魏兆平（中國汽車技術研究中心汽車試驗研究所，天津 300300）

商用車和掛車防護及制動力綜合測試儀研制

魏兆平
（中國汽車技術研究中心汽車試驗研究所，天津 300300）

摘 要：為了提高汽車實驗室和儀器設備利用效率及準確性，需研制貨車和掛車防護及靜態(tài)制動力多功能測試儀，檢測前和側后防護裝置、車架強度及靜態(tài)縱向制動力，解決重型汽車靜態(tài)制動力測量少、設備短缺和昂貴問題，提高汽車輪胎性能和動態(tài)安全性；減少投資風險和交通事故率，保證技術員、車輛和危險及貴重運輸物資安全。

關鍵詞：安全防護裝置；強度；靜態(tài)制動力；多功能測試儀；校準準確度

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

汽車產(chǎn)業(yè)試驗儀器設備復雜且多數(shù)依賴進口，價格貴重且大部分功能單一，檢驗項目多且實驗費高是目前束縛汽車工程發(fā)展壯大和標準進步的絆腳石。隨著國際貿(mào)易和交通運輸?shù)陌l(fā)展壯大，貨車、專用車、牽引車和掛車組成的汽車列車因機動靈活、載質(zhì)量利用系數(shù)高、百公里油耗低和污染物排放少，客車載客量多且人均耗油和污染少，因而在國家一帶一路經(jīng)濟建設中起著舉足輕重的作用。為了保證駕乘人員、車輛、運輸物資和行人的安全，要研究、分析GB 11567.(1～2)-2001汽車和掛車側面/后下部防護要求系列、GB 26511-2011商用車前下部防護要求、GB 12676-2014商用車輛和掛車制動系統(tǒng)技術要求及試驗方法、GB 7258-2014機動車運行安全技術條件等安全技術［2］法規(guī)和GB/T 26778-2011汽車列車性能要求及試驗方法安全標準，思想待測參數(shù)間的物理關系和所需儀器設備功能，利用目前后下部防護試驗臺進行靜態(tài)車架強度、制動力測量，填補了實驗室無法測量汽車縱向靜態(tài)制動力的空白，研制汽車防護、靜態(tài)車架強度和制動力多功能測試儀等進行復合研發(fā)驗證試驗，將成為提升汽車安全環(huán)?？萍紕?chuàng)新水平和降低成本的首要任務。研制多功能性能測試儀和汽車標準物質(zhì)不僅能提高安全實驗研究水平、品牌產(chǎn)品技術品質(zhì)和盈利能力，還能降低實驗室及進口昂貴儀器設備閑置率、投資風險及成本。追加安全系統(tǒng)研發(fā)、設計、檢測和創(chuàng)造能力，儀器設備量值溯源、校準和計量檢定能力。

1、安全防護的重要性

安全性是汽車最重要技術性能之一，科研人員理論研究與研發(fā)試驗結合制定了很多技術法規(guī)和標準，設計了很多安全實驗室，利用它們認真工作提高了安全性，減少了各種安全事故引起的人員傷亡和損失。因技術法規(guī)和標準與國家發(fā)展狀況存在不協(xié)調(diào)性，人為、機械、電子、電氣、電器等缺陷和超期超載使用，各種類型、級別的故障和交通事故時有發(fā)生。重視現(xiàn)代汽車安全研究、設計、檢測和檢查是非常重要的課題，特別是高效充分挖掘和利用現(xiàn)有的實驗室和儀器設備性能，發(fā)揮各級工程技術人員聰明才智和參閱參考文獻新安全理論［3］發(fā)明書籍，群策群力檢測和檢查更多重要和關鍵汽車安全技術性能參數(shù)，實現(xiàn)檢測值與設計值的吻合并符合技術法規(guī)的要求。商用客車、貨車、越野車、掛車和專用車經(jīng)常載運乘客、貴重物資、易燃易爆危險品和在特殊環(huán)境工作等，采用前后下部和側面安全防護杜絕安全事故發(fā)生是必須的。它能保證駕駛安全還可保護乘客、行人、車輛各系統(tǒng)和運輸物資免受損壞，降低了安全事故率、經(jīng)濟損失和材料成本。市場安全監(jiān)督、檢測、檢查和校準決不可掉以輕心，科學設計會提高下防護部件材料性能和強度還可減輕車重，開展商用車、掛車的動態(tài)和靜態(tài)安全技術防護關系研究，抓住關鍵提升汽車智能控制能力是很重要的。

