制动性能及稳定性论文

2024-09-19

制动性能及稳定性论文（精选4篇）

制动性能及稳定性论文篇1

汽车制动性能除通过制动试验台检测制动力进行评价外, 还可通过道路检测制动距离和制动减速度进行评价。利用试验仪器在道路上进行的试验称为道路试验, 简称路试。路试法检测制动性的特点在于能够直观, 简便, 真实地反映汽车实际过程中汽车动态的制动性能, 如轴荷转移的影响;能综合反映汽车其他系统的结构性能对汽车制动性能的影响, 如转向机构、悬架系统结构和形式对制动方向稳定性的影响, 且不需要大型设备与厂房。在国标GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》中, 采用了国标GB7258-1997规定, 对路试制动性能检测提出具体要求。

1. 路试制动性能检测标准与方法

路试法一般是在受检的车辆上装置检测仪器, 如减速度仪和五轮仪, 使车辆在道路上行驶, 检测车辆的制动距离、制动减速度和制动协调时间。路试检测是检验机动车辆制动性能最基本的方法, 也是最可靠的方法。传统的方法亦可在车辆上不装仪器, 直接测量车辆制动后在路面上留下的轮胎印痕长度, 此法也称为拖印法。这种方法比较简单, 但不能全面反映车辆的制动性能。

2. 检测试验环境及条件

试验车辆:a.试验时按规定调整好轮胎气压, 胎压偏差不超过±10 k Pa;花纹深度不少于原深度的20%。b.按规定要求装载, 满载测量时, 所装货物应均匀布置于车厢内, 不能超高、超宽、超长、超重, 不应因装置影响汽车的质心位置。试验中货物不能移动, 重量不能有损失。c.制动气压或制动踏板力要符合国家标准规定。d.试验车辆其他技术条件均应按GB7258要求达到标准。

试验环境:国家标准《机动车运行安全技术条件》中规定, “机动车路试应在平坦、硬实、干燥和清洁且轮胎与路面间的附着系数不小于0.7的水泥或沥青路面上进行, 路试检验制动时发动机应脱开”。试验应在晴天或阴天, 风速不大于5 m/s的条件下进行。其他环境及条件要求均应符合规定。

3. 检测内容及方法

道路上检测制动性能时, 通常使用仪器进行测量。利用车速仪 (也叫五轮仪) 测量汽车由规定初速度制动至车速等于零时车速度变化的情况与制动距离, 根据测量结果计算出充分发出的平均制动减速度, 由制动距离长短和充分发出的平均制动减速度, 判断制动性能是否合格。

用五轮仪检测汽车制动性能可以测得在规定初速度下, 从开始踩着制动踏板到车辆完全停止住, 所走过的制动距离和制动时间, 比仅仅由在路面上测量车轮拖、压印长度决定制动性能的原始方法进了一大步, 但使用费时费力。当无测量仪器检测时, 可利用汽车在道路上急制动时的轮胎拖印简易判断制动性能。但这一方法只能作为评判制动性能的一种参考, 不能作为最终的依据。

4. 行车制动性能检测

车辆在规定的初速度下的制动距离和制动稳定性应符合下表的要求。在进行路试制动性能检测时, 需控制的制动气压或制动踏板力与台试检测制动力时相同。在表中制动稳定性要求规定了车辆任何部位不得超出的试车道宽度。在进行路试制动性能检测之前, 应事先画出相应规定的试车道, 检验时, 车辆延试车道的中线行驶道规定的初速度使用急踩制动, 若车辆的任何部位都不超出所规定的试车道边线, 即为合格。对路试空载检测制动性能有质疑时, 可用满载检验的制动性能要求进行检验。这就是说, 空载检验不能完全代替满载检验。所以, 空载检验时, 发现有隐患的车辆, 应进一步作满载状态下的检验, 以确保检验的严密性。

5. 充分发出的平均减速度

车辆可用充分发出的平均减速度 (MFDD) 和制动协调时间来检验行车制动性能。

平均减速度:汽车、汽车列车在规定的初速度下急踩制动时充分发出的平均减速度 (MFDD) 和制动稳定性应符合规定要求。对空载检验制动性能有质疑时, 可用满载检验的制动性能要求进行检验。

