王 恒，邵 彥，汪旭明，韓 鵬，張小龍

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，合肥 230036； 2.安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，合肥 230601)

前言

一般傳統(tǒng)商用車(chē)都配備輔助制動(dòng)系統(tǒng)，其主要目的是對(duì)汽車(chē)進(jìn)行持續(xù)制動(dòng)，使汽車(chē)速度降低或保持穩(wěn)定，按照緩速作用的方法可分為發(fā)動(dòng)機(jī)緩速、牽引電動(dòng)機(jī)緩速、液力緩速、電磁緩速和空氣動(dòng)力緩速等[1-2]。當(dāng)前主要集中在電磁和液力緩速器技術(shù)的研究，如以提高液力緩速器制動(dòng)力矩為目的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其優(yōu)化[3-5]、緩速器性能參數(shù)仿真試驗(yàn)研究[6-9]和以電渦流緩速器為對(duì)象的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)與磁場(chǎng)分析[10-11]等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在發(fā)動(dòng)機(jī)緩速研究方面也取得很多進(jìn)展，如下長(zhǎng)坡行駛溫升模型研究[12]，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)緩速試驗(yàn)與評(píng)價(jià)方法研究[13-14]、控制方法研究[15]、碟型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[16]、性能仿真研究[17-18]等。在各種輔助制動(dòng)系統(tǒng)中，排氣輔助制動(dòng)(下簡(jiǎn)稱(chēng)排輔制動(dòng))系統(tǒng)是一種性?xún)r(jià)比高的緩速裝置。隨著對(duì)商用車(chē)緩速效果要求的提高，需要對(duì)排輔制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究，并為系統(tǒng)匹配和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

目前，我國(guó)法規(guī)明確規(guī)定了M3類(lèi)和N3類(lèi)車(chē)輛輔助制動(dòng)性能檢測(cè)方法[19]，將其細(xì)分為坡道試驗(yàn)和減速度測(cè)定試驗(yàn)。其中坡道試驗(yàn)要求道路坡度恒定、長(zhǎng)度不短于6km，需要建造專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)場(chǎng)地，試驗(yàn)成本高；減速度測(cè)定試驗(yàn)需在法規(guī)規(guī)定的路面上進(jìn)行。上述兩種試驗(yàn)均要求無(wú)風(fēng)或微風(fēng)天氣，且在道路試驗(yàn)中很難實(shí)時(shí)獲取輪邊力信息，因而未能深入定量評(píng)價(jià)排輔制動(dòng)系統(tǒng)的性能和整車(chē)設(shè)計(jì)的合理性。

轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)具有試驗(yàn)過(guò)程加載可控、輪邊力可測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)[20]。本文中探索基于轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行商用車(chē)排輔制動(dòng)性能測(cè)試和基于輪邊力等信息的評(píng)價(jià)方法研究，分析測(cè)試原理、構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)并進(jìn)行試驗(yàn)研究，以期為測(cè)試和評(píng)價(jià)排輔制動(dòng)系統(tǒng)性能提供一種新的有效手段。

1 測(cè)試原理

1.1 道路測(cè)試整車(chē)力學(xué)模型

排輔制動(dòng)系統(tǒng)采用打開(kāi)排氣節(jié)流閥阻塞排氣通道的方式產(chǎn)生制動(dòng)力矩，并由傳動(dòng)系統(tǒng)放大傳遞給驅(qū)動(dòng)輪。以下長(zhǎng)坡工況為例進(jìn)行排輔制動(dòng)系統(tǒng)道路整車(chē)力學(xué)分析，如圖1所示。其中前輪為從動(dòng)輪，后輪為驅(qū)動(dòng)輪。

假設(shè)后輪與地面間不打滑，排氣節(jié)流閥開(kāi)啟時(shí)，由受力平衡得

式中：Fhx為整車(chē)滑行阻力，N；m為整車(chē)質(zhì)量，kg；a為加速度，m·s-2；Ff2為后輪滾動(dòng)阻力，N；Ff1為前輪滾動(dòng)阻力，N；Fw為整車(chē)空氣阻力，N；Fc為整車(chē)傳動(dòng)系阻力，N；α為坡度角，rad；G為整車(chē)重力，N；Fe為輔助制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生作用于驅(qū)動(dòng)輪輔助制動(dòng)力，N，當(dāng)排輔制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)Fe＝0(下同)。

