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      商用車制動系統效能試驗研究
      日期:2021-03-24 瀏覽次數:
          摘要:目前,我國已經成為世界第一大機動車產銷國,隨著近幾年物流業的不斷發展,商用車產銷量不斷上升,用戶及廠家對商用車安全性能要求越來越高。文章通過講述部分制動測試項目,總結制動系統效能測試及分析方法。

      1、 前言
          隨著我國機動車不斷增長及物流業的不斷發展,商用車產銷量不斷攀升,用戶對車輛性能需要也不斷提升;據統計,公路長途物流車平均每日行駛里程超過1000km,運行時長超過12 小時;面對用戶要求的不斷提升及車輛運行強度的不斷增強,車輛制動系統性能必須不斷提升。
          我國于2014 年修訂頒布了《商用車輛和掛車制動系統技術要求和試驗方法》強制性國家標準,對制動系統的試驗方法及性能要求有了明確的要求。
          本文主要通過講述冷態制動一般性能、衰退制動性能及傳輸裝置失效后的剩余制動試驗,總結制動系統效能試驗及分析方法。

      2、 冷態制動一般性能(0 型試驗)
          冷態制動性能表現為車輛正常行駛過程中使用制動系統使車輛減速或停止的性能。主要指標為在車輛行駛過程中從開始觸動制動踏板到車輛停止所需時間、距離、充分發出的平均減速度。
      測試時制動器應處于冷態,即制動盤或制動鼓摩擦表明溫度低于100℃。試驗應在滿載及空載狀態下進行,應該進行發動機脫開及結合的冷態制動性能。

      3、 衰退制動性能(Ⅰ型試驗)
          衰退制動性能表現為車輛在經過連續制動后,制動盤或制動鼓摩擦片溫度升高后,進行制動使車輛減速或停止的性能。試驗時應進行重復制動及熱態性能試驗。
          重復制動時車輛應滿載進行,制動系統連續進行“制動-制動解除”,對于N3 類車輛,重復制動初速度為60km/h 或80%最高車速(取低值)、制動解除速度為50%的制動初速度,制動時應調整制動控制力以使在制動過程中發出的平均減速帶為3m/s2,每次制動開始時應留有至少10s 的時間穩定制動初速度,每制動循環時間應控制在60s,共進行20 次循環制動。
          在重復制動結束后的1min 內,進行熱態性能試驗,應在發動機脫開的情況下,以與0 型試驗(冷態制動一般性能)相同的條件測定行車制動系統的熱態制動性能,要求不低于該類車輛冷態制動一般性能要求的80%,且不低于發動機脫開的的0 型試驗實測值的60%。

      4、 傳輸裝置失效后的剩余制動試驗
          傳輸裝置失效后的剩余制動試驗在空載及滿載狀態下進行,對于N3類車輛,制動初速度為40km/h,應模擬行車制動系統實際失效狀態進行剩余制動效能試驗,通常進行前軸制動失效和后軸制動失效的剩余制動制動效能試驗;在試驗過程中試驗初速度應逐漸上升,必要時應采取封場等安全措施。

      5、 制動效能的評價與分析
          制動效能評價通常是通過測量與初速度有關的制動距離和充分發出的平均減速度進行,在進行制動效能分析時還應測量制動過程的速度變化、制動氣壓變化、車輛各個車輪轉速、制動力矩及制動間隙等信息。
          測量制動過程車輛速度變化時,通常以制動踏板信號為觸發記錄,記錄從開始踩制動踏板到車輛停止下來的車輛速度變化,車輛制動時由于制動氣壓建立需要時間且存在制動器響應時間,因此從踩下制動踏板到車輛開始制動需要一定時間,這個時間為制動響應時間,此過程車輛處于高速運行過程中,對于制動距離而言是不利,因此要盡量減少制動響應時間;通過制動速度變化算出制動減速度,制動減速度反映了車輛總制動力矩和車輛總重的關系,體現了車輛制動強度的大小,減速度越大,制動距離越小。
          制動氣壓應測試4 個通道制動器(具體需根據車型而定)氣壓變化,可以直觀的反映制動氣壓建立時間,根據制動時穩態氣壓計算制動器推力并計算制動力矩,對比不同的車輪制動氣壓上升時間可以分析各個車輪制動響應時間差異,進而分析車輛如制動跑偏等原因;通過分析制動氣壓泄壓過程、結合車輪輪速變化情況,可以分析車輛ABS 系統工作情況。
          制動間隙是制動系統正常工作的重要保障,制動間隙過大會造成制動力矩不足、響應時間加大,影響制動效能,而制動間隙過小會造成行車異常制動,制動器溫度異常上升等情況;在進行衰退制動性能、山路制動適應性及可靠性試驗過程中要關注制動間隙是否出現異常。
          制動力矩受制動氣壓、制動結構、摩擦系數等因素影響,也和軸荷及重心位置有關,在制動過程中由于制動力矩平衡關系,前軸軸荷會增大,理想的制動力矩應使各軸軸荷充分利用,因此在設計初期應考慮重心位置對制動力矩分配影響。

      6、 結語
          從現在到未來幾年我國的商用車產銷量仍會快速增長,車輛制動作為行車安全的基本性能,不管從常規的制動一般性能、衰退制動性能,還是到傳輸裝置失效后的剩余制動、應急制動都越來越受到廣大駕駛人員的重視;提高產品性能,對減少重大交通安全事故、保障人民群眾生命產生安全具有重大意義。近年來隨著六通道ABS、EBS 及AEBS 系統的研發應用,企業將投入更多的人力、物力和財力開展相關研究,提升產品質量,改善產品安全性能。

      作者:呂跟鋒,王志卿,佛開宇,尚照坤
      陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院

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