汽车安全性能与检测

项目4汽车安全性能与检测汽车安全性能检测是指在不解体车辆的情况下利用专用的检测设备，对影响汽车安全性能的指标进行检测。安全性能的检测内容主要包括汽车制动性能检测、转向轮侧滑检测和车速表检测等。本项目主要介绍运用反力式滚筒制动试验台、转向参数检测仪及车速表试验台分别检测汽车制动性能、转向系统性能及车速表性能的方法，使用的仪器和具体的检测步骤。任务1汽车制动性能与检测任务引入某客户驾驶汽车在高速公路上行驶时，前方车辆在没有打转向灯的情况下突然变道，该客户立即制动，但汽车在制动过程中出现跑偏现象，险些酿成交通事故。为了保证自己的行车安全，该客户随即将车辆送至4S店进行检测。检测汽车的制动性能，我们需要了解汽车制动性能的评价标准，掌握检测汽车制动性能所需设备的使用方法及检测技术，并能够对汽车的制动性能做出评价。知识链接一、制动性能评价指标制动系统是保障汽车行驶安全性能的主要装置，汽车制动性能的好坏直接关系到行车安全。据相关数据统计，在重大交通事故中，因制动距离太长和跑偏所造成的事故大概占40%。根据GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》的规定，汽车制动性能评价指标主要包括制动效能、制动效能的恒定性以及制动时方向的稳定性3个方面。1．制动效能制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。制动效能的评价指标是制动力、制动距离、制动减速度等方面的性能。(1)制动力汽车制动力是指汽车制动时，通过制动器作用于车轮使地面向车轮提供切向阻力。汽车制动力是从本质上评价制动性能的一个指标，检测制动力可用来评价制动效能，每个车轮制动力的大小均可检查，因此可以检查前、后轴制动力的分配是否合理以及制动力是否左右平衡等，有利于分析制动器的故障并进行维修。（2）制动距离制动距离是指车辆在规定的初速度下，驾驶员开始操纵制动踏板时起至车辆完全停住时的行驶距离。从行车安全的角度考虑，制动距离是评价汽车制动性能最直观的一个指标，与汽车实际运行时的制动情况最接近，很多国家都采用制动距离评价汽车的制动性。（3）制动减速度制动减速度反映了制动时汽车速度降低的速率。由于制动减速度的变化反映了制动力的变化，所以用制动减速度评价制动性能也是可行的。实际测试的过程中常用到平均制动减速度。平均制动减速度是制动过程中两个瞬时速度之差与两个瞬时速度的时间间隔的比值。2．制动效能的恒定性制动效能的恒定性是指确保制动作用能够持久正常发挥的能力。制动效能是指以下两个方面：（1）抗热衰退的能力制动器摩擦材料因制动摩擦生热，制动器温度升高（常保持在300℃，在山区道路行驶，可达600～700℃），摩擦力矩下降，制动力下降，这种现象被称为热衰退现象。制动器的温度过高可能导致摩擦片磨损烧毁，造成安全隐患。因此摩擦片应具有很高的抗热衰退能力，此性能在汽车高速制动、短时间重复制动或下坡连续制动时极其重要。制动器抗热衰退性能一般采用一系列连续制动的制动效能保持程度进行衡量。如图所示的盘式制动器比鼓式制动器的散热效果好，其中划线式制动盘的制动效果和散热能力均较好，打孔式制动盘的散热效果比平面式制动盘好。山区行车时热衰退是不可避免的，有些国家规定大货车必须加装辅助制动器，以保证汽车的制动性能足够恒定。（2）抗水衰退的能力当制动器被水浸湿后，短时间内制动力会下降，这种现象称为水衰退现象。汽车应尽快恢复其制动性能。划线式制动盘打孔式制动盘平面式制动盘3．制动时方向的稳定性制动时方向的稳定性，是指汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力，制动方向不稳定主要表现为制动跑偏、前轮失去转向能力。制动方向不稳定是造成交通事故的主要原因。制动过程中不应出现跑偏、侧滑等现象。如图制动跑偏所示，制动跑偏是汽车在制动过程中自动向左或向右行驶。如图侧滑所示，侧滑是汽车在曲线路线行驶时，由于离心力引起汽车某轴或多轴横向移动的现象，或因前轮定位不当，在行驶中偏离正常行驶方向的滑动。检验汽车制动时方向的稳定性，要求制动过程中车辆的任何部位都不得超出给定宽度的试车道。