圖1 道路輔助制動(dòng)整車(chē)力學(xué)模型

由式(1)可知，當(dāng)Fe＝Gsinα-Fhx時(shí)，車(chē)輛勻速下坡。

1.2 轉(zhuǎn)鼓測(cè)試整車(chē)力學(xué)模型

汽車(chē)在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)上下長(zhǎng)坡輔助制動(dòng)行駛時(shí)整車(chē)力學(xué)分析如圖2所示。圖中F11和F12是將試驗(yàn)車(chē)固定在轉(zhuǎn)鼓上的前后拉繩拉力，是一對(duì)平衡力，在下文分析中不予考慮。轉(zhuǎn)鼓通過(guò)沿滾動(dòng)方向給驅(qū)動(dòng)輪施加切向力FD模擬下坡行駛，假設(shè)鼓面與車(chē)輪間不打滑，排氣節(jié)流閥開(kāi)啟時(shí)，由受力平衡得

式中FD為轉(zhuǎn)鼓對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的切向力，N。

圖2 轉(zhuǎn)鼓輔助制動(dòng)車(chē)輛力學(xué)模型

當(dāng)轉(zhuǎn)鼓對(duì)車(chē)輪的輪邊驅(qū)動(dòng)力FD＝Fe時(shí)，車(chē)速穩(wěn)定。

1.3 兩種模型聯(lián)系

由圖1和圖2受力及對(duì)比分析可知，裝配排輔制動(dòng)系統(tǒng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪(后輪)在道路上輔助制動(dòng)和在轉(zhuǎn)鼓上輔助制動(dòng)兩種情況下的受力相同。但在道路上輔助制動(dòng)時(shí)整車(chē)有相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)，受到空氣阻力，并存在非驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)阻力；而在轉(zhuǎn)鼓輔助制動(dòng)時(shí)，非驅(qū)動(dòng)車(chē)輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，另外，輪胎在道路上與路面的接觸狀態(tài)和在轉(zhuǎn)鼓上與鼓面的接觸狀態(tài)不同。因此，轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)時(shí)須額外自動(dòng)加載阻力以補(bǔ)償整車(chē)空氣阻力非驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)阻力等。

一般情況下，良好水平路面上無(wú)風(fēng)或微風(fēng)時(shí)的整車(chē)道路滑行試驗(yàn)可得到整車(chē)滑行阻力Fhx，由空氣阻力和整車(chē)滾動(dòng)阻力組成，并可簡(jiǎn)化為車(chē)速的多項(xiàng)式[21]，即

式中：ua為車(chē)速，km/h；F0，F(xiàn)1，F(xiàn)2分別為滑行阻力多項(xiàng)系數(shù)，由道路試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到。

轉(zhuǎn)鼓模擬水平路面試驗(yàn)時(shí)加載的輪邊力可由式(3)確定的整車(chē)滑行阻力減去驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)阻力得到。

車(chē)輛在不同速度下恒速拖動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)可得到驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)阻力Ff2，同樣可以擬合得到

式中F′0，F(xiàn)′1，F(xiàn)′2分別為驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)阻力多項(xiàng)式系數(shù)。

因此可得轉(zhuǎn)鼓加載輪邊力為

式中F″0，F(xiàn)″1，F(xiàn)″2分別為轉(zhuǎn)鼓加載力的多項(xiàng)式系數(shù)，顯然，它們即為式(3)與式(4)對(duì)應(yīng)系數(shù)之差。

由此可見(jiàn)，在明確轉(zhuǎn)鼓加載系數(shù)的情況下，可在轉(zhuǎn)鼓上開(kāi)展排輔制動(dòng)試驗(yàn)。

2 測(cè)試系統(tǒng)

綜合考慮測(cè)試系統(tǒng)功能和可靠性要求，構(gòu)建排輔制動(dòng)性能測(cè)試系統(tǒng)，如圖3所示，主要傳感器設(shè)備或信息技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

圖3 測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)

表1 主要傳感設(shè)備性能指標(biāo)

測(cè)試系統(tǒng)由傳感器組、數(shù)據(jù)采集器和便攜式計(jì)算機(jī)等組成。其中氣體壓力傳感器和溫度傳感器提供排氣背壓和電磁閥溫度信息。轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)提供輪鼓輪邊力和轉(zhuǎn)鼓車(chē)速信息。數(shù)據(jù)采集器實(shí)現(xiàn)對(duì)上述信息的實(shí)時(shí)同步采集，并通過(guò)網(wǎng)線上傳至便攜式計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、顯示和報(bào)告生成。

