影响反力式滚筒制动实验台的因素毕业设计论文

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学士学位论文

影响反力式滚筒制动试验台的因素

学院：专业：姓名：学号：指导教师：教授

完成时间：2013年6月7日

二〇一三年六月

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摘要

汽车制动性能是汽车的主要性能之一，它的好坏将直接对汽车速度性能的发挥产生影响，同时又关系道路交通安全。因此，车辆制动性能是影响安全行车的一个重要因素，也是汽车运行安全技术条件的重要指标和必检项目。为了能够更为准确地对汽车制动性能做出评价，本文在现有制动性能检测方法研究的基础上，从汽车在台式过程中的受力分析入手，对影响反力式滚筒制动实验台的测试结果的各个因素进行探讨研究。

首先，本文介绍了汽车制动性能检测的目的意义，以及国内外现状，然后重点介绍了反力式滚筒制动实验台的基本结构、检测原理、检测方法等。并对平板式和滚筒式进行了简单的对比。

其次，对制动性能检测比较常见的滚筒反力式制动试验台进行受力分析，并对影响制动力数值大小的结构因素进行了探讨。并着重研究了试验台的当量附着系数在不同安置角时的变化情况。

再次，通过分析影响制动协调时间的试验台结构因素，从试验车速和转动惯量两个方面进行分析。提出了在路式和台式两种实验条件下得到的制动协调时间不能简单等同的观点，并对二者之间的换算关系进行了初步探讨。

关键词：制动性能，制动试验台，检测，附着系数，安置角

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ABSTRACT

Automotive vehicle braking performance is one of the main performance,it will directly play the car speed performance impact, while the relationship of road traffic safety. Therefore, the vehicle braking performance is affecting safe driving is an important factor, but also the car is running an important indicator of safety and technical conditions will review the project. In order to more accurately vehicle braking performance evaluation, this braking performance of the existing detection methods based on the study, from the car on the desktop to start the process of stress analysis on the impact of experimental reaction force drum brake sets of test results of the various factors discussed.

First, the article describes the vehicle braking performance testing purpose and significance, as well as domestic and international situation, and then focuses on the reaction force of the brake drum bench basic structure, the detection principle, detection methods. And flat and tumble of a simple comparison.

Secondly, the braking performance testing of the more common reaction force roller brake tester for stress analysis, and the braking force magnitude affecting the structural factors discussed. And to study the adhesion coefficient equivalent test bench placed at different angles changes.

Again, the analysis affect the braking test bench coordinated structural factors of time from the test speed and the rotational inertia of the two aspects. Presented at the road and Desktop obtained under two experimental conditions braking time can not be simply equated with coordinated views, and conversion between the two conducted a preliminary study.

KEY WORDS: braking performance, brake tester, testing, adhesion

coefficient, placement angle

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主要参考资料 ..................................................... 42

结论 ............................................................ 40 致谢 ............................................................ 41

摘要 ............................................................ 2 ABSTRACT.......................................................... 3 第一章绪论 ...................................................... 5 1．1研究意义及目的 .............................................. 5 1．2反力式滚筒制动试验台的国内外现状 ............................ 7 1．3 本课题主要研究内容 .......................................... 8 第二章反力式滚筒制动试验台简介及对比分析 ......................... 9 2．1反力式滚筒制动试验台简介 .................................... 9 2．1．1反力式滚筒制动试验台的基本组成及检测原理 ............... 9 2．1．2反力式滚筒试验台的检测方法及注意事项 .................. 11 2．2 反力式滚筒制动试验台与平板式制动试验台的对比 ............... 12 2．2．1反力式滚筒制动试验台与平板制动试验台的优缺点对比 ...... 12 2．2．2滚筒制动试验台与平板制动试验台车型适应性分析 .......... 14 第三章影响反力式滚筒制动力测试的结构因素 ....................... 17 3．1 安置角与当量附着系数的关系 ................................. 17 3．1．1刚性轮胎测试结构因素 .................................. 18 3．1．2弹性轮胎测试结构因素 .................................. 22 3．2附着系数与当量附着系数的关系 ............................... 24 第四章影响反力式滚筒制动协调时间测试的结构因素及其他方面的因素 ... 29 4．1试验车速对制动协调时间的影响： ............................. 30 4．2转动惯量对制动协调时间的影响： ............................. 32 4．3影响反力式滚筒测试的其他方面因素 ........................... 37

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死亡人数/万

第一章绪论

1．1研究意义及目的

汽车是近代文明的象征，汽车的出现推动了人类文明的发展，随着国民经济的持续、快速发展，我国汽车工业取得了长足的进步，机动车保有量迅猛增加，截止2012年7月，全国汽车共有1.14亿量，汽车驾驶者1.86亿人次。工信部指出，预计到2020年中国汽车保有量将超过2亿辆，汽车已成为当代中国社会最重要的交通运输工具。但是汽车的增加也带来不少的社会问题，如交通事故、废气和噪音等，其中交通事故频发、人员伤亡严重、财产损失巨大等是目前公路运输最严重的社会问题之一。据公安部交管局统计(图1),虽然在全国机动车保有量增长的情况下，全国交通事故死亡人数在不断下降，但要看到我国的汽车保有量只占全世界的不到2%，而全球15%的交通事故发生在中国。据有关机构调查发现，这些事故的发生大部分是由制动失效和制动不良所导致的，占所有事故原因的比例分别超过20%和40%，由此造成的死亡人数超过总死亡人数的50%。

1210864202000200120022003200420052006年份20072008200920102011历年交通事故死亡统计

图1 历年交通事故死亡人数

为提高汽车行驶安全性，降低公路交通事故率，实施强制性的汽车安全性能定期检测制度，尽力保障在用汽车安全技术状况良好，这是世界各国车辆管理部门加强车辆管理的重要措施。从80年代中期开始，我国实施汽车安全性能定期检测制度，根据GB7258—2012《机动车运行安全技术条件》和GA468—2004《机动车安全检验项目和方法》，目前我国汽车安全性能检测除了外观、环保项目外，主要有车辆制动、侧滑、前照灯和车速表等项目的检测，主要检测项目及参数见表一所示：

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侧滑灯光

表一汽车安全性能检测项目

检测项目车速制动（含轮[轴]重) 检测参数车速表指示误差。 ①轮(轴)重；②左、右轮最大制动力；③制动力增长全过程中的左右轮制动力最大差值；④制动协调时间；⑤车轮阻滞力；⑥驻车制动力。转向轮横向侧滑量。 ①前照灯远光光束发光强度；②前照灯远光光束照射位置(光束中心左右偏移量及上下偏移量)；③前照灯近光光束照射位置(明暗截止线转角折点位置)。为实施强制性的汽车安全性能定期检测制度，70年代末80年代初，发达国家出现了由具备单机自动化或单机智能化功能的检测设备组成的汽车检测线，汽车制动性是汽车主动安全性的主要性能之一，它直接影响汽车速度性能的发挥，关系到乘员、车辆和行人的安全，良好的汽车制动性能是汽车安全行驶的基本保障。为保障汽车运行安全，汽车制动性能检测是强制性的车辆安全性能检测的主要项目之一。

总体上，汽车制动性能检测方法可分为道路试验检测法和台架试验检测法。道路试验检测法是评定汽车制动性能的最基本的方法，但路试制动检测只能判定制动系的总体状况，不易判别故障发生的具体部位；受试验场地和气候条件制约较大；且效率低。台架试验检测法检测过程是：受检汽车驶上测试台架、检测制动、驶离台架，便完成了检测作业。台架会自动显示、打印出检测数据和结果，并给出制动性能合格与否的评价结论。因此，面广量大的在用汽车制动性检测一般都是采用台架试验检测法。路试检测主要针对轴荷超过检验设备允许承载能力的车辆，多轴无法上线的车辆或只是在必要时用来验证台试结果的可靠性。

九十年代以前，虽然我国研制开发了汽车制动试验台，但检测站用制动试验台基本上是日本设备。随着汽车安全性能定期检测制度的强制性实施，汽车制动性能检测技术和设备也得到了快速发展。目前，全国已有制动试验台生产企业30多家，制动试验台形式有反力式滚筒制动试验台与平板式制动试验台两种。但由于我国汽车制动检测技术的理论研究和实践起步较晚，理论研究深度不足，实践经验积累偏少，汽车制动检测的基础性技术研究水平和检测设备水平与发达国家尚存在不小的差距。国内自主完善的汽车制动检测理论体系尚未真正形成。由于国际公认的统一的汽车制动性能检测法规或标准至今尚未建立，我国相关国家标准时常带有明显的所“日本模式”或“欧洲模式”，且摇摆不定；检测设备模仿的多，自主开发的少，关键设备核心技术没有完全掌握，检测结果精度低、重复性(一致性)差、误判率高等问题在目前我国汽车制动性能检测中依然较为严重，直接影响汽车检测行为的公正性和权威性，不能满足实际检测的需要。另外，汽车检测技术是一门应用技术，理应随着汽车技术和其

