浅析机械制动性能检测技术

　　摘要：机动车的制动性能是评价其优劣的重要指标，是质检部门历来必检的项目。本文介绍了国内外常用的制动性能检测设备和检测方法，研究它们对农机检测的适应性，旨在和从事农机检测监督工作的同行们探讨一些问题。
　　
　　关键词：农业机械；机械特点；性能检测
　　
　　1农业机械的特点
　　目前农业大量使用的行走机械有轮式拖拉机、三轮农用车、正三轮摩托车和收割机等，由于乡办企业的兴起和城乡物资交流的需要，除用拖拉机和三轮机动车承担运输任务外中小型货车及客货两用车也大量增加。这些农用机械有如下特点：
　　①轴荷小，一般不超过３吨。
　　②行车速度偏低，一般不超过每小时80公里，多以柴油机作为动力。
　　③多数只在后轮（多为驱动轮）有制动装置，前轮不设制动装置。
　　因此在选用检测设备以及组建检测线时应考虑这些特点，例如，可以选用造价较低的允许轴荷为３吨的轻型检测设备，农用机械检测线中不用设置车速表检测仪等。
　　2制动性能检测方法
　　常用的制动性能检测方法有两大类，即道路试验法（路试）和台架试验法。
　　2.1路试法
　　所谓路试法，就是被检车辆在良好、干燥路面上以一定的速度行驶时施以紧急制动，直至使其停止，记录下制动距离、跑偏量或者是制动减速度和协调时间。除原始的目测的拖印法外，路试所采用的方法和仪器有：
　　2.1.1喷射印痕法测制动距离，此法是拖印法的改良方法，拖印法不能测量协调时间内的部分距离。喷射印痕法是在车上设一个开关和制动踏板联动的贮液筒，其中装有色液体。踩动制动踏板瞬间开关打开，开始向路面喷射液体直至车辆停止。
　　此法可较精确地测出制动距离。
　　2.1.2五轮仪测制动距离法，此法所用仪器有两大类，即接触式和非接触式。接触式的对试车路面的平整性要求很高，而非接触式五轮仪又过于昂贵。
　　2.1.3减速度仪法，此法是把装有加速度传感器的仪表放在被检车辆上，制动时记录下最大减速度。此法也需人工测量拖印的跑偏量。
　　从以上几种方法可以看出，路试法直观、检测结果真实可靠，但对路面质量、气候条件依赖性大；监理员劳动强度大且工作效率低；检测数据不易归纳存档。因此，当车辆保有量较大时不宜采用路试法。
　　2.2台架试验法
　　台架试验法是目前国内外广泛采用的检测方法，它是通过测量制动力和、制动力差及协调时间来检测车辆的制动性能，常用的试验设备有以下几种：
　　（1）滚筒反力式试验台
　　这类试验台是最早采用且应用较广的台架式检测设备，被检车辆驶上试验台，把被检车轮停在前后两个滚筒之间。试验台控制器启动两台3—4千瓦的交流电动机，通过减速器拖动左右两组滚筒旋转，滚筒带动左右两车轮转动，滚筒和车轮作等线速度。踩制动，滚筒与车轮之间产生制动力T1和T2。
　　各参数有如下关系：被测车轮制动力Ff=T1+T2≤（N1+N2)式中为车轮与滚筒之间的附着系数而N1=G1/COS在被测车轮受到制动力Ff的同时也受到一个水平作用力Fo，这个力正比于制动力Fr。如果此时另一对车轮不能产生足够的制动力Fr来抵消Fo的作用，则被测车轮将被Fo向后推出，使检测工作无法正常进行。
　　Gf、Gr分别为车辆前、后轴轴荷;R、r分别为车轮和滚筒的半径;N1、N2分别为试验台前、后滚筒对车轮的支反力;L为两滚筒的中心距T1、T2分别为制动时前后滚筒作用于车轮上的制动力;θ为安置角根据以上分析不难得出如下结论：
　　①筒式试验台的测试能力受限附着系数Φ，当滚筒磨损或沾上泥水时附着系数会变的很小，难以测出车轮的最大制动能力。所以雨雪天气不能检测，且应经常修复或更换滚筒。
　　②试验台的检测能力与安置角有关，在两滚筒中心距L固定的情况下，被测车轮直径越大则检测能力越低。（拖拉机的后轮太大，难以用此种设备检测）
　　③被测车轮的检测结果与非被测车轮的制动能力有关，也就是说，当非被测车轮的制动能力很低时就无法检测出被测车轮的最大制动能力。遇到这种情况，只有通过外力把车辆固定，方可进行正常检测。
　　（2）拖板式试验台
　　拖板式制动力检测试验台出现于1990年前后，拖板式制动试验台由可沿定板架纵向移动的动板、力传感器和推力油缸等组成。检测过程是：待检车辆驶上试验台，使被测车轮压在动板上并停车。司机踩下制动踏板实施制动后，控制器启动液压系统使推力油缸克服被测车轮的阻力，推动动板向前移动。力传感器检测出这个推力，此力即为被测车轮产生的制动力。
　　此种检测设备结构简单、操作简便，但是当非被测车轮的制动能力小于被测车轮时，必须设法借用外力固定着非被检车轮，否则无法测出被检车轮的真实的制动能力。同时此检测设备不能检测协调时间。和滚筒式试验台相比具有安装方便和耗能低的优点。
　　（3）平板式检测试验台
　　平板式制动力检测试验台出现于1992年前后，为了能同时检测出四个车轮的制动力，可用四块相同的制动检测版和控制器组成试验台。当然也可以只用两块检测版，采用分轴检测的方法，即先检前轴的两个车轮再检后轴的方法完成全部检测方法。
