32 汽车制动性能检测与诊断.docx
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32汽车制动性能检测与诊断
第二节汽车制动系的检测和诊断
本节要点
1.制动距离；制动协调时间;充分发出的平均减速度;制动稳定性；车轮阻滞
力；制动释放时间；
2.汽车制动性能检测指标（区分路试检测指标和台架检测指标）；
3.制动跑偏和制动侧滑的现象和原因分析。
4.汽车制动性能检测设备及其功能（主要针对哪些项目的检测）。
5.反力式滚筒制动试验台检测特点。
6.平板式制动试验台检测特点。
7.GB7258《机动车运行安全技术条件》中关于制动性能检测的具体要求：
①制动力要求；
②台试检测驻车制动时车辆载荷状态要求；
③路试检测制动性能时的初速度；
④制动稳定性检测时试车道宽度；
⑤路试检测驻车制动性能指标及要求。
一．汽车制动性能的检测指标
汽车制动性能：
汽车行驶时，能在短距离内停车且维持行驶方向的稳定和下长坡时能维持一定车速，以及保证汽车长时间停驻坡道的能力。
能在短距离内停车；
维持行驶方向稳定；
下长坡时维持一定车速；
长时间停驻坡道能力
汽车制动性能
汽车制动力（台架）；
制动距离；
汽车制动性能检测指标制动减速度（充分发出的平均减速度）；
制动协调时间
制动时的方向稳定性[制动时跑偏量（道路）；同轴
制动力平衡（台架）]
1．汽车制动力
汽车制动力：
汽车制动时，通过车轮制动器的作用，地面提供的对车轮的切向
阻力。
是评价汽车制动性能的最本质的因素，其大小和汽车制动系统的结构、技术状况以及轮胎和路面的附着条件有关。
2．制动距离
制动距离：
汽车在规定的道路条件、规定的初始车速下急踩制动时，从脚接触制动踏板起至汽车停住时止汽车驶过的距离。
是评价汽车制动性能最直观的指标。
3．充分发出的平均减速度
是指汽车在规定的初速度下急踩制动时，按公式计算得到的减速度。
制动减速度和制动力具有等效意义，在制动过程中是变化的。
因此GB7258《机动车运行安全技术》中，采用充分发出的平均减速度MFDD（MeanFullyDevelopmentDeceleration）作为评价汽车制动性能的检测指标。
式中：
——充分发出的平均减速度，m/s2；
vb——车辆的速度，即0.8v0,km/h；
ve——车辆的速度，即0.1v0,km/h；
vo——制动初速度,km/h；
Sb——试验车速从v0到vb时驶过的距离,m。
Se——试验车速从v0到ve时驶过的距离,m；
实际检测中，常用充分发出的平均减速度作为路试检测制动性能的指标。
4．制动协调时间
t1—驾驶员反应时间；
其长短取决于驾驶员判断和反应能力，和制动系统的性能无关。
t2—制动器作用时间（或滞后时间）；
其长短取决于驾驶员踩踏板的速度和制动系统的结构和技术状况。
t3—持续制动时间；
至g点驾驶员松开制动踏板，地面制动力和制动减速度基本稳定。
t4—制动释放时间；
汽车制动从松开制动踏板到制动消除所需要的时间。
制动协调时间：
在急踩制动踏板时，从制动踏板开始动作至车辆减速度（或制动力）达到标准规定的充分发出的平均减速度（或制动力）的75%时所需的时间。
5．制动稳定性
汽车在制动过程中维持直线行驶的能力或按预定弯道行驶的能力。
※制动时方向稳定性不好的主要表现为制动跑偏和制动侧滑。
制动跑偏：
是指汽车在平路上制动时，在转向盘居中的情况下，自动向左或向右偏驶。
主要是由于汽车左右车轮制动器制动力增加快慢不一致或左右车轮制动力不等造成的，特别是转向轮左、右车轮制动器制动力不相等。
此外，汽车轮胎的机械特性、悬架系统的结构和刚度、前轮定位、道路状况、车辆载荷分布状态等因素也会影响制动跑偏。
制动侧滑：
