汽车制动性能及检测设备
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作者: 艾永生
【摘 要】介绍了汽车制动性能的评价指标，以及平板式制动检测台和滚筒反力式制动检测台的特点。汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障，制动性能的评价指标包括制动效能、制动效能恒定性和制动方向稳定性3个方面。机动车的制动效能指标可在制动检测台上测出。其中平板式制动台和滚筒反力式制动台是常用的制动力测试设备，它们在实际使用中各有其特点。
【关键词】汽车；制动性能；检测设备
1、平板式制动试验台
平板式制动试验台是一种低速动态惯性式制动试验台，车辆以5～10km/h速度开上平板，变速器置于空档并紧急制动。车辆在惯性作用下，通过车轮在平板上产生与制动力大小相等方向相反的作用力，平板沿台纵向移动，拉力传感器测出各车轮的制动力，平板测试过程与车辆实际行驶时的制动情形相近，汽车制动时产生的轴荷转移和车辆其他系统对车辆制动性能带来的影响能够反映出来。
1.1 测试重复性差
重复性主要受检测员的踩制动习惯影响。根据牛顿力学第二定律，在制动过程中，由于质量不变，当加速度最大时，力达到最大，所以制动力的大小跟速度的变化率有关。平板制动台测试制动性能时，检测员应迅速制动，当汽车减速度最大时制动力也最大，制动时汽车制动力与汽车减速度的变化过程相一致，因此检测员制动动作不一致会造成检测结果不同。
1.2 传感器对检测结果的影响
本单位在2006年初对检测线进行设备改造时，小车线选用的平板式制动试验台同时可兼顾检中型货车。在使用中存在着测试结果不稳定，重复性差等情况，经过几种车型的大量重复检测数据分析研究后，发现整备质量较大的车辆的检测数据较好。由此得出制动台的传感器精度对测试结果也有的影响。通常，传感器的测试精确度在量程的1/3～2/3区间的测试效果最好，否则就会出现离散现象，使测试结果不稳定和重复性差等情况。原来该试验台按被检车最大轴荷为2t进行设计，与实际使用情况相比轴荷偏重，影响检测准确性，后来生产厂家将设备改为轴荷1.5t级，则检测结果稳定性和重复性大幅度提高。由此可以看出，平板式制动台受各种使用条件的影响较大，同一台设备最好只检测近似轴荷、轴距、宽度的车型，因此检测站在进行设备选购时要充分考虑所检车型与之配套的问题。
1.3 车速对检测结果的影响
同一汽车在不同车速下，紧急制动时具有不同的轴荷转移，所以测得的制动力也不相同。汽车在不同车速下紧急制动时，汽车制动力并不随车速的增加而增加，轮胎与地面的摩擦力也不随车速的增加而增加，故这个力在不同车速下是相同的，由公式F=m*a知减速度值 a不变，而汽车重心因车速的变化产生轴荷转移，对同一辆汽车它的减速度值相同,轴荷转移量也相同。
由公式G1=G（H/L*B/g）式中：
G1—轴荷转移量 G—车辆质量 L—轴距
H—车辆质量中心高度 B—车辆减速度 g—重力加速度
所以对相同的汽车，G1只和B有关而与速度无关。
轴荷转移对制动力影响
最大制动力：F=U*G=U*（G1+G2+G3+G4）=UG1+UG2+UG3+UG4 。
式中：U为地面附着系数 G为车辆质量 G1，G2，G3，G4为各车轮承担的车辆质量，
由于轴荷转移，各车轮的载荷发生变化，所以各轮的制动力也变化。这种能测出轴荷转移后各车轮的制动力的功能，是平板台不同于滚筒台的主要优点。
2、滚筒反力式制动试验台
滚筒反力式汽车制动台测得的制动力值是车辆制动器的制动力、车轮与滚筒间附着力两者中较小的那个决定的。车轮与滚筒间附着力越大，所测得的制动力越接近车辆制动力的真实值。滚筒表面的材质及形状、滚筒之间的中心距、滚筒的直径、车轮安置角是影响滚筒与车轮间附着力的主要因素。
2.1 滚筒中心距、滚筒直径、车轮安置角与车轮附着力的关系
前后滚筒中心距增加可使车轮安置角增大，车轮与滚筒间的附着系数也增大，但当安置角超出一定范围时车轮与滚筒间的附着系数却不会再增大。
地面与车轮的接触面积大于滚筒与车轮的接触面积，因此，车轮对滚筒表面的压强大于车轮对地面的压强。一定限度内增大接触面压强可使附着力增大，当压强增大到使轮胎橡胶“塞实”滚筒表面上的每一处微“凹坑”时，压强的增加并不能增大附着力。如果通过加大滚筒直径而增加接触面积，将增多接触面上的“凹坑”，随着压强的增大附着力也会增大。
滚筒中心距和前后滚筒中心高度差确定后，车轮滚动半径增大时安置角减小，使附着力减小。因此，用同一制动台测试大车和小车，其测试结果是不同的。滚筒半径越大，不同半径车轮的安置角变化范围越小，测试结果的偏差比小直径滚筒的制动台的测试结果小。所以大直径滚筒的检测台使车轮的受力状况得到改善，制动台的测试性能将得到提高。
2.2 确定制动力最大值
目前制动力最大值的选定方法有两种：一是在制动的全过程中判断制动曲线由上升段过度到平缓区段出现“拐点”时的制动力为最大；二是当滑移率达到15％~30％，即测量车轮的线速度下降到制动前速度（滚筒的线速度）的70％~85％时，将该点作为最大制动力值点。根据汽车理论，附着系数是随滑移率而变化的。附着系数值在滑移率为20％左右时最大。实际上第一种方法测得的是“静态制动力”，而不是最大制动力。因此应尽量采用测量滑移率的方法判断最大制动力点.车辆在平板制动台上进行的检测过程综合了车辆制动时的各种因素，包括车辆行驶系的各部件、传动系各部件、轴荷转移等情况，比较接近真实制动力。而滚筒式制动台测量的是汽车车轮与制动摩擦片的力，并不包含其它重要因素的作用，所以测得的制动力并不能真实的反映车辆的实际制动情况。
参考文献
[1]余志生主编.汽车理论.北京:机械工业出版社,2009.
[2]夏均忠主编.机动车安全技术检验.北京:机械工业出版社,2011.
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