探索汽車滾筒制動試驗臺的改進方法

■蘇波

探索汽車滾筒制動試驗臺的改進方法

■蘇波

反力式滾筒制動試驗臺是汽車制動性能檢測應用較為廣泛的檢測設備，應探討其在穩定檢測狀態下的各種影響因素，文章對滾筒制動試驗臺安全檢測中出現的問題進行了分析，并就此提出了相應的解決辦法。

制動性能；制動力；問題；滾筒

1 滾筒制動試驗臺存在的一些問題

1.1 最大制動力問題

滾筒式試驗臺測試的目的是通過測量滾筒和車輪之間的切向力來判斷車輛的制動能力。而在車輪滾動不抱死的情況下，切向力才能真實地反映被測車輪所具有的最大制動力，在車輪抱死的情況下，所測的結果僅為車輪與滾筒之間的附著力，低于被測車輪所具有的最大制動力[1]。

1.2 安置角問題

安置角與被檢車輪直徑d、滾筒中心距L及滾筒直徑D有關，其對檢測結果的影響很大。同一制動試驗臺，當整車質量相同，車輪直徑較小時，安置角較大，制動力測量值偏大。對于滾筒中心距和直徑固定不變的制動試驗臺，如果檢測不同類型的車輛，則由于輪胎直徑的不同，安置角也不同，會出現檢測誤差。適當加大安置角對檢測有利，但不是越大越好，因為當安置角增大時輪胎變形增大，阻滯力會相應增加[2]。

1.3 車輪的受力狀況不一致

車輛是在實際情況下，車輪的一小塊面積與地面接觸，而在滾筒試驗臺上車輪卻是與前后滾筒同時接觸，存在2個接觸面，并且由此引出由于車輪直徑不同所造成的“安置角”問題。由于車輪直徑大小的變化，導致車輪受力狀況不一致，直接影響檢測結果。

1.4 測試時機不一致

實際車輛在制動過程中前后橋是幾乎同時作用的，但在滾筒式制動試驗臺上必須分別對前后橋進行制動測試。

1.5 測試時間的長短

滾筒式制動試驗臺用時較長，僅完成制動檢測就需要3～5 min。平板式檢測試驗臺用時較短，驗車時只需將車輛以5～10 km/h的速度開上試驗臺踩上一腳制動，可同時完成前后橋的制動、軸重、側滑及減振器等的檢測，提高了檢測速度，節省檢測時間[3]。

2 對滾筒制動試驗臺部分問題的改進探索

2.1 制動時隨著制動器制動力的加大，輪胎的運動出現狀態分析

剛開始車輪作純滾動狀態，車輪的角速度沒有改變，此時車速為v=w·r。輪胎留在路面的的印痕與其胎面花紋基本一致。然后，輪胎相對路面產生一定程度的相對滑動，即車輪處于邊滾邊滑的運動狀態，w值變小，此時v>w· r。最后車輪已被完全抱死沒有轉動m=0，車輪在路面上，作完全的拖滑。此時路面上已看不出輪胎的花紋印痕，而是一條深黑色的帶條紋的拖印。這說明制動時隨著制動器的摩擦力矩的加大，車輪的滾動成分越來越少，而滑動成分越來越大，直至完全沒有滾動只有滑動。

在滾筒反力式制動檢驗臺上希望既能測到最大制動力，同時又把輪胎的剝傷降低到最低程度，也就是在保證測到最大制動力后能及時釋放制動或讓電動機及時停止轉動(即滾筒及時停止轉動)，避免輪胎仍在制動以至于被抱死而電動機仍帶動滾筒轉動，造成輪胎的剝傷。

2.2 改進方法

設置多一個滾筒，傳感器滾筒安裝在彈簧支撐的浮動臂上。由于行程開關和延時繼電器的作用，兩驅動滾筒相繼啟動。驅動滾筒帶動車輪旋轉，車輪又帶動傳感滾筒旋轉，它們接觸的線速度相同。鑲在傳感滾筒上的磁鐵，每轉一轉使轉速傳感器產生一個電信號，送入控制系統，再換算成接觸點的線速度。當車輪制動時，驅動滾筒的速度不變，傳感滾筒隨車輪的轉速發生變化。該車輪與驅動滾筒作純滾動時滑移率為零，車輪完全抱死時滑移率為100%，當滑移率為20%的時候，控制系統切斷電機的電源，驅動滾筒停止轉動，此瞬間測得的制動力作為最大值。這與制動理論相吻合，即汽車制動時，車輪與地面的滑移率為20%左右時，能產生最大制動力，比完全抱死時制動力大。

這一滾筒用來比較測力滾筒與被測車輪的轉速，即能測二者間的滑移率。滾筒在彈力的作用下緊緊地壓住車輪并和車輪同步旋轉，它反映出的速度即是車輪的瞬時速度。滾筒的一端開有數個小孔利用這些小孔能使磁電傳感器產生脈沖信號，由這些脈沖信號和滾筒的直徑能準確測出滾筒的速度。因為滾筒的速度是由拖動系統決定的，所以，我們可即時獲得制動過程中各個時刻的車輪滑移率。滾筒兼有汽車到位和啟動拖動系統的開關作用。汽車進入臺架時，會將滾筒壓下去，利用這個動作，我們設置了一個磁電傳感器。當汽車到位時，磁電開關關閉，制動測試系統開啟，進入制動力測試狀態。當車輪沒壓實滾筒駛離后，拖動系統不能啟動或自動停機。■

[1]戚揚,韓北山.汽車故障診斷[M].北京:人民交通出版社,1982 [2]中國汽車工程協會.汽車安全技術[M].北京:人民交通出版社,2004

[3]李軍.汽車使用性能與檢測技術[M].北京:人民交通出版社, 2002

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.14.109

（作者單位：山東東營市技師學院）