汽车检测与诊断技术(第4章4)

宋力（1学时）内蒙古工业大学交通运输系汽车检测与诊断技术一.汽车制动性能诊断参数和标准（一）路试检验制动性能（二）台试检验制动性能二.汽车制动性能的检测方法（一）路试制动性能检验方法（二）台式制动性能检验方法主要内容(第二部分)测制动力、制动力差、制动协调时间。T2—从踏板开始动作至制动力达到75%所需时间称制动协调时间。汽车制动过程4.4制动系统检测与故障诊断一.汽车制动性能诊断参数和标准•根据国家标准GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》的规定，汽车制动性能的评价指标主要包括：制动距离、制动时间、制动减速度和制动力。4.4制动系统检测与故障诊断•（一）路试检验制动性能•机动车行车制动性能和应急制动性能检验应在平坦、硬实、清洁、干燥且轮胎与地面间的附着系数不小于0.7的水泥或沥青路面上进行；检验时发动机应脱开。•路试时，可以检测制动距离和跑偏量，也可以检测制动减速度、制动协调时间和跑偏量。4.4制动系统检测与故障诊断•1.行车制动性能检验•⑴用制动距离检验行车制动性能•制动距离：是指机动车在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起至机动车停住时止，机动车驶过的距离。4.4制动系统检测与故障诊断4.4制动系统检测与故障诊断•⑵用充分发出的平均减速度检验行车制动性能•充分发出的平均减速度FMDD：)(92.2522beebSSVVFMDD式中：FMDD——充分发出的平均减速（m/s2）；V0——制动初速度（km/h）；Vb——0.8V0时试验车辆的速度（km/h）；Ve——0.1V0时试验车辆的速度（km/h）；Sb——在速度V0和Vb之间车辆驶过的距离（m）；Se——在速度V0和Ve之间车辆驶过的距离（m）。4.4制动系统检测与故障诊断•制动协调时间：是指在急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起至机动车减速度（或制动力）达到机动车充分发出的平均减速度（或所规定的制动力）的75％时所需的时间。4.4制动系统检测与故障诊断⑶.制动跑偏量制动跑偏由左右不对称因素引起：左右制动力、地面制动力、轮胎气压、悬架刚度、左右载荷。侧滑：制动时车辆横向滑移现象。车轮抱死时车轮与地面横向附着力为零。汽车受横向作用时侧向滑动。前轮抱死后轮未抱死时，整车会以后轴中心发生偏转，但车重心在S点前面，惯性力Fi有回转作用，但弯道方向失控。后轮抱死时以前轴中点S偏移，惯性力加剧侧滑。4.4制动系统检测与故障诊断•(4)行制动性能检验时的制动踏板力或制动气压应符合以下要求：•①满载检验时•气压制动系：气压表的指示气压≤额定工作气压；•液压制动系：踏板力，乘用车≤500N；•其它机动车≤700N。•②空载检验时•气压制动系：气压表的指示气压≤600kPa；•液压制动系：踏板力乘用车≤400N；•其它机动车≤450N。4.4制动系统检测与故障诊断•2.驻车制动性能检验•在空载状态下，驻车制动装置应能保证机动车在坡度为20％（对总质量为整备质量的1.2倍以下的机动车为15％）、轮胎与路面间的附着系数不小于0.7的坡道上正、反两个方向保持固定不动，其时间不少于5min。对于允许挂接挂车的汽车，其驻车制动装置必须能使汽车列车在满载状态时能停在坡度为12％的坡道（坡道上轮胎与路面间的附着系数不应小于0.7）上。•检验时操纵力应符合下列规定：手操纵时，乘用车不应大于400N，其它机动车不应大于600N；脚操纵时，乘用车不应大于500N，其它机动车不应大于700N。4.4制动系统检测与故障诊断（二）台试检验制动性能台试主要检测制动力、制动协调时间和左右轮制动力差。4.4制动系统检测与故障诊断制动器制动力是克服制动器摩擦力矩而在轮缘上施加的切向力。