是指制动时汽车某一轴或两轴发生横向移动。
主要是由于车轮制动抱死造成的。
高速制动时，后轮抱死侧滑情况最为危险，易产生急剧回转，即制动“甩尾”现象；前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车会失去转向能力，弯道行驶十分危险。
二．汽车制动性能的台试检测
反力式滚筒制动试验台
滚筒式
汽车制动试验台惯性式滚筒制动试验台
平板式
1.用反力式滚筒制动试验台检测制动性能
常用的反力式滚筒制动试验台是一种低速静态测力式试验台，主要检测制动力。
（1）反力式滚筒制动试验台结构
驱动装置
滚筒装置
测量装置
举升装置
指示和控制装置
结构组成
1）驱动装置
由电动机、减速机和链传动组成。
电动机减速器主动滚筒链传动系统从动滚筒车轮
2）滚筒装置
由左、右独立设置的两对滚筒构成。
被测车轮置于两滚筒之间，滚筒相当于活动路面，用来支承被检车轮并在制动时承受和传递制动力。
3）测量装置
由测力杠杆和传感器组成，测力杠杆一端和减速器浮动壳体连接，另一端和传感器相连。
4）举升装置
便于汽车平稳出入制动试验台。
5）指示和控制装置
对检测信号进行采集处理并输出。
单轴反力式滚筒制动试验台
1—举升装置2—指示装置3—链传动4—滚筒装置
5—测量装置6—减速器7—电动机
■为同时测试左、右车轮的制动力，滚筒装置、驱动装置和测量装置左右对称，独立设置。
■第三滚筒的作用：
测量车轮转速；当被检测车轮制动时，转速下降至接近抱死时，向控制装置发出信号使驱动电机停止转动，以防止滚筒剥伤轮胎、保护驱动电机。
由于对汽车制动性能进行评判时和轴重有关，有些制动试验台配有轴重仪。
（2）反力式滚筒制动试验台的检测原理
Gk—车轮所受的载荷；F—车轴对车轮的水平推力；N1、N2—滚筒对车轮的支反力；
FX1、FX2—滚筒对车轮的作用力；F'X1、F'X2—车轮对滚筒的切向反作用力；
Mμ—制动器摩擦力矩；Mf1、Mf2—滚动阻力矩；α—安置角；L—滚筒的中心距；
1—传感器；2—测力杠杆；3—减速器；4—主动滚筒；
5—电动机；6—从动滚筒；7—车轮；
●在制动过程中，当左、右轮制动力之和大于某一数值时，开始采集数据，经历规定的采集时间后，控制装置发出指令使电动机停转，以防止车轮剥伤。
●同时可完成制动协调时间的检测，由套装在制动踏板上的开关发出计时开始信号，当制动力达到标准规定的75%时，计时结束。
●车轮阻滞力在行车和驻车制动装置处于释放状态，变速器置于空档位置时进行。
由电动机通过减速器、链传动及滚筒带动车轮维持稳定转动时，由测力装置读出。
（3）反力式滚筒制动试验台的检测方法
1）做好试验台的准备工作，滚筒表面应干燥，没有松散物质及油污，滚筒表面当量附着系数不应小于0.75。
2）将试验台电源开关打开，并使举升器在升起位置。
3）将汽车垂直于滚筒方向驶入试验台，使前轴车轮处于两滚筒之间的举升平板上。
4）汽车停稳后，置变速器于空档，使行车制动、驻车制动处于完全放松状态，把脚踏开关套装在制动踏板上。
5）降下举升器，至轮胎和举升器完全脱离为止。
6）带有轴重测量装置的试验台，此时测量轴重。
7）起动电动机，使滚筒带动车轮转动，2s后测得车轮阻滞力。
8）踩下制动踏板，测取制力增长全过程中的前轴左右轮制动力和各轮制动力的最大值，同时也测出了制动协调时间。
9）升起举升器，驶出已测车轴，驶入下一车轴，按上述同样方法检测后轴车轮阻滞力、制动力、左右轮制动力差和制动协调时间。
10）当和驻车制动相关的车轴在试验台上时，检测完行车制动后，应重新起动电动机，在行车制动完全放松的情况下，用力拉紧驻车制动，检测驻车制动性能。
11）所有车轴的行车和驻车制动性能检测完毕后，升起举升器，汽车驶出试验台。
12）切断制动试验台电源。