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他相关科学技术的发展而发展。因此，进一步研究汽车制动性能检测的相关理论和技术有重要的理论意义和现实意义。

在对汽车制动性能进行检测时，台试与路试两者的检测设备、检测原理、检测参量是完全不一致的。由于检测参量的不一致，对于同一辆汽车而言，在台式设备上测得的检测结果是否与路试的检测结果一致不得而知。本文的主要目的是在理论分析的基础上，从应用比较广泛的反力式滚筒制动试验台入手，分析车轮在滚筒上的受力状况，经过一系列的变化，从而得出影响反力式滚筒制动试验台的因素，并在这些因素下继续研究，分析出最终影响测试结果的因素以及这些因素是如何影响制动性能的。这样能为汽车制动性能检测的研究提供了一定的理论参考价值，在一定程度上也丰富了汽车制动性能检测的研究。

1．2反力式滚筒制动试验台的国内外现状

制动性能的台架检测方法由于具有方便快捷、节省空间且不像路试方法那样受天气情况的影响等优点而广泛应用。滚筒式制动实验台于70年代在欧洲出现并很快推广使用。当时国外很多汽车检测设备的企业，如德国哈克(HAKE)、丹麦BM、美国亨特(Hunter)、日本弘荣株式会社、万岁工业株式会社等生产厂家都有生产这种设备。90年代初美国机动车安全管理机构(FMCSA)进行了两项研究，分别是1999年结束的field evaluation实验和2000年结束的Round—Robin实验。研究包括欧美比较著名的生产厂家生产的滚筒制动实验台、制动扭矩测试仪和平板制动实验台等实验设备。研究结果表明台试制动性能能够较为真实的反映汽车的制动性能，并依此建立了美国的制动性能台架检测方法规则。我国采用的制动性能检测设备基本上都是从日本和欧洲引进，其中早期日本的占大多数。日本式检测设备具有附着系数低；滚筒直径较小，结构简单：线速度低：价格便宜等特点。而90年代欧洲生产的检测设备以其良好的结构特点和技术优势迅速占领我国部分市场。欧洲生产的实验台具有如下特点：附着系数高、滚筒直径大（300mm），轮胎接触面积大；车轮安置角大；滚筒转速高(58r／min)；测试滚筒采用前低后高式；在实验台上设置举升装置，设置第三滚筒以保护轮胎不被剥伤。

随着制动性能检测发备的需求量不断增加，国内也涌现出了大批专业生产机动车检测没备的企业，日前全田生产汽车综合性能检测设备的厂家已达60多个。很多厂家已经相具规模，如成都成保发展股份有限公司早在1970年成立，是我国迄今为止同行业中历史最悠久的企业之一。随着人们对汽车制动性能检测技术水平要求的提高，传统的滚筒式制动实验台逐渐暴露山很多问题，已经渐渐不能满足人们对制动性

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能检测真实性的要求。

2002年，学者鲍国华的文章对滚筒反力式制动实验台制动力检测结果的示值误差进行了分析，得出主要影响因素为滚筒半径、检测的重复性、传感器、测量角度等。同年南京航空航天大学的赵敏发表的论文中，对安全检测站中的滚筒制动实验台的关键技术、力学特性、测量精度和重复性以及测控系统的设计方法进行了较为全面的研究。

2003年淮阴工学院的夏晶晶对于台试标准中的两个主要指标：制动力和制动力平衡的要求在各版本标准中的演变作了详细分析，并提出重新为后轴制动力制定合理的标准以及使用平板式实验台专门检测轿车、滚筒式实验台专门检测其他车型等建议。

1．3 本课题主要研究内容

反力式滚筒制动性能实验台是目前在我国应用最为广泛的制动性能台试检测设备，据统计我国80％的汽车检测站均使用此设备。但在使用过程中，它逐渐出现了很多问题。这些问题有的是由实验台本身的结构因素影响的，有的是由车辆因素影响的，还有的是由于操作、管理等其他因素影响的。本文通过对滚筒制动实验台的结构、工作原理和使用方法的研究，根据汽车轮胎在实验台上的受力状况，对其进行受力分析。从反力式滚筒制动实验台的检测结果：制动力、制动协调时间的影响结构因素分析。以期能使反力式滚筒制动性能实验台能更加真实、准确的反映汽车的制动性能好坏，为台试替代路试开辟一种新途径。

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图2 反力式滚筒制动试验台

第二章反力式滚筒制动试验台简介及对比分析

2．1反力式滚筒制动试验台简介

反力式滚筒制动实验台是一种低速静态测力式的试验台，它检测的是各车轮的制动力。滚筒反力式检验台是通过测定作用在测力滚筒上车轮制动力的反力，检测车辆制动的检验装置，见图2所示。滚筒反力式制动试验台在国内外汽车制动检测中获得广泛的应用。

2．1．1反力式滚筒制动试验台的基本组成及检测原理 1．反力式滚筒制动试验台的基本组成

① 驱动装置：该装置由电动机、减速器和链传动组成。电动机动力经减速器驱动主动滚筒，主动滚筒又通过链传动带动从动滚筒旋转。减速器壳体为浮动支撑，可以绕主动滚筒轴线摆动。

② 滚筒装置：该装置由左右独立设置的两对滚筒构成。被测车轮置于两滚筒之间，滚筒相当于活动路面，用来支撑被检车轮并在制动时承受和传递制动力。

③ 测量装置：该装置由测力杠杆和传感器组成，测力杠杆一端与减速器浮动壳体连接，另一端与传感器相连。而传感器则装于试验台支架上，其常用的传感器有应变测力式、自整角电动机式、电位计式和差动变压器式等多种类型。被测车辆制动时，减速器壳体带动测力杠杆绕主动滚筒轴线摆动并作用于传感器上，传感器将测力杠杆传来的力或位移转变成电信号，送入指示与控制装置。另外，由于对汽车制动性的评判与轴重有关，因此目前有部分制动实验台直接带有轴重测试装置，能方便的测试汽

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旋转。此时电动机驱动滚筒，而滚筒则对车轮轮胎周缘的切线方向作用于制动力

图3 反力式滚筒制动试验台简图

1---举升装置 2---指示装置 3---链传动 4---滚筒装置 5---测量装置 6---减速器 7---电动机

车轴负荷。

④ 举升装置：该装置由举升器、举升平板和控制开关等组成。举升器有液压式、气压式和电动式等多种形式。举升装置的功用是便于汽车平稳的出入制动实验台。

⑤ 指示与控制装置：目前，制动实验台控制装置都采用电子式。为提高自动化与智能化程度，有的控制装置还配置了微机。指示装置有数字显示和指针式两种，带微机的控制装置多配置有数字式显示器。带微机的指示与控制装置主要由微机、放大器、模数转换器、数模转换器、继电器、数字显示器和打印机等组成，如图3所示：在键盘和制动踏板开关的控制下，微机控制举升装置的升降、滚筒电动机的转动与停止、测力传感器信号的采集与处理，输出或打印检测结果；其指示装置则可根据检测项目的要求显示汽车制动性指标的各种检测数据，并显示整车制动性技术状况的评判结果。

2．制动实验台的检测原理

检测时，将被测汽车驶上制动实验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器。通过延时电路启动电动机，电动机则通过减速器及链传动驱动滚筒从而带动车轮低速旋转。当驾驶人踩制动踏板时，在制动器摩擦力矩的作用下（图4），车轮开始减速

T1,T2,

以克服制动器摩擦力矩，维持车轮继续旋转。与此同时，车轮轮胎对滚筒表面切线方向作用着与制动力数值相等而方向相反的反作用力。在反作用力对滚筒轴线形成的反作用力矩作用下，其浮动的减速器壳体与测力杠杆将一起朝滚筒转动相反的方向摆动（图4）而测力杠杆另一端的力经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。此信号经放大变换处理后，由指示装置显示左右车轮的制动力。在制动过程中，当左右车轮制动力之和大于某一数值时，微机即开始采集数据，采集过程所经历的时间是一定的。当经历了规定的采集时间（如3s）后，微机就会发出指令使电动机停转，以防止轮胎剥伤。在有第三滚筒的制动实验台上，其电动机的停转是由第三滚筒的转速信

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图4 反力式滚筒制动试验台受力图

1---传感器 2---测力杠杆 3---减速器 4---主动滚筒 5---电动机 6---从动滚筒 7---车轮 Gk---车轮载荷 F---车轴对车轮的水平推力 N1,N2---滚筒对车轮的支反力 Fx1,Fx2---滚筒对车轮的制动力 Fx1Fx2--车轮对滚筒的切向反作用力 T?---制动器摩擦力矩 Tf1Tf2---滚动阻力矩 ?---安置角 L---滚筒中心距