制动跑偏侧滑二、制动性能检测标准GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》规定，检测汽车的制动性能可以用道路试验和台架试验两种方法。道路试验可以检测制动距离和跑偏量，也可以检测制动减速度和制动时间，台架试验主要检测制动力与制动时间。若检测结果符合检测标准，就可以认定汽车制动性能合格。因台架试验法检测制动性能不受外界条件的限制，重复性较好，故目前主要采用台架试验检测汽车的制动性能。1．台架试验检测标准(1)车轮制动力的标准汽车制动是通过轮胎与地面之间产生摩擦力（即制动力）来实现的，制动力越大，减速度越大，制动距离也就越短。汽车、挂车在制动试验台上测出的车轮制动力应符合下表的要求。对空载检测制动力结果存在质疑时，可用表中规定的满载检测制动力的要求进行检测，检测时制动踏板力和制动气压应符合有关规定。台架试验检测制动力要求单位：%（2）车轮阻滞力的要求汽车各车轮的阻滞力不得大于车轮所在轴轴荷的5%。（3）制动力平衡的要求在制动力增长的全过程中，左右轮制动力差的最大值与该轴左右轮中制动力较大者之比，对前轴不应大于20%，对后轴（及其他轴）在轴制动力不小于该轴轴荷的60%时不应大于24%；当后轴（及其他轴）制动力小于该轴轴荷的60%时，在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值不应大于该轴轴荷的8%。（4）制动协调时间液压制动的汽车不大于0.35s，气压制动的汽车不大于0.6s。（5）驻车制动性能的要求驻车制动性能检验规定检测车辆空载，乘坐一名驾驶员，驻车制动力总和应不小于该车在测试状态下整车重力的20%；对总质量为装备质量1.2倍以下的车辆，驻车制动力总和应为15%。当车辆经台架检验后对其制动性能存在质疑时，可用道路试验进行检测。2．道路试验检测标准路试检测一般是在受检的车辆上安装检测仪器，如制动减速度仪和第五轮仪，仪器用来检测车辆的制动距离、制动减速度和制动协调时间。道路试验检测应在晴好天气，风速不大于3m/s的条件下，在平坦（坡度不大于1%）、坚实、清洁、干燥的水泥或沥青路面上进行，并且轮胎与地面的附着系数不小于0.7。(1)制动距离的检测标准经过测试汽车的制动距离和制动稳定性应符合下表中的要求。对空载检验制动距离存在质疑时，可按表中规定的满载检验制动距离的要求重新进行检验。制动距离和制动稳定性要求标准（2）应急制动性能检测标准汽车在空载和满载情况下进行应急制动性能检测，应急制动性能应符合下表的要求。应急制动性能检测标准（3）驻车制动性能检测在空载状态下，驻车制动装置应能保证车辆在坡度为20%（总质量为装备质量1.2倍以下的车辆为15%），轮胎与地面间的附着系数不小于0.7的坡道上正、反两个方向上保持不动，其时间不少于5min。三、制动性能检测试验台常用的制动性能检测试验台主要有反力式滚筒试验台和平板式试验台。1．反力式滚筒制动试验台反力式滚筒制动试验台由机械装置和智能仪表两部分组成，如图所示为反力滚筒式制动试验台机械装置。机械装置主要包括电动机、减速箱、左右对称分布的两套滚筒（每套两个滚筒）等部件。电动机提供试验台的驱动力，通过减速箱和传动链带动滚筒转动。滚筒用于支承被测车轮，并承受制动力。为了增加与轮胎间的附着系数，钢制滚筒表面多用刻槽、堆焊或黏砂等方法处理。其中，表面黏砂的效果较好。反力滚筒式制动试验台机械装置如图所示的试验台在前、后滚筒之间还有一个细长的“第三滚筒”，或称“第三轴”，其一端装有转速传感器。检验时被测车轮支承在前后滚筒之间，并将“第三滚筒”压下，“第三滚筒”随车轮一起转动。当车轮制动接近抱死时，控制装置根据传感器发出的信号及时使驱动电机停止转动，从而保护电机，使车轮不至于过度磨损。目前，反力式滚筒制动试验台多用配有单片机的智能控制仪表。控制仪表将来自传感器的信号经放大处理后，传输至数显装置上显示检测结果。这种数显仪表可以同时显示被测轴的左右轮制动力、左右制动力的平衡性以及制动协调时间等。如果配有打印机，还可打印制动过程曲线。2．