1.1 商用車前防護［4］

商用車和越野車前防護保險杠能減輕沖擊，保護駕乘人員、運輸品和底盤性能的安全，保證行人和其它車輛的安全。因此，設計新型高強度前防護保險杠、支撐裝置、計算質(zhì)量、安裝強度、彈性模量、彎矩和位移，繪制前保險杠加力點單位面積承載力與汽車設計總質(zhì)量關系曲線，研究前防護保險杠安裝位置、強度和材料形狀、變形量和性能，不僅能有效減輕保險杠重量還可減小風阻及碰撞事故損失，提高了材料強度、彈性和焊接性能及安全通過性，認證檢測核實標準要求降低了材料浪費量和成本，防止市場贗品出現(xiàn)引起安全事故。特別是客車前防護技術法規(guī)欠缺，發(fā)生撞擊事故經(jīng)常造成人員傷亡和很大經(jīng)濟保險損失。根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展和人口現(xiàn)狀，客車市場占有率增長能有效提高乘運效率、減少交通流量和保護生態(tài)環(huán)境，急需補充制定客車前防護技術法規(guī)空白，提高新能源電動客車結構強度、安全要求和載客量，保證校車、長途和旅行客車車身、發(fā)動機、電機、座椅和安全帶固定點等強度和質(zhì)量，減少車身結構和生存空間縱向塑性變形量，將被動安全技術隱患和自然空氣污染消滅在萌芽狀態(tài)。研究標準內(nèi)前防護靜態(tài)加力值、時間和變形量，可粗略算出商用車重量和行駛速度值，從而確定靜態(tài)和動態(tài)試驗間的相互關系。

1.2 汽車和掛車側后防護［5］

貨車、越野車和掛車側后防護裝置能保護行人、微型皮卡貨車和乘用車免于碰撞鉆入底盤下，有效保證了人員、車輛和貨物的安全及通過性，減少重大交通事故發(fā)生率和經(jīng)濟損失。研發(fā)新型前后下部防護裝置和車架縱梁強度綜合測試儀器設備、材料、結構、支撐裝置、彈性模量和強度，等壽命設計側后防護裝置結構、材料和底盤車架材料，繪制金屬材料技術性能圖譜，正確安裝、連接位置和加力方法，它們才會有機結合且強度合理匹配，通過試驗前校準減少測量不確定度誤差發(fā)生。增加后下部防護裝置強度動態(tài)試驗研究，移動壁障質(zhì)量和質(zhì)心位置分析，使用壓電式力傳感器準確測量作用力值，減少研發(fā)不成功試驗次數(shù)，仿真分析動態(tài)力與變形間的關系，進行緩沖性能、吸能多少和反彈速度大小分析，能有效提高研發(fā)速度、產(chǎn)品安全和縮短新產(chǎn)品試制周期及費用，防治事故污染發(fā)生。重視安全并對各項技術性能指標斤斤計較是科技進步的源泉，不求做較大、較多只求做準做精和高效準確校準，不為應付檢查而自欺欺人，將共性科學技術研究成果、設計和測試認證方法及時灌輸和宣貫下去，惠及整個汽車產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮理論研究、產(chǎn)品研發(fā)、技術設計和集團研究院試驗所的重要作用，科研、學術成果才能快速轉化為社會生產(chǎn)力和成為盈利機器。

2、制動力精確測量和準確分配與穩(wěn)定性關系

制動力是計量制動強度的參數(shù)之一，若缺少測量或測量不準，將很難保證汽車的安全穩(wěn)定性。特別是駐車制動系統(tǒng)的靜態(tài)駐車制動力無人測量和重視，汽車列車制動協(xié)調(diào)性少于檢測是亟待需要檢查的項目，因利益驅使，不重視安全技術、不懂裝懂、弄虛作假而發(fā)生安全環(huán)保事故的應追究責任，前事不忘后事之師起到以儆后人的目的。利用現(xiàn)有商用車和掛車前后下部防護試驗平臺，使用不同附著系數(shù)地面，檢測各種載荷下各車軸、車輪、制動管路壓力和管路失效模式的靜態(tài)縱向制動力和橫向側滑力，智能平衡分配各車輪制動力，繪制制動強度與各種載荷狀態(tài)（考慮修正因數(shù)）關系曲線，實現(xiàn)制動強度最大化和效能最優(yōu)化。減少輪胎異常磨損和爆胎事故發(fā)生，防止車輪制動抱死造成方向失控、制動力不平衡引起制動跑偏等不安全和不穩(wěn)定狀態(tài)出現(xiàn)，對研究汽車制動性能、ABS技術原理和制動系統(tǒng)安全設計會起到非常重要的作用，也保證了前后防護裝置的強度和安全性，填補實驗室不檢測汽車靜態(tài)制動力和側滑力的空白。為開展虛擬實驗研究提供有益數(shù)據(jù)支撐，有助于開發(fā)回收新能源電動汽車再生制動技術能量，減少制動器磨損、故障和部分廠家制動跑道數(shù)量，讓科研經(jīng)費真正用于提高汽車安全環(huán)保、節(jié)能技術校準性能和學術理論水平刀刃上，讓更多的老百姓掌握汽車安全理論知識，學會安全操作和防護規(guī)范。