号控制的，制动时，第三滚筒跟随车轮转动，当车轮即将抱死时，微机则根据第三滚筒转速信号指令电动机停转。检测过程结束后，将举升器举起，车辆即可驶离试验台。

2．1．2反力式滚筒试验台的检测方法及注意事项 1．反力式滚筒试验台的检测方法

①测试前应做好实验台的准备工作，滚筒表面应干燥，没有松散物质及油污，滚筒表面当量附着系数不应小于0.75。

②将试验台电源开关打开，并使举升器在升起位置。

③将汽车垂直于滚筒方向驶入试验台，使前轴车轮处于两滚筒之间的举升平板上。

④汽车停稳后，置变速杆于空档，使行车制动、驻车制动处于完全放松状态，把脚踏开关套装在制动踏板上。降下举升器，至轮胎与举升器完全脱离为止。

⑤带有轴重测量装置的试验台，此时测的轴荷，启动电动机，使滚筒带动车轮转动，2s后测得车轮阻滞力

⑥踩下制动踏板，测取制动力增长全过程中的前轴左右制动力差和各轮制动力的最大值，同时也可测得制动协调时间

⑦升起举升器，驶出已测车轴，驶入下一车轴，按上述方法检测后轴车轮阻滞力、制动力、左右轮制动力差和制动协调时间。

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⑧当与驻车制动相关的车轴在试验台上时，检测完行车制动后，应重新启动电动机，在行车制动完全放松的情况下，用力拉紧驻车制动器操纵杆，检测驻车制动性能。

⑨所有车轴的行车制动性能和驻车制动性能检测完毕后，升起举升器，汽车驶出试验台。。

⑩切断制动实验台电源。 2．反力式滚筒试验台检测注意事项：

①为了防止制动时用车轮容易抱死而难以测出制动器能够产生的制动力，允许在汽车上增加足够的附加质量或施加相当于附加质量的作用力，但附加质量或作用力不计入轴荷。

②检测制动力时，可以在非测试车轮上加三角垫块或采取牵引方法阻止车辆移动。

③检测制动力时，通过采取措施后，若仍出现车轮抱死并在滚筒试验台上打滑或整车随滚筒向后移出的现象，而制动力仍未达到合格要求，则应改用平板式试验台或路试实验。

2．2 反力式滚筒制动试验台与平板式制动试验台的对比

2．2．1反力式滚筒制动试验台与平板制动试验台的优缺点对比 1．反力式滚筒制动台的优点和不足

反力式滚筒制动台检测过程不受驾驶员操作状况的影响，检测工况稳定，检测结果稳定可靠，多次检测的重复性好；反力式滚筒制动实验台检测时是滚筒推动车轮转动，因此，它可检测车轮阻滞力和驻车制动力；反力式制动实验台制动检测过程可包括制动器作用阶段和持续制动阶段，故可检查车轮的蹄、鼓接触配合状况，判断制动鼓的失圆度。

反力式滚筒制动台是静态检测，不能检测汽车动态制动状况(轴荷转移)下的制动力。尤其是用于检测轿车前轴制动力，静态检测是很难提供前轮制动器充分发挥固有制动力的条件。此点是反力台的最大不足。

反力式滚筒制动台受结构制约，一次只能检测一轴车轮的制动力。

反力式滚筒制动台的结构较平板台复杂。其检测能力、检测准确度受结构参数的制约，同一辆车在结构相似，结构参数(值)不同的反力台上检测测得的数值可相差明显。反力台检测时力的传递环节多，尤其是齿轮减速器结构影响制动力的检测准确度，还影响制动时间测取的准确度。为此，反力台需要经常维护、定期检定，以保障检测的准确度。

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上述几点是滚筒反力式制动台结构原理性的不足，非调整、优化结构参数所能弥补。

2．平板制动台的优点和不足

平板制动台是在汽车运行状态下检测制动力，与汽车实际行驶中的制动相似，是一种动态检测。尽管检测车速很低，汽车在平板上制动时，还是引发了轴荷转移，汽车前轮制动器固有的大制动力距(轿车前轴固有的制动力一般为前荷的100%～130%，后轴固有的制动力只有后轴荷的30%～50%)得以发挥。因此，平板制动台能测出比静轴荷时大得多的前轴制动力是其最大优点。

平板制动台结构简单，运动件少；不需外加动力，用电量少；日常维护工作量小，提高了工作可靠性。

平板制动台可按用户需要由四块板构成，也可以由两块板构成。四块板的平板制动台一次就能检测前、后轴左、右轮的制动力。两块板一次只能检测一轴左、右轮制动力。显然，四块板的平板制动台效率高；前、后轴检测工况一致，测得的前、后轴制动力分配比准确度高。

大多数平板制动台，在每块平板下除安置测制动力传感器(水平方向的力传感器)外，还加装了垂直方向的力传感器，这样即可分别测得各块平板上停驻车轮的轮荷，并可测得因制动而引起的车轮负荷变化(震动)，据此就可评定汽车悬架特性，即悬架检测。若再配一块检测侧滑的平板(单板式侧滑仪)和一块空平板，就在检测制动过程把侧滑也检测了。将多个检测功能组合在一套平板装置上，一次就检测了制动、轮荷、悬架、侧滑四项参数，明显提高了检测效率，是四块板的平板制动台独有的优点。

汽车驶上平板制动台检测时，驾驶员从接到制动指令到促动制动装置要有一个过程，即驾驶员反应时间，这个时间少则0.3s，多则1.0s。在这个过程受检测车会继续向前行驶，按车速为5～10km/h(1.39～2.78m/s)计算，汽车驶过的距离为0.417～2.78m。计入制动系响应(滞后)时间，受检车要驶过更长的距离才能开始制动。因此，平板制动台受结构(平板长度)制约，平板制动台厂商允诺的高检测车速实际上是做不到的。为保证受检车不会驶出平板，通常一块测制动的平板长约1.5m左右，只能用4～5km/h的车速检测，

并要求驾驶员能较准确的控制检测车速，以免重复检测时车速不一，导致检测数据差异明显。即使如此，由于驾驶员的操作状况的变化明显影响动态检测工况的稳定性，平板制动台重复性差的缺点仍然明显。曾有学者进行过专门的调查、测试，用“丰田陆地巡洋舰”车在进口的四块平板的平板制动台上重复6次检测制动力，各轮检测结果没有相同或相近的，其中有3次检测的前轴左、右轮制动力差值竟高达200%多。此外，5km/h车速制动，制动力几乎刚达到最高值就开始下降(没有持续制动阶段)，

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车轮近似不动，这样在重复检测制动时，由于车轮与平板的接触部位不同，蹄(块)、鼓(盘)的接触状况不同，使检测到的制动力不一样，即重复性不好。

平板台检测时，若汽车与平板间不发生相对运动或没有相对运动趋势，就无以检测，故平板台不能检测车轮阻滞力、驻车制动力。检测车速低，车轮在制动过程中不可能转足一圈(如，直径为650mm的车轮，周长为2.04m)，因此，平板台不能检测蹄、鼓的配合状况(如，制动鼓失圆)。平板台占地面积大，需要有助跑车道。这些皆是平板制动台的不足。

从使用角度观察。四块平板组成的平板台适于轴距差别不大的轿车，微型车用于维修检测和制动性年检，它可在动态下同时检测前后两轴，不但提高了检测效率，最重要的是为具有高制动力距的前轴车轮制动器提供了发挥其固有制动力的条件。四块板的平板台显然不能适用于各种轴距的客车、货车。两块板的平板台原理上可适于检测各种车型，可实际使用时，就更突显了平板台的不足，如：不能检测驻车制动性和车轮阻滞力；占地面积大；检测工况不稳定对重复性的影响；一次只能检测一个车轴等。

2．2．2滚筒制动试验台与平板制动试验台车型适应性分析

随着滚筒制动台与平板制动台的应用和发展，人们对这两种制动检验台的优缺点有许多新的认识。下面从空载车辆检测局限性、空载和满载车辆状态、各种车型的不同制动力设计特点等方面，对空载车辆在平板式制动检验台检测原理的问题进行一些探讨。

1．空载车辆制动力检测的要求和局限性

由于满载车辆台试制动力检测操作性较差，所以只能进行空载车辆制动力检测。按GB7258—2012《机动车运行安全技术条件》的规定，进行制动性能检验时的制动踏板力或制动气压应符合以下要求：空载检验时：气压制动系气压表的指示气压小于等于600kPa；液压制动系制动踏板力、乘用车小于等于400N，其他机动车小于等于450N。满载检验时：气压制动系气压表指示气压小于等于额定工作气压；液压制动系统制动踏板力、乘用车小于等于500N,其他机动车小于等于700N 。

