全液压牵引式驻车制动性能检测装置研制

陈建豪 理康 陈子望

摘 要：通过对机动车驻车性能路试检验原理的分析研究，对牵引式驻车制动性能检验的3种检验方法进行比较分析，得出不同检验方法的优缺点。根据车辆在坡道上驻车制动时原理与受力分析，研制开发一种全液压智能化牵引式驻车制动性能检测装置。本文描述全液压智能化牵引式驻车制动性能检测装置的原理、结构及实施方法，该检测装置具有使用方便、占地面积小、测量准确、数据稳定无波动、安装方便以及故障率较低等特点，是坡道驻车制动检验方式的一种新型替代装置。

关键词：驻车制动；检验原理；牵引法；全液压；检测装置

文献标志码：A 文章编号：1674-5124（2017）12-0084-04

Abstract： Based on the analysis and study of the test principle of an automobile parking brake performance testing device， comparative analysis is carried out for three methods used for the testing of the parking brake performance testing device of traction type and the advantages and disadvantages of the methods are obtained. According to the parking braking principle， when an automobile is parked on a ramp and force analysis， a parking brake performance testing device of full hydraulic intelligent traction type is developed. The paper describes the principle， structure and implementation method of parking brake performance testing device of the full hydraulic intelligent traction type. This testing device， with the characteristics of simple operation， small land occupation， accurate measurement， stable data without fluctuation， easy installation and low failure rate， is a new alternative ramp parking brake testing device.

Keywords： parking brake； testing principle； traction type； full hydraulic； testing device

0 引 言

机动车驻车制动性能是确保车辆安全运行的基本功能，驻车制动性能检验是机动车安全技术检验和综合性能检验的重要检验项目之一。根据GB 7258——2012《机动车运行安全技术条件》[1]、GB 21861——2014《机动车安全技术检验项目和方法》[2]和GB 18565——2016《道路运输车辆综合性能要求和检验方法》[3]等标准的规定，机动车驻车制动性能检验有台架检验和路试检验两类方法。目前机动车安全性能的检测机构及综合性能检测机构对车辆驻车制动性能检验主要采用如下方法：对于能够上检测线的车辆采用制动检验台进行台架检验；对于无法上制动检验台及对台架检验结果有异议的车辆，采用驻车坡道路试检验；在不具备驻车坡道的情况下，可参照相关标准使用符合规定的仪器检验驻车制动性能。

使用符合规定的仪器实际就是参考QC/T 569——1999《汽车驻车制动试验方法》[4]标准采用牵引力法检验汽车驻车制动性能。对于该试验方法，吴云强[5]、杨仁明[6]、于浩淼[7]、苏建[8]、王瑛[9]、王晓春[10]等均有研究，但只涉及手动（电动）葫芦拖曳法、蜗轮蜗杆机械牵引法等，本文所述全液压智能化牵引法尚未涉及。为了代替目前的驻车检验坡道，本文详细分析了驻车性能坡道检验的受力原理与受力情况，进而研制开发一种全液压驻车制动性能牵引力检测装置，对全液压智能化牵引式驻车制动性能检测装置的原理、結构及实施方法等进行了详细描述。

1 驻车性能路试检验原理

当采用驻车坡道检验车辆驻车制动性能时，将车辆停驻在坡道上时，车辆的整车重力G可分解成垂直于坡道的力F1和平行于坡道的力F2。其重力分解图如图1所示[7]。

根据重力分解原理，待检车辆可按照国家标准规定的驻车检验坡道的坡度和其车重计算F2。如驻车检验坡道的坡度为20%，其计算公式为[5]

F2=■（1）

式中：F2——平行于坡道的重力分量，N；

G——车辆的整车重力，N。

车辆坡道检验时，当车辆的实际驻车制动力大于等于F2时，车辆就能停驻在坡道上；反之，小于F2时，车辆就会下滑。

据此原理，可将坡道检验转换为平坦路面检验，这就是采用牵引法检验驻车制动性能的原理所在。牵引法驻车制动性能检验的主要工作原理是通过牵引力发生装置，对被检车辆（已启动驻车制动装置）施加一匀速变化的牵引力，通过测力传感器测得牵引力，当达到标准规定坡度值对应的F2时，车辆如保持静止不动则为合格，车辆如在达到F2前发生滑动则为不合格[6]。

