商用车和挂车防护及制动力综合测试仪研制

魏兆平（中国汽车技术研究中心汽车试验研究所，天津 300300）

商用车和挂车防护及制动力综合测试仪研制

魏兆平
（中国汽车技术研究中心汽车试验研究所，天津 300300）

摘 要：为了提高汽车实验室和仪器设备利用效率及准确性，需研制货车和挂车防护及静态制动力多功能测试仪，检测前和侧后防护装置、车架强度及静态纵向制动力，解决重型汽车静态制动力测量少、设备短缺和昂贵问题，提高汽车轮胎性能和动态安全性；减少投资风险和交通事故率，保证技术员、车辆和危险及贵重运输物资安全。

关键词：安全防护装置；强度；静态制动力；多功能测试仪；校准准确度

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.035

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-96-03

引言

汽车产业试验仪器设备复杂且多数依赖进口，价格贵重且大部分功能单一，检验项目多且实验费高是目前束缚汽车工程发展壮大和标准进步的绊脚石。随着国际贸易和交通运输的发展壮大，货车、专用车、牵引车和挂车组成的汽车列车因机动灵活、载质量利用系数高、百公里油耗低和污染物排放少，客车载客量多且人均耗油和污染少，因而在国家一带一路经济建设中起着举足轻重的作用。为了保证驾乘人员、车辆、运输物资和行人的安全，要研究、分析GB 11567.(1～2)-2001汽车和挂车侧面/后下部防护要求系列、GB 26511-2011商用车前下部防护要求、GB 12676-2014商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法、GB 7258-2014机动车运行安全技术条件等安全技术［2］法规和GB/T 26778-2011汽车列车性能要求及试验方法安全标准，思想待测参数间的物理关系和所需仪器设备功能，利用目前后下部防护试验台进行静态车架强度、制动力测量，填补了实验室无法测量汽车纵向静态制动力的空白，研制汽车防护、静态车架强度和制动力多功能测试仪等进行复合研发验证试验，将成为提升汽车安全环保科技创新水平和降低成本的首要任务。研制多功能性能测试仪和汽车标准物质不仅能提高安全实验研究水平、品牌产品技术品质和盈利能力，还能降低实验室及进口昂贵仪器设备闲置率、投资风险及成本。追加安全系统研发、设计、检测和创造能力，仪器设备量值溯源、校准和计量检定能力。

1、安全防护的重要性

安全性是汽车最重要技术性能之一，科研人员理论研究与研发试验结合制定了很多技术法规和标准，设计了很多安全实验室，利用它们认真工作提高了安全性，减少了各种安全事故引起的人员伤亡和损失。因技术法规和标准与国家发展状况存在不协调性，人为、机械、电子、电气、电器等缺陷和超期超载使用，各种类型、级别的故障和交通事故时有发生。重视现代汽车安全研究、设计、检测和检查是非常重要的课题，特别是高效充分挖掘和利用现有的实验室和仪器设备性能，发挥各级工程技术人员聪明才智和参阅参考文献新安全理论［3］发明书籍，群策群力检测和检查更多重要和关键汽车安全技术性能参数，实现检测值与设计值的吻合并符合技术法规的要求。商用客车、货车、越野车、挂车和专用车经常载运乘客、贵重物资、易燃易爆危险品和在特殊环境工作等，采用前后下部和侧面安全防护杜绝安全事故发生是必须的。它能保证驾驶安全还可保护乘客、行人、车辆各系统和运输物资免受损坏，降低了安全事故率、经济损失和材料成本。市场安全监督、检测、检查和校准决不可掉以轻心，科学设计会提高下防护部件材料性能和强度还可减轻车重，开展商用车、挂车的动态和静态安全技术防护关系研究，抓住关键提升汽车智能控制能力是很重要的。