（4）反力式滚筒制动试验台检测注意事项
1）为了防止制动时车轮容易抱死而难以测出制动器能够产生的制动力，允许在汽车上增加足够的附加质量或施加相当于附加质量的作用力，但附加质量或作用力不计入轴荷。
2）检测制动力时，可以在非测试车轮上加三角垫块或采取牵引方法阻止车辆移动。
3）检测制动力时，通过采取措施后，仍出现车轮抱死并在滚筒上打滑或整车随滚筒向后移出现象，而制动力仍未达到合格要求时，应改用平板试验台检测或路试检测。
（5）反力式滚筒制动试验台检测特点
1）检测迅速、经济、安全，不受外界条件的限制，测试车速低，测试条件稳定，重复性较好。
2）检测参数全面，能定量测得各车轮的制动力、左右轮制动力差值、制动协调时间、车轮阻滞力。
因而可全面评价汽车的制动性，并给制动系的故障诊断、维修和调整提供可靠依据。
3）检测时，由于汽车没有平移运动，因而实际制动时因惯性作用而引起的轴负荷前移效应完全没有，这往往使得前轴车轮容易抱死而难以测到前轴制动器能够提供的最大制动力，从而导致整车的制动力不够，易引起误判。
4）检测时，由于汽车没有实际的行驶，因而其制动性检测结果不能反映其他系统（如转向、行驶系）的结构、性能对制动性的影响。
5）对于装备有防抱死制动系汽车，由于检测时车轮防抱死不起作用，因而无法测得实际制动时的最大制动力，不能准确反映防抱死制动系统汽车的制动性能。
2．用平板式制动试验台检测制动性能
（1）平板式制动试验台结构
平板式制动试验台示意图
1—前引板；2–前测试平板；3—过渡板；4-后测试平板；5-控制和显示装置；
6—后引板；7-拉力传感器；8-压力传感器；9-面板；10-钢球；11-底板；
（2）平板式制动试验台检测原理
检测时，汽车以5～10km／h的速度驶上平板，置变速器于空档（自动变速汽车可置于D档）并急踩制动，车轮则在汽车惯性力作用下，对测试平板产生作用力Fxb,和此同时测试平板对车轮产生了阻碍汽车前进的制动力，该制动力是Fxb的反作用力，其大小和Fxb相等，因此，Fxb相当于就是要检测的制动力。
而拉力传感器通过纵向拉杆能感受各轮Fxb的信号，同时压力传感器能感受到制动过程中各轮的动态载荷信号，这些信号经控制装置转换放大处理后，其显示仪表能记录或显示各轴制动力和动态载荷的变化过程，显示检测结果。
制动检验台平板表面应干燥，没有松散物质及油污，平板表面附着系数不
应小于0.75。
（3）平板式制动试验台检测特点
1）汽车在平板试验台上的制动和汽车的实际制动较为接近，能反映轴负荷转移效应和其他系统（如转向系、行驶系）的结构、性能对制动性能的影响，其检测结果能反映汽车的实际制动性能。
2）平板式试验台不仅能检测整车制动效果，还可检测各车轮的制动力和轴荷，能方便分析和查找制动器故障，能较好地评价汽车的制动性能。
3）平板制动试验台不需模拟汽车转动惯量，结构简单，较容易和轮重仪、侧滑仪、悬架检测仪组合在一起，使车辆测试更为方便、高效。
4）平板式制动试验台占地面积大、需要助跑车道，不利于流水作业。
3.用惯性式滚筒制动试验台检测制动性能
利用其旋转飞轮的动能模拟车辆在道路上行驶的动能，使车辆在试验台上能呈现道路制动时的工况来检测制动性能。
主要检测制动距离、制动减速度和制动时间。
原理：
惯性式制动试验台的滚筒相当于移动的路面，试验台上各对滚筒分别带有飞轮，其惯性应和受检汽车的惯性质量相当。
检测时，先使滚筒和车轮一起高速旋转，然后切断驱动滚筒旋转的动力，踩制动踏板，制动后的车轮对滚筒表面产生切向阻力，而滚筒在其飞轮系统的惯性作用下继续旋转，其转动的圈数相当于车轮的制动距离。
特点：
1）可以在任意车速下进行试验，试验条件接近汽车行驶实际情况。
2）试验台旋转部分的转动惯量较大，使其结构复杂，占地面积大。