2 不同驻车性能牵引检验方法的优劣比较

牵引法驻车制动性能检验是通过牵引力发生装置，将检验过程转化为平坦路面检验（见图2）[7]。采用牵引法检验驻车制动性能不需要建设坡道，在平地上就可以进行检测，省去了建设坡道的场地和费用，避免了坡道检验和台架检验的不足，不受车辆轴距过长、质量过大等因素的限制，能够满足各种类型机动车（包括无法上制动检验台和检验坡道的车辆）的检验要求。驻车制动检测场地在不进行检测时还可以用作他用，提高了场地的利用效率。目前常用的牵引方法主要有3种，即手动（电动）葫芦拖曳法、蜗轮蜗杆机械牵引法和液压传动牵引法。

2.1 手动（电动）葫芦拖曳法

手动（电动）葫芦拖曳法是采用手动或电动方法，通过手动（电动）葫芦对车辆施加牵引力进行检验，通过测力传感器采集牵引力[8]。该试验装置虽然结构简单、成本低、体积小、质量小，但通过葫芦加载时升降不方便，受力不稳定，特别是采用手动加载时还有一定的安全隐患，目前市面上应用很少。

2.2 蜗轮蜗杆机械牵引法

蜗轮蜗杆机械牵引法是采用电机通过蜗轮蜗杆机械加载，并调节加载装置的前后上下移动，以达到对车辆施加牵引力的目的。该试验装置主要组成部分有机械固定底座、上下位置调整蜗轮蜗杆、拉力蜗轮蜗杆、测力传感器、加载电机及减速机等[7]。该装置具有操作简单、安装方便等特点，但该方法采用蜗轮蜗杆加载，存在数据不太稳定，易跳动，且蜗轮蜗杆长期使用易腐蚀生锈等缺点。

2.3 液压传动牵引法

液压传动牵引式驻车制动性能检测装置采用液压传动的方法对车辆施加牵引力进行检验，除具备前两种方法所具有的安装使用方便、占地面积小的优点外，由于采用液压泵站，传输力持久而且平稳，从而能够准确测量，获得的数据稳定且没有波动，同时极少发生故障，可用于机动车检测机构、事故车辆鉴定、汽车修造厂等，值得推广使用。

3 牽引法驻车制动性能检测装置的原理及结构

3.1 牵引法驻车制动性能检测装置的原理

牵引法驻车制动性能检测装置是通过牵引力发生装置，对被检车辆施加一匀速变化的牵引力，通过测力传感器测得的牵引力结合车辆的总质量，就可以计算得到国家标准中坡道检验所要求的驻车坡度[9-10]。其计算公式如下：

θ=■×100%或θ=tanarcsin■×100%

（2）

式中：θ——驻车坡道坡度，%；

F——牵引力，N；

m——被检车辆质量，kg；

g——重力加速度，m/s2。

3.2 牵引法驻车制动性能检测装置的结构[11]

根据上述原理，新研制的全液压智能化牵引式驻车制动性能检测装置主要由5部分组成：固定底座、液压垂直升降装置、液压牵引力发生装置、测力传感器和智能化数据显示与控制处理单元。检测装置结构示意及总体框图如图3～图4所示，具有以下特点：

1）固定底座为全框架三角式支撑结构，牢固、安全、可靠，强度高。

2）液压垂直升降装置与液压牵引发生装置通过液压泵站提供持久、平稳的力的传输，牵引力可根据客户要求在制造设备时设定量程。

3）测力传感器选用弹性体合金材质，既有刚度保证形变一致及形变恢复，又有良好的防腐性能，同时也能够精确传递受力信息，并保持在相同受力时的形变一致性和完全复位性。

4）智能化数据显示与控制单元包括可编程序控制器，液晶触摸显示仪表，可控制编码器，检测时不但能直观地显示检测结果，而且还能通过数据控制系统打印检测数据，并将检测结果发送至联机的电脑等联网设备。

5）此检测装置不受车辆轴距长短、载重量等因素的限制，可覆盖所有车型；同时还具有使用方便、占地面积小、测量准确、价格便宜、使用安全等特点。

该检测装置总体框图如图4所示。

现结合图2～图4对牵引法检测装置驻车性能检测方法作如下说明[12]：

1）将被测车辆停至驻车制动检测装置前指定位置，车辆空载，拉起手刹，将车辆的挂钩与测力传感器用钢丝绳连接，启动驻车制动检测装置，调节液压垂直升降系统，使传感器与车辆挂钩在同一水平线上，锁紧升降滑块。

