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        掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        2020-06-28 11:21:40中汽研汽車(chē)檢驗(yàn)中心武漢有限公司蔡博危大波鄭華康伍麗娜
        專(zhuān)用汽車(chē) 2020年6期
        關(guān)鍵詞:氣筒商用車(chē)氣壓

        中汽研汽車(chē)檢驗(yàn)中心(武漢)有限公司 蔡博 危大波 鄭華康 伍麗娜

        掛車(chē)氣制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間是評(píng)價(jià)其制動(dòng)系統(tǒng)性能的重要指標(biāo),直接關(guān)系到行車(chē)安全性。通過(guò)分析掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理,針對(duì)GB 12676-2014《商用車(chē)輛和掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中掛車(chē)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間性能要求,設(shè)計(jì)了掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間檢測(cè)系統(tǒng),經(jīng)過(guò)測(cè)試試驗(yàn)驗(yàn)證,測(cè)試系統(tǒng)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)GB 12676中的要求,為掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試及設(shè)備研制提供了參考。

        交通運(yùn)輸和物流是支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),在促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重大作用。近年來(lái),我國(guó)城市交通運(yùn)輸和物流業(yè)的快速發(fā)展,大大促進(jìn)了掛車(chē)運(yùn)輸行業(yè)的技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步[1 2]。掛車(chē)在實(shí)際行駛過(guò)程中,因其載重大、制動(dòng)系統(tǒng)控制管路長(zhǎng)等原因,導(dǎo)致行駛慣性大,牽引車(chē)輛和掛車(chē)制動(dòng)時(shí)間不協(xié)調(diào),從而造成嚴(yán)重的道路安全事故。

        目前,商用車(chē)輛和掛車(chē)的制動(dòng)主要采用常規(guī)氣壓制動(dòng),但我國(guó)很多半掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)普遍存在著氣壓延遲等問(wèn)題,氣制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng),掛車(chē)制動(dòng)距離增大,直接影響半掛車(chē)制動(dòng)性能。為確保掛車(chē)行駛過(guò)程中的制動(dòng)有效性,GB 12676-2014 《商用車(chē)輛和掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》中明確要求了掛車(chē)“緊急制動(dòng)時(shí),從開(kāi)始促動(dòng)控制裝置至最不利的車(chē)軸上的制動(dòng)力達(dá)到相應(yīng)的規(guī)定制動(dòng)效能所經(jīng)歷的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)0.6s”。本文在研究分析掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合G B 12676標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)掛車(chē)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間性能檢測(cè)要求,對(duì)掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì),并利用試驗(yàn),驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案。

        掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)

        目前,國(guó)內(nèi)掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)主要由紅色供能管路、黃色控制管路、繼動(dòng)閥以及ABS控制器

        圖1 半掛車(chē)氣制動(dòng)工作原理圖

        制動(dòng)過(guò)程分為三個(gè)階段:(1)當(dāng)制動(dòng)踏板踩下時(shí),控制管路中壓縮空氣推動(dòng)繼動(dòng)閥打開(kāi)閥門(mén);(2)繼動(dòng)閥打開(kāi)后,掛車(chē)儲(chǔ)氣筒壓縮空氣進(jìn)入制動(dòng)氣室;(3)制動(dòng)氣室中壓縮空氣推動(dòng)制動(dòng)桿,制動(dòng)桿行程逐漸增大,車(chē)輛進(jìn)行行車(chē)制動(dòng)。

        測(cè)試要求和方法

        掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的氣制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)量與試驗(yàn)方法主要參考標(biāo)準(zhǔn)GB 12676-2014與ECE R13《M、N和O類(lèi)車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)型式認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定》,兩者對(duì)制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的要求及測(cè)試方法基本一致,都明確規(guī)定了商用車(chē)輛和掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法,對(duì)氣制動(dòng)系統(tǒng)車(chē)輛響應(yīng)時(shí)間的測(cè)量方法也做了詳細(xì)描述,可以更加客觀、規(guī)范地評(píng)價(jià)掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)性能[4、5],其主要要求如下:

        a.行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)安全或部分依靠駕駛員體力以外的其他能源的車(chē)輛,緊急制動(dòng)時(shí),從開(kāi)始觸動(dòng)控制裝置至最不利的車(chē)軸上的制動(dòng)力達(dá)到相應(yīng)的規(guī)定制動(dòng)效能所經(jīng)歷的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)0.6s;