2.1 主要傳感器選型

轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)由其控制臺(tái)控制，可輸出輪邊力、速度和減速度等物理量供第三方數(shù)據(jù)采集器采集。本文試驗(yàn)中確定轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)模式為道路模式，試驗(yàn)中加載適當(dāng)?shù)牧δM車(chē)輛在道路上行駛。

氣體壓力傳感器用于測(cè)量排輔制動(dòng)系統(tǒng)的排氣背壓，溫度傳感器用于測(cè)量電磁閥工作溫度。氣體壓力傳感器固定安裝于電磁閥與發(fā)動(dòng)機(jī)之間排氣管并靠近電磁閥，同時(shí)保證密封性良好。溫度傳感器固定粘貼于電磁閥平整的表面上。經(jīng)過(guò)調(diào)研論證，最終選擇了美國(guó)GE公司PTX 610氣體壓力傳感器和K型熱電偶溫度傳感器。這兩種傳感器體積小巧，安裝方便，精度滿(mǎn)足測(cè)試要求。

2.2 數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)采集器是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)為車(chē)載測(cè)試設(shè)備，對(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性有較高要求。最終選用美國(guó)NI公司的cRIO 9082作為數(shù)據(jù)采集器控制器，基于LabVIEW可重新配置I/O架構(gòu)，工業(yè)級(jí)可靠性，封裝堅(jiān)固耐用，運(yùn)行實(shí)時(shí)系統(tǒng)。選型C模塊NI 9229，NI 9411和 NI 9214，插入控制器機(jī)箱中，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體壓力傳感器信號(hào)、轉(zhuǎn)鼓模擬與數(shù)字信號(hào)和溫度傳感器信號(hào)的采集。該系統(tǒng)為虛擬儀器，將來(lái)可根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行功能擴(kuò)展。

2.3 軟件架構(gòu)

測(cè)試軟件在美國(guó)NI LabVIEW的基礎(chǔ)上自行開(kāi)發(fā)，包括運(yùn)行在數(shù)據(jù)采集器中的FPGA軟件、實(shí)時(shí)RT軟件和運(yùn)行在上位機(jī)中的數(shù)據(jù)采集與分析軟件[21]。

軟件利用多線程、隊(duì)列和狀態(tài)機(jī)等技術(shù)，保證數(shù)據(jù)采集、處理、通信和人機(jī)交互等工作獨(dú)立并行執(zhí)行，程序?qū)崟r(shí)性和可靠性高。

3 測(cè)試與評(píng)價(jià)方法

3.1 測(cè)試方法

設(shè)置轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)為道路或恒速模式，通過(guò)瞬態(tài)工況、穩(wěn)定工況和下長(zhǎng)坡工況綜合測(cè)試排輔制動(dòng)系統(tǒng)性能，具體方法如下。

瞬態(tài)工況：轉(zhuǎn)鼓按式(5)加載輪邊力，測(cè)試車(chē)輛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)，根據(jù)國(guó)標(biāo)確定試驗(yàn)擋位，并在該擋位下進(jìn)行加速，當(dāng)車(chē)速達(dá)到該擋位最大車(chē)速時(shí)，開(kāi)啟排輔制動(dòng)系統(tǒng)并立即松開(kāi)加速踏板。記錄試驗(yàn)過(guò)程中排氣背壓值和轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的車(chē)速值，從中提取排氣背壓最大時(shí)的車(chē)速u(mài)a1、排氣背壓降低到設(shè)定值時(shí)的車(chē)速u(mài)a2和所歷經(jīng)的時(shí)間Δt1。接著關(guān)閉排輔制動(dòng)，按同樣條件進(jìn)行試驗(yàn)，但提取車(chē)速由ua1下降到ua2時(shí)的歷經(jīng)時(shí)間Δt2。

穩(wěn)態(tài)工況：設(shè)置轉(zhuǎn)鼓為恒速模式，駕駛員將變速器掛入規(guī)定擋位，設(shè)定由若干目標(biāo)車(chē)速組成的目標(biāo)車(chē)速組，轉(zhuǎn)鼓按照目標(biāo)車(chē)速依次驅(qū)動(dòng)測(cè)試車(chē)輛，在每個(gè)目標(biāo)車(chē)速穩(wěn)定一定時(shí)間，排輔制動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉各做至少一組，記錄排氣背壓、轉(zhuǎn)鼓車(chē)速和輪邊力。