3）不适应多车型检测。
三．汽车制动性能的路试检测
检测方法有制动距离法和制动减速度法。
1．制动距离法
路试时采用速度计、第五轮仪或其他仪器检测汽车的制动距离和制动稳定性。
（1）检测方法
1）道路条件。
应在平坦（坡度不应大于1％）、干燥和清洁的硬路面（轮胎和路面之间的附着系数不应小于0.7）上进行，在试验路面上画出和制动稳定性要求相应宽度的试验车道边线。
2）车辆准备。
在被测汽车的制动踏板上按装提供信号用的踏板套，在汽车适当位置装上速度计或第五轮仪等检测仪器。
3）路试检测。
将被测汽车沿着试验车道的中线行驶至高于规定的初速度后，置变速器于空档（自动变速汽车可置变速器于D档），当滑行到规定的初速度时，急踩制动，使汽车停住，并同时操作速度计或第五轮仪等检测仪器，测出汽车的制动距离。
在紧急制动的同时，检查汽车制动的稳定性，看制动时汽车是否超出试车道边线。
对除气压制动外的汽车还应同时测取制动踏板力。
（2）制动距离法的特点
1）检测制动性能直观、简便，能真实反映汽车在实际行驶过程中的动态制动性能。
2）能充分体现整车的制动效果，可综合反映汽车其他系统（如转向系、行驶系）的结构、性能对汽车制动性能的影响。
3）只能检测整车制动性能，但不能定量检测各车轮的制动状况及制动力分配，因而对制动性能不合格的汽车，对故障发生的具体部位不易诊断。
4）制动距离长短对制动的初始车速以及驾驶员的操作方法依赖性较高。
5）紧急制动时轮胎磨损严重，同时其冲击载荷对汽车各部件均有不利影响。
6）路试要求有良好的道路条件及气候条件。
2．制动减速度法
（1）检测方法
利用仪器检测汽车制动时的充分发出的平均减速度，同时检测制动协调时间和制动时的稳定性。
试验条件和制动距离法相同，利用仪器测出汽车充分发出平均减速度公式中的相关参数，经计算确定MFDD。
（2）制动减速度法特点
1）检测仪器结构简单，使用方便；
2）检测的MFDD和瞬时减速度相比具有良好的稳定性，其重复性较好，检测精度较高。
3）能根据制动协调时间的长短判断制动系的调整情况。
4）MFDD只能反映整车制动效果，而不能具体反映各车轮制动器的技术状况。
3．路试法常用仪器（略）
（1）第五轮仪
（2）非接触车速仪
四．汽车制动性能的检测标准
1．台式检测标准
（1）行车制动检测标准
1）制动力
台试检验制动力要求
车辆类型
制动力总和和整车质量的百分比（%）
轴制动力和轴荷的百分比（%）
空载
满载
前轴
后轴
三轮汽车
≥45
—
≥60b
乘用车、总质量不大于3500kg的货车
≥60
≥50
≥60b
≥20b
其他汽车、列车
≥60
≥50
≥60b
—
台试检测时，若对空载检验制动力有质疑，则用规定的满载检测制动力要求进行检验；
若对台试检测的制动性能有质疑，则用路试检测方法进行复检，并以满载路试的检测结果为准。
2）制动力平衡
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，和全过程中测得的该轴左右轮最大制动力大者之比：
前轴：
不得大于20%；
后轴（及其他轴）：
①轴制动力不小于该轴轴荷的60％时，不得大于24％；
②轴（及其他轴）制动力小于该轴轴荷的60％时，不应大于该轴轴荷的8％。
3）制动协调时间
液压制动的汽车：
≤0.35s；
气压制动的汽车：
≤0.60s；
汽车列车和铰接客车、铰接式无轨电车：
≤0.80s。
4）车轮阻滞力
进行制动力检验时，汽车各车轮的阻滞力均不应大于该轴轴荷的5%。
5）制动释放时间
汽车制动从松开制动踏板到制动消除所需的时间，不应大于0.8s。
（2）驻车制动检测标准
车辆空载，乘坐一名驾驶员，使用驻车制动装置，则要求：
①驻车制动力的总和不小于（≥）该车在测试状态下整车重量的20%；
