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第30章 整车检测技术(6)

(4)制动时间

制动过程所经历的时间为制动时间。制动时间一般不作为单独的评价指标,而是作为辅助评价指标来评价制动效能。

2.制动效能的恒定性

制动效能的恒定性主要通过制动系统抗热衰退性来评价。当汽车涉水后,制动系的抗水衰退性也能反映制动效能的恒定性,但通常不用来具体评价制动效能的恒定性。

制动器的结构形式对抗热衰退性的影响较大,一般来讲,盘式制动器的制动效能比鼓式制动器要差些,但稳定性要优于鼓式制动器。

3.制动时的方向稳定性

汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力称为汽车制动时的方向稳定性。丧失方向稳定性会出现以下问题:

(1)制动跑偏

制动路偏是指汽车制动时自动向左或向右偏驶。主要是由于汽车左右车轮制动器制动力增加快慢不一致或左右车轮制动力不等造成的,特别是转向轮左右车轮制动器制动力不

相等。另外,汽车轮胎的机械特性、悬架系统的结构与刚度、前轮定位、道路状况、车辆载荷分布状态等因素也会影响制动跑偏。

(2)制动侧滑

制动侧滑是指制动时汽车某一轴或两轴发生横向移动。主要是由于车轮制动抱死造成的。高速制动时,后轮抱死侧滑情况最为危险,易产生急剧回转,即制动“甩尾”现象;前轮抱死或前轮先抱死拖滑,汽车会失去转向能力,弯道行驶十分危险。

二、汽车制动性能的台架测试

1.检测设备

(1)轴重检测台

利用制动试验台检测汽车制动性能时,其制动的参数标准是以轴制动力占轴荷的百分比为依据的,因此必须在测得轴荷和轴制动力后才能评价轴制动性能是否符合国标要求。

我们把用于检测车轴轴载质量的设备,称为轴重检测台,轴重检测台又称轴重仪。

电子轴重仪一般由机械部分(包括承载装置和传感器装置)和显示仪表所组成。双载荷台板式轴重仪,如图5-34所示,检测线使用较多,它能测量左、右车轮轮荷。它有左右两上秤体,分别安装在左右框架内,共用一个显示仪表。

(2)反力式滚筒制动试验台

国内外汽车检测站所用的制动检测设备多为这种形式,特别是单轴反力式滚筒制动试验台应用最为普遍。

单轴反力式滚筒制动试验台的结构简图如图5-35所示。它由框架、

驱动装置、滚筒装置、测量装置、举升装置和指示与控制装置等组成。为使制动试验台能同时检测车轴两端左、右车轮的制动力,除框架、指示与控制装置外,其他装置是分别独立设置的。

(3)平板式制动试验台由测试平板、测量显示系统和踏板力计组成,一般分为两条测试平板共四块,且相互独立。平板式制动试验台的结构简图如图5-36所示。

测试平板由面板、底板、钢球和力传感器等组成。底板作为底座固定在混凝土地面上,面板通过压力传感器和钢球支承在底板上,其纵向则通过拉力传感器与底板相连。压力传感器用于测量作用于面板上的垂直力;拉力传感器则用于测量沿汽车行驶方向,轮胎作用于面板上的水平力,水平力和垂直力的大小变化分别对应于拉力传感器和压力传感器所输出的电信号的变化。拉力传感器和压力传感器输出的电信号由计算机采集、处理后,换算成制动力和轮荷的大小并分别在显示装置上显示出来。如果装用无线式踏板压力计,平板式制动试验台不仅可测出最大制动力,还可提供制动力随时间变化的曲线、制动协调时间等信息,根据垂直力在制动过程中的波动情况,可检测悬架减振器的性能。

汽车在平板式制动试验台上的制动试验过程与汽车在道路上行驶时的制动过程较为接近。但平板式制动试验台存在测试重复性差且重复试验较麻烦、占地面积大、需要助跑车道、不利于流水作业和不安全等缺点,因此其应用不如反力式滚筒制动试验台广泛。

2.用试验台检测制动性能的方法

(1)用滚筒式制动试验台检验

检验时制动试验台滚筒表面应干燥,没有松散物质及油污。驾驶员将车辆驶上滚筒,位置摆正,启动滚筒,使用制动,测取所要求的参数值,并记录车轮是否抱死。

在测量制动时,为了获得足够的附着力,以避免车轮抱死,允许在车辆上增加足够的附加质量或施加相当于附加质量的作用力(附加质量或作用力不计人轴荷)也可采取防止车辆移动的措施(例如二角垫块或米取牵引等方法)。