下長(zhǎng)坡工況：轉(zhuǎn)鼓按式(5)加載輪邊力并設(shè)置坡度，駕駛員將變速器掛入瞬態(tài)工況確定的擋位進(jìn)行加速，當(dāng)車(chē)速達(dá)到該擋位最大車(chē)速時(shí)開(kāi)啟排輔制動(dòng)系統(tǒng)并立即松開(kāi)加速踏板，記錄電磁閥溫度和排氣背壓。當(dāng)車(chē)速上升至設(shè)定值或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速nr，或行駛里程達(dá)到設(shè)定值時(shí)，測(cè)試結(jié)束。

3.2 評(píng)價(jià)方法

通過(guò)瞬態(tài)工況測(cè)定排輔制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的減速度及其貢獻(xiàn)值，對(duì)排輔制動(dòng)系統(tǒng)緩速效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的加速度a1和a2分別為

式中：ua1為排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟、排氣背壓達(dá)最大值時(shí)的車(chē)速，km/h；ua2為排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟，排氣背壓降低到設(shè)定值時(shí)的車(chē)速，km/h；Δt1和Δt2分別為排輔制動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)車(chē)速?gòu)膗a1下降到ua2所用的時(shí)間，s。

排輔制動(dòng)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)度為

排輔制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)為穩(wěn)態(tài)工況下的排輔制動(dòng)功率Pb，kW：

式中：Fa和Fb分別為排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)的輪邊力，N；ua為目標(biāo)車(chē)速。

通過(guò)下長(zhǎng)坡工況測(cè)定汽車(chē)以穩(wěn)定車(chē)速所行駛的里程，對(duì)排輔制動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，穩(wěn)定制動(dòng)距離越長(zhǎng)越好。

綜上所述，從排輔制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)緩速效果的貢獻(xiàn)度、制動(dòng)功率的大小和下長(zhǎng)坡穩(wěn)定行駛里程3個(gè)指標(biāo)能全面評(píng)價(jià)排輔制動(dòng)系統(tǒng)的性能。

4 實(shí)車(chē)試驗(yàn)與結(jié)果分析

4.1 試驗(yàn)概述

基于某商用車(chē)在江淮汽車(chē)技術(shù)中心商用車(chē)性能轉(zhuǎn)鼓上進(jìn)行實(shí)車(chē)排輔制動(dòng)系統(tǒng)性能測(cè)試試驗(yàn)。轉(zhuǎn)鼓鼓面附著狀況和載荷滿(mǎn)足法規(guī)要求。試驗(yàn)樣車(chē)安裝了兩個(gè)氣體壓力傳感器，并相隔30cm，試驗(yàn)設(shè)備安裝如圖4所示，試驗(yàn)方法如3.1節(jié)所述。試驗(yàn)前，確定試驗(yàn)擋位，瞬態(tài)和下長(zhǎng)坡工況為2擋，穩(wěn)態(tài)工況為4擋。通過(guò)道路滑行試驗(yàn)和驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)阻力臺(tái)架試驗(yàn)計(jì)算得到轉(zhuǎn)鼓加載系數(shù)，如表2所示，具體方法參考式(3)～式(5)。試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得試驗(yàn)樣車(chē)空載時(shí)車(chē)輪滾動(dòng)半徑為535.8mm，整車(chē)裝備質(zhì)量為6 500kg，排氣背壓額定值為400kPa，設(shè)定轉(zhuǎn)鼓車(chē)速與風(fēng)機(jī)風(fēng)速相等。瞬態(tài)工況排氣背壓設(shè)定為10kPa。穩(wěn)態(tài)工況穩(wěn)定時(shí)間和測(cè)試時(shí)間分別為10和60s；下長(zhǎng)坡工況加載-6%坡度，排輔開(kāi)啟后穩(wěn)定行駛里程超過(guò)6km，測(cè)試結(jié)束。

圖4 試驗(yàn)設(shè)備安裝圖

表2 轉(zhuǎn)鼓加載系數(shù)

在轉(zhuǎn)鼓上，受到轉(zhuǎn)鼓承受垂直載荷的限制，輔助制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)車(chē)輛為空載，而道路輔助制動(dòng)試驗(yàn)為滿(mǎn)載，轉(zhuǎn)鼓與道路試驗(yàn)車(chē)輪滾動(dòng)半徑不同，對(duì)瞬態(tài)工況試驗(yàn)結(jié)果可能造成影響。為此，設(shè)計(jì)了空、滿(mǎn)載時(shí)輔助道路試驗(yàn)，并進(jìn)行對(duì)比分析。

