反力式滾筒制動試驗臺選用及檢測不合格案例分析

摘要：滾筒制動試驗臺是機動車年審制動力的必備設備，其主要參數的好壞對檢測結果影響較大。文章分析了反力式滾筒試驗臺檢測受力影響因素、主要參數選擇舉例，同時對實際檢測不合格案例進行分析，旨在論證檢測項目，對檢測從業人員提供選用參考，并對結果判定提供維修借鑒。

關鍵詞：反力式；滾筒制動試驗臺；機動車年審；制動力；檢測項目 文獻標識碼：A

中圖分類號：U467 文章編號：1009-2374（2016）21-0060-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.029

1 滾筒試驗臺的選用

滾筒制動試驗臺是由左右兩套車輪制動力測試單元和一套指示、控制裝置組成。每一套車輪制動力測試單元由框架、驅動裝置、滾筒組、舉升裝置、測量裝置等構成，如圖1為常用的反力式試驗臺：

檢測時，將被檢車輛的車輪置于兩滾筒之間，放下舉升器，試驗臺啟動電動機，使滾筒帶動車輪旋轉，在車輪轉速穩定后檢測員踩住制動踏板。在車輪制動器作用下車輪減速旋轉。此時滾筒對車輪產生的摩擦力克服制動器摩擦力矩，維持車輪繼續旋轉。在車輪對滾筒接觸表面產生的切線方向的摩擦力作用下，減速器殼體與測力杠桿一起朝滾筒轉動反方向擺動，測力杠桿一端的

力或位移被傳感器檢測后，轉換成電信號給計算機處理，最后打印出檢測結果。

下面分析檢測時的受力情況，假設前、后滾筒直徑相等且水平安置，測試車前、后車輪兩中心水平高度相等，檢測過程中忽略輪胎與滾筒間的滾動阻力，測試車輪在滾筒上制動時的受力情況如圖2所示。

其中，G：車輪輪荷；N1、N2：前后滾筒對車輪的法向反力；F1、F2：前后滾筒與車輪間的切向力；F：車橋對車軸的水平推力；Mμ：制動器制動力矩；α：安置角；D：車輪直徑；d：滾筒直徑；L：滾筒中心距。

由物理學力學平衡原理，得到關系式：

（N1-N2）sinα+（F1+F2）cosα=F （1）

（N1+N2）cosα-（F1-F2）sinα=G （2）

假如兩滾筒附著系數φ相同，且附著條件充分，則：

F1=N1×φ，F2=N2×φ （3）

將式（3）代入式（1）、式（2）得：

N1（sinα+φcosα）-N2（sinα-φcosα）=F （4）

N1（cosα-φsinα）+N2（cosα+φsinα）=G （5）

聯立上式解得：

N1=[F（φsinα+cosα）+G（sinα-φcosα）]/（φ2+1）sin2α （6）

N2=[F（φsinα-cosα）+G（φcosα+sinα）]/（φ2+1）sin2α （7）

試驗臺可能測得最大制動力為：

Fmax=（N1+N2）×φ=φ×（G+φF）/（φ2+1）cosα

（8）

上式表明所測制動力受F、α、φ等參數的影響。

1.1 主要參數選擇

制動檢驗臺產品主要參數的檢驗以產品標準（技術條件）為依據，執行的標準有：《滾筒反力式汽車制動檢驗臺》（GB/T 13564-2004）、《滾筒反力式制動試驗臺檢定技術條件》（GB/T 11798.2-2001）等。

滾筒直徑：制動試驗臺的滾筒相對固定，中心距不可調整，為增加安置角獲得附著力，故減少滾筒直徑，但直徑過小，車輪滾動損耗會明顯增加，國標規定：測試速度≥2.2km/h，滾筒直徑≥240mm。

