軸重和制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)的對(duì)比分析

軸重和制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)的對(duì)比分析

制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)的配置不合理發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)性能直接影響駕駛的安全。很多機(jī)器事故是由剎車性能的差決定的。因此，在對(duì)動(dòng)力斗爭(zhēng)性能的年檢驗(yàn)中，對(duì)動(dòng)力斗爭(zhēng)性能的測(cè)試是一項(xiàng)重要的檢測(cè)內(nèi)容。目前,大多縣市級(jí)農(nóng)機(jī)監(jiān)理部門(mén)已配置了拖拉機(jī)檢測(cè)線,但由于選用的制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)不同,導(dǎo)致測(cè)試的結(jié)果存在差異。本文對(duì)常用于檢測(cè)線中的滾筒式制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)和搓板式制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)的差異進(jìn)行分析。1制動(dòng)性能的檢測(cè)制動(dòng)性能的檢測(cè)方法可分為路試和臺(tái)試。路試使用的主要儀器有五輪儀、非接觸式車速儀和制動(dòng)特性測(cè)試儀;臺(tái)試使用的設(shè)備有反力式或慣性式制動(dòng)測(cè)試臺(tái)。路試法雖然簡(jiǎn)便、直觀,且不需要大型設(shè)備和占用廠房,但是只能測(cè)出整車的制動(dòng)性能,而且制動(dòng)距離的長(zhǎng)短和制動(dòng)減速度的大小,往往受駕駛員操作方法、路面狀況和行駛條件的影響;無(wú)法檢查和控制踏板上的作用力;不易確切判斷不合格車輛的故障所在部位,對(duì)輪胎有較大的磨損,且需消耗一定的燃料;對(duì)全車各機(jī)件都有一定程度的損壞,還受到氣候條件、場(chǎng)地的限制且有造成事故的危險(xiǎn)。臺(tái)試法是采用制動(dòng)測(cè)試臺(tái)來(lái)檢測(cè)車輛的制動(dòng)性能。由于制動(dòng)測(cè)試臺(tái)能迅速、準(zhǔn)確地檢測(cè)制動(dòng)性能,且經(jīng)濟(jì)、安全,不受氣候條件限制,試驗(yàn)重復(fù)性好,并能定量地指示出各輪的制動(dòng)力或制動(dòng)距離,因而臺(tái)試法已成為檢測(cè)車輛制動(dòng)性能的常用方法。反力式制動(dòng)測(cè)試臺(tái)以各輪最大制動(dòng)力、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間為主要檢測(cè)參數(shù),并能方便地記錄制動(dòng)全過(guò)程,它測(cè)試條件穩(wěn)定,重復(fù)性好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,所需驅(qū)動(dòng)力小,制造和試驗(yàn)成本低,廣泛應(yīng)用于車輛監(jiān)理部門(mén)、車輛檢測(cè)中心和汽車運(yùn)輸部門(mén)等。滾筒式制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)和搓板式制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)均屬反力式制動(dòng)測(cè)試臺(tái)。2反重力推動(dòng)測(cè)試站工作原理2.1文車黨懸架為車輪制動(dòng)的車輪和車輪注滾筒式制動(dòng)測(cè)試臺(tái),主要由制動(dòng)力承受裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和制動(dòng)力指示裝置等基本部分組成。測(cè)試時(shí)將車輛開(kāi)到測(cè)試臺(tái)上,使車輪處于兩對(duì)滾筒之間。滾筒在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng),相當(dāng)于車不動(dòng),路以一定速度在移動(dòng),然后對(duì)車輪采取制動(dòng),車輪的制動(dòng)力作用在滾筒上,該力與滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。