2）操作液晶触摸显示仪表，将其切换到驻车制动检测方式，输入车牌信息、整车质量、坡度系数等，按压测力钮，对车辆施加牵引力，仪表显示值为当前值及最大值，按标准规定加到该车辆整车质量的20%或15%（总质量为整备质量的1.2倍以下的机动车）时，被测车辆仍保持静止，则达到国家标准的要求，反之为不合格[11]。在检测时当仪表显示制动力的最大值超过检测阀值时，检测装置将发出声光提示报警且自动停止加力。该装置提高了检测过程中的安全性，避免了过高的牵引力对被检车辆的潜在损伤。

3）保存并打印检测结果，将被测车辆的信息与检测的结果发送至联网设备。

4）如需检测车辆的最大实际驻车拉力，可先清除检测阀值，对车辆施加牵引力，当车辆开始移动时仪表显示值即为最大值牵引力F，并可按式（2）计算实际驻车坡度。

4 牵引法驻车制动性能检测实施效果

按前文所述方法，通过实际检测对几种车型进行驻车制动性能测试，与线内滚筒式制动检验台及坡道的测试结果进行比较，基本一致[7]。一是通过制动检验台和牵引法检测装置，对于车辆的驻车制动在同一状态时（原正常运行状态、调松至合格值临界状态和不合格状态）的测试结果和变化趋势基本一致。二是对线内设备无法测试的车辆，如四驱车、多轴车、超重车，也可使用牵引方法进行测试。三是针对车辆后轴轴重明显轻于前轴轴重的小型货车，用制动台测后轴驻车制动时，易出现误判现象（目前通常采用在车厢后部加载物或人，加载质量不计入后轴重，但该方法值得商榷），用牵引法则能很好解决此问题，可直接得到测试结果。四是通过本文所述方法不仅能够满足空载状态下的驻车制动性能测试，还可满足满载状态下的驻车制动性能测试，且能满足驻车制动的最大制动力测量，这也是目前坡道试验和制动台检验难以做到的[5]。具体测试数据见表1。

5 结束语

本文所研制的全液压智能化牵引式驻车制动性能检测装置已通过江苏省汽车检测设备计量检定站计量检定合格，用于江苏省内二十多家车检机构，并均取得江苏省质量技术监督局计量认证认可。虽然包含牵引法驻车制动性能检验方法的QC/T 569——1999《汽车驻车制动试验方法》标准已作废并无替代，但牵引法驻车制动性能检验方法已纳入到新起草的GB/T××××《汽车驻车制动性能试验方法》国家标准中，并于2016年1月在海南三亚通过了全国机动车运行安全技术检测设备标准化技术委员会（TC364）组织的标准审定，上报国标委待批。因此，本文所述全液压智能化牵引式驻车制动性能检测装置将是坡道驻车制动检验方式的一种切实有效的新型替代装置。

参考文献

[1] 机动车运行安全技术条件：GB 7258-2012[S]. 北京：中国质检出版社，2012.

[2] 机动车安全技术检验项目和方法：GB 21861-2014[S]. 北京：中国质检出版社，2014.

[3] 道路运输车辆综合性能要求和检验方法：GB 18565-2016[S]. 北京：中国质检出版社，2016.

[4] 汽车驻车制动试验方法：QC/T 569-1999[S]. 北京：中国计划出版社，1999.

[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] 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.

[7] 于浩淼，徐弢，高文翔，等. 一种驻车制动性能检验装置的研制[J]. 自动化仪表，2011，32（12）：72-74.

[8] 苏建，金玉涛. 利用移动式驻车制动力检验台检测机动车驻车性能的可行性研究（测试）报告[J]. 汽车与安全，2014（3）：100-106.

[9] 王瑛，郭清胜，王延年，等. 用牵引法检测汽车驻车制动性能的试验研究[J]. 东北汽车运输，1992（3）：35-38.

[10] 王晓春.牵引法在汽车驻车制动性能中的检测与应用[J].

黑龙江科技信息，2004（12）：72.

[11] 陈建豪，理康，朱戴均. 一种全液压智能化牵引式驻车制动性能检测装置：201520649828.X[P]. 2016-01-20[2017-01-15].

[12] 戴晓锋. 驻车制动性能路试检验作业指导书[J]. 汽车与安全，2014（9）：116-121.

（编辑：徐柳）