受損車輛制動力測試裝置設計

杜海興，陳 娟，張希通，劉臣富，王新建

（1.天津職業(yè)技術師范大學汽車與交通學院，天津 300222；2.天津市職業(yè)大學汽車工程學院，天津 300410）

在司法鑒定中心受理的交通事故受損車輛中，有部分失去行駛能力的車輛，無法通過滾筒式測量裝置進行汽車制動系統(tǒng)的技術工況判定。目前該類車輛制動性能鑒定在鑒定機構只能依靠鑒定人員的經驗，通過目視檢驗，粗略地、定性地查看車輪制動器狀態(tài)，從而判定整車制動性能的優(yōu)劣。這種鑒定工作由于缺乏科學的、定量的檢測手段，其鑒定意見往往受到質疑。本文針對受損車輛，設計一種制動力測試實驗裝置，旨在對受損車輛進行事故鑒定時，數(shù)據(jù)能高效、準確地被采集[1-4]，從而正確判定整車制動性能。

1 測試系統(tǒng)的整體設計

該汽車制動性能測試裝置由制動器制動力測試夾具、傳感器、壓力顯示裝置和加載裝置等組成。制動系統(tǒng)測試裝置結構如圖1所示。

圖1 制動系統(tǒng)測試裝置結構

1.1 制動器制動力測試夾具設計

設計夾具時應考慮質量輕、剛度強、攜帶方便[2]等特性，車輪制動力測試夾具如圖2所示。夾具通過4個輪胎螺栓安裝在輪轂上，車輪制動力測試夾具實車安裝如圖3所示。測量裝置選用的壓力傳感器為輪輻式彈性體結構，其利用剪切式應力原理，具有外形尺寸小、精度高、抗偏載、強度高的特點，制動壓力測試傳感器如圖4所示。壓力傳感器通過螺栓裝在夾具末端，為滿足不同測試范圍，在夾具上設計了3個傳感器安裝位置，分別在1 m、1.1 m和1.2 m處。

圖2 車輪制動力測試夾具

圖3 車輪制動力測試夾具實車安裝

圖4 制動壓力測試傳感器

1.2 制動踏板力加載裝置設計

制動踏板力加載裝置設計如圖5所示。

圖5 踏板傳感器加載裝置

踏板加載裝置機械結構簡單、可靠。加載裝置通過3個點固定在轉向軸和汽車安裝座椅螺栓孔上，測量踏板壓力傳感器裝置安裝在制動踏板上。為減小測量誤差，設計加載裝置時，要保證傳動螺桿與踏板垂直。踏板加載裝置實車安裝如圖6所示。

圖6 踏板加載裝置實車安裝

2 試驗測試及結果分析

選定某品牌轎車進行測試，經檢測該車制動系統(tǒng)和輪胎均符合正常行駛要求，技術參數(shù)正常。試驗過程中，需要分別對試驗車輛的前后軸進行測試。試驗開始后，由試驗人員使用踏板力加載裝置，對車輛踏板進行手搖勻速加載，記錄踏板力和制動器制動力的試驗數(shù)據(jù)，按照由小到大的加載順序，每個車輪制動器分別記錄20組數(shù)據(jù)。以左前輪和左后輪為例，繪制制動力和踏板力曲線，左前輪靜態(tài)制動力如圖7所示，右前輪靜態(tài)制動力如圖8所示，左后輪靜態(tài)制動力如圖9所示，右后輪靜態(tài)制動力如圖10所示。

由圖7～圖10的試驗曲線知，隨著制動踏板上載荷的變化，制動器制動力隨著踏板力的增大而增大，曲線能較好地體現(xiàn)隨制動力增大而上升的過程。因此，此試驗是最能直接反映車輛制動性能的測試方式[5]。

圖7 左前輪靜態(tài)制動力

圖8 右前輪靜態(tài)制動力

圖9 左后輪靜態(tài)制動力

圖10 右后輪靜態(tài)制動力

靜態(tài)測試所測得的制動器制動力，可隨踏板力的增加而呈上升趨勢，這與制動器的結構有關，與軸向載荷和附著條件無關[3]。當汽車正常行駛發(fā)生制動時，制動器會產生足夠大的制動力，但地面制動力受到輪荷及附著系數(shù)的影響，產生的制動力受到限制，故測得的數(shù)值小于制動器制動力，該實際情況符合制動系統(tǒng)理論[6-7]。利用輪荷和附著條件計算得出2個前輪的制動力在4 400 N以下、2個后輪的制動力在1 500 N以下均為有效數(shù)據(jù)。

為進一步驗證試驗數(shù)據(jù)的可靠性，利用滾筒式微型檢測線對車輛進行制動力動態(tài)測試，正常情況下，制動系統(tǒng)動、靜態(tài)試驗結果如表1所示。

表1 正常情況下制動系統(tǒng)動、靜態(tài)試驗結果對比

由表1知，無論采用動態(tài)檢測還是靜態(tài)檢測，前軸左、右輪最大制動力基本相同，這表明采用單輪靜態(tài)檢測法的測試結果完全可替代動態(tài)檢測結果。

3 結語

本文介紹了受損車輛制動力測試裝置的設計及測試方法，通過將測得的數(shù)據(jù)與微型檢測線測得的數(shù)據(jù)進行對比，得到了制動器制動力與地面制動力之間的關系并驗證了該裝置在受損車輛制動力檢測方面的可行性。該裝置對制動管路損壞，制動器完好但無法正常行駛的車輛，制動系統(tǒng)性能的評定具有重要的意義。該系統(tǒng)的研發(fā)彌補了滾筒式制動力試驗臺的不足，達到了預期研究的目的。

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