当采取上述方法之后,仍出现车轮抱死并在滚筒上打滑或整车随滚筒滚动向后移出的现象,而制动力仍未达到合格要求时,应改用本标准中规定的其他方法进行检验。

用平板制动试验台检验

制动试验台平板表面应干燥,没有松散物质及油污。驾驶员以5-10km/h的速度将车辆对正平板台并驶上平板,置变速器于空挡,急踩制动,使车辆停住,测取所要求的

参数值。

3.台试检测的技术标准

(1)制动性能台试检验的制动力要求

制动性能台试检验的制动力要求见表5-7。

(2)制动力平衡要求

在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值,与全过程中测得的该轴左右轮在制动力最大值之比,对前轴不得大于20%,对后轴(及其他轴)在轴制动力不小于该轴轴荷的60%时不得大于24%,当后轴(及其他轴)制动力小于该轴轴荷的60%时,在制动力增长全过程中同时测得左右轮制动力差的最大值不应大于该轴轴荷的8%。

当采用制动试验台检验车辆驻车制动的制动力时,车辆空载,乘坐一名驾驶员,使用驻车制动装置,驻车制动力的总和不小于该车在测试状态下整车重的20%,以总质量为整备质量1.2倍以下的车辆此值为15%。

(3)车轮阻滞力要求

进行制动力检验时各车轮的阻滞力均不应大于该轴轴荷的5%。

(4)制动协调时间要求

在GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中,将制动协调时间定义为:在急踩制动时,从脚接触制动踏板(或手触动制动手柄)时起至机动车减速度(或制动力)达到标准中规定的机动车充分发出的平均减速度(或标准中规定的制动力)的75%时所需的时间。制动协调时间是制动性能检测中的一个重要参数。

对液压制动的汽车不应大于0.35s,对气压制动的汽车不应大于0.60s;汽车列车和铰接客车、铰接式无轨电车的制动协调时间不应大于0.80s。

(5)应急制动性能检测要求

应急制动是在行车制动系统一处管路失效的情况下,在规定的距离内将车辆停止。

新标准规定,首先检查汽车是否具有有效的应急制动装置。如受检测车辆具有有效的应急制动装置,则不必再检测其应急制动性能。如受检车辆没有应急制动装置或对其应急制动性能有质疑时,可按下面的规定检验其应急制动性能。

汽车在制动试验台上,在人为使制动系统的一处制动管路失效的情况下,应急制动起作用时,其测得的制动力应符合表5-8的规定。

(6)驻车制动性能要求

当采用制动试验台检测车辆驻车制动器的制动力时,车辆空载,乘坐一名驾驶员,使用驻车制动装置,测得的驻车制动力的总和应不小于该车在测试状态下整车质量的20%,对总质量为整备质量1.2倍以下的车辆,此值为15%。

三、汽车制动性能的道路测试

1.制动性能路试检验项目

路试制动性能检测的主要检验项目有制动距离、充分发出的平均减速度、制动稳定性、制动协调时间、驻车制动动坡五项。

2.制动性能路试检验项目的技术要求

制动性能路试检验项目的技术要求见表5-9至表5-15。

3.路试制动性能检验方法

①路试检验制动性能应在平坦(坡度不应大于1%)、干燥和清洁的硬路面(轮胎与路面之间的附着系数不应小于0.7)上进行。

②在试验路面上画出GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》规定宽度的试验通道的边线,被测车辆沿着试验车道的中线行驶至高于规定的初速度后,置变速器于空挡(自动变速的机动车可置变速器于D挡),当滑行到规定的初速度时,急踩制动,使机动车停止。

③用制动距离检验行车制动性能时,采用速度计、第五轮仪或用其他测试方法测量车辆的制动距离,对除气压制动外的机动车还应同时测取踏板力(或手操纵力)。

④用充分发出的平均减速度检验行车制动性能时,采用能够测取充分发出的平均减速度(MFDD)和制动协调时间的仪器测量车辆充分发出的平均减速度(MFDD)和制动协调时间,对除气压制动外的车辆还应同时测取踏板力(或手操纵力)。

4.应急制动性能检测

车辆在空载和满载状态下,按表5-16所列的初速度进行应急制动性能检验,测量从应急制动操纵始点至车辆停住时的制动距离(或平均减速度)应符合表5-16的要求。

在进行应急制动试验前,应使被试车辆的行车制动系统的一处管路失效。然后按检验要求进行检验。

5.驻车制动性能检测

所谓驻车制动性能是指车辆在一定坡度上,利用驻车制动系统,使车不下滑(溜坡)的能力。

国标规定,试验用坡道表面附着系数大于0.7,在空载时,总质量为整备质量1.2倍以下的车辆,其驻车制动应保持在15%的坡道,其他车辆驻车制动性能应保持在20%坡道上,固定不动的时间为5min,而且正反两方向均应满足此要求。

试验时,行车制动系统不能起作用。为了满足驻车制动检测的需要,至少应有坡度为15%、20%的两种坡道。

图5-37测定转向轻便性的双扭线图5-38转向盘扭矩一转向盘转角曲线

试验中转向参数测量仪记录转向盘转角及转向盘扭矩,并按双扭线路径每行驶一周整理出如图5-38所示的转向盘转角曲线。通常以转向盘最大扭矩、转向盘最大作用力及转向盘作用功等来评价转向轻便性。

