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商用车制动系统效能试验研究

摘要:目前,我国已经成为世界第一大机动车产销国,随着近几年物流业的不断发展,商用车产销量不断上升,用户及厂家对商用车安全性能要求越来越高。文章通过讲述部分制动测试项目,总结制动系统效能测试及分析方法。


1 、前言

随着我国机动车不断增长及物流业的不断发展,商用车产销量不断攀升,用户对车辆性能需要也不断提升;据统计,公路长途物流车平均每日行驶里程超过1000km,运行时长超过12 小时;面对用户要求的不断提升及车辆运行强度的不断增强,车辆制动系统性能必须不断提升。

我国于2014 年修订颁布了《商用车辆和挂车制动系统技术要求和试验方法》强制性国家标准,对制动系统的试验方法及性能要求有了明确的要求。

本文主要通过讲述冷态制动一般性能、衰退制动性能及传输装置失效后的剩余制动试验,总结制动系统效能试验及分析方法。


2 、冷态制动一般性能(0 型试验)

冷态制动性能表现为车辆正常行驶过程中使用制动系统使车辆减速或停止的性能。主要指标为在车辆行驶过程中从开始触动制动踏板到车辆停止所需时间、距离、充分发出的平均减速度。

测试时制动器应处于冷态,即制动盘或制动鼓摩擦表明温度低于100℃。试验应在满载及空载状态下进行,应该进行发动机脱开及结合的冷态制动性能。


3 、衰退制动性能(Ⅰ型试验)

衰退制动性能表现为车辆在经过连续制动后,制动盘或制动鼓摩擦片温度升高后,进行制动使车辆减速或停止的性能。试验时应进行重复制动及热态性能试验。

重复制动时车辆应满载进行,制动系统连续进行“制动-制动解除”,对于N3 类车辆,重复制动初速度为60km/h 或80%最高车速(取低值)、制动解除速度为50%的制动初速度,制动时应调整制动控制力以使在制动过程中发出的平均减速带为3m/s2,每次制动开始时应留有至少10s 的时间稳定制动初速度,每制动循环时间应控制在60s,共进行20 次循环制动。

在重复制动结束后的1min 内,进行热态性能试验,应在发动机脱开的情况下,以与0 型试验(冷态制动一般性能)相同的条件测定行车制动系统的热态制动性能,要求不低于该类车辆冷态制动一般性能要求的80%,且不低于发动机脱开的的0 型试验实测值的60%。


4 、传输装置失效后的剩余制动试验

传输装置失效后的剩余制动试验在空载及满载状态下进行,对于N3类车辆,制动初速度为40km/h,应模拟行车制动系统实际失效状态进行剩余制动效能试验,通常进行前轴制动失效和后轴制动失效的剩余制动制动效能试验;在试验过程中试验初速度应逐渐上升,必要时应采取封场等安全措施。


5 、制动效能的评价与分析

制动效能评价通常是通过测量与初速度有关的制动距离和充分发出的平均减速度进行,在进行制动效能分析时还应测量制动过程的速度变化、制动气压变化、车辆各个车轮转速、制动力矩及制动间隙等信息。

测量制动过程车辆速度变化时,通常以制动踏板信号为触发记录,记录从开始踩制动踏板到车辆停止下来的车辆速度变化,车辆制动时由于制动气压建立需要时间且存在制动器响应时间,因此从踩下制动踏板到车辆开始制动需要一定时间,这个时间为制动响应时间,此过程车辆处于高速运行过程中,对于制动距离而言是不利,因此要尽量减少制动响应时间;通过制动速度变化算出制动减速度,制动减速度反映了车辆总制动力矩和车辆总重的关系,体现了车辆制动强度的大小,减速度越大,制动距离越小。

制动气压应测试4 个通道制动器(具体需根据车型而定)气压变化,可以直观的反映制动气压建立时间,根据制动时稳态气压计算制动器推力并计算制动力矩,对比不同的车轮制动气压上升时间可以分析各个车轮制动响应时间差异,进而分析车辆如制动跑偏等原因;通过分析制动气压泄压过程、结合车轮轮速变化情况,可以分析车辆ABS 系统工作情况。

制动间隙是制动系统正常工作的重要保障,制动间隙过大会造成制动力矩不足、响应时间加大,影响制动效能,而制动间隙过小会造成行车异常制动,制动器温度异常上升等情况;在进行衰退制动性能、山路制动适应性及可靠性试验过程中要关注制动间隙是否出现异常。

制动力矩受制动气压、制动结构、摩擦系数等因素影响,也和轴荷及重心位置有关,在制动过程中由于制动力矩平衡关系,前轴轴荷会增大,理想的制动力矩应使各轴轴荷充分利用,因此在设计初期应考虑重心位置对制动力矩分配影响。


6 、结语

从现在到未来几年我国的商用车产销量仍会快速增长,车辆制动作为行车安全的基本性能,不管从常规的制动一般性能、衰退制动性能,还是到传输装置失效后的剩余制动、应急制动都越来越受到广大驾驶人员的重视;提高产品性能,对减少重大交通安全事故、保障人民群众生命产生安全具有重大意义。近年来随着六通道ABS、EBS 及AEBS 系统的研发应用,企业将投入更多的人力、物力和财力开展相关研究,提升产品质量,改善产品安全性能。


作者:吕跟锋,王志卿,佛开宇,尚照坤

陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院