汽車制動性評價及制動性能檢測研究

摘要：汽車制動性能直接關系到交通安全，重大交通事故往往與汽車制動性能差有關。在現有路況標準下，隨著汽車行駛速度提高，汽車制動性能對保障交通安全尤為重要。

關鍵詞：汽車；制動性能；檢測

1 汽車制動性的評價指標

1.1 制動效能。 指汽車迅速減速直至停車的能力，即在良好路面上，汽車以一定的初速度制動到停車時的制動距離或制動時汽車的減速度。它是汽車制動性最基本的評價指標。

1.2 制動效能的恒定性。 指汽車在高速行駛或下長坡連續制動時制動效能保持的程度。汽車的制動過程實際上是把汽車行駛的動能通過制動器的吸收轉換為熱能的過程。制動器自身溫度升高以后，制動力矩下降，制動減速度減小，制動距離增大，稱為制動器的熱衰退。

1.3 制動時汽車方向的穩定性。 通常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力來評價。若汽車制動時發生跑偏（制動時汽車偏駛，后輪沿著前輪的軌跡運動）、側滑（制動時汽車的一軸或兩軸發生橫向滑移，前、后輪軌跡不重合）、失去轉向能力（如前輪抱死，汽車將失去轉向能力）等問題，則汽車將偏離原來的路徑，對交通安全影響極大。

2 在制動性能檢測過程中需注意的一些問題

現時機動車檢測站對車輛制動性能檢測的設備主要有平板式制動臺和滾筒式制動臺。這兩種制動臺對帶ABS 車輛的檢測都存在著一定程度的不足。ABS 即制動防抱死裝置，其作用是防止車輛在產生最大制動力時因車輪抱死而產生制動跑偏現象，是車輛行駛安全的重要裝置，目前，所有小汽車大客車大型營運貨車均裝有ABS 裝置，在用車輛中已普遍應用。

現時在汽車檢測行業中有觀點認為滾筒式制動無法對帶 ABS 車輛的制動性能進行一個很準確的綜合評估，其理由是由于帶 ABS 車輛車輪不能抱死，最大制動力難以反映，所以用滾筒式制動臺不能檢測帶ABS 車輛的制動性能。一般情況下，車輛的 ABS 系統一般要在行駛速度25～40km/h以上采取緊急制動時才產生作用。車輛的ABS 系統要在行駛速度 30～40km/h 以上采取緊急制動時才產生作用，而且就其制動控制過程來看，評價其制動效果的指標應該是車輛在制動過程中的制動減速和制動跑偏程度，而不是所產生的制動力。

現在我們所用的平板式制動臺，按標準只達到5～10km/h 的檢測速度，所以其檢測結果也不能很準確地反映ABS車輛的制動性能。因此，筆者認為平板式制動臺能檢 ABS 車輛，而滾動式制動臺不能控測，這是一種認識上的誤區，在臺架試驗中模擬ABS 系統起作用時的緊急制動工況是難以達到目的，在檢測中只能近似對制動性能進行評價，這是臺架試驗的一種局限性。據筆者的經驗，在制動臺架性能檢測中合格的車輛其緊急制動時制動性能是合格的。

3 滾筒檢試機構的應用

3.1 測試機構。

3.1.1 檢測機構的結構設計及原理。 驅動電機作為動力源直接為機構提供動力，并通過蝸輪蝸桿進行能量的輸入，將動能傳遞給滾筒，主軸上安裝有離合器，這樣就避免了對兩側滾筒進行人工調速的麻煩。由于滾筒本身的轉動慣量不足以模擬實際地面的情況，所以可以在輸出軸上加裝飛輪來彌補滾筒在額定轉速下不能達到整個汽車動能另外一部分動能。剎車后電機停轉，由于整個機構的轉動慣量形成的動能恰好是汽車在此速度時候的動能，所以用滾筒從剎車到停轉過程中轉過的圈數乘以其周長來模擬車輪在路上走過距離。

3.1.2 滾筒飛輪的參數以及電機轉速的確定。 檢測系統上的滾筒飛輪具體參數可以通過車速計算得到，根據動能守恒模擬真實工況，進而算出電動機的轉速。

3.2 數據采集與處理。 HJW-II 型角位移傳感器將物理量轉化為電信號，然而直接的電信號是無法被計算機識別的，所以在測試過程中需要PCI1711L 數據采集控制卡進行 A/D 轉換，將模擬量轉化為數字量。

PCI-1711 數據采集卡。PCI-171 是 12 位的低損耗多功能采集卡，具有獨特的電路設計和完善的數據采集與控制功能，支持即插即用，具有16通道單端模/數輸入、16通道數字I/O和2通道數模輸出，采集速率可達100kHz，可編程的計數/計時器可作為 A/D 轉換的速度觸發。內部結構主要有單端模擬輸入通道、模擬輸出通道和觸發源連接三部分。

3.3 測試過程。a.接通試驗臺電源。b.將被測車輸出車速信號的車輪盡可能與滾筒成垂直狀態地停放在實驗臺上。c.用擋塊抵住位于試驗臺滾筒之外地一對車輪，防止汽車在測試時滑出試驗臺。d.起動電動機，給滾筒加速，當汽車車速表的指示值達到檢測車速時，讀出試驗臺速度指示儀表的指示值。e.電動機斷電，合試驗臺離合器；駕駛人員立即踩剎車。f.測試結束后，升起舉升器，去掉擋塊，汽車駛離試驗臺。g.切斷試驗臺的電源。

4 汽車制動距離的影響因素分析

汽車制動距離的主要影響因素是制動器起作用時間、最大制動減速度和起始制動車速。

4.1 制動器起作用時間。 汽車制動時，真正使汽車減速停車的是持續制動時間，但制動器起作用時間對制動距離也產生影響。當駕駛員緊急踩下制動踏板時，液壓制動系的制動器起作用時間為0.1s或更短；真空助力制動系和氣壓制動系為0.3～0.9s；貨車有掛車時可長達2s，若精心設計汽車列車可縮短到0.4s。因此制動器起作用時間與制動系的結構密切相關。改進制動系結構，減少制動器起作用時間，是縮短制動距離的一項有效措施。

4.2 起始制動車速。 汽車制動距離隨著起始制動車速的增加呈現平方關系增加，因此高速行車是導致制動距離增加的重要原因。

4.3 最大制動減速度。 制動減速度反映了地面制動力，它與制動器制動力、附著力有關。地面制動力是使汽車強制減速直至停車的最本質因素。因此在保證行車安全的前提下，應盡量避免緊急制動。

參考文獻

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［2］ 都市飆車的速度之探:踩了剎車還會跑多遠? ［EB/OL］.msn中文網，2009-06-05.

［3］ 谷志杰.汽車制動性能與交通安全［J］.公路與汽運，2006(3).