检验时的操纵力:手操纵时,对于座位数小于或等于9的载客汽车应不大于400N;对于其他车辆应不大于600N;脚操纵时,对于座位数小于或等于9的载客汽车应不大于500N,对于其他车辆应不大于700N。

(第六节)汽车操纵稳定性检测

汽车操纵稳定性试验主要在汽车试验场的专用场地上进行。试验前要注意检查轴荷分配、轮胎充气压力与胎面等是否符合要求。

汽车操纵稳定性路上试验所需测定的参数和仪器有:用五轮仪(接触式或非接触式)、车速仪和时间信号发生器测定车速和时间;用转向参数测量仪测量转向盘作用扭矩及转角;用加速计测量侧向加速度;用二自由度角速度陀螺测量汽车横摆角度。

一、转向轻便性试验

汽车应有适当的转向轻便性。如果转向太沉重,增加司机劳动强度,而且因不能及时正确转向而影响行车安全。如果转向太轻,又可能导致驾驶员路感太弱或方向发飘等现象,同样不利于行车安全。试验时,将转向参数测量仪安装在转向盘上进行检测,如图3-5所示。

在0二0时,双扭线顶点处的曲率半径最小,其数值为只3。双扭线的最小曲率半径应按试验汽车的最小转弯半径乘以1.1倍,并圆整到比此乘积在的一个整数来确定。

二、稳态转向特性试验

稳态转向特性试验的目的是测量汽车对转向盘转角输人达到稳定行驶状态时汽车的稳态横摆响应。我国主要采用定转向盘转角试验法。

试验在水平场地上进行,在场地上画出半径为15m的圆圈。汽车以最低稳定车速沿所画圆圈行驶,此时转向盘的转角为表测定初始车速to及初始横摆角速度AQ。由于车速很低,离心力很小,轮胎侧偏角可忽略不计。利用to及响可算出不计轮胎侧偏时的实际起始转向半径为保持转向盘转角氏w。不变的条件下,令汽车缓慢连续而均匀地加速(纵向加速度不超过0.25m/s2),直至汽车重心的侧向加速度化达到6.5m/s2为止。连续测量加速期间的车速U与横摆事实角速度V值,按公式犚=u/w,ay=wMr求出相应的犚与犪狔值。图5-39所示为这种试验中汽车行驶的轨迹。对于不足转向的汽车,随车速的增加,转弯半径越来越大;反之,过多转向汽车的转弯半径越来越小。试验进行到大侧向加速度时要注意安全。还可以根据求得的转弯半径犚值换算出前、后轮侧偏角之差:

三、瞬态横摆响应测试

目前常用阶跃试验来测定汽车对转向盘转角输人时的瞬态响应。试验在平坦的场地上进行,汽车先以直线行驶,达到试验车速后,突然以不小于200°/s或不小于500°/s(美国ESV的规定)的角速度打转向盘。转向盘转角因车速不同而异,但要求达到一定的稳态圆周行驶时的侧向加速度0.4g。转向盘转至应有转角后保持不变,油门亦不变,汽车从直线进人圆周行驶。试验要求在40km/h及110km/h两种车速下进行。记录汽车车速to时间L转向盘转角4W、侧向加速度犪狔和横摆角速度or等数据。根据所记录的数据,整理出在横摆角速度叫随时间变化的曲线。从曲线上可找出反应时间、超调量和稳定时间等参数。阶跃试验要求很大的场地,试验中要特别注意安全。

四、转向回正能力测试

汽车转向回正能力试验要在平坦的场地上进行。令汽车沿半径为15m的圆周行驶,调转向盘角脉冲试验要在平坦的场地上进行。试验车速为最高车速的70%。汽车以试验车速行驶,然后给转向盘一个角脉冲转角输人,如图5-41所示。转向盘转角输人脉宽为0.3-0.5s,其最大转角应使汽车最大侧向加速度为4m/s2。输人转向盘转角脉冲时,汽车行驶方向发生摆动,经过不长时间回复到直线行驶。记录试验过程的时间Z、转向盘转角<w、车速M、横摆角速度叫和侧向加速度~。对试验结果进行处理,便得汽车的频率特性。

六、转向盘中间位置操纵稳定性试验

整车速使侧向加速度达4m/s2,然后突然松开转向盘,在回正力矩作用下,前轮将要回复到直线行驶。记录这个过程的时间〖、车速M、转向盘转角<Sw和横摆角速度ov,整理出⑴狉狋曲线。

对于最高车速超过100km/h的汽车,还要进行高速回正性能试验,试验车速为最高车速的70%。令汽车以试验车速直线行驶,随后驾驶员转动转向盘使侧向加速度达到2m/s2,

然后突然松开转向盘做回正试验。

回正试验是表征和测定汽车自曲线回复到直线行驶的过渡过程,是测定自由操作力输人的基本性能试验。回正能力是汽车操纵稳定性的一个重要方面,一辆没有回正能力的汽车,或基本上回不到正中(即有较大一点的残余横摆角速度),或回正过程中行驶方向往复摆动的汽车,驾驶员和乘客都是不满意的。

五、转向盘角脉冲试验

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