制动协调时间:制动协调时间的定义和限值与台试检验的要求相同。

车辆的路试行车制动性能检验如能符合上述两项要求之一者即为合格。

汽车制动性能分析及测试刍议篇2

通常情况下, 汽车制动性主要分为三种情况:一、行车制动:即在行车途中脚踩制动踏板, 通过液压缸作用在制动器上达到减速制动。二、伺服制动:即通过发动的动力或缓速器的电磁力达到制动效果。三、驻车制动:通俗的讲, 就是拉手刹, 车子停下之后把手刹拉起, 达到制动效果。

汽车的制动受力分析图 (图1) , 根据相关的计算原理, 进行简化处理, 在进行分析之前, 需要做一个假设性的处理:一、要假设汽车的各个轴的变形都是沿着坡道的垂直方向而进行;二、无论是汽车的中央制动器, 还是车轮制动器, 都作用于后桥车轮以及中桥车轮。

根据假设以及相关的受力情况分析, 结合力矩平衡关系, 我们可以得到以下的关系式:

另外, 根据汽车垂直坡道的受力关系以及平面力学平衡关系, 可以得到以下公式:

其中, G为汽车的总重力, N;α为道路的坡度角 (°) ;hg为汽车质心高度, mm;Lc为汽车质心至第一轴的水平距离, mm;L2为第二轴到第一轴的轴距, mm;L3为第三轴到第一轴的轴距, mm;Ri为坡面对第i轴的垂直支承反力 (i=1, 2, 3) , N;Fi为坡面作用于轮胎上的切向力 (i=1, 2, 3) , N。

由于在解独立方程时, 相关的参数不足, 为此, 需要引入变形方程, 因此, 在引入变形方程后, 就可以得到以下关系式:

这时, 根据线性规律和归纳法, 得到:

因此, 根据以上关系式, 我们可以知道, 汽车制动的决定性条件由汽车下坡时的工况所决定。而且, 在设计时, 要使最大驻车坡度尽可能接近驻车极限坡度, 与此同时, 要以通过利用率来分析, 具体的计算公式:

当利用率值接近于100%时, 则说明汽车很好地利用了极限驻车坡度, 若是与100%差距越大, 则说明, 汽车极限坡度没有被充分利用。

二、汽车制动性能及测试

制动性能其中一项是在规定的初速度下急踩制动, 同时双手控制方向盘, 当汽车停稳后, 测量制动距离并检查汽车在制动时是否保持直线滑动, 或读取MFDD和协调时间。这个试验需要比较宽敞的场地, 而且对路面摩擦系数 (沥青, 水泥) , 汽车重量 (冷却水, 汽油重量等) , 大气温度、风速、风向、驾驶员重量、档位、速度都有要求, 而且带有一定的危险性。为此, 在进行汽车制动性能测试时, 一定要严格按照标准来进行, 其具体的性能分析与测试方法如下:

根据相关的汽车理论分析, 对汽车的相关参数进行调整, 将驻车时的极限坡度计算出:

以上是根据汽车的车型以及力矩平衡公式所得到的计算方法, 在实际测试的过程中, 若是汽车制动坡度大于其最大极限坡度, 那么, 就可以知道, 汽车的最大驻车坡度为驻车极限坡度, 反之, 则为i'。

经过大量的测试研究发现, 要想保证汽车性能的稳定与良好, 要求汽车的最大驻车坡度最好与驻车的极限坡度相接近, 因此, 在设计时, 要尽可能完全利用极限坡度, 确保驻车力矩的充足, 使其达到最大坡度, 进而保证其性能的良好。

另外, 还可以通过制动减速度仪 (便携式制动性能测试仪) , 在具体的测试中, 可以通过平均减速度、制动初速度、制动协调时间、制动距离的测试, 来保证各项参数的正确性, 这种测试方法与传感器进行联接, 测试方便、简单、而且快捷, 特别适合于检测站大量检测在用汽车的要求, 更为主要的其具有USB或RS232通讯接口, 与微机联接后, 可对存贮的300组数据处理并可绘制曲线, 针对汽车的各种检测、转换能够以菜单形式操作, 存贮的数据能够及时保存, 不会因掉电而丢失。