由上述可知，现有空载车辆在制动检验台上检测，是在部分制动气压和部分踏板力(部分制动油压)状态下进行检测的，留有制动余量以满足车辆满载制动要求。受制动检验台附着因数的限制及空载车辆状态的限制，满载制动性能合格的车辆，空载时无论是在滚筒式制动检验台或平板式制动检验台上，通常都无法检测全部车轮的实际制动能力。试验表明，空载重型车辆台试只能检测车轮实际制动力的50％左右。从检测能力来说，在平板式制动检验台上车辆制动时的轴荷前移，使前轴的动态轴荷增加，相应的后轴动态轴荷减小，整车制动力和的检测能力并没有提高，只是提高了前

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轴制动力的检测能力，相应降低了后轴制动力的检测能力。 2．乘用车、客车、货车制动性能的设计特点

平板式制动检验台的检测特点是，前轴制动力与前轴静态轴荷之比，远远大于后轴制动力与后轴静态轴荷之比，所以，平板式制动检验台的适用范围与车辆的前、后轴制动力分配比的设计相关。

①对于乘用车来说，空载静态时前、后轴荷分配比约为60：40，满载静态前、后轴荷分配比约为55：45，空载乘用车制动时轴荷前移，前、后动态轴荷分配比约为80：20，所以，乘用车前、后轴制动力分配比设计为约75：25，即前轴设计制动力远大于后轴设计制动力。空载乘用车在滚筒式制动检验台上检测，通常只能检测前轴实际车轮制动力的60％左右，但能检测后轴车轮的实际制动力。由于后轴车轮设计制动力本来就比较小，从而造成整车制动力和不合格，把本来制动性能合格的车辆错判为不合格，因此，GB7258—2012允许对车辆进行加载检测，避免出现这种错判现象。

空载乘用车在平板式制动检验台上检测，所检测的前、后轴制动力分配比为80：20，不仅与前、后轴制动力分配比的设计相接近，而且与乘用车空载或满载制动时的前、后轴动态轴荷分配比相接近，所以，空载乘用车是最适合于在平板式制动检验台上进行制动性能检测。

②货车空载时，前、后轴荷分配比约为50：50，满载时前、后轴荷分配比约为30：70。客车空载时，前、后轴荷分配比约为30：70，满载时，前、后轴荷分配比约为30：70。而在车辆满载紧急制动过程中，尽管轴荷前移，通常后轴动态轴荷，制动力设计和使用不是仅满足车辆空载的制动要求，而是还要满足车辆满载的制动要求。所以，轻型货车和小型客车的前、后轴制动力分配比设计约为50：50，中、大型货车和客车的前、后轴制动力分配比设计约为45：55，后轴大于前轴。

显然，空载货车和客车在平板式制动检验台上检测，所检测的前、后轴制动力分配比与前、后轴制动力分配比的设计相差过大，会造成重前轻后，当前轴车轮制动力正常，后轴车轮制动力很小不合格时，空载整车制动力和可能仍合格。

目前我国空载车辆台试检测制动性能，在实际检测中没有也不可能完全采用部分制动气压和部分制动油压进行检测。可以肯定，满载货车和满载客车在平板式制动检验台上能准确地检测制动性能，但在操作上很难实现。空载车辆在制动检验台上检测前后轴制动力分配比，应该接近于车辆前后轴设计的制动力分配比，如果两分配比相差过大，势必造成对某一轴制动装置的技术要求过高，而对另一轴制动装置的技术要求过低。所以，平板式制动检验台只适合于空载乘用车的制动性能检测，空载货车和空载客车在平板式制动台上检测，易造成重前轻后，造成后轴制动性能失控，对满载

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货车和满载客车造成紧急制动时的安全隐患。

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用表示，有?'?其中: H：水平约束力；

第三章影响反力式滚筒制动力测试的结构因素

3．1 安置角与当量附着系数的关系

为了讨论问题的方便，我们作以下几点假设：

（1）被测车轮为刚性车轮

（2）车轮与前后滚筒间的附着系数相等且为常数（3）在测试过程中，被测车轮处于抱死状态（4）滚动阻力不计，前后两轴车轮处于同一水平面上

汽车在制动实验时，车轮在滚筒上的安置状况和受力情况如图5所示

图5 车轮在滚筒上的安放位置及受力简图

T1,T2：分别为前后滚筒与车轮之间所能传递的圆周力； N1,N2：分别为前后滚筒对车轮的反力；

G：车轮轴荷

我们把滚筒对车轮的反力与车轮轴荷之间的夹角称为安置角，用?表示，图中

?1,?2分别表示车轮相对于前后滚筒的安置角。把车轮与滚筒之间所能传递的最大圆周力与滚筒对车轮的法向反作用力之比TN称为附着系数，用?表示，则有??T(T1?T2)GN。

把试验台上所能测出的最大制动力与车轮载荷之比

(T1?T2)G

'?称为当量附着系数，

由受力平衡条件，根据图5可得以下方程：

T1COS?1?T2COS?2?N2SIN?1?N1SIN?2?H （1）

T2SIN?2?T1SIN?1?N2COS?1?N1COS?2?G （2）

以上两式描述了制动试验时车轮的受力分析情况，下面我们从这两个式子入手来

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而当量附着系数?'?N2?

讨论影响制动力大小的因素：

我们知道，当车轮在制动过程中处于抱死状态时有：

T1?T2?G?' （3）

显然，前后滚筒对车轮的圆周力之和便为车轮的制动力F,即有：

F?MfR?T1?T2?G?' （4）

从（4）可知，影响制动力因素有两个方面：车轮的轴荷G和当量附着系数?'。由于车轮轴荷在所测车型一定的情况下是一个定值，与试验台的结构无关。因此，影响当量附着系数的试验台结构因素即为影响制动力测试指标的结构因素，那么当量附着系数又与那些因素有关呢？这些因素对当量附着系数影响程度又如何呢？由力平衡方程式（1）和（2）以及假设和附着系数定义有：

T1?N1? T2?N2?

将以上两式分别带入（1）、（2）经整理得：

N1(?COS?1?SIN?1)?N2(?COS?2?SIN?2)?H （5） N2(?SIN?2?COS?2)?N1(COS?1??SIN?1)?G （6）

解（5）、（6）两式可得：

N1?(H??G)SIN?2?COS?2(H?G?)

(1??2)SIN(?1??2)(G??H)COS?1?SIN?1(H??G)

(1??2)SIN(?1??2)T1?T2(N1?N2)? ?GG将N1,N2带入上式，可解得：

?'?G?[?(COS?1?COS?2)?(SIN?1?SIN?2)]?H?[?(SIN?2?SIN?1)?(COS?2?COS?1)] 2G(1??)SIN(?1??2)若在测试过程中，车轮处于不脱离前滚筒的状态时有H?0因此有：

?'??[?(cos?1?cos?2)?(sin?1?sin?)]2 （7） 2(1??)sin(?1??2)从（7）式可知：当量附着系数与附着系数、车轮的安置角有关。那么这些因素怎样影响着当量附着系数呢？以下我们分别讨论： 3．1．1刚性轮胎测试结构因素

一般情况下，反力式制动实验台的前后两滚筒水平布置（?1??2）。但在必要状态下，可以抬高前滚筒或者后滚筒（?1??2）。如下图6所示：

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而N2?①安置角???0时的情况：

由以上分析可知，当???0时，车轮在测试过程中，不能处于稳定状态，车轮要

T2SIN??N2COS??G （11）

图6 不同安置角下的滚筒受力简图

WW H HHHW HHT12122T122NGTN12GNT11T2N2GTN111图a图b图c现在分别对?1??2和?1??2两种情况下，安置角和当量附着系数的关系加以探讨：

1.当?1??2??时的情况：

由制动实验时车轮的受力图6可知，在制动实验过程中，由于T1,T2的作用，使得前后滚筒上的载荷发生转移，前滚筒上受的力变小，后滚筒上受的力变大。当安置角过小时，车轮将离开前滚筒而后移。为了使车轮在制动时处于稳定状态，必须使安置角?大于某个值?0，安置角?0为进行制动实验时，车轮刚能离开前滚筒但未后移时所对应的安置角度数值。在???0情况下有：

T1?0,N1?0,H?0。由图C的车轮受力简图可知：

N?(2N? (T2?T1)SI?1N)C?O?S G（8）

1?S?(2N? (T2?T1)CON)?S?IN H（9）

将T1?0,N1?0,H?0带入上式，经整理可得：

??arctg?

