关于汽车驻车制动性能检验三种模型的差异分析
2015-03-30曹伟平武旭平麻伟明蓝岳明
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摘 要：针对目前国内大多数机动车检测机构存在无驻车制动检验坡道现状，该文提出了将国家标准的驻车制动检验坡道（坡度20%和15%）改成可以移动的同样坡度的驻车制动检验坡台，并将小型的驻车制动坡检验坡台与其他两种国家标准要求的驻车制动检验方法进行了理论分析和比较。得出结论：采用上述三种方法测试车辆驻车制动性能是等效的。该方法操作简单、安全、准确，可适用不能上检测台检测的车辆及多轴、超长车辆和三轮汽车等，这对改进机动车驻车制动检验方法提供了一种新思路，也为国家和社会节省大量的资金和土地资源。
关键词：驻车制动检验 坡道 坡台 小型化
中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（c）-0061-02
汽车驻车制动性能检验是机动车辆的重要检验项目[1-3]。根据GB 7258-2012《机动车安全运行技术条件》和GB21861-2008《机动车安全检验项目和方法》规定，对机动车驻车制动性能检验可采用标准坡道和制动检验台两种检验方法，对于标准坡道：机动车检测机构必须具备坡度为20%和15%且轮胎与路面间的附着系数不小于0.7 的正、反两个方向坡道。注2：在不具备试验坡道的情况下，在用车可参照相关标准使用符合规定的仪器测试驻车制动性能。另外，GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》规定：驻车制动静态试验可采用坡道试验或牵引试验之一方法进行。由于种种原因，目前国内大部分机动车检测机构仍存在无驻车制动检验坡道现状。下面我们提出一种解决办法，即将标准驻车坡道缩小，改成可以移动的同样坡度（20%和15%）的检验坡台，并将小型化后的驻车制动检验坡台与其他两种驻车制动检验方法进行理论分析和比较。
1 车辆水平放置—水平推拉测试
车辆水平放置时，水平拉力为F，力臂为L；车轮半径为R；汽车总重量为G，前后轮重力分配为a：b，前后轮轴间距为S；后轮为驻车制动轮。前轮可滚动，最大滚动摩擦力为；后轮可提供的最大静摩擦力为；因为、和F都是水平方向，当车辆静止时，水平方向合力为零，所以有[4，5]：
（1）
地面对后轮的支持力，以前轮触地点为力矩转动点，则只有N2、F和G产生力矩。由力矩平衡方程，得与F和G的大小关系为：
（2）
地面对前轮的支持力大小，则有：
（3）
则由（1）（2）（3）式得：
（4）
2 车辆倾斜角度放置—利用自重测试
车辆水平放置时，重心高度为H，前后轮重力分配为a：b。车轮半径为R；汽车总重量为G，前后轮轴间距为S；后轮为驻车制动轮。前轮可滚动，最大滚动摩擦力为；后轮可提供的最大静摩擦力为；地面对前后轮的支持力分别为N1和[6，7]。
以前轮触地点为力矩转动点，则只有N2和G产生力矩。由力矩平衡方程，得和G的大小关系为：
（5）
斜面对前轮的支持力为：
（6）
沿着斜面方向的力的平衡方程为：
（7）
则：
（8）
其中为前轮的最大静滚动摩擦系数。
3 车辆水平放置于倾斜角度的支撑斜面上—利用自重测试（小型坡台）
前后轮接触斜面的位置点不再是前后轮轴的垂直向地的投影点，而是整体前移。前后轮所受到的沿着斜面的摩擦力和垂直于斜面的支持力仍然满足以下方程：
（9）
车辆后轮为驻车制动轮，前轮可滚动，最大滚动摩擦力为。车辆静止在斜面时，有：
（10）
其中μ是后轮的最大静摩擦系数。
以车辆后轮的接触点为力矩转动点，有力矩平衡方程：
（11）
则：（12）
4 讨论
（1）对于情形1，当车辆水平测试时，调节牵引力F的大小。当F设置为与车辆放置在倾角坡道上受到的沿斜面方向的重力分力相同，即F=Gsinθ时，可以得到车辆后轮的摩擦力大小为：
。同时，由于前轮的滚动摩擦系数δ非常小，如果不考虑前轮滚动摩擦时，即δ=0，。
（2）对于情形2，车辆倾斜角度放置，，同样不考虑前轮滚动摩擦时，即δ=0，。
（3）对于情形3，
，如果也不考虑前轮滚动摩擦，即δ=0。那么。
（4）另外，当车辆处于情形2的斜坡并且车头朝下时，则
，如果不考虑前轮滚动摩擦时，即δ=0，则后轮的摩擦力仍然是。
5 结语
通过以上理论分析，该文得出采用上述三种方法测试车辆驻车制动性能是等效的。也就是说，采用小型驻车制动检验坡台可以替代国家标准要求的驻车制动检验坡道或牵引试验的方法。
参考文献
[1] GB 7258-2012，机动车安全运行技术条件[S].
[2] GB21861-2008，机动车安全检验项目和方法[S].
[3] GB12676-1999，汽车制动系统结构、性能和试验方法[S].
[4] 杨仁明，严瑾，邵建文，等.一种驻车坡道等效测量装置[J].科技资讯，2012（32）：25-26.
[5] 吴云强，秦东炜，邹永良.平坦路面驻车制动测量方法研究[J].道路交通管理，2012（6）：44-45.
[6] 黄俊平.机动车坡道驻车制动效能检验的现状与探新[J].价值工程，2011（22）： 52.
[7] 张伟.汽车驻车制动力检测结果真实性的探讨[J].汽车维护与修理，2001（12）： 10-11.endprint
