对影响反力式滚筒制动试验台检测汽车制动力结果因素的分析

对影响反力式滚筒制动试验台检测汽车制动力结果因素的分析 车辆检测 2009-04-23 204652 阅读415 评论0 字号大中小订阅 摘要 反力式滚筒制动试验台是汽车制动性能检测应用较为广泛的检测设备，在检测实践中发觉滚筒制动试验台在检测汽车制动力时存在一些问题。本文通过对滚筒制动试验台的结构参数、测试限制单元等几方面的分析，找出影响制动试验台检测结果的因素。 关键词 汽车滚筒制动试验台 制动力 检测 1 前言 汽车的制动性能干脆关系着汽车的行驶平安，汽车制动性能的检测，是汽车检测站检测车辆的必检项目。而反力式滚筒制动试验台以其测试受外界环境影响小、占地少、结构简洁、操作平安性能好、检测结果重复性好等优点，因此目前在国内汽车综合性能检测站大量运用的就是反力式滚筒制动试验台。但是经过长期的检测实践,发觉在实际检测过程中仍旧存在一些问题。本文主要通过对反力式滚筒制动试验台的结构参数、测试限制单元、轮胎气压等几个方面分析，找出影响检测结果的因素，并提出解决问题的建议与措施。 2 反力式滚筒制动试验台工作原理 反力式滚筒制动试验台（以下简称为制动试验台）是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示、限制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。 进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通）。通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下起先减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动器的摩擦力矩，维持车轮接着旋转。同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩擦力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摇摆，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由打印机打印出来。 3 检测时车轮的受力分析 下面从汽车的实际检测受力状况进行分析，假设制动试验台前、后滚筒直径相等且水平安置，被测试车辆前、后轮中心处于同一水平高度，在检测过程中忽视滚动阻力，则测试车轮在滚筒上制动时的受力状况如图1所示。 图中G为被测车轮的轮荷；N1、N2分别为前后滚筒对被测车轮的法向反力；F1、F2分别为前后滚筒与车轮间的切向力，即制动力；F为车桥对车轮轴的水平推力；Mμ为车轮所受制动力矩；α为安置角；D为被检车轮直径；d为滚筒直径；L为滚筒中心距。 依据力学平衡原理，可以列出下列关系式 N1-N2sinαF1F2cosαF 1 N1N2cosα-F1-F2sinαG 2 D 图1为检测时车轮受力的状况 假如被测车轮与滚筒间的附着条件得以充分利用，并且两滚筒附着系数φ相同，则F1、F2的最大值应为 F1N1φ, F2N2φ 3 将（3）式代人（1）、（2）式得 N1sinαφcosα-N2sinα-φcosαF 4 N1cosα-φsinαN2cosαφsinαG 5 联立上式解得 N1{FφsinαcosαGsinα-φcosα}/ φ 21sin2α 6 N2{Fφsinα-cosαGφcosαsinα}/ φ 21sin2α 7 当车轮制动时，制动试验台可能测得的最大制动力为 FmaxN1N2φφGφF/φ21cosα 8 从式（8）中可以看出制动试验台所测得附着力即制动力受水平推力F、安置角α、滚筒表面的附着系数φ等因素的影响。 4 影响检测结果的因素及分析 4.1 安置角α 对检测结果的影响 从图1的几何关系可以得出安置角αarcsinL/Dd，可见安置角α与被测车轮直径D、滚筒中心距L及滚筒直径d有关，它们对检测结果的影响很大。目前大多数制动检验台的两滚筒间中心距是固定的，滚筒直径为定值，因此安置角α的大小只能车轮直径D变更而变更，车轮直径增大时，安置角α就减小，那使附着力减小即制动力检测值减小。对于滚筒中心距和直径固定不变的制动试验台，检测不同类型的车辆时，由于车轮轮胎直径不同，安置角α也不同，其检测结果是有偏差的。当滚筒直径D为较大值时，轮胎直径不同的车轮的安置角α变更范围也较小，因此大直径滚筒的制动试验台检测各种类型的车辆时，其检测结果的偏差比小直径滚筒的制动试验台检测结果来得小。一般状况下，适当增大安置角对检测有利，但不是越大越好，因为安置角增大，则轮胎的变形增大，阻滞力也会相应增加，滚筒带动车轮旋转的附加转矩增大。 4.2 制动试验台滚筒表面附着系数对检测结果的影响 制动试验台测量制动力是通过转动的滚筒来模拟汽车在路面上进行行驶制动的过程，因此要求制动试验台滚筒表面必需有较高的附着系数。不同厂家的制动试验台滚筒表面的附着系数不尽相同，即使是同一制动试验台新旧滚筒的附着系数也不同，不同的附着系数干脆影响制动试验台的检测效果；附着系数越大，制动试验台测力实力也越大，测出的制动力效果也越好。按有关标准规定，附着系数不得低于0.75，现国内制造的制动试验台大部分为钢质滚筒，表面粘有熔烧铝矾土砂粒，附着系数多为0.8～0.9之间，滚筒材质要求不高，工艺简洁，经济性好，受气温柔湿度的影响小，对轮胎磨损小。 另外，水平推力F与非测试轮的制动性能和非测试轮与地面的附着系数有关，非测试轮的制动性能越好、地面的附着系数越高，则水平推力F越大。不同检测站由于地面处理方式的不同，使得地面的附着系数大小不相同，因此即使非测试车轮的制动力一样，对被检车轮的检测结果影响也不同。 4.3 轮胎技术状况对检测结果的影响 车轮滚动时，轮胎与滚筒之间的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支承面的相对刚度确定了变形的特点。当弹性轮胎在硬质钢制滚筒上滚动时，轮胎变形是主要的，此时由于轮胎内部摩擦产生弹性迟滞损失，是轮胎变形时对它做的功不能全部收回，此能量消耗在轮胎各组成部分间摩擦及橡胶、帘线等物质的分子间的摩擦，最终转化热能而消逝在大气中。轮胎表面的磨损对附着系数的影