此外, 为使汽车具备良好的制动性能, 需要做好维护工作, 简单维护, 就是检查刹车片的磨损, 手刹的行程 (有部分车是自动调整的) , 刹车盘的磨损情况, 而深入维护, 除了简单维护里面外, 还要检查刹车总泵、每个轮子的刹车分泵是否正常, 是否有漏油情况, 制动系统的所有连接管道和接口是否有漏油现象, 手刹线是否有磨损断丝锈浊等情况, 通过相关的维护, 提高制动性能。

结语

总而言之, 在汽车制动性能测试时, 需要通过正确的分析方法, 结合相关的力矩平衡关系, 对汽车的极限坡度进行分析, 同时, 还要与汽车的最大驻车坡度进行分析比较, 确定两者之间的相互关系, 保证各项参数指标的正确性, 有效地利用坡度计算, 增强车辆制动性能。

参考文献

[1]于浩淼, 徐弢, 高文翔.一种驻车制动性能检验装置的研制[J].自动化仪表, 2011, (12) .

[2]何仁, 童成前, 何建清.多轴汽车驻车制动性能分析方法[J].汽车工程, 2011 (7) .

制动系统调压阀性能检测及选型篇3

关键词：制动系统,调压阀,溢流性,选型

0 引言

调压阀是气动元件的基本三大件之一, 被广泛用于各种电力机车制动系统中。制动系统中各功能模块对空气压力和空气流量的大小有相应的要求, 制动系统中的调压阀就是为满足不同整定压力要求并保证稳定流量供给而设置的, 因此调压阀的性能对制动系统具有重要意义。

1 调压阀在制动系统中的应用

1.1 调压阀的结构与原理

调压阀主要由调压弹簧、膜板、调整杆、进风阀、阀座和溢流阀等部件组成, 结构如图1所示。

调压阀的作用就是将输入的高压力值减小到特定的压力大小, 该压力值称为调压阀的整定值。调压阀实现压力调节的过程如下:当调压阀左侧通入压缩空气时, 由于调整弹簧的作用, 膜板下凹, 通过阀杆顶开进风阀, 使空气经进风阀口通向右侧输出, 同时经下阀体上的平衡小孔进入膜板下方中央气室;当输出压力逐渐增高时, 则膜板上下方压力差逐渐减小, 膜板将渐趋平衡, 进风阀逐渐上移;在输出压力与整定压力相等时, 进风阀口关闭, 输出压力不再升高, 调压阀的结构能使输出端的漏泄得到补充。同时当输出端压力高于整定值时, 膜板上凸, 溢流阀打开, 使多余的压缩空气排出, 直至压力平衡时停止溢流, 进一步得到特定的整定值压力并保持稳定。

通过对调压阀的结构和工作原理的分析可知, 调压阀的整定值可以通过旋转尾部的调杆来调节, 当整定值漂移时可以通过调杆进行校正。

1.2 调压阀在制动系统中的作用

制动系统中一般包含以下5种调压阀, 分别是:闸缸控制模块调压阀、紧急增压调压阀、均衡控制模块调压阀、停放制动模块调压阀以及撒砂模块调压阀。各调压阀的功能描述及整定值如表1所示。

在均衡控制模块和闸缸控制模块中, 都需要对压力值进行精确控制。该功能模块是通过EP闭环模拟控制模式, 采用高速电空阀、压力传感器以及PWM脉宽调制方式来实现对压力的精确控制, 因此, 对压力值的变化相当敏感。对于调压阀的选择, 既需保证对压力大小的要求, 也应保证风压供给的稳定度。

停放制动模块中, 调压阀的整定值根据停放制动缸的所需缓解压力来设定, 保证缓解功能正常进行。

闸缸控制模块中, 通过调压阀对紧急制动时制动缸最高压力的限制, 防止因制动力过大而产生的不良影响。

由此可见, 在制动系统的各个关键模块中, 调压阀均起到了重要作用, 其整定压力值的大小及稳定性会对制动机的性能产生重要影响。

2 调压阀性能检测试验

为检测调压阀的性能, 需对调压阀进行相应的试验, 试验内容主要包括整定值调整试验和溢流性能试验。

2.1 整定值调整试验

随机挑选多个不同型号的调压阀进行试验, 试验过程中关闭排气塞门, 打开进气塞门, 观察出气口处的压力值, 若压力不在整定值±5 k Pa范围内, 则调节阀尾部的调杆, 使出口压力值尽量接近整定值, 试验数据见表2。