0即反力式制动实验台的稳定条件为 ???0?arctg? （10）

脱离前滚筒，此时有T1?0,N1?0,将T1?0,N1?0带入（8）、（9）两式可得：

T2T2, G?,?'? ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊

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③分析上述两种情况

从（12）、（15）两式可知：当量附着系数在不同的安置角情况下是不相同的，那么当量摩擦系数是怎样随安置角的变化而变化呢？当???0时，有：

???0

整理后得?'?? （12）

?sin??cos?②安置角???0时的情况：

当???0时，车轮在制动过程中始终处于稳定状态，这样车轮不会因制动而提前离开前滚筒，此时有H?0，且由力平衡方程（8）、（9）可转化为：

(T2?T1)SIN??T2?T1??COS??G （13） SIN??0 （14）

(T2?T1)COS??T2?T1将?'?T2?T1带入上式， G经整理后可得： ?'??(1??2)cos? （15）

lim?(1??2)cos??lim???0?? ?2?sin??cos?1??和?'?则根据极限关系式可知?'??(1??2)cos?? 在?0?arctg?处

?sin??cos??(1??)cos?2连续。又进一步分析可知：当?为常数时，在?0???900范围内?'?单调递增的；而在0????0范围内?'?是

?是单调递减的。这样便知在

?sin??cos????0处?'取得极小值?1??2

综上所述，当量附着系数?'与安置角?的关系为：

???(当?arctg?时)???sin??cos????????'???(当??arctg?时)? 2?1???????(当?arctg?时)?2?(1??)cos????

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?'?

2．当?1??2时的情况：

显然，在?1??2情况下，反力式制动实验台的稳定条件应表示为：

?2①安置角?2??0时的情况：

?0=arctg?

由图6表示的?1??2时车轮制动过程中的受力简图可得公式(1）、（2）

由制动实验台的稳定条件可知，?2

又将?=T2'T2,??带入上式，经整理可得： N2G ?'=??sin?2+cos?2 （16）

②安置角?2??0时的情况：

当?2??0时，制动实验台处于稳定状态，此时车轮不会因制动而提前离开前滚筒，这样有：

H?0,(T2?T1)?(N2?N1)?,(T2?T1)?(N2?N1)?

将以上三个式子带入（1-1）、（1-2）两方程，经整理后可得：

?[?(COS?1?COS?2)?(SIN?1?SIN?)]2 （17） 2(1??)SIN(?1??2)③分析上述两种情况

(16)、(17)两式分别给出了?2??0和?2??0两种情况下的当量附着系数的表达式。当附着系数为常数时，在0??2??0范围内，?'=??sin?2+cos?2为单调递减，而

对于?0??2的范围内，当量附着系数不仅与?2有关，而且与?1也有关，那么当量附着系数与?1、?2的关系如何呢？，

为了方便讨论令?=?1+?2，?1=k?则?2=（1-k）?其中，?为总安置角，K为总安置角的分配系数，这样（17）式可表达为：

?'??{?[COSK??COS(1?K)?]?[SINK??SIN(1?K)?} （18）

(1??2)SIN?分别对上式两边取K的微分，则有：

(?')'K???{??[SINK??SIN(1?K)?]?[COSK??COS(1?K)?}

(1??2)SIN? ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊

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????1??2COS?2[?COS(K???2)?SIN(K???2)]

????1??COS2?2SIN(K???2?arctg?)

令(?')'K=0，则有： sin（k?-故： K??2+arctg?）=0

??2arctg?（K?0）（19） 2?上式说明了?2??0时，当量附着系数取极大值时总安置角与分配系数的关系。又有理论计算可知：在?2??0范围内，当量附着系数是单调递增的，且有：

?2??0lim??sin?2+cos?2=?1+?2

也就是说（16）、（17）两式在?0=arctg?处连续，且在此点取得极小值综上所述，可知当?1??2时，当量附着系数?'与安置角?的关系为：

??（当?2arctg?时）???sin?2+cos?2??'??=?（当?2=arctg?时）2?1+???[?(COS??COS?)?(SIN??SIN?)]1212?（当?22(1??)SIN(?1??2)??3．1．2弹性轮胎测试结构因素

?????? ???arctg?时）??弹性轮胎在?1??2和?1??2两种情况下，安置角和当量附着系数的关系：图7表示弹性车轮在制动过程中，车轮在滚筒上的受力分析简图。为了方便讨论，我们做如下几点假设：

①被测车轮与前后两滚筒间的附着系数相等，且为常数。 ②在测试过程中，被测车轮处于抱死状态，且测试位置不动。

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T2?图7 弹性轮胎的受力简图

据图，由受力平衡可得方程：

(R?r??1)cos?1?(R?r??2)cos?2?e N1cos?1?N2cos?2?T1sin?1?T2sin?2?G

而N1?T1?,N2?T2?,?1?fN1,?2?fN2分别将N1,N2,?1,?2带入上式得：

T1(R?r?fT1?)cos?1?(R?r?fT2?)cos?2?e

?cos?1?T2?cos?2?T1sin?1?T2sin?2?G

解上述两方程可得：

T1??e?(cos?2??sin?2)?fG?cos?2??(R?r)(?sin?2?cos?2)(cos?1?cos?2)

f?sin(?2??1)?2fcos?2cos?1e?(cos?1??sin?1)?fG?cos?1??(R?r)(??sin?1?cos?1)(cos?1?cos?2)

f?sin(?2??1)?2fcos?2cos?1而?'?'T1?T2,则有以上三式可解得： GfG?(cos?1?cos?2)??(cos?1?cos?2)[e?(R?r)(cos?2?cos?1)]??2[?e?(r?R)(cos?1?cos?2) ??Gf?sin(?2??1)?2fGcos?2cos?1由上式可知：弹性轮胎在制动过程中的当量附着系数与轮胎的柔度、车轮轴荷、附着系数、安置角、车轮半径、滚筒半径有关。现在分别对?1??2和?1??2两种情况加以讨论：

1．当?1??2??时的情况下：

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将N1?T1

当?1??2??时，前后两滚筒水平放置，则有图可得方程：

(r?R??1)COS?1?(R?r??2)COS?2?0 N1cos?1?N2cos?2?T1sin?1?T2sin?2?G

?,N2?T2??1?fN1,?2?fN2带入上式经整理得：

?'?fG?(cos?1?cos?2)??(cos?1?cos?2)(R?r)[(cos?2?cos?1)??(sin?1?sin?2)

Gf[?sin(?2??1)?2cos?2cos?1]从上式可知，弹性滚筒在?1??2??情况下，当量附着系数不仅与安置角、附着系数有关，而且与轮胎的柔度也有关。但是相对于轮胎半径而言，轮胎的径向变形较小，而且此径向变形是通过改变安置角的变化，即使安置角?1减小，安置角?2增大，从而来影响当量附着系数。因此以上得到的关于刚性轮胎当量附着系数和安置角的关系应用与弹性轮胎有较好的近似性。 2．当?1??2时的情况

前面已经推出了?1??2情况时，弹性轮胎的当量附着系数的表达式，从式中可知，弹性轮胎的当量附着系数是安置角?1、附着系数?、轮胎柔度f、车轮半径R、滚筒半径r、车轮轴荷G的函数。但我们知道，在试验时，对于给定的制动实验台及车型，则上述参数为定值，而轮胎的柔度是通过车轮的径向变形而表现的，由前面分析可知，径向变形的作用实际上是改变了前后安置角的大小，而安置角的变化量却很小，可以不考虑，所以说，在一般情况下，我们可以不考虑弹性轮胎的作用。

3．2附着系数与当量附着系数的关系

我们讨论附着系数对当量附着系数的影响，主要是因为提高附着系数是提高试验台的当量附着系数的重要措施。那么，怎么才能提高附着系数呢？影响附着系数的因素又有那些呢？现在以弹性轮胎在滚筒上的受力分析情况入手加以讨论。

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所以有： ??图8 弹性轮胎在滚筒上的受力图

如图8所示为弹性轮胎与滚筒的受力简图。由于轮胎具有弹性，在制动过程中发生弹性变形，使得滚筒压入轮胎表面，如上图所示，在接触面任取一个微笑单元面积，其作用在滚筒上的力可分解为两种应力：指向滚筒中心的?和与滚筒相切的?。接触面上的法向应力分别为?和?的函数，且作用在滚筒上的总切向应力为：

?1?12T???2??[?(?,?)COS???(?,?)SIN?]?2d?d? （20）

假设?应力分布以OO1轴为中心对称，同时由于?的应力分布在轮胎宽度方向上比圆周方向上的变化小得多，故可假定?与?无关，则：

?2?21T???1??[?(?)COS?]?d?d???b?[?(?)COS?]d?