Fu·r＝TuFu＝Tu/r地面制动力：地面对车轮的摩擦力Fxb＝Fz·φ＜Tu/rFz――地面垂直力φ――附着系数Fu可增大，但Fxb不会无限增加。车轮对地面的附着力Fφ＝Fz·φ。Fxb≤Fφф=0.65-0.8一、复习：4.4制动系统检测与故障诊断二.汽车制动性能的检测方法（一）路试制动性能检验方法•1.用接触式五轮仪检测制动性能•在道路试验中检测汽车整车性能时，经常要使用五轮仪，可以测出车辆行驶的距离、时间和速度。当五轮仪用于检测汽车制动性能时，能测出制动初速度、制动距离和制动时间。4.4制动系统检测与故障诊断•⑴五轮仪的结构和工作原理•五轮仪一般由传感器和记录仪两部分组成，并附带一个脚踏开关。传感器部分与记录仪部分由导线相连接。脚踏开关带有触点的一端套在制动踏板上，另一端插接在记录仪上。•传感器部分的作用是把汽车行驶的距离变成电信号。它一般由充气车轮、传感器、支架、减振器和连接装置等组成4.4制动系统检测与故障诊断4.4制动系统检测与故障诊断图4-50五轮仪传感器部分1-下臂2-调节机构3-固定板4-上臂5-手把6-活节头7-立架8-减振器9-支架10-充气车轮11-传感器4.4制动系统检测与故障诊断图4-52WLY—5型微机五轮仪面板图a）上面板b）后面板•2.用非接触式五轮仪检测制动性能•非接触式五轮仪以计算机为核心部件配以相应的I/O接口及外设，不需要与路面接触或设置任何测量标志，它由传感器和记录仪两部分组成。其传感器部分主要由一个光学系统和电池组成。这种传感器采用光电头相关滤波技术，工作时，安装在车身上的光电探测器（简称光电头）照射路面，由于路面图像的移动使光电池输出宽带随机信号，其主频与车速成正比关系，通过空间滤波器将与车速成正比的主频检出，送入记录仪部分进行速度运算和距离计算。4.4制动系统检测与故障诊断•记录仪部分主要由单板机、微型打印机、控制器、显示器等组成。它们的作用是计算、处理传感器输送的信号和脚踏开关输送的开关信号，并显示或打印试验曲线及检测结果。•非接触式五轮仪因其测量精度高、传感器安装方便（通过吸盘和支架安装），所以，目前在汽车性能检测中得到了广泛的应用。4.4制动系统检测与故障诊断4.4制动系统检测与故障诊断图4-53非接触式五轮仪传感器1-物镜2-反射光束3-受光元件4-前置放大器5-接线柱6-光栅7-支架8-反射镜9-灯泡10-面镜•3.用制动减速度仪检测制动性能•制动减速度也是评价制动性能的重要诊断参数之一。制动减速度按测试、取值和计算方法的不同，可分为制动稳定减速度、平均减速度和充分发出的平均减速度三种。•制动减速度仪（以下简称为减速度仪）也称为制动仪，以检测制动稳定减速度和制动时间为主，用于整车道路试验。该种仪器小巧轻便，便于携带，不用五轮做传感器，并且对制动初速度和路面不平度要求也不高，因而使用较为方便。4.4制动系统检测与故障诊断•⑴减速度仪的结构与工作原理•目前使用的减速度仪已多为微机式智能化仪器，一般由仪器部分和传感器部分两部分组成，并附带一个脚踏开关。仪器部分和传感器部分既可以制成整体式，装在一个壳体内；也可以制成分体式，两者用导线相连接。国产QTZ型微机减速度仪为整体式，主要由电源、A/D转换器、8080A单板机、LED显示器和滑块式传感器等组成4.4制动系统检测与故障诊断4.4制动系统检测与故障诊断图4-63QTZ型微机减速度仪框图4.4制动系统检测与故障诊断图4-64QTZ型微机减速度仪外形图1-充电插座2-熔丝3-电源开关4-脚踏开关插座5-电压显示表头6-水平仪气泡7-LED8-操作键9-脚踏开关10-可调支架•汽车制动时，由于惯性的作用，传感器产生随制动减速度变化而变化的电压信号，经A／D转换器将这一模拟信号转变成微机能接受的数字信号后，输入到8080A单板机中进行存储及数据处理，测量结果由LED显示。