由表2可以看出, 实际输出压力与整定值之间存在偏移, 且大多数都超过了5 k Pa的范围, 因此对整定值的校正是一项很有必要的工作。

在调节好整定值后, 为了检验其稳定性, 对其进行反复充气和排气动作, 记录出气口压力值的变化, 以均衡控制模块调压阀为例进行试验, 其整定值为650 k Pa。试验结果如表3所示。

由表3中数据可以看出, 该调压阀的整定值出现了漂移, 但维持在650±5 k Pa范围内。

2.2 溢流性能试验

考虑到阀内部的机械构造和零部件性能对调压阀溢流性能可能存在的影响, 本文研究了溢流初始值和停止值之间的关系。分别对整定值为650 k Pa的小流量阀和整定值为450 k Pa的大流量阀进行了试验。

1) 从整定值开始逐步调高出气口的压力值, 直到溢流孔刚刚开始排气时, 记录此时出气口的压力值, 即为初始溢流值。

2) 从溢流状态开始, 由高到低逐步减小出气口的压力值, 直到溢流孔刚好停止溢流时记录出气口的压力值, 即为停止溢流值。

比较这两个数值, 发现溢流初始值和停止溢流值存在一定的差异。出气口压力值与是否溢流的对应关系如图2所示。

理论上初始溢流值和停止溢流值应该相同, 由图2可以看出小流量阀初始溢流值是662 k Pa, 停止溢流值是659 k Pa, 溢流时出气口压力比整定值高10 k Pa左右。大流量阀的初始溢流值是479 k Pa, 停止溢流值是474 k Pa, 溢流时出气口压力比整定值高25 k Pa左右。

3 结语

浅谈汽车制动性能识别及评价标准篇4

关键词：制动,性能,验证,主观评价

引言

制动系统作为汽车底盘系统的重要组成部分,制动性能好坏直接影响汽车在市场上的整体形象和行车安全,随着汽车制动系统新技术的不断发展,在新车型试制验证阶段要求对整车底盘性能做好全面评价验证,确保车辆上市满足市场需求。本文主要对制动系统进行,主要分为两部分:识别制动系统的关键评价指标和对关键评价指标的评价标准。

1、制动性能识别

制动性能是指汽车行驶时,能在短时间,短距离内迅速降低行驶速度直至停车且维持行驶方向的稳定和下长坡时能维持一定车速,以及保证汽车长时间停驻坡道的能力。制动性能的好坏,可通过其评价性能指标与检测标准的比较加以评价,评价性能指标主要有:汽车制动力、制动距离、制动减速度、制动协调时间及制动时的方向稳定性。

1.1制动力

汽车制动力是指驾驶员控制汽车制动后,车轮制动器起作用,由地面所提供给车轮与汽车行驶方向相反的切向作用力。汽车车速在制动力作用下迅速降低以至停车。

汽车制动力是评价汽车制动性能的最本质因素。汽车制动力越大,则汽车的制动减速度就越大,汽车的制动性能就越好。

汽车制动力的大小取决于两方面因素:

一是取决于制动器制动力,而制动器制动力与汽车制动系统的结构、技术状况;

二是与地面附着力的有关,而地面附着力取决于轮胎与路面的附着条件。

汽车在制动过程中人为地使汽车受到一个与其行驶方向相反的外力,汽车在受一外力作用下迅速地降低车速至停车,这个外力称为汽车的制动力。

图1为汽车在良好的路面上制动时的车轮受力图(图中Tu为车轮制动器的摩擦力矩,Tj为汽车旋转质量的惯性力矩,Tf车轮的滚动阻力矩,F为车轴对车轮的推力,G为车轮的垂直载荷,Fz是地面对车轮的法向反作用力)。

地面制动力FX是汽车制动时地面作用于车轮外力,FX值取决于车轮的半径与制动器的摩擦力矩Tμ,但其极限值受到轮胎与地面间附着力Fφ的限制。

在轮胎周缘克服车轮制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力Fμ即

制动器制动力Fμ取决于制动器结构、型式与尺寸大小,制动器摩擦副系数和车轮半径。一般情况下其数值与制动踏板成正比,即与制动系的液压或气压大小成线性关系。对于机构、尺寸一定的制动器而言,制动器动力主要取决于制动踏板与摩擦副的表面状况,如接触面积大小,表面有无油污等。