?1?22?2又当?很小，即轮胎变形很小时，近乎于刚性轮胎时有： T??b??d? （21）

?1T?N?b??d??1?2G （22）

由（22）可知：在滚筒尺寸一定的情况下，弹性轮胎在滚筒上的附着系数?主要与接触面的切向力有关，对于制动实验台的滚筒而言，则取决于滚筒的表面状况、滚筒承受的垂直载荷、滚筒的转速和车轮与滚筒的滑移率，闲杂分别对影响附着系数的各个因素进行讨论。

1．滚筒的表面状况对附着系数的影响：

滚筒的表面状况指滚筒表面的加工状态和清洁程度。为了提高滚筒的附着系数，可以采取如下一些方法：

①开有纵向浅槽的金属滚筒：这种滚筒表面附着系数最高可达O.65,当表面磨损

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垂直载荷图9 垂直载荷与附着系数的关系

且沾有油、水时，附着系数将急剧下降。

②表面粘有熔烧铝矾土砂粒的金属滚筒：这种滚筒表面无论干或湿时，其附着系数可达0．8。

③表面具有嵌砂喷焊层的金属滚筒：喷焊层材料选用NicrBsi自熔性合金粉末及钢砂。这种滚筒表面新的时候其附着系数可达0．9以上，其耐磨性也较好。 ④高硅合金铸铁滚筒：这种滚筒表面带槽、耐磨，附着系数可达O．7～O．8。 ⑤表面带有特殊水泥覆盖层的滚筒：这种滚筒比金属滚筒表面耐磨，表面附着系数可达0．7～0．8。但表面容易被油污与橡胶粉粒附着，使附着系数降低。

现在多数制动实验台的滚筒开有纵向槽，此滚筒不仅附着系数高、而且结构简单，加工又方便，但当接触面有一层油水分离层时，便会使附着系数降低很多，如表2所列的几种滚筒的形式在表面干和湿状况下对附着系数的影响：

表2 不同滚筒的附着系数

据表所列的数据可知，复合材料的滚筒是较理想的，不仅本身的附着系数高，而且受滚筒表面的干湿状况的影响不大。 2．垂直载荷对附着系数的影响：

对于常见的带纵向槽的滚筒，在制动过程中，随着垂直载荷的增加，车轮接触面上的嵌合程度加深，从而使轮胎上的切向应力增大，由（图8）可知，切向应力增大，可以使附着系数得以提高。如图9所示：

附着系数与垂直载荷的关系附着系数┊

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载荷（N）速度水平力附着系数 0.93 404 0.62 2.49 397 0.61 5.14 395 0.61 10.9 391 0.60

从图示的曲线我们还可以看出，随着垂直载荷的增加，而附着系数提高较小。这是由于弹性轮胎随着载荷的增加，其刚度也增大；另一方面是由于纵向槽滚筒的槽深有限，使轮胎的嵌合程度受到了限制，从而使车胎上的切向应力变化缓慢，这样就限制了附着系数的提高。

3．滚筒圆周速度对附着系数的影响：

根据资料所示，对光滚筒在各种滚筒转速下测的的附着系数如表所示：

表3 不同转速下滚筒的附着系数

651 15.5 384 0.59 19.7 378 0.58 28.6 368 0.56 41.1 358 0.55 由上述实验数据可知，随着滚筒圆周速度的增加，附着系数趋于减小，这是因为： ①随着转速的增加，橡胶块与滚筒之间的嵌合程度越来越差，在未达到平衡状态时便会产生滑动和震动。

②随着转速的增加，车轮与滚筒接触面的温度增加，很快在滚筒表面形成一种橡胶膜。

所以，在设计制动实验台时，应采用较低的滚筒转速，这样可以使附着系数有较大的值，此时所需的电机功率又较小，并且使试验台的结构更为紧凑。我国一般设计的滚筒转速为0.2km/h，日本的为0.16~0.18km/h。 4．车轮制动滑移率对附着系数的影响：

与汽车在道路上行驶时制动过程相似，测试车轮与前后滚筒的附着系数φ1与车轮在滚筒上的滑移率有关。

定义车轮—－滚筒之间的滑移率为：

(V?R?)S＝?100%

V式中：V—滚筒线速度，单位：m/s； R—车轮滚动半径，单位：m； ω—车轮角速度，单位：rad/s；

在检测过程中发现，附着系数开始随着滑移率成比率增加；滑移率在20%～30%范围内，附着系数达到最大值；此后，随着滑移率的增加直至车轮抱死，附着系数下降。滑移率对附着系数的典型影响曲线如图10所示。其峰值附着系数对应的滑移率比汽车在硬实路面上制动时峰值附着系数对应的滑移率稍大。

早期的制动台均为双滚筒结构，一般没有设置停机装置，在制动试验台制动测试过程中，当汽车的制动机构起作用时，汽车车轮的转速会下降，直至车轮抱死，停止

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图10 滑移率与当量附着系数的关系

转动，但此时电动机仍在驱动滚筒旋转。当车轮抱死时，不仅造成车轮外胎橡胶的严重磨损甚至剥落，同时，由于轮胎在滚筒上的滑移率增大，其接触状况发生变化，导致轮胎和滚筒间附着系数变小，制动力检测能力下降。

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第四章影响反力式滚筒制动协调时间测试的结构因素及

其他方面的因素

汽车在道路上实际行驶时，汽车制动减速过程基本上要经历这样几个阶段：驾驶员得到制动信息、发出制动指令(这里所经过时间与制动检测无关，属人为因素)；制动器起作用产生制动力、路面生成制动力、出现减速度（汽车稳定减速）直到停车；解除制动，彻底释放制动力。将汽车一次制动过程的各个阶段适当简化，按时间为横坐标(t)分解显示，汽车制动减速过程见图11。(图11 a)为制动时踏板力与制动时间的关系；(图11 b)为制动力(制动减速度)与制动时间的关系；（图11 c)为制动时车速与制动时间的关系；（图11 d)为制动时制动距离与制动时间的关系。

汽车行驶过程：从驾驶员意识到需要制动，到出现制动踏板力的这段时间，一般称为驾驶员反应时间，即（图11 a)和（图11 b)中的t1这段时间。驾驶员反应时间取决于驾驶员的反应灵敏性，与汽车制动系技术状况无关，t1一般为0.3s～ls。驾驶员开始踩制动踏板，经消除踏板自由行程后，制动踏板力才开始增长。制动踏板力由零增大到最大值也需要一定的时间，图（11 a)中的t2为制动踏板力增长时间。由于制动传动系统存在间隙，制动蹄片与制动鼓(盘)间存在间隙，以及要克服蹄片复位弹簧的拉力等原因，虽然出现了制动踏板力，却要经过一定的时间才出现路面制动力。制动力不随踏板力同步出现的时间差，如（图11 b)中的t21所示，称为制动系响应时间。一般液压制动系的响应时间为0.015～0.03s，气压制动系为0.05～0.06s。从出现路面制动力到路面制动力增至最大值所经历的时间，称为制动力增长时间，如（图11 b)中的t22。液压制动系制动力增长时间为0.15～0.3s，气压制动系制动力增长时间为0.3～0.8s。

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图11 汽车制动过程

但是，经过大量的实验可知：对于同一辆车而言，同时用台式和路式两种测试方法所得到的制动协调时间不仅不相等，而且相差甚远。这说明：在台式过程中，存在着使制动协调时间增大从而使台式和路式所得到的制动协调时间出现很大的差别的因素。分析台式和路式过程中测试条件的差别，可以认为使台式所得到的制动协调时间增长的因素包括如下两个方面：

①由于路式和台式的速度相差太大。路式一般试验车速为30km/h，而台式的试验车速只有0.16~0.18km/h。

②路面状况不同。路式是在平坦、硬实、干燥、清洁的水泥或沥青路面上进行的，而台式是在由电机驱动、经减速器来带动使滚筒转动，从而使滚筒上的车轮旋转。由于转动体都具有转动惯量，这样使台式和路式相比，增加了电机滚筒、齿轮的转动惯量。

具体的来说，影响制动协调时间的因素有两个：一个是试验车速，一个是转动惯量。现在分别加以讨论：

4．1试验车速对制动协调时间的影响：

在路面上行驶的汽车，当踩下制动踏板后，车轮会受到一个与汽车行驶方向相反的地面制动力，此力先作用于车轮胎上，使轮胎对应有一定程度的变形，而后此制动力通过轮轴传递到钢板弹簧上，使钢板弹簧对应产生变形，最后制动力才能传递到整个车架，使整个汽车产生一个减速度，从而达到减速或者停车的目的。然而台式和路

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式相比有较大的差别，台式过程中，制动力也会引起轮胎的切向变形，但此制动力能否传递到钢板弹簧使钢板弹簧变形，则取决于试验时是否稳定，即与制动实验台的安置角有关。

我们知道，台式和路式所对应的制动速度差别是很大的。这个速度差别通过上述变形而影响制动协调时间，换句话来说，速度作为使台式制动协调时间延长的因素是通过轮胎的弹性、钢板弹簧的刚度、制动实验台的安置角来表现出来的。 ①轮胎的弹性对制动协调时间的影响