4.4制动系统检测与故障诊断•（二）台式制动性能检验方法•按测试原理不同，可分为反力式和惯性式•按试验台支撑车轮形式不同，可分为滚筒式和平板式•按试验台同时能测车轴数不同，可分为单轴式、双轴式和多轴式三类•目前国内车辆性能检测站多采用单轴反力式滚筒制动试验台4.4制动系统检测与故障诊断1、基本结构：由电机、减速器、驱动滚筒、测量、举升、测量与指示装置组成。⑴、驱动装置：减速器轴与主滚筒同轴，壳浮动，壳上装测力臂。⑵、滚筒装置：主、副滚筒同轴，表面有保证附着系数的材料（沟槽、粗砂）ф=0.65-0.8。⑶、举升装置：方便车辆进出。4.4制动系统检测与故障诊断⑷、测量装置：制动时，主动齿轮受到滚筒齿轮的反作用力使主（驱）动齿轮与变速器壳一起反转（箱体浮动又偏心安装）壳体上刃口使杠杆移动，杠杆使电位计（自整角电机、差动变压器）信号变化。⑸、指示与控制：１）传感器信号放大后送经计算机显示打印，３秒后指示电机停转，防止剥伤轮胎。２）可指示制动力差，左右制动力大小，拖滞力。4.4制动系统检测与故障诊断反力式制动试验台4.4制动系统检测与故障诊断电机齿轮滚筒蜗轮和蜗杆齿轮传感器4.4制动系统检测与故障诊断2、工作原理：电机驱动蜗杆－蜗轮－齿轮－滚筒转动。驱动力F1、F2，刹车时F1′、F2′反作用到滚筒，筒作用到齿轮，前体受力摆动，杠杆力作用到传感器。4.4制动系统检测与故障诊断滚筒试验台受力情况4.4制动系统检测与故障诊断滚筒试验台检测受力问题：检测时，滚筒带动车轮转动，车轮在滚筒上的受力情况如上图示。其中，N1、N2分别为滚筒的支撑反力，F1、F2分别为滚筒对车轮的摩擦力，G为轮重力（车轮所受载荷），Mr为制动阻力矩，R是车轮半径，角α称为安置角。图中的Fx代表来自非测试车轮的水平约束力，此处我们暂设Fx=0。4.4制动系统检测与故障诊断滚筒试验台检测受力问题：根据力学平衡原理，可以得出：（N1-N2）sinα+(F1+F2)cosα=0（＝Fx）(N1+N2)cosα-(F1-F2)sinα=G以及（F1+F2）R=Mr由以上各式可得到：N2-N1=（F1+F2）cotα=(Mr/R)cotα4.4制动系统检测与故障诊断滚筒试验台检测受力问题：上式说明，后滚筒承受的压力较前滚筒为大。而且制动力越大，安置角α越小（例如车轮直径较大），N2与N1的差别就越大（N2增大而N1减小）。分析表明，当α较小而制动力大到一定程度，有可能出现N1=0，这意味着车轮开始脱离前滚筒，进入一种不稳定的状态，如下图示，会影响测试结果的准确性。4.4制动系统检测与故障诊断滚筒试验台检测受力问题：根据力学平衡原理可列出下列关系式：联立上式解得：车轮制动时，试验台所能测出的最大制动力受轮胎与滚筒间附着力的限制。附着力Fφ的大小为：受安置角α、附着系数φ和水平推力F（与非测试车轮的水平约束力）等三个因素影响，当安置角α、附着系数φ和水平推力F增加时，试验台所能提供的附着力相应增大。而安置角α与被测车轮的直径D、试验台的结构参数、滚筒中心距L、滚筒直径d有关。当D、d、减小，L增大时，会使安置角α增大。为了防止测试制动力时整车滑移，希望受检测车轮不脱离前滚筒，即N1＝0，且F＝0，则可推得sinα－φcosα＝0，即tanα＝φ。若滚筒附着系数按0.7计，则相应的安置角α约为35°左右。α应大于35°因为：分母总是大于1的，Fφ＜φG，φ小于1，Fφ必小于G。3、诊断参数标准：•制动力：制动力与轴重的百分比。空车：≥60％。•制动力差：左右制动力差，与该轴上左、右轮制动力百分比，前轴不大于20％，后轴不大于24％。•车轮阻滞力：不大于轴荷的5％。4.4制动系统检测与故障诊断4、缺点：•制动时车速低，ABS不起作用。•无惯性前移，前轴制动力失准。•车轮大小与安置角有关，影响精度。•不能测方向稳定性（侧滑、跑偏）4.4制动系统检测与故障诊断•1.术语解释•充分发出的平均减速度（FMDD）、制动协调时间、制动完全释放时间、制动距离•2.简答题•简述反力式滚筒制动试验台的基本结构、工作原理和使用方法。•简述反力式滚筒制动试验台的优缺点。•简述制动性能的诊断参数标准。习题