4.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)

圖5(a)～圖5(c)分別為排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟/關(guān)閉時(shí)試驗(yàn)車(chē)的速度、加速度和排氣背壓曲線圖。從圖中可以看出，速度、加速度和排氣背壓呈周期性變化，數(shù)據(jù)重復(fù)性好。試驗(yàn)車(chē)初速度相同的情況下，與排輔制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)相比，排輔制動(dòng)系統(tǒng)啟用后，減速時(shí)間較短，最大減速度約0.2m/s2，表明排輔制動(dòng)起到了緩速作用，效果明顯。排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)的最大排氣背壓值約為 200kPa，小于額定值400kPa，表明瞬態(tài)排輔制動(dòng)過(guò)程穩(wěn)定可靠。同時(shí)，按式(6)和式(7)，算得排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)的減速度及其貢獻(xiàn)度分別為0.604m/s2，0.38m/s2和58.9%。其中排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)的減速度0.604m/s2大于國(guó)標(biāo)規(guī)定的減速度0.5m/s2，表明試驗(yàn)車(chē)所裝配的排輔制動(dòng)系統(tǒng)滿(mǎn)足法規(guī)要求。

圖5(d)為穩(wěn)態(tài)工況目標(biāo)車(chē)速組，含有7個(gè)車(chē)速值，折算為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，其最低轉(zhuǎn)速1 200r/min略高于怠速轉(zhuǎn)速，而最高轉(zhuǎn)速3 000r/min略低于額定轉(zhuǎn)速。目標(biāo)車(chē)速間隔適中，覆蓋了發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作范圍，同時(shí)考慮了升降序?qū)ε泡o制動(dòng)功率的影響。圖5(e)為穩(wěn)態(tài)工況輪邊力的時(shí)間歷程曲線，圖5(f)為圖5(e)局部放大圖。圖5(e)中的毛刺是因切換車(chē)速時(shí)，轉(zhuǎn)鼓不斷調(diào)整輪邊力引起的，說(shuō)明測(cè)試時(shí)每個(gè)車(chē)速點(diǎn)都要穩(wěn)定一段時(shí)間。從圖5(e)和圖5(f)中可以看出，同一轉(zhuǎn)速下，排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)的輪邊力比關(guān)閉時(shí)的大，且輪邊力隨著轉(zhuǎn)速的升高而增大。圖5(g)為穩(wěn)態(tài)工況排氣背壓的時(shí)間歷程曲線，最大排氣背壓值不到200kPa，小于額定值400kPa，表明穩(wěn)態(tài)排輔制動(dòng)過(guò)程穩(wěn)定可靠。圖5(h)為按式(8)算得的排輔制動(dòng)功率，從圖可以看出：制動(dòng)功率隨著轉(zhuǎn)速的升高而增大；轉(zhuǎn)速相同時(shí)，升序和降序得到的制動(dòng)功率大小相近，說(shuō)明升降序?qū)ε泡o制動(dòng)功率沒(méi)有影響。

圖5(i)、圖5(j)和圖5(k)分別為下長(zhǎng)坡工況車(chē)速、輪邊力和排氣背壓的時(shí)間歷程曲線。圖5(k)中的波峰處是排輔制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)刻，排氣背壓迅速上升至200kPa后快速下降，之后一直穩(wěn)定在130kPa左右。車(chē)速和輪邊力變化規(guī)律與排氣背壓相似。最大車(chē)速超過(guò)了 30km/h，穩(wěn)定車(chē)速為11km/h，穩(wěn)定行駛里程6.04km超過(guò)了國(guó)標(biāo)規(guī)定的5km。圖5(l)為下長(zhǎng)坡工況電磁閥溫度的時(shí)間歷程曲線。該工況試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)1h，電磁閥溫度最高約43℃，整個(gè)過(guò)程溫度適中。

圖5(c)、圖5(g)和圖5(k)是不同工況下排氣背壓曲線。從這3張圖中可以看出，相隔30cm的兩個(gè)氣體壓力傳感器測(cè)量得到的排氣背壓值幾乎相同，表明氣體壓力傳感器安裝位置對(duì)試驗(yàn)沒(méi)有影響。

圖5 試驗(yàn)曲線

表3為空/滿(mǎn)載瞬態(tài)工況的減速時(shí)間。從表3中可以看出，空載和滿(mǎn)載滾動(dòng)半徑差值4.2mm，對(duì)30～9.5km/h速度區(qū)間減速時(shí)間的影響為0.01%，可以認(rèn)為輪胎的滾動(dòng)半徑對(duì)瞬態(tài)工況減速度的影響甚微。