图2是在不考虑附着系数φ变化的制动过程,地面制动力FX及附着力Fμ随制动系的压力(液压或气压)的变化关系。

车辆制动时,车轮有滚动或抱死滑移两种运动状态。当制动踏板力FP()较小时,踏板力和制动摩擦力矩不大,地面与轮胎摩擦力即地面制动力FX足以克服制动器摩擦力矩使车轮滚动。车轮滚动时的地面制动力等于制动器制动力(FX=Fμ)时,且随踏板力FP的增长成正比增长。

所以汽车制动时必须具有足够的制动器制动力(制动器摩擦力矩),同时路面又能提供高的附着力,才能获得足够的地面制动力。

由上述分析可知,制动器制动力是评价汽车制动性能的最本指标之一。通过对制动力的评价,还可以了解汽车前后轴制动力合理分配,以及各轴两侧轮制动力平衡状况。

1.2制动距离

制动距离与行车安全有直接关系,而且最直观。驾驶员可按预计停车地点来控制制动强度,故政府职能部门通常按制动距离的要制定安全法规。

各国对制动距离的定义不一致,在我国安全法中,制动距离是指在指定的道路条件下,机动车在规定的初速度下急踩制动时,从脚接触制动踏板(或手触动制动手柄)时起至车辆完全停止车辆驶过的距离(见GB7258-2003)。制动距离与制动过程的地面制动力以及制动传动机构与制动器工作滞后时间有关,而地面制动力与检验时在制动踏板上的踏板力或制动系的压力(液压或气压)以及路面的附着条件有关,因此,测试制动距离时必须对制动踏板力或制动系的压力以及轮胎与地面的附着条件作出相应的规定。

1.3制动减速度

制动减速度j与地面制动力FX及车辆总质量有关,以下式表示:

对某一具体车辆而言,制动减速度与地面制动力是等效的。因此也常用制动减速度作为评价制动效能的指标。制动减速度在一次制动过程中是变化的,如图所示。当车辆制动到全部车轮抱死滑移时,回转质量换算系数δ等于1,而此时地面制动力,由此可得最大减速度:

通常,车辆检测时用平均减速度或最大减速度作为制动效能的评价指标,在我国的安全法中则采取充分发出的平均减速度MFDD(Mean Fully Development Deceleration):

1.4制动时间

制动过程所经历的时间即制动时间,很少作为单纯的评价指标。但是作为分析制动过程和评价制动效能又是不可缺少的参数。如对于同一型号的两辆汽车产生同样的制动力所经历的时间不同,在两辆汽车的制动距离就可能相差很大,对行驶安全将产生不同效果。因此通常把制动时间作为一辅助的评价指标。制动过程各阶段的时间分布大致如图所示。

图中所示时间t1为驾驶员反应时间,从接受制动信号到脚踩到制动踏板为止,一般需要0.7s~1.0s。该时间车辆按原车速继续行驶;t2为制动器作用时间(又称制动协调时间)。一般为0.2s~0.7s主要取决于驾驶员踩制动踏板的速度和制动系的形式和结构,该期间制动减速度逐渐增大,直至达到最大制动减速度;t3为持续制动时间,该期间制动减速度基本不变;t4为制动释放时间,一般在0.2s~1.0s之间。

在我国安全法规中还采用制动协调时间评价制动效能(见GB7258-2003,)。该法规中所提到的制动协调时间,是指在急踩制动时从踏板开始工作至车辆减速度(或制动力)达到表1-3中规定的车辆充分发出的平均减速度(或表1-1中所规定的制动力)75%时所需时间。

1.5制动抗热衰退性

汽车制动抗热衰退性能是指汽车高速制动,短时间内重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动过程实质是把汽车的动能通过制动器吸收转化为热能。制动过程中制动器温度不断升高,制动器摩擦系数下降制动器摩擦阻力矩减小,从而使制动能力降低,这种现象称热衰退现象。因此,可以用制动器处于热状态时能否保持有冷状态时的制动效能来评价汽车制动抗热衰退性能。制动抗热衰退性是衡量制动效能恒定性的一个指标。随着高速公路的发展和车速的提高,汽车制动性能的恒定性也愈来愈高。但由于测试方法复杂,在一般汽车综合检测中较难实施。对于在用汽车也无需检测制动抗热衰退性。