②总质量为整备质量1.2倍以下的车辆，驻车制动力总和不小于（≥）该车测试状态下整车重量的15%。
2．路试检测标准
（1）行车制动检测标准
分为制动距离法和制动减速度法。
1）制动距离法检测标准
汽车在规定的初速度下急踩制动时：
①制动距离应符合要求；
②制动距离检测时，制动踏板力和制动气压应符合要求；
③对空载检测制动距离有质凝时，按标准规定的满载检验制动性能要求进行。
④车辆任何部位不得超出试车道宽度。
⑤在空载和满载状态下，应急制动距离和操纵力应符合要求。
制动距离和制动稳定性要求
车辆类型
制动初速度（km·h-1）
满载检验制动距离要求（m）
空载检验制动距离要求（m）
制动稳定性要求，车辆任何部位不得超出的试车道宽度（m）
三轮汽车
20
≤5.0
2.5
乘用车
50
≤20.0
≤19.0
2.5
总质量不大于3500kg的低速货车
30
≤9.0
≤8.0
2.5
其他总质量不大于3500kg的汽车
50
≤22.0
≤21.0
2.5
其他汽车、汽车列车
30
≤10
≤9.0
3.0
应急制动性能要求
车辆类型
制动初速度（km·h-1）
制动距离（m）
充分发出的平均减速度（m·s-2）
手操纵力（N）
脚操纵力（N）
乘用车
50
≤38.0
≥2.9
≤400
≤500
客车
30
≤18.0
≥2.5
≤600
≤700
其他汽车（三轮汽车除外）
30
≤20.0
≥2.2
≤600
≤700
制动性能检验时制动踏板力或制动气压要求
型式
状态
空载
满载
气压制动系气压表指示气压/（kpa）
≤600
≤额定工作气压
液压制动系踏板力/（N）
乘用车
≤400
≤500
其他汽车
≤450
≤700
三轮汽车
≤600
—
2）制动减速度法检测标准
汽车在规定的初速度下急踩制动时：
①充分发出的平均减速度（MFDD）应符合要求；
②制动踏板力和制动气压应符合要求；
③对空载检验有质凝时，按标准规定的满载检验制动性能要求进行。
④车辆任何部位不得超出试车道宽度。
⑤在空载和满载状态下，应急制动时充分发出的平均减速度（MFDD）和操纵力应符合要求。
⑥制动协调时间要求：
液压制动的汽车：
≤0.35s；
气压制动的汽车：
≤0.60s；
汽车列车和铰接客车、铰接式无轨电车：
≤0.80s。
制动减速度和制动稳定性要求
车辆类型
制动初速度/（km·h-1）
满载检验MFDD
/（m·s-2）
空载检验MFDD/（m·s-2）
制动稳定性要求，车辆任何部位不得超出的试车道宽度/（m）
三轮汽车
20
≥3.8
2.5
乘用车
50
≥5.9
≥6.2
2.5
总质量不大于3500kg的低速货车
30
≥5.2
≥5.6
2.5
其他总质量不大于3500kg的汽车
50
≥5.4
≥5.8
2.5
其他汽车、汽车列车
30
≥5.0
≥5.4
3.0
（2）驻车制动路试检测标准
在空载状态下，车辆使用驻车制动装置时：
①总质量为整备质量的1.2倍以上的车辆，在坡度为20%、轮胎和路面附着系数不小于0.7的坡道上正、反两个方向保持固定不动的时间应不少于5min。
②总质量为整备质量的1.2倍以下的车辆，在坡度为15%、轮胎和路面附着系数不小于0.7的坡道上正、反两个方向保持固定不动的时间应不少于5min。
③检测时，操纵力应符合规定。
空载状态驻车制动性能要求
车辆类型
轮胎和路面间附着系数
停驻坡道坡度（车辆正反向）（%）
保持时间（min）
总质量/整备质量<1.2
≥0.7
15
≥5
其他车辆
≥0.7
20
≥5
驻车制动性能检验时操纵力
车辆类型
手操纵时操纵力（N）
脚操纵时操纵力（N）
乘用车
≤400
≤500
其他车辆
≤600
≤700
升级会员 