1.1 商用车前防护［4］

商用车和越野车前防护保险杠能减轻冲击，保护驾乘人员、运输品和底盘性能的安全，保证行人和其它车辆的安全。因此，设计新型高强度前防护保险杠、支撑装置、计算质量、安装强度、弹性模量、弯矩和位移，绘制前保险杠加力点单位面积承载力与汽车设计总质量关系曲线，研究前防护保险杠安装位置、强度和材料形状、变形量和性能，不仅能有效减轻保险杠重量还可减小风阻及碰撞事故损失，提高了材料强度、弹性和焊接性能及安全通过性，认证检测核实标准要求降低了材料浪费量和成本，防止市场赝品出现引起安全事故。特别是客车前防护技术法规欠缺，发生撞击事故经常造成人员伤亡和很大经济保险损失。根据我国经济发展和人口现状，客车市场占有率增长能有效提高乘运效率、减少交通流量和保护生态环境，急需补充制定客车前防护技术法规空白，提高新能源电动客车结构强度、安全要求和载客量，保证校车、长途和旅行客车车身、发动机、电机、座椅和安全带固定点等强度和质量，减少车身结构和生存空间纵向塑性变形量，将被动安全技术隐患和自然空气污染消灭在萌芽状态。研究标准内前防护静态加力值、时间和变形量，可粗略算出商用车重量和行驶速度值，从而确定静态和动态试验间的相互关系。

1.2 汽车和挂车侧后防护［5］

货车、越野车和挂车侧后防护装置能保护行人、微型皮卡货车和乘用车免于碰撞钻入底盘下，有效保证了人员、车辆和货物的安全及通过性，减少重大交通事故发生率和经济损失。研发新型前后下部防护装置和车架纵梁强度综合测试仪器设备、材料、结构、支撑装置、弹性模量和强度，等寿命设计侧后防护装置结构、材料和底盘车架材料，绘制金属材料技术性能图谱，正确安装、连接位置和加力方法，它们才会有机结合且强度合理匹配，通过试验前校准减少测量不确定度误差发生。增加后下部防护装置强度动态试验研究，移动壁障质量和质心位置分析，使用压电式力传感器准确测量作用力值，减少研发不成功试验次数，仿真分析动态力与变形间的关系，进行缓冲性能、吸能多少和反弹速度大小分析，能有效提高研发速度、产品安全和缩短新产品试制周期及费用，防治事故污染发生。重视安全并对各项技术性能指标斤斤计较是科技进步的源泉，不求做较大、较多只求做准做精和高效准确校准，不为应付检查而自欺欺人，将共性科学技术研究成果、设计和测试认证方法及时灌输和宣贯下去，惠及整个汽车产业，发挥理论研究、产品研发、技术设计和集团研究院试验所的重要作用，科研、学术成果才能快速转化为社会生产力和成为盈利机器。

2、制动力精确测量和准确分配与稳定性关系

制动力是计量制动强度的参数之一，若缺少测量或测量不准，将很难保证汽车的安全稳定性。特别是驻车制动系统的静态驻车制动力无人测量和重视，汽车列车制动协调性少于检测是亟待需要检查的项目，因利益驱使，不重视安全技术、不懂装懂、弄虚作假而发生安全环保事故的应追究责任，前事不忘后事之师起到以儆后人的目的。利用现有商用车和挂车前后下部防护试验平台，使用不同附着系数地面，检测各种载荷下各车轴、车轮、制动管路压力和管路失效模式的静态纵向制动力和横向侧滑力，智能平衡分配各车轮制动力，绘制制动强度与各种载荷状态（考虑修正因数）关系曲线，实现制动强度最大化和效能最优化。减少轮胎异常磨损和爆胎事故发生，防止车轮制动抱死造成方向失控、制动力不平衡引起制动跑偏等不安全和不稳定状态出现，对研究汽车制动性能、ABS技术原理和制动系统安全设计会起到非常重要的作用，也保证了前后防护装置的强度和安全性，填补实验室不检测汽车静态制动力和侧滑力的空白。为开展虚拟实验研究提供有益数据支撑，有助于开发回收新能源电动汽车再生制动技术能量，减少制动器磨损、故障和部分厂家制动跑道数量，让科研经费真正用于提高汽车安全环保、节能技术校准性能和学术理论水平刀刃上，让更多的老百姓掌握汽车安全理论知识，学会安全操作和防护规范。