此時(shí),與滾筒相連的減速器(扭力箱)在反作用力矩的作用下發(fā)生一定程度的反轉(zhuǎn),通過(guò)測(cè)力裝置,便可測(cè)量顯示出制動(dòng)力的數(shù)值,見(jiàn)圖1。2.2制動(dòng)鼓和制動(dòng)蹄片之間的關(guān)系搓板式制動(dòng)力測(cè)試臺(tái),由軸重臺(tái)、制動(dòng)臺(tái)、液壓電器控制站、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和打印機(jī)等組成。制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)表面為棱狀搓板,以增加與輪胎接觸的附著力;搓板下方裝有液壓缸及壓力傳感器,測(cè)試時(shí)將拖拉機(jī)后輪駛到搓板上,脫擋并進(jìn)行制動(dòng)。在液壓缸的驅(qū)動(dòng)下迫使搓板向后移動(dòng),搓板驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng),使制動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生打滑,此時(shí)壓力傳感器上所反映的力就是車輛的制動(dòng)力,即制動(dòng)鼓與制動(dòng)蹄片之間的摩擦力。所測(cè)得的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)可判斷制動(dòng)力是否合格,最后通過(guò)打印機(jī)輸出,見(jiàn)圖2。3兩種試驗(yàn)方法的差異分析3.1制動(dòng)臺(tái)玄武直徑測(cè)試的條件分析滾筒式測(cè)試臺(tái)上車輪是與前后滾筒同時(shí)接觸,存在著兩個(gè)接觸面,其制動(dòng)平衡條件下的受力狀況見(jiàn)圖3。由∑x=0(N1-N2)sinα0+(F1+F2)cosα0=0(1)∑y=0(N1+N2)cosα0-(F1-F2)sinα0-Gk=0(2)MT?(F1+F2)D2=0ΜΤ-(F1+F2)D2=0(3)得Fmax=(N1+N2)φ=2Gkφsinα0(1+φ2)sin(2α0)=Gkφ(1+φ2)cosα0(4)得Fmax=(Ν1+Ν2)φ=2Gkφsinα0(1+φ2)sin(2α0)=Gkφ(1+φ2)cosα0(4)α0=arcsinLD+dLD+d(5)式中MT——被測(cè)試車輪所受的制動(dòng)力矩N1、N2——前、后滾筒對(duì)被測(cè)試車輪的法向反力F1、F2——前、后滾筒與車輪間的切向力,即制動(dòng)力Gk——被測(cè)試車輪的輪荷φ——車輪與滾筒間的附著系數(shù)Fmax——測(cè)試臺(tái)可能測(cè)得的最大制動(dòng)力α0——安置角L——前、后滾筒中心距D——車輪直徑d——制動(dòng)臺(tái)滾筒直徑測(cè)試時(shí),將制動(dòng)踏板踩到底,則由式(4)可知:影響測(cè)試臺(tái)測(cè)試制動(dòng)力的因素包括測(cè)試車輪輪荷Gk、車輪與滾筒間的附著系數(shù)φ和安置角α0?，F(xiàn)有的滾筒式制動(dòng)測(cè)試臺(tái),滾筒中心距離L一般都不能調(diào)整,而制動(dòng)臺(tái)滾筒直徑是不變的,由式(5)可知:車輪直徑越小,則安置角越大,若測(cè)量輪胎半徑不同的拖拉機(jī)及農(nóng)用運(yùn)輸車,則測(cè)得的制動(dòng)力會(huì)受到安置角的影響,必定出現(xiàn)誤差,將影響制動(dòng)測(cè)量精度。另外,測(cè)試時(shí)滾筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)車輪抱死時(shí),左邊滾筒與車輪產(chǎn)生摩擦力F1,其水平分力F1x勢(shì)必將車輪推向右邊;與此同時(shí),右邊滾筒與車輪摩擦產(chǎn)生的水平分力F2x,要把車輪引向右邊滾筒上。當(dāng)F1、F2達(dá)到某一值時(shí),車輪將離開(kāi)左滾筒,見(jiàn)圖4,其摩擦力的平衡方程為{F2x=F2cosα?N′2sinαF2y=F2sinα+N′2cosα?Gk{F2x=F2cosα-Ν′2sinαF2y=F2sinα+Ν′2cosα-Gk由以上兩式分析,如果F2x>0,F2y>0,會(huì)使車輪在右滾筒上產(chǎn)生向上浮動(dòng)和滑移,使測(cè)得的制動(dòng)力小于實(shí)際制動(dòng)力,將合格判斷為不合格。而搓板式制動(dòng)測(cè)試臺(tái),其承載面為搓板式,因而Fmax=Gkφ,不受輪胎直徑大小的影響,也不存在因安置角不同而對(duì)制動(dòng)力檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響,故其測(cè)試精度高。