　　每块制动检测板的外形尺寸为：1700×720×65mm，由可沿定板架纵向微量移动的动板、若干个滚动轴承、力传感器等主要部件组成。动板上表面焊有钢网，使其和车轮轮胎之间有高大0.96的附着系数。
　　检测过程：被检车辆每小时5－15公里的车速驶上试验台，（以四轮同时检测为例）当前轮压上前两块制动检测版时施以紧急制动，四个车轮分别停在四块检测版板上。
　　传感器实时采集由车轮通出动板传来的制动力信息，由控制器进行收集、处理、分析和显示各轮制动力的检测结果，并根据标准作出制动效能和制动方向稳定性是否合格的评判结果。车辆驶离试验台，全部检测过程结束。平板式制动实验台具有如下特点：
　　①利用被检车辆的功能进行检测，所以不需要外加动力源。
　　②被检车轮制动效能的检测结果不受非被检车轮制动能力的影响，也就上说，既使前轮没有制动能力也可以不借助外力对后轮进行制动检测。这点对于农用行走机械最适宜。
　　③制动检测板上表面焊有钢丝网，附着系数很大且不易受污染的影响。因此被检车辆在受检之前不必要先清理车轮，既使是雨雪天也可以照常检测。
　　④有路试的特点，检测结果直观、真实可靠。
　　和上述两种试验台相比，还有节能、便于安装、重量轻便于移动等优点。平板式试验台的缺点是在安装现场纵向占地较长。
　　综上所述：平板式实验台由于有不需要动力电源、对气候环境和机型适应性强以及便于移动便于安装等特点，最适于流动检测和广大农村采用。
　　3以平板试验台为主的农用机械检测检测线配置方案
　　3.1全自动检测线
　　3.1.1性能指标
　　①检测的项目：设定项目：外观、制动、轴重、测滑、前照灯（远光和近光配光特性）、尾气、烟度、声级和发动机性能。可扩展的备选项目：方向盘转动力、齿轮间隙、皮带绕度等。
　　②可检测的机种为：轴重小于3T的各种两轴和三轴车、四轮拖拉机、农用三轮拖拉机和三轮摩托、收割机等。
　　③整个系统可采用微机控制的自动检测模式，也可采用手动检测模式。
　　④检测线上备有显示屏幕或（和）声音导引装置，可允许有两辆车同时进行检测，检测数据能自动显示、存储和打印。
　　⑤在线外检测的车辆（不宜上线检测的车辆）和线外检测项目（如外观）的检测数据都能较方便地输给主控计算机进行打印和统计查询。
　　3.1.2系统组成与布置
　　3.1.2.1设备选型
　　①平板式制动、轴重、测滑动态检测系统选用2B2WS-3型（如用户需要也可选用由四块制动板组成的4B2WS-3型）。能自动独立望完成全部检测过程，具有检测数据显示、存储、打印功能。
　　备有联网协议可与主控计算机组成局域网。本机接到来自主控机调用的含有全部检测数据的文件，并发出接受新任务的信息。
　　②QD-100型手动式前照灯检测仪可检测前照灯发光强度、光轴偏移量和中心高度，还可检测近光配光特性。仪表显示并配有模拟量输出接口。
　　③NHA-201型尾气分析仪检测尾气中的CO和HC，测试结果直接数码显示。备有模拟量输出接口和RS232串行通信接口。
　　④YD-1型全自动烟度计检测柴油发动机排气的烟度值，测试结果数码显示。备有模拟量输出接口和RS232串行接口。
　　⑤HY104A型声级计，液晶显示检测结果并备有模拟量输出。
　　⑥发动机性能测试仪可测功率、油耗和转速等，备有模拟量输出接口和RS232串行通信接口。
　　3.1.2.2主控室的组成与功能
　　主控室由主控计算机、监视器、打印机、板式检测仪的电控系统、带有话筒的声音导引装置等组成。具有待检车辆登录、线外检测数据录入（键盘录入或自动录入）、通过灯光显示和（或）声音，引导被检车辆通过各工位并完成所需操作、向各工位发布指令、采集存储数据和打印检测结果等功能，实现对全线的控制。
　　该检测线与以反力滚筒制动试验台为核心的全自动检测线相比，不仅不需动力电源、不挖设备安装地基和不需要造价较高的厂房外，还有雨雪天气照常检测且车型适应性强等优点。
　　3.2半自动经济型农机检测系统
　　全自动检测线成本高，所需投资较大且不易流动，所以只适应于经济比较发达，车辆保有量大且分布比较集中的地区。对于大部分农村宜采用半自动检测系统。
　　这里推荐的半自动经济型的半自动经济型检测系统，所需检测设备同上，检测内容一致，功能与全自动型基本相同。
　　所不同的是:半自动型不配主控计算机，只用扩音器引导被检车辆而不用显示屏，充分利用板式制动、轴重、测滑检测系统内计算机的强大功能，兼任被检车辆登录、其它检测数据导入以及检测结果存储、显示、打印等工作。和全自动型相比，该系统具有投资少、检测内容便于更改和便于流动检测等优点，但是检测速率偏低。
　　4结论
　　通过以上的讨论可以得出以下结论：以板式制动、轴重、测滑检测系统为核心组成的半自动经济型检测系统，较适宜广大农村选用。