軸重和制動(dòng)力測試臺的對比分析

軸重和制動(dòng)力測試臺的對比分析

制動(dòng)力測試臺的配置不合理發(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，在對動(dòng)力斗爭性能的年檢驗(yàn)中，對動(dòng)力斗爭性能的測試是一項(xiàng)重要的檢測內(nèi)容。目前,大多縣市級農(nóng)機(jī)監(jiān)理部門已配置了拖拉機(jī)檢測線,但由于選用的制動(dòng)力測試臺不同,導(dǎo)致測試的結(jié)果存在差異。本文對常用于檢測線中的滾筒式制動(dòng)力測試臺和搓板式制動(dòng)力測試臺的差異進(jìn)行分析。1制動(dòng)性能的檢測制動(dòng)性能的檢測方法可分為路試和臺試。路試使用的主要儀器有五輪儀、非接觸式車速儀和制動(dòng)特性測試儀;臺試使用的設(shè)備有反力式或慣性式制動(dòng)測試臺。路試法雖然簡便、直觀,且不需要大型設(shè)備和占用廠房,但是只能測出整車的制動(dòng)性能,而且制動(dòng)距離的長短和制動(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,對輪胎有較大的磨損,且需消耗一定的燃料;對全車各機(jī)件都有一定程度的損壞,還受到氣候條件、場地的限制且有造成事故的危險(xiǎn)。臺試法是采用制動(dòng)測試臺來檢測車輛的制動(dòng)性能。由于制動(dòng)測試臺能迅速、準(zhǔn)確地檢測制動(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,因而臺試法已成為檢測車輛制動(dòng)性能的常用方法。反力式制動(dòng)測試臺以各輪最大制動(dòng)力、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間為主要檢測參數(shù),并能方便地記錄制動(dòng)全過程,它測試條件穩(wěn)定,重復(fù)性好,結(jié)構(gòu)簡單,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、車輛檢測中心和汽車運(yùn)輸部門等。滾筒式制動(dòng)力測試臺和搓板式制動(dòng)力測試臺均屬反力式制動(dòng)測試臺。2反重力推動(dòng)測試站工作原理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)測試臺,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。測試時(shí)將車輛開到測試臺上,使車輪處于兩對滾筒之間。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),通過測力裝置,便可測量顯示出制動(dòng)力的數(shù)值,見圖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)力測試臺,由軸重臺、制動(dòng)臺、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)力測試臺表面為棱狀搓板,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,最后通過打印機(jī)輸出,見圖2。3兩種試驗(yàn)方法的差異分析3.1制動(dòng)臺玄武直徑測試的條件分析滾筒式測試臺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——被測試車輪所受的制動(dòng)力矩N1、N2——前、后滾筒對被測試車輪的法向反力F1、F2——前、后滾筒與車輪間的切向力,即制動(dòng)力Gk——被測試車輪的輪荷φ——車輪與滾筒間的附著系數(shù)Fmax——測試臺可能測得的最大制動(dòng)力α0——安置角L——前、后滾筒中心距D——車輪直徑d——制動(dòng)臺滾筒直徑測試時(shí),將制動(dòng)踏板踩到底,則由式(4)可知:影響測試臺測試制動(dòng)力的因素包括測試車輪輪荷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)測試臺,滾筒中心距離L一般都不能調(diào)整,而制動(dòng)臺滾筒直徑是不變的,由式(5)可知:車輪直徑越小,則安置角越大,若測量輪胎半徑不同的拖拉機(jī)及農(nóng)用運(yùn)輸車,則測得的制動(dòng)力會受到安置角的影響,必定出現(xiàn)誤差,將影響制動(dòng)測量精度。另外,測試時(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),車輪將離開左滾筒,見圖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,會使車輪在右滾筒上產(chǎn)生向上浮動(dòng)和滑移,使測得的制動(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)測試臺,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制動(dòng)力檢測結(jié)果產(chǎn)生影響,故其測試精度高。3.2滾動(dòng)軸承的影響滾筒式制動(dòng)測試臺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)測試臺,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,能測得的最大制動(dòng)力較大,測試精度提高。3.3移動(dòng)平臺檢測平臺設(shè)計(jì)的必要性見圖2滾筒式制動(dòng)測試臺有一套較為復(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)檢測線的布置。由于搓板式制動(dòng)測試臺結(jié)構(gòu)簡單,垂直高度僅100mm,質(zhì)量很小,安裝在移動(dòng)平臺上,使平臺總高度較低,降低了移動(dòng)平臺液壓舉升系統(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起落架上的測試誤差因搓板式制動(dòng)力測試臺本身有一定的高度(100mm),安裝在移動(dòng)平臺上時(shí)有300～400mm,拖拉機(jī)通過導(dǎo)引板爬上測試平臺,處于測試臺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)的測試狀態(tài)不同于行駛狀態(tài),從而可能造成測試誤差。3.4.1根據(jù)測試結(jié)果的發(fā)生由于測試臺距地面有一定的高度,因而在測試拖拉機(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%。在測試臺高度已定的情況下,車的重心越高,測試誤差越大;而軸距越大,重心距被測輪越近,則測試誤差越小。3.4.2軸荷誤差的情況搓板式制動(dòng)測試臺,在滑板的附著系數(shù)一定的條件下,所測制動(dòng)力的大小與被測輪的輪荷成正比,所以,當(dāng)軸荷產(chǎn)生誤差時(shí),所測的制動(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地面測試試驗(yàn)將被測車置于同一測試臺,分別使測試臺的工作面高出地面100mm及與地面平齊重復(fù)測試。經(jīng)過對各種車型的大量試驗(yàn),其軸重及制動(dòng)力測試的誤差值均在2%以內(nèi)。3.4.4解決測量誤差問題的方法(1)調(diào)整軟件在已開發(fā)的移動(dòng)式拖拉機(jī)檢測線測試軟件中修正,證明是可行的。(2)通過延長導(dǎo)板，摩擦板制成的動(dòng)態(tài)測試平臺與地面幾乎一致固定式檢測線可直接將測試平臺與地面做平。4試臺形式不同(1)滾筒式制動(dòng)力測試臺和搓板式制動(dòng)力測試臺無論是在結(jié)構(gòu)與