板間附著情況造成嚴重影響,降低車輪之間的附著率,而且實驗2數據中,兩輛車前軸的制動力和第1組實驗數據相比,有著極大程度減少,而且數據對比過程中,能夠清晰地看出附著率降低,平板式制動檢測裝置實驗結果變化十分明顯,整個實驗過程優于滾筒式制動檢驗臺整體數據見表(2)。

表2 調整附著率汽車前軸制動實驗數據

根據實驗能夠看出,相較于滾筒反力式制動檢驗臺,平板式制動檢驗臺對于附著率相關數據十分敏感,在對應實驗過程中,設備選擇可以給予更多地考慮。從而保證實驗精度。平板式制動實驗臺檢測為動態汽車,為了能夠反映出汽車行駛過程中,軸荷分配的效果,提高汽車的整體慣性作用力,需要將汽車前后制動力記性調整,使其數據能夠有效匹配。而且空載情況下用車適合在平板上制動實驗臺進行制動性能的檢測實驗,保證實驗質量同時,還能夠為后續實驗結果使用工作提供系統指導,尤其對于汽車制造行業等影響十分巨大,實驗人員在實驗過程中,也需秉承著客觀嚴謹的態度,避免因為個人失誤造成整個實驗結果出現問題。

結束語

根據實驗情況進行理論分析,實際車輛檢測結果,使用平板式和滾筒反力式兩種方式對車輛制動進行檢測。而且影響程度有著巨大差異。車輛荷載在固定范圍內能夠進行有效控制,制動力隨著荷載增加而不斷增加,但是荷載數增加到一定程度之后,對于汽車的制動性便不會存在影響。而附著率的變化對制動力的影響十分明顯,應注意汽車車輪的清潔和干燥,而且輪胎氣壓也會受到附著率的大小而產生明顯變化,對檢測結果也造成一定程度的影響。