汽车在制动过程中，制动力首先作用在轮胎上，从而使轮胎产生一定量的切向变形。路式时，由于试验车速较高，使轮胎的变形频率较高，从而使实现这一切向变形所对应的时间是微不足道的。而在台式时，由于车速较低，使得实现这一切向变形所对应的时间很可观，不可忽视。由于最大制动力所对应的轮胎台面有一定量的切向变形，而当试验车速有较大差别时，胎面产生这一变形的时间差别很大，从而使得到达最大制动力的时间过程有较大的差别。特别的，当车轮的弹性较大时，所对应的变形也较大，使得制动协调时间有较大的值。此时台式和路式所得到的制动协调时间就有更大的差别。

②钢板弹簧对制动协调时间的影响

汽车在制动过程中，制动力通过车轴作用到钢板弹簧上，使钢板弹簧发生向前的绕曲变形，如图12所示，特别是钢板弹簧的刚度较小时，此变形量会更大。和上述道理相同，当试验车速不同时，产生一定量的弹簧变形，所对应的时间也会产生差别，从而影响达到最大制动力的时间过程。

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图12 钢板弹簧在制动过程中的变形

1---车轮 2---车架 3---钢板弹簧图a---变形前图b---变形后

③安置角对制动协调时间的影响

安置角对制动协调时间的影响归结起来表现在实验过程中钢板弹簧是否变形上。因为制动试验台在设计安装完后，安置角是一个定值，但是安置角较小时（低于制动实验台的稳定条件），在制动过程中会使车轮发生后移，这样钢板弹簧就会产生受力而变形。当安置角足够大时，台式过程中车轮始终处于稳定状态，那么钢板弹簧就不会受力而变形。由此可见：使制动实验台的安置角满足稳定条件，测出的制动协调时间数值就较小。

4．2转动惯量对制动协调时间的影响：

据前面分析可知，在进行台式时，由于有了附加的电机、滚筒、齿轮等旋转体，这三者在转动过程中，都具有转动惯量，正是由于这些转动惯量的存在，使得制动实验台上测的滚筒力矩M与车轮制动力矩Mb不再相等，而是有一定的差值，其关系符合系统动力学方程：

Jdw?M?Mb （23） dt这样，由于测出的力矩M与车轮制动力矩Mb不相等，使得测出的制动力小于理论值

MT,从而使达到最大制动力的时间过程延长，即制动协调时间增长。 R 转动惯量的存在使制动协调时间增长。通过实验进行了分析知道转动惯量对汽车制动力的影响实验，有如下结论：随着试验惯量的增加，制动协调时间增长。下面我们还可以从计算上证明这一结论并说明转动惯量对制动协调时间的影响程度。

假设反力式制动实验台的电机为三相异步电动机，功率为2.2kw，转速为1430rpm，滚筒直径为120mm，长为1米，转速为7rpm。通过对（23）式进行了拉

M(s)Mb(s)11?1K2KdJS式变换，便可得到所测滚筒轴上的力矩与车轮制动力矩Mb之间的传递函数：

H(S)?? （24）

上式中各个参数为：

①K---表示传动装置的速比。则有： K?Wdnd1430?==204 Wn7②Kd---表示电机固有频率系数。满足方程： Wd=Wdo?KdMd

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J电机'

图13为电机的机械特性曲线，从图中可得直线段有方程为：

图13 电机的机械特性曲线

nd?nd0?从已知可知：

nd0?ndnMd （25） Mdnndn?1430rpm,nd0?1500rpm

则：

Mdn=而W?975Pdn975?2.2==1.5 ndn1430n,将其带入（25）式中有： 2???1500?1430?Wd=Wd0?Md=Wd0?4.89Md （其中Kd=4.89）

30301.530③J---表示汽车轮胎、电机、滚筒以及齿轮的各个转动惯量折合到滚筒上的总转动惯量。且有：

J=J电机+J滚筒?J轮胎+J齿轮

其中：J齿轮的值很小，可以忽略不计

J轮胎的值与所测车型有关，一般为2~440kg?m?s2 此例中假设J轮胎=50kg?m?s2则:

111J滚筒=mr2=??r4l??7800?0.064???1 222?0.16kg?m?s2GD20.034?==0.00087kg?m?s2 4g4?9.81将其折合到滚筒轴上时有:

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那么制动力矩误差为：

em?Mb?M?1?e?t0.01

14302J电机=K2?J电机'?()?0.00087?36.3kg?m?s2

7J?50?36.3?16.3?86.46kg?m?s2

④令1K2KdJ为时间常数?，则?=1K2KdJ=0.01（s）

所以传递函数为：

H(S)?1

1?0.01S=100t（t?0）又假设汽车制动力的变化是按斜坡函数直线上升的，令M（ bt）所以有：

M（=bs）100100， M（s）=M（s）?H(s)=b2s2（1+0.01S）-t故有：

M(t)=100（t-0.01+001.e0.01 ）（26）

上面的制动力误差表达式说明了：转动惯量的存在确实使所测试的滚筒上的力矩

Mt比车轮制动力矩Mb滞后了0.01s，由制动力---时间曲线可知，制动协调时间也相

应的滞后了一个常数0.01s。

由以上分析可知，转动惯量对制动协调时间确实有影响，其影响程度取决于时间常数?的大小。但是通过上面的计算又知，在一般情况下，?对制动协调时间的影响是较小的，可以忽略不计，这样我们有理由认为使台式制动协调时间增长的主要因素为实验车速。

路式和台式制动协调时间的关系：

据以上的分析可知，路式和台式的制动协调时间相差甚远，主要原因是各自所用的试验车速相差太大。那么由于试验车速造成的台式和路式两者的制动协调时间之间有没有关系呢？关系又怎么样呢？为了解决这些问题，曾经做了以下实验：

试验车型：东风汽车；制动实验台总安置角为600，前后两个滚筒水平布置。通过试验得到了以下数据，如下表4所示：

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1.210.80.60.40.20024Va图14 试验车速与制动协调时间的关系曲线

表4 不同车速下的制动协调时间

Va(km/h) T2(s) Va T2(s) 8 7 6 5 4 3 2 1.6 1.5 1.4 0.110 0.110 0.111 0.112 0.115 0.120 0.123 0.130 0.140 0.145 1.3 1.2 1.1 1.0 0.7 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.155 0.158 0.175 0.185 0.235 0.300 0.340 0.460 0.800 1.000 据以上实验数据可得到试验车速与制动协调时间的散点图，然后将散点图用一条光滑的曲线连接起来，便可得到制动车速与制动协调时间的关系曲线，如图14所示。

试验车速与制动协调时间的关系曲线t6810

由曲线的形式便可知此曲线满足以下方程：

11=a+b? （27） Vat2为了对方程（27）进行分析以及求解，可令：y?1V,x?1t

a2则（27）转化为直线方程：

y?a?b x （28）经计算可得X、Y的数据，如表5所示：

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故有：

y=5.846-0.7x （29）

1即： 1V=5.846-?0. 7 （30）

at2

表5 整理出的数据

Y X Y X 0.12 0.14 0.16 0.20 0.25 0.33 0.50 0.62 0.66 0.71 9.09 9.09 9.05 8.88 8.69 8.33 8.16 7.69 7.14 6.89 0.76 0.83 0.90 1.00 1.42 2.00 2.50 3.33 5.00 10.0 6.45 6.34 5.71 5.40 4.25 3.33 2.94 2.29 1.25 1.00 根据以上数据X、Y对式（28）进行了一元线性回归，则有： y=?yi=120i20=i31.5=1.57520122.04=6.10220ix=?xi=1202020i=1=i

b=（x-x）（y-y）?（x-x）?2ii=120=?98.086=-0.7140.448a=y-xb=1.575-（-0.7）?6.102=5.846则有： t2=0.7 （31）

1（5846.-）Va从（31）的式子可知，制动协调时间为试验车速的函数，而且从以上的实验曲线及数学分析便可得到以下几点启示：

①从图3.6曲线可知，当试验车速Va?5km/h时的制动协调时间变为该车在路式时的制动协调时间。

②由于制动实验台实际上是不可以变速的，而且制动车速一般比较低，使得测出的制动协调时间较大。

③进一步分析①②的差值，可得该差值在试验台和所测车型都一定时为常数。因为此时试验台的安置角、滚筒转速以及汽车轮胎和钢板弹簧的刚度为定值。因此，我

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们可以把该差值这一常数值作为该车在路式和台式两种情况下得到的制动协调时间的换算值。

但是我们知道，通过该试验得到的换算值只满足实验中的东风车、制动实验台总安置角为60时的情况。对于其他车型，由于轮胎、钢板弹簧的刚度不同，使得台式和路式制动协调时间的换算值不一样。为了找到每种车型的换算值，应该对不同车型在该试验台上做与此试验类似的实验分析，找到在该实验台上各种车型所对应的换算值。