        b.對(duì)于裝有氣壓控制管路的掛車(chē),從模擬裝置向控制管路提供壓力達(dá)到0.65MPa時(shí)起,至掛車(chē)制動(dòng)氣室中的壓力達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值的75%時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)0.4s;

        c. 供能管路壓力應(yīng)為0.65MPa;

        d.模擬裝置在連接容積為(385±5)mL的儲(chǔ)氣筒情況下,壓力從0.0 6 5 M P a上升至0.49MPa所需的時(shí)間為(0.2±0.01)s;若采用容積為(1125±15)mL的儲(chǔ)氣筒,壓力上升時(shí)間為(0.38±0.02)s,壓力從0.065MPa至0.49MPa的上升規(guī)律應(yīng)近似線(xiàn)性。

        方案設(shè)計(jì)

        在GB 12676-2014標(biāo)準(zhǔn)附錄B中明確規(guī)定了掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的測(cè)量方法,即在掛車(chē)與機(jī)動(dòng)車(chē)輛斷開(kāi)連接的情況下,用一個(gè)模擬裝置來(lái)代替機(jī)動(dòng)車(chē)輛,與供能管路、氣壓控制管路接頭和/或電控線(xiàn)路連接器相連接,模擬裝置結(jié)構(gòu)組成原理如圖2所示。

        圖2 模擬裝置結(jié)構(gòu)原理圖

        GB 12676標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,對(duì)于掛車(chē),從模擬裝置向控制管路提供壓力達(dá)到0.65MPa時(shí)起,至掛車(chē)制動(dòng)氣室中的壓力達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值的75%時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間應(yīng)不超過(guò)0.4s,附錄B中對(duì)模擬裝置應(yīng)所具備的特征進(jìn)行了規(guī)定,如表1所示。

        表1 模擬裝置特征

        根據(jù)GB 12676-2014 《商用車(chē)輛和掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》中對(duì)模擬裝置的技術(shù)要求,考慮到試驗(yàn)檢驗(yàn)人員對(duì)商用車(chē)、掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境,設(shè)計(jì)方案的流程如圖3所示。

        圖3 控制流程圖

        在掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)充分考慮到影響掛車(chē)行車(chē)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間的各種因素,制動(dòng)管路中管徑大小、長(zhǎng)度、管路布局、管路初始?xì)鈮旱榷紩?huì)對(duì)行車(chē)制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)生影響。

        利用PLC來(lái)控制電磁閥的通斷電從而來(lái)控制氣管中氣體的流通與中斷,采用壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)儲(chǔ)氣筒內(nèi)的壓力,并反饋給數(shù)據(jù)采集卡。當(dāng)計(jì)時(shí)完成后,關(guān)閉電磁閥,最后儲(chǔ)氣筒進(jìn)行泄壓排氣,控制流程結(jié)束。此外,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于采集壓力的精度與時(shí)間要求,應(yīng)考慮所使用傳感器、采集卡等設(shè)備的分辨率與精度,避免因設(shè)備精度、分辨率不夠而對(duì)測(cè)試結(jié)果造成較大影響。掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)物圖如圖4所示。

        圖4 模型及實(shí)物

        按照GB 12676標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試流程進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如圖5所示,儲(chǔ)氣筒容積分別為(385±5)mL與(1125±15)mL時(shí),壓力從0.065MPa上升至0.49MPa的時(shí)間分別為0.15s和0.39s,滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的時(shí)間分別在(0. 2±0.01)s與(0. 38±0.02)s范圍內(nèi)的要求,驗(yàn)證了試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的正確性與有效性。

        圖5 響應(yīng)時(shí)間測(cè)試

        結(jié)語(yǔ)

        氣制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間是評(píng)價(jià)掛車(chē)氣壓制動(dòng)性能的重要指標(biāo),決定著掛車(chē)行車(chē)制動(dòng)的安全性。本文首先分析了掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,針對(duì)GB 12676-2014標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)掛車(chē)氣制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間要求,分析了掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的測(cè)試要求和方法,設(shè)計(jì)了掛車(chē)氣制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間檢測(cè)系統(tǒng),經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證,滿(mǎn)足了掛車(chē)氣制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試需求,為商用車(chē)輛和掛車(chē)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)與研制提供了一種思路。

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