平板式制动试验台平板式制动试验台是利用汽车低速驶上平板后突然制动时的惯性力作用，来检验制动效果的制动检测设备。平板式制动试验台是综合性试验台，除能检验制动性能外，还可以测试轮重、前轮侧滑量以及悬架性能等参数。平板式制动试验台结构比较简单，主要由几块表面轧花的测试平板、传感器以及数据采集系统等组成，如平板式制动试验台图所示。平板式制动试验台共6块平板，前、后各2块，分别测试轴重、制动和悬架；中间部分为单滑板式侧滑试验台，其中，按照汽车行驶方向的左侧为侧滑板及放松板，右侧为空板。数据采集系统由传感器、放大器和多通道数据采集板等组成。来自各传感器的模拟量信号经放大后进入数据采集板，再由计算机进行数据处理，以显示检测过程数据曲线和打印数据结果。平板式制动试验台结构简单、安装方便，能耗远低于反力式滚筒制动试验台。同时，平板式制动试验台操作简单，日常维护的成本低。但平板式制动试验台不能检测超长、超重、超宽的车辆，并且其检测数值的重复性差，每次测得的制动力会有较大的差异，所以应用不广泛。示意图实物图四、反力式滚筒制动试验台使用方法1.检验前仪器及车辆准备(1)检查试验台滚筒表面是否清洁，有无异物及油污，如有应清除干净。(2)使滚筒在无负荷状态下运转，检查并调整仪表指针至零位。(3)检查设备各指示灯工作是否正常。(4)检查各导线有无因损坏而造成接触不良的部位。(5)核实汽车各轴轴荷，利用汽车检测线专用称重仪检测轴荷，确保被检车辆轴荷在试验台允许载荷范围之内。(6)检查车辆轮胎气压、花纹深度是否符合标准规定，胎面是否清洁，不得夹有泥沙等杂物。称重仪显示装置2．测试步骤(1)汽车正直居中驶入试验台，先将前轴车轮停放在制动台两滚筒之间。汽车停稳后，变速器置于空挡，制动系统处于放松状态。(2)车轮下压第三滚筒，保证车轮与第三滚筒接触紧密。(3)起动电动机，保持一定的采样时间（5s），从仪表上读取阻滞力。(4)在显示屏提示制动后，驾驶员缓踩制动踏板到底，然后再松开，仪器测得左、右轮制动增长全过程数值；若为驻车制动，则拉紧驻车制动操纵装量，测得驻车制动力数值。(5)电动机停转。(6)按以上程序依次测试其他车轴。(7)所有车轴的制动踏板制动及驻车制动性能检测完毕后，车辆驶离试验台。任务２汽车转向系统性能与检测任务引入某日，某客户在发动其购买不久的新车时，出现了转向盘转动困难的现象。该客户将汽车熄火，重新起动后，转向恢复正常。该客户将汽车送至4S店进行检测。检测汽车转向系统，需要了解主要检测项目和要求，掌握转向系统的主要参数，掌握检测设备的使用方法，从而对汽车转向系统的主要性能做出评价。知识链接一、转向系统主要检测项目及要求转向系统需要检测的项目及参数主要有转矩、转向盘自由转动量和最小转弯直径等。GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》中规定内容如下：1．转矩转矩是指汽车在转向过程中驾驶员施加在转向盘上的力。转矩大小可以反映转向系统的操纵轻便性和灵活性。GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》中规定机动车在平坦、干燥和清洁的水泥或沥青道路上行驶，以10km/h的速度，在5s内沿螺旋线从直线行驶过渡到以直径为24m的圆周行驶，施加于转向盘外缘的最大切向力不应大于245N。2．转向盘自由转动量转向盘自由转动量是指汽车转向轮处于直线行驶位置静止不动时，转向盘可以自由转动的角度，是转向系统各传动连接部件间隙的总反映。转向盘自由转动量过大，将直接导致汽车转向不灵敏，影响行车安全；另外由于转向系统内存在着较大的传动间隙，减弱了对转向轮的约束，从而导致汽车直线行驶时不稳定。GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》中规定机动车转向盘的最大自由转动量见下表。机动车转向盘的最大自由转动量3．最小转弯直径转向盘转到极限位置时，车辆内外侧各车轮胎面中心（若为双胎，则为双胎中心）在平整地面上的轨迹圆直径（见右图）为转弯直径。此时车轮外侧转向轮胎面中心在平整地面上的轨迹圆直径中的较大者为最小转弯直径。转弯直径GB7258—20