滾筒長度：該滾筒長度尺寸取決于被檢車輛的輪距尺寸參數，常見輪距大致在1200～1700mm之間。

這里以成都成保發展股份有限公司的產品FZ-10C（圖3）為例來來驗證，該產品規格參數如下：

最大軸載質量t：10

可測輪制動力daN：3000

滾筒（粘砂）直徑×長度㎜：240×1150

滾筒中心距l：41cm

測試速度km/h：2.5

示值誤差%：±3

電動機功率kW：11×2

1.2 設備實測分析

車型SVW7180：R=30cm（忽律測試時的彈性變形），G1=561kg，G2=443kg；制動試驗臺FZ-10C：r=12cm，l=41cm。

由于車輪對滾筒的壓力方向與重力方向不同，造成壓力增大，車輪壓在滾筒上后受到支撐反力為N1、N2：

上式計算結果表明：N1、N2相對G值的比值雖然偏大一點，造成壓力增值偏大，但偏大有限。檢測誤差偏小，測得的制動力將接近于真實情況。實測數據報告結果見表1。

2 檢測不合格案例分析

故障現象：一輛2007年凱越年審檢測制動項目不合格。

維修過程檢測單數據顯示前軸最大制動力左235、右349，軸制動力百分比數據48.8%，制動力平衡數據32.6，初步判定左前制動力偏小導致制動百分比和制動平衡數據不合格，國標《機動車運行安全技術條件》（GB 7258-2012）第7.11.1.1和7.11.1.2條要求軸制動力與軸荷的百分比≥60%時，前軸制動力平衡要求≤24%。試車速度達到50緊急制動時明顯往右跑偏，于是拆下左前輪檢查剎車片無明顯問題，剎車盤有明顯溝槽，磨損也較大，跟客戶商議后決定修理方案：保養制動分泵并換剎車油。分泵修理包保養后，在排空氣放剎車油時修理人員發現了一個細節，感覺左前輪的出油壓力明顯偏小，查找左前輪分泵到制動總泵油管并無彎折漏油處，懷疑ABS壓力調節器，拆下壓力調節器用壓縮空氣吹油孔，發現LF這個孔的出口壓力明顯偏小，喇叭孔口四周有明顯的水銹，問題已經找到，跟客戶說明情況后，同意更換壓力調節器，第二天貨到后裝車試車故障排除，車主年審上線順利通過。

故障現象：一輛2004年高爾夫1.6年審檢測制動項目不合格。

維修過程年審單顯示制動力總和與整車重量比60.6%合格，前軸制動力平衡數據為25.8%不合格，前輪最大制動力右邊262、左邊337，過程差最大值點為右245、左332，根據數據判斷問題出在右邊制動系統，檢查右邊車輪輪胎氣壓均正常，檢查制動蹄片無燒蝕硬化，制動盤表面也光整干凈，拆下制動分泵發現分泵浮動銷已經缺油，用手推動卡滯嚴重，檢查另一邊分泵發現活動自如，據此分析認為一邊的制動分泵浮鉗卡滯，導致制動力下降，造成上線檢測兩邊制動力不平衡率過高，將分泵拆下來給浮銷抹上黃油，裝車后去年審，制動不平衡率為16.2順利通過。

故障現象：一輛2004年金杯海獅年審檢測制動項目不合格。

維修過程年審檢測報告顯示第二軸阻滯率為13.4%不合格，《機動車運行安全技術條件》（GB 7258-2012）第7.11.1.4條規定檢驗制動力時，汽車各車輪的阻滯力均應小于等于輪荷的10%，顯然轉動車輪的力過大，主要原因制動蹄片抱死、制動鼓變形、制動間隙過小、異物、輪轂軸承異常等，車主反映兩天前剛做過年審前的保養檢測，更換了制動蹄片，拆下一邊制動鼓檢查蹄片磨損很新，回位彈簧和張力機構也無明顯損壞，制動鼓表面光滑無異物，測量制動鼓內徑發現兩處直徑相差過大，分析認為是制動鼓失圓厲害，加上更換新制動蹄片，導致蹄片在與鼓最小直徑處的間隙過小，從而導致上線檢測阻滯率過大，更換新的制動鼓后調整制動間隙，第二天上線阻滯率下降為2.1%，完全符合標準。

底盤測功機檢測制動上主要有以下三個項目：

2.1 制動力百分比

國標中的制動百分比規定乘用車、總質量不大于3500kg的汽車制動力總和與整車重量的百分比、軸制動力與軸荷的百分比，空載≥60%，滿載≥50%，前軸≥60%，后軸≥20%，這個數據直接和制動力大小有關，影響了制動效能即制動距離與制動減速度，是汽車制動性能最重要評價指標。從制動分泵到總泵技術狀況都有可能影響制動率大小。

2.2 制動力平衡

要求在制動力增長全過程中同時測得的左右輪制動力差的最大值，與測得的該軸左右輪最大制動力中大者之比，前制動：制動力>60%時，制動力不平衡<20%為合格；后制動：>60%時，不平衡<24%為合格；當后制動力<60%時，不平衡<8%為合格。此項多半是單邊制動效果下降引起。

2.3 阻滯率

進行制動力檢驗時，汽車各車輪的阻滯力均應小于等于輪荷的10%，計算方式為阻滯率=左、右輪空轉的力/左、右輪質量，主要原因是制動器咬滯，駐車裝置調得太緊，也有可能是輪轂軸承缺油等。

反力式滾筒制動試驗臺在選用時要根據切實需要配備，使用時要注意考慮影響測量誤差的因數，從而提高測量準確度，同時對檢測結果也要學會分析判斷，提高故障的排除能力。

參考文獻

[1] 安相璧，王龍.反力式滾筒制動檢驗臺影響因素試驗分析[J].軍事交通學院學報，2014，（2）.

[2] 蔣波.影響反力式滾筒試驗臺檢測精度的因數[J].農業裝備與車輛工程，2007，（4）.

[3] 楊道平.影響汽車滾筒反力式制動檢驗臺測量結果的因素[J].山東交通科技，2013，（15）.

作者簡介：范祖慶（1978-），男，江蘇宜興人，江陰職業技術學院機電工程系講師，研究方向：車輛工程。

（責任編輯：王 波）