3、研制汽車多功能測試儀的重大意義

汽車是機械、電子、電氣、網(wǎng)絡和能源化工等相結合的工程技術產(chǎn)品，性能參數(shù)多檢測、校準分析復雜，涉及的儀器設備多種多樣。首先要熟練掌握汽車各種技術性能，特別是安全環(huán)保、電子和電器性能，將它們按功能科學劃分、分層研究和規(guī)劃管理；開拓創(chuàng)新研制使用多功能模塊拆裝式性能測試儀和設備，編制儀器設備操作規(guī)程和實施細則，研修校準理論和研制計量用精密標準物質(zhì)，能降低測量誤差、汽車污染、實驗室面積、儀器設備成本和維護費用，縮短測量和儀器設備開發(fā)周期，提高儀器設備測量不確定度和可靠性，定期開展儀器設備校準和計量檢定能促進汽車產(chǎn)業(yè)科技進步及快速發(fā)展。因此，引進科技精英，管理、研制使用便攜式隨車安全環(huán)保技術性能綜合測量儀，定期開展技術幫扶、服務、扶貧、交流和技術監(jiān)督，實現(xiàn)提高汽車安全技術條件［6］、節(jié)能減排和減少環(huán)境溫室氣體排放。儀器設備按功能可分為：測量用機電式、光電式、機械液壓式、智能式和磁振聲學式，校準用聲級發(fā)生器、絕緣電阻測試儀、熱電偶、假人和標準衡器；按準確程度可分為：精密聲學（流量、氣體分析、速度）儀器，普通材料分析儀器，數(shù)據(jù)采集儀器等；按價值分為：昂貴精密型（海拔倉、EMC和NVH實驗間等），價格中等型（轉鼓試驗臺等）和常規(guī)型（高低溫試驗室等）。因此，根據(jù)用途范圍研制與產(chǎn)品性能不確定度匹配的儀器設備，根據(jù)儀器設備技術管理員的能力，使用相應測量不確定度儀器設備測量與之匹配的精致汽車產(chǎn)品，不要錯用、誤用儀器設備。按照操作規(guī)程使用各種傳感器等以防不規(guī)范性操作，特別重視貴重儀器設備、電氣儀器儀表的正確使用范圍、連接方法、接地方式和量程，儀器設備的量程、計量單位與產(chǎn)品技術性能參數(shù)不確定度協(xié)調(diào)一致，才能保證使用安全、降低誤差、損壞率和成本，發(fā)揮儀器設備綜合技術性能進步的全部科學作用，逐漸減少進口與國產(chǎn)汽車性價比不匹配的昂貴測試儀器設備總成、數(shù)量和資金，重視使用國內(nèi)、國際先進技術性能的多功能測試儀器設備，科學利用和維護國家檢測實驗室的校準研發(fā)功能，發(fā)揮科技引領作用。

4、結論

本文技術分析了開展商用車和掛車前后下部防護靜態(tài)和動態(tài)試驗關系研究的重要性，制定客車前防護法規(guī)的急迫性，減少性能差材料用量和成本核算，高效利用實驗室前后防護試驗平臺檢測車輛車架強度和靜態(tài)制動力，能有效提高車輛安全技術性能。研制和設計多技術功能高精度測量儀和標準物質(zhì)，促進汽車安全環(huán)保科技理論進步，保證儀器設備校準和計量檢定技術升級。

參考文獻

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

[2] 魏幫頂編,現(xiàn)代汽車安全技術[M].北京:北京理工大學出版社,2012:1-209.

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[4] 中國汽車技術研究中心,中國重型汽車集團有限公司等起草.GB 26511-2011 商用車前下部防護要求[S].中國標準出版社出版發(fā)行，2012:1-9.

[5] 中國汽車技術研究中心,長春汽車研究所等起草,GB 11567.1-2001 汽車和掛車側面防護要求[S].GB 11567.2-2001 汽車和掛車后下部防護要求[S].中國標準出版社出版發(fā)行，2002:1-4.

[6] 公安部交通管理科學研究所,交通運輸部公路科學研究院等起草.GB 7258-2012 機動車運行安全技術條件[S].中國標準出版社出版發(fā)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

作者簡介：魏兆平，高級工程師，就職于中國汽車技術研究中心，主要從事實驗室校準試驗政策研究，新能源電動汽車隔聲、隔熱和制動等環(huán)保新材料理化性能分析等工作。

中圖分類號［1］：U467

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2015)10-96-03