3、研制汽车多功能测试仪的重大意义

汽车是机械、电子、电气、网络和能源化工等相结合的工程技术产品，性能参数多检测、校准分析复杂，涉及的仪器设备多种多样。首先要熟练掌握汽车各种技术性能，特别是安全环保、电子和电器性能，将它们按功能科学划分、分层研究和规划管理；开拓创新研制使用多功能模块拆装式性能测试仪和设备，编制仪器设备操作规程和实施细则，研修校准理论和研制计量用精密标准物质，能降低测量误差、汽车污染、实验室面积、仪器设备成本和维护费用，缩短测量和仪器设备开发周期，提高仪器设备测量不确定度和可靠性，定期开展仪器设备校准和计量检定能促进汽车产业科技进步及快速发展。因此，引进科技精英，管理、研制使用便携式随车安全环保技术性能综合测量仪，定期开展技术帮扶、服务、扶贫、交流和技术监督，实现提高汽车安全技术条件［6］、节能减排和减少环境温室气体排放。仪器设备按功能可分为：测量用机电式、光电式、机械液压式、智能式和磁振声学式，校准用声级发生器、绝缘电阻测试仪、热电偶、假人和标准衡器；按准确程度可分为：精密声学（流量、气体分析、速度）仪器，普通材料分析仪器，数据采集仪器等；按价值分为：昂贵精密型（海拔仓、EMC和NVH实验间等），价格中等型（转鼓试验台等）和常规型（高低温试验室等）。因此，根据用途范围研制与产品性能不确定度匹配的仪器设备，根据仪器设备技术管理员的能力，使用相应测量不确定度仪器设备测量与之匹配的精致汽车产品，不要错用、误用仪器设备。按照操作规程使用各种传感器等以防不规范性操作，特别重视贵重仪器设备、电气仪器仪表的正确使用范围、连接方法、接地方式和量程，仪器设备的量程、计量单位与产品技术性能参数不确定度协调一致，才能保证使用安全、降低误差、损坏率和成本，发挥仪器设备综合技术性能进步的全部科学作用，逐渐减少进口与国产汽车性价比不匹配的昂贵测试仪器设备总成、数量和资金，重视使用国内、国际先进技术性能的多功能测试仪器设备，科学利用和维护国家检测实验室的校准研发功能，发挥科技引领作用。

4、结论

本文技术分析了开展商用车和挂车前后下部防护静态和动态试验关系研究的重要性，制定客车前防护法规的急迫性，减少性能差材料用量和成本核算，高效利用实验室前后防护试验平台检测车辆车架强度和静态制动力，能有效提高车辆安全技术性能。研制和设计多技术功能高精度测量仪和标准物质，促进汽车安全环保科技理论进步，保证仪器设备校准和计量检定技术升级。

参考文献

[1] http://www.lib.sjtu.edu.cn/.

[2] 魏帮顶编,现代汽车安全技术[M].北京:北京理工大学出版社,2012:1-209.

[3] 钱宇彬,胡宁.现代汽车安全技术[M].上海:上海交通大学出版社,2006:1-223.

[4] 中国汽车技术研究中心,中国重型汽车集团有限公司等起草.GB 26511-2011 商用车前下部防护要求[S].中国标准出版社出版发行，2012:1-9.

[5] 中国汽车技术研究中心,长春汽车研究所等起草,GB 11567.1-2001 汽车和挂车侧面防护要求[S].GB 11567.2-2001 汽车和挂车后下部防护要求[S].中国标准出版社出版发行，2002:1-4.

[6] 公安部交通管理科学研究所,交通运输部公路科学研究院等起草.GB 7258-2012 机动车运行安全技术条件[S].中国标准出版社出版发行,2012:16-23.

Developing Comprehensive Test Instruments for Protection and Braking Force of Commercial Vehicles and Trailers

Wei Zhaoping
（Automotive Testing and Researching Institute of China Automotive Technology & Research Center, Tianjin 300300）

Abstract:In order to improve utilization efficiency and accuracy of the vehicle LAB and instrument and equipment, which needs developing multifunction test instruments for truck's and trailer's underrun protection and static braking force, testing strength of front-lateral-rear protection devices and frame and static longitudinal braking force, to resolve questions of heavy vehicles static braking force measuring least and equipment shortage and expensive, to improve vehicle's tires performance and dynamic security; to reduce risk of investment and traffic accident rate, to ensure safety for technician and vehicles and transportion goods of dangerous and expensive.

Keywords:Safety protection device; Strength; Static braking force; Multifunction measuring instruments; Calibration accuracy

作者简介：魏兆平，高级工程师，就职于中国汽车技术研究中心，主要从事实验室校准试验政策研究，新能源电动汽车隔声、隔热和制动等环保新材料理化性能分析等工作。

中图分类号［1］：U467

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2015)10-96-03