表3 空/滿(mǎn)載瞬態(tài)工況的減速時(shí)間

5 結(jié)論

(1)提出了一種基于轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的商用車(chē)排輔制動(dòng)系統(tǒng)性能測(cè)試和評(píng)價(jià)新方法，分析了測(cè)試原理，構(gòu)建了虛擬測(cè)試系統(tǒng)，試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性。有效拓展了轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試功能。

(2)本文中設(shè)計(jì)的基于轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的商用車(chē)排輔制動(dòng)系統(tǒng)性能測(cè)試系統(tǒng)為排輔制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有效手段。該測(cè)試系統(tǒng)基于虛擬儀器設(shè)計(jì)，擴(kuò)展性和可靠性高，可拓展應(yīng)用到其他類(lèi)似的車(chē)載測(cè)試領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]HEIBING B，ERSOY M.汽車(chē)底盤(pán)手冊(cè)：基礎(chǔ)知識(shí)、行駛動(dòng)力學(xué)、部件、系統(tǒng)、機(jī)電一體化及展望[M].孫鵬，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2]BECKER S.Parking brake use study[C].SAE Paper 2013-01-0199.

[3]CIKANEK S R，BAILEY K E.Regenerative braking system for a hybrid electric vehicle[J].American Control Conference，2002，4(4)：3129-3134.

[4]FUTAHASHI K，KAWAGUCHI M，UCHIDA M.Commercial-vehicle braking system and commercial vehicle：US20100006380[P].2010.

[5]ZHOU K.Test study on assistant braking performance of bus/coach[J].Bus＆ Coach Technology ＆ Research，2013(4)：41-43，49.

[6]李雪松，劉春寶，程秀生，等.基于流場(chǎng)特性的液力緩速器葉柵角度優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014，45(6)：20-24.

[7]張凱，李德勝，鄭然，等.液冷自勵(lì)式電磁緩速器研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014，45(11)：20-26.

[8]CHEN Ming， GUOXuexun， TAN Gangfeng， et al.Effects of blade lean angle on a hydraulic retarder[J].Advance in Mechanical Engineering，2016，8(5)：1-9.

[9]黃俊剛，李長(zhǎng)友.液力緩速器空轉(zhuǎn)損耗的全流道仿真計(jì)算與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(24)：56-62.

[10]鄒波，朱麗君，閆清東，等.液力緩速器制動(dòng)性能建模與葉柵參數(shù)優(yōu)化研究[J].汽車(chē)工程，2012，34(5)：409-413.

[11]陸中華.重型汽車(chē)電控液力緩速器整車(chē)制動(dòng)性能仿真與分析[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2007.

[12]蓋洪超.液力緩速器參數(shù)設(shè)計(jì)及整車(chē)緩速制動(dòng)性能仿真研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2011.

[13]胡東海，何仁，顧曉丹.電渦流緩速器結(jié)構(gòu)參數(shù)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2014，44(5)：1253-1257.

[14]劉大鵬.裝輔助制動(dòng)器的商用車(chē)山區(qū)試驗(yàn)方法研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2015.

[15]韓云武，羅禹貢，趙峰，等.混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助制動(dòng)控制方法[J].汽車(chē)工程，2014，36(12)：1433-1438.

[16]敖秋平，孫銀軍，王家華，等.一種排氣輔助制動(dòng)器：205504176U[P].2016-08-24.

[17]王雷，李道飛，葉錦，等.利用氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣輔助內(nèi)燃機(jī)增壓的混合動(dòng)力系統(tǒng)仿真研究[J].內(nèi)燃機(jī)工程，2014，35(6)：14-19.

[18]龔金科，顏勝，黃張偉，等.發(fā)動(dòng)機(jī)輔助制動(dòng)性能仿真研究[J].中國(guó)機(jī)械工程，2014，35(6)：1268-1272.

[19]吳媞，劉鵬飛，張小龍，等.車(chē)輛部件節(jié)油虛擬測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與快速分析[J].汽車(chē)工程，2016，38(4)：515-520.

[20]全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 12676—1999汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

[21]AVL List GmbH.AVL ROADSIM 48″MIM LIGHT TRUCKTMchassis dynamometer[EB/OL].[2016-4-10].https：//www.avl.com/ web/guest/-/avl-roadsim-48-mim-light-truck-chassisdynamometer.