4．3影响反力式滚筒测试的其他方面因素

影响反力式滚筒制动实验台测试的因素还有很多。如： ①轮胎气压的影响

轮胎气压对滚动阻力影响很大，轮胎气压低时在硬质滚筒上轮胎变形大，滚动时迟滞损失增加，从而增大了车轮阻滞力(迟滞损失过大时，使车轮阻滞力不合格)，为了减少该项所引起的检测误差，要求在制动性能检测前必须将轮胎气压充至标准气压。

②采样时间的影响

制动检测时滚筒的转动速度较低与实际车轮制动状况相差甚远。这将影响所测制动力上升速度使制动协调时间延长，与采样时间不能很好匹配时甚至可能影响所测得制动力值的大小。目前绝大多数汽车检测站采用欧式的制动检验台，即在两个滚筒之间安装着第三滚筒。第三滚筒与车轮表面线速度相等。当车轮制动，车轮与大滚筒的滑移率达到20％时，控制装置就关闭驱动滚筒旋转的电动机，避免车轮与大滚筒之间滑移时间过长，减少轮胎的磨损。如果关机时间过早，将不能测得最大制动力，使测得的制动力偏小。 ③车轮抱死滑移的影响

通常台试时被检车辆处于空载状态，且制动时没有因惯性作用而引起的轴荷前移，故前轴车轮容易抱死而不易测到前轴制动器可能提供的最大制动力。在制动检测时，为了获得足够的附着力，以避免车轮抱死，允许在车辆上增加足够的附加质量或施加相当于附加质量的作用力(附加质量或作用力不计入轴荷)；也可采取防止车辆移动的措施(例如加三角垫块或者采取牵引等方法)。当采取上述方法之后，仍出现车轮抱死并在滚筒上打滑或整车随滚筒滚动向后移出的现象，而制动力仍未达到合格要求时，不能简单判定为不合格{有可能是因为这种型号的制动检验台不适合检测该车型，如安置角、附着因数过小等因素)，应改用国家标准中规定的其他方法进行检验。对

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满载、空载两种状态时后轴轴荷之比大于2.0的货车和半挂牵引车，宜加载(或满载)检验制动性能，此时所加负荷应计人轴荷和整车重量。加载至满载时，整车制动力百分比应按满载检验考核；若未加载至满载，则整车制动力百分比应根据轴荷按满载检验和空载检验的加权值考核。

如：假设一辆货车的整备质量为5t，最大允许总质量为10t(核定载荷质量为5t)，前轴、后轴的轴荷空载时分别为2t和3t，满载时分别为3t和7t，则检测所加附加质量为2t时，则整车制动力达到56％，即50％+(5—2)／5X10％，以上即为合格；若所加附加质量为4t时，则整车制动力达到52％，即50％+(5—4)／5X10％，以上即为合格。

④ 踏板力和制动气压的影响

制动性能台架试验是为了检测制动器的制动力。对液压制动系统，制动器制动力的大小取决于制动踏板力，当用力踩住制动踏板时，可取得最大的制动器制动力。对于气压制动，制动器制动力的大小取决于制动气压。在进行制动性能检验时，为使检验结果有可比性，GB7258--2012对制动踏板力或制动气压作出了规定。如空载检验时：气压制动系气压表的指示气压小于等于600kPa；液压制动系制动踏板力、乘用车小于等于400N，其他机动车小于等于450N。满载检验时：气压制动系气压表指示气压小于等于额定工作气压；液压制动系统制动踏板力、乘用车小于等于500N,其他机动车小于等于700N ；因此，无论是台试制动性能还是路试制动性能，必须测取检测过程中的制动踏板力或制动气压作为判定检测结果是否有效的依据之一，如果在判定结果时不能提供制动踏板力或制动气压这两个必要参数，则检测结果无论怎么准确也毫无意义。

⑤检测信号调理的影响

检测信号调理的任务是将传感器测出的电信号，转换成单片机或A／D转换器输入要求的电平信号。检测系统中信号调理的任务比较复杂，除了信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等。在智能仪表系统中，许多原来依靠硬件实现的信号调理任务都可以通过软件来实现，这样大大简化了汽车检测智能仪表系统中的硬件结构。检测信号的调理任务，其重点是信号放大、信号滤波及对频率量的放大整形等。在检测系统中，测量电路或敏感元件的输出信号一般较弱，传感器的工作环境往往比较恶劣，在传感器的两端会产生较大的干扰信号，称为共模干扰。因此现场控制智能仪表放大器的基本要求是：要有很高的抗共模电压能力，温漂系数要小，放大信号要稳定。现在大多数设备制造厂的仪表都能做到这一点，但不少检测站为了节省开支，不购置仪表，而是由计算机联网公司采用带有A／D板和I／O板的计算机替代。从计量认证的角度看，该部分设备只有台体，没有仪

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表部分，且改变了设备原有的分辨率和精度，不符合计量认证要求；从使用的角度看，该部分设备抗干扰能力差，信号易失真，从而使检测结果重复性差或失真。因此，在购置制动检验台时，应购置仪表部分，不得自行设计仪表，否则应按制造计量设备标准进行计量认证。

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结论

汽车制动性能检测力求真实、准确。影响反力式滚筒制动实验台制动检测的真实性的因素包括实验台的结构因素、车辆和轮胎的结构因素、数据采集方法因素、实验台使用维护因素以及操作员规范化操作因素等。本文针对影响制动检测结果的非人为方面的主要因素进行了系统、深入的研究。主要研究内容及成果如下：

1．从本文阐述的影响滚筒附着系数的因素和安置角与当量附着系数的关系可知：为了提高反力式制动实验台的当量附着系数，可以从提高滚筒附着系数和选择合适的安置角数值及分配系数入手，特别是前后安置角的匹配对于提高试验台的当量附着系数影响极大。

2．通过对滚筒反力式制动试验台受力分析，以当量附着系数为制动台制动力测试能力大小评价指标，分析了车轮安置角、测试车轮与前后滚筒的附着系数、车轮与滚筒的滑移率等因素对制动台制动力测试能力的影响情况。

3．使台式和路式得到的制动协调时间产生显著的差别的主要原因是试验车速差别太大。为了对了两者进行换算，可以在实验台上对所测车型进行试验，找到试验车速和制动协调时间的关系，从而找到所测车型在该试验上所对应的制动协调时间的换算值。

通过本文的研究，作者发现台试方法检测制动性能研究的深度远未停止，在以下几个方面还应该进行进一步的研究。

(1)汽车在反力滚筒制动实验台上检测是静态检测，不能反映出实际车辆在路上制动时的动态过程。本文对这一问题尚未找到比较好的解决办法。

(2)除了本文提出的影响因素之外还有许多因素对台试制动检测效果有较大影响，对这些因素应作进一步研究，以提高台试方法的测试精度。

总之，随着汽车技术的发展，对制动性能检测的准确性的要求越来越高，制动性能检测方法的研究必将持续和发展。

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致谢

论文最后，请允许我向我的恩师授致以崇高的敬意和衷心的感谢！本人能够顺利完成本文的研究及撰写工作，导师付出了大量的时间和心血。无论是论文的选题、提纲的拟订、初稿的修改还是最后的定稿，陈老师倾注了大量的心血和劳动。渊博的知识、严谨的治学态度、独到的学术见解、务实忘我的工作作风、宽以待人的处事态度给我无数的启迪和教益；其对事业执着追求的精神更是我学习的榜样。在研究过程中，陈老师对许多观点进行了启发和引导，使得本文得以较为顺利的完成。在学习和研究过程中，准确把握要领、严谨务实的作风给我留下了深刻的影响，使我受益匪浅。在论文完成之际，向尊敬的导师表示最真诚的感谢！

感谢父母对我多年来的培养，深深地向你们表示敬意，养育之情、再造之恩让我铭记于心。学有今日，老师的引导是我的导航标，家人的理解和支持是我最坚强的后盾，同学朋友们的关怀和照顾是我享不尽的财富。

最后，谨以此文献给所有给予理解、支持、关心和帮助过我的老师、家人和朋友们，

再次向大家致以最诚挚的感谢！

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主要参考资料

[1]王文学，王刚.当前机动车安全检测工作存在的问题和对策[J].公安学刊，2003，（4）：85-87

[2]张志忠，姚健.国外汽车检测的进展历程和发展方向[J].全国汽车综合性能检测工作经验交流会论文集，2005：274-279

[3]肖永清.国内外汽车检测技术发展状况[J].中国机电工业，2003，（18）：37-38 [4]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2004 [5]陈家瑞.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2001

[6]陈凯.汽车制动性能检测方法研究[J].机械与电子，2005，（5）：41-43 [7]刘洋.关于汽车制动性能有关问题的探讨[J].盘锦市运输管理处.北方交通，2006（22）：23-26

[8]周德光，陶素连等.滚筒制动实验台和平板制动实验台的受力模型建立及其分析[J].机械设计与制造,2005,(1):50-52.