1.6制动稳定性

制动稳定性是指制动时汽车的方向稳定性。通过制动时汽车按给定轨迹行驶的能力来评价,即汽车制动时维持直线行驶或预定弯道行驶的能力。制动稳定性良好的汽车,在试验时不会产生不可控制的效能使汽车偏离一定的试验通道。我国安全法规中对制动稳定性有相应的规定(见GB7258―1997,6.14.1)。

汽车丧失制动稳定性表现为制动跑偏和车轴侧滑现象,特别是后轴侧滑,是造成交通事故的重要原因。

汽车跑偏是指汽车制动时不能按直线方向减速停车,而无法控制地向左和向右偏驶的现象。汽车制动时出现某一轴或两轴的车轮相对地面同时发生横行移到的现象称为制动侧滑现象。

产生制动跑偏的主要原因是汽车左右车轮制动时制动力增长快慢不一致或左右轮制动力不等,特别是转向轮左右车轮制动器制动力不相等。另外轮胎的机械特性、悬架系统的结构与刚度、前轮定位、道路状况、车辆轮荷分布状况等因素也会影响制动跑偏。为了控制制动跑偏,在安全法规中对左右轮制动力的平衡有相应要求(见GB7258―1997,)。

汽车在制动过程中,当车轮未抱死制动时,车辆具有承受一定侧向力的能力。汽车在一般横向干扰力的作用下不会发生制动侧滑现象。当车轮抱死制动时,车轮承受侧向力的能力几乎全部丧失,汽车在横向干扰力作用下极易发生侧滑。

制动时前后轮抱死的顺序取决于设计时制动力在各轴之间的合理分配,道路状况。为了改善制动稳定性,在有的汽车上装有制动力分配调节装置如限压阀、比例阀、感载阀等,目前以发展到采用计算机如控制的汽车防抱死装置。汽车制动跑偏与汽车制动时车轮侧滑也是有联系的。严重的跑偏常会引起后轮侧滑。

上述几方面的评价指标主要评价汽车制动时制动性能的好坏,然而一旦需要解除制动力时制动装置能否迅速、彻底、解除往往也会影响行车安全严重时也会造成交通事故。例如当车轮抱死制动而汽车又失去控制时,驾驶员通过放松制动踏板不能迅速解除制动,此时汽车将可能丧失制动稳定性。

在行车中,若踩下制动踏板后再抬起踏板而不能迅速解除制动,这种现象称为制动拖滞。除上例外,一般情况下这种现象不会立即引起行车事故,但如果不及时排除其故障,将会导致制动系统损坏,特别时引起制动系过热,制动蹄片烧蚀,降低车辆制动性能,增加车辆行驶阻力。因此车轮阻滞力也应列入汽车制动性能检测项目。但需要指出的是这里所检测的车轮阻滞力除包含制动系的因素外,还与车轮安装有关,如轴承安装紧度、车轴变形以及车轮与试验台滚筒之间的安置角等。

2、制动性能主观评价标准

2.1制动踏板感觉

车辆行驶过程中,评价人员对踩制动踏板的感觉打分,评价的内容包括制动踏板行程(包括自由行程)、踏板力以及制动响应等方面,并对综合感觉进行评价。

2.2制动距离

在指定的道路条件下,机动车在规定的初速度下急踩制动,从脚接触制动踏板(或手触动制动手柄)时起至车辆停止车辆驶过的距离。

评价方法:

车辆行驶在平坦直线路面上,踩制动踏板至车辆完全停止(在ABS工作正常情况下),根据轮胎整车制动后在地面留下的痕迹,测量其制动距离,从而判断是否满足设计要求。

2.3制动稳定性

制动稳定性是指汽车在制动过程中维持直线行驶的能力或按预定弯道行驶的能力。

评价方法:

1)在平坦直线路面保持车速60km/h左右行驶时紧急制动,观察车辆是否存在偏离试验通道、制动跑偏和车轴侧滑现象;

2)在指定的弯道行驶,车速保持在60km/h时缓慢制动和紧急制动,观察车辆是否按照预期的方向行驶。