3.2滾動(dòng)軸承的影響滾筒式制動(dòng)測(cè)試臺(tái)所模擬的路面接觸條件與實(shí)際狀況有較大的差異。滾筒與車輪的接觸面積,毫無(wú)例外的都小于車輪與平坦路面的接觸面積。輪胎比壓大約增大30%～40%(取決于滾筒的直徑與間距)。從而在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)阻力增加,同時(shí)附著系數(shù)下降。搓板式制動(dòng)測(cè)試臺(tái),其搓板承載面和輪胎的接觸狀況與地面和輪胎的實(shí)際接觸狀況更接近,同時(shí)因?yàn)榇臧宓淖饔?表面附著系數(shù)大,能測(cè)得的最大制動(dòng)力較大,測(cè)試精度提高。3.3移動(dòng)平臺(tái)檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)的必要性見(jiàn)圖2滾筒式制動(dòng)測(cè)試臺(tái)有一套較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),大都是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒及減速機(jī)構(gòu),然后帶動(dòng)扭力桿,再轉(zhuǎn)換到測(cè)量機(jī)構(gòu),造價(jià)較高。質(zhì)量大,體積大,不利于移動(dòng)檢測(cè)線的布置。由于搓板式制動(dòng)測(cè)試臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,垂直高度僅100mm,質(zhì)量很小,安裝在移動(dòng)平臺(tái)上,使平臺(tái)總高度較低,降低了移動(dòng)平臺(tái)液壓舉升系統(tǒng)的要求,使移動(dòng)更靈活,安全性更高。同時(shí)耗電小、省去了滾筒式制動(dòng)臺(tái)的兩個(gè)大電機(jī),耗電量約為滾筒式的1%。3.4起落架上的測(cè)試誤差因搓板式制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)本身有一定的高度(100mm),安裝在移動(dòng)平臺(tái)上時(shí)有300～400mm,拖拉機(jī)通過(guò)導(dǎo)引板爬上測(cè)試平臺(tái),處于測(cè)試臺(tái)上的輪軸中心線和處于地面上的輪軸中心線組成的平面,與地面形成一定的傾角,致使拖拉機(jī)的測(cè)試狀態(tài)不同于行駛狀態(tài),從而可能造成測(cè)試誤差。3.4.1根據(jù)測(cè)試結(jié)果的發(fā)生由于測(cè)試臺(tái)距地面有一定的高度,因而在測(cè)試拖拉機(jī)的軸荷時(shí)使拖拉機(jī)四輪所在的平面與地面形成一定的傾角。由于車輛的重心偏移,從而導(dǎo)致軸荷的重新分配,使得所測(cè)軸荷總是小于實(shí)際軸荷,據(jù)實(shí)際車型計(jì)算,該誤差一般小于或等于2%。在測(cè)試臺(tái)高度已定的情況下,車的重心越高,測(cè)試誤差越大;而軸距越大,重心距被測(cè)輪越近,則測(cè)試誤差越小。3.4.2軸荷誤差的情況搓板式制動(dòng)測(cè)試臺(tái),在滑板的附著系數(shù)一定的條件下,所測(cè)制動(dòng)力的大小與被測(cè)輪的輪荷成正比,所以,當(dāng)軸荷產(chǎn)生誤差時(shí),所測(cè)的制動(dòng)力也將產(chǎn)生同樣的誤差,即誤差小于或等于2%。所測(cè)得制動(dòng)力總是小于其實(shí)際值,但誤差值在2%以內(nèi)。3.4.3地面測(cè)試試驗(yàn)將被測(cè)車置于同一測(cè)試臺(tái),分別使測(cè)試臺(tái)的工作面高出地面100mm及與地面平齊重復(fù)測(cè)試。經(jīng)過(guò)對(duì)各種車型的大量試驗(yàn),其軸重及制動(dòng)力測(cè)試的誤差值均在2%以內(nèi)。3.4.4解決測(cè)量誤差問(wèn)題的方法(1)調(diào)整軟件在已開(kāi)發(fā)的移動(dòng)式拖拉機(jī)檢測(cè)線測(cè)試軟件中修正,證明是可行的。(2)通過(guò)延長(zhǎng)導(dǎo)板，摩擦板制成的動(dòng)態(tài)測(cè)試平臺(tái)與地面幾乎一致固定式檢測(cè)線可直接將測(cè)試平臺(tái)與地面做平。4試臺(tái)形式不同(1)滾筒式制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)和搓板式制動(dòng)力測(cè)試臺(tái)無(wú)論是在結(jié)構(gòu)與