聊城大学汽车与交通工程学院 陈峥峰
中通客车控股股份有限公司 徐学义
欧洲、北美、澳大利亚以及中东等国均特别重视整车的制动性能指标,我国出口的客车都必须通过相应的测试认证,可是目前我国多数客车还无法达到这个标准。
车辆制动性能测试是整车安全性测试认证中的一个重要项目,无论是欧洲、北美,还是新西兰、澳大利亚以及中东等国,均特别重视整车的制动性能指标,并且从2008年起海湾六国也增加了对进口客车整车制动性能测试认证的要求。随着国际市场的不断扩大,为进一步缩小中国客车与国际先进客车的差距,有效突破国际技术壁垒,顺利打入欧洲、北美等高端市场,加强对客车整个制动性能标准及测试方法的研究有着重要的意义。
国外汽车制动标准简介
1.欧洲制动标准:ECE R13《关于M类、N类及O类车辆制动系统形式认证的统一规定》;71/320/EEC《关于统一各成员国汽车及挂车制动装置的指令》;ECE R13H《关于M1类车辆制动系统形式认证的统一规定》。
2.北美制动标准:FMVSS105《液压制动系统》;FMVSS(CMVSS)121《气压制动系统》;FMVSS 135《轻型车制动系统》。
3.澳大利亚制动标准:ADR35/02-2007《商用车制动系统》;ADR 31/01-2005《乘用车制动系统》。
此外,新西兰执行的是Rule 32015 2006《重型车制动系统》。
大多数国家认可ECE R13(71/320 EEC)制动标准,新西兰、澳大利亚等国家除本国标准外,也接受按欧洲ECE R13法规进行的测试,中国、南非和中东地区等国的制动标准也是以ECE R13标准为基础的。表1为我国执行的整车制动标准与ECE标准的对比。
制动性能测试
被检测车辆为中通LCK6980H型长途客车(见图),其满载和空载时的轴荷分配如表2所示。
制动性能检测项目包括:
1.报警系统检测
光和声音警告系统采用压力计(低于5~5.5个大气压)检测。制动时,储气筒内气体压力失去控制力(低于5~5.5个大气压)并没有重新充气时,必须保证踩5次制动踏板。前四次利用踏板行程放气,第五次用来从60km/h的速度制动到0km/h,减速度不小于2.5m/s2,制动距离不大于64.3m。
制动测试的结果为:目标车速为60.86km/h;减速度为4.51m/s2;制动距离为26.20m;制动力为400N。
2.储能系统检测
机动车辆的储气筒设计应符合下列条件:在经过8次行车制动器控制器驱动后,储气筒内所剩压力不应少于获取应急制动性能所需的压力。
3.O行车制动试验(Brake Test Type-O)
常规行车制动性能试验将完成不加载(空载)和加载(满载)两种情况下的测试,每种情况又分别进行如表3~表6列出的测试项目。表3为断开传动链(即不连接发动机)进行60km/h以上速度制动时的测试结果,测试时允许的速度变化范围为目标车速的±1km/h范围内(以下试验均同)。
连接传动链(即连接发动机)进行90km/h、60km/h和36km/h三个速度时的制动测试,测试结果分别见表4、表5和表6。
4.热制动试验(Brake Test TypeⅠ)
车辆在满载荷情况下(15 000kg),从60km/h的速度下降到30km/h的速度,然后加速到60km/h的速度,连续往返20次,两次制动的时间间隔必须是60s。在这个试验中,施加的离合器踏板力必须保证在3m/s2的减速度,并且将一直保证这个力,直到成功进行制动。在制动时,必须保证一直挂在最高档,并以最快速度获得60km/h(保持发动机和变速器允许的最大加速能力)。在完成20个循环后,在满载状态下,从60km/h的速度减速到0km/h。减速度必须大于4m/s2,并且比Type-O测试(不连接发动机)记录的减速度不少于60%。
完成20个循环后按Type-O(不连接发动机)进行制动测试的结果:目标车速为60.08km/h;减速度为6.66 m/s2;制动距离为26.99m;制动力为363N。
5.长下坡制动能力试验(Brake Test Type Ⅱ)
模拟6km长下坡制动测试,即拖车牵引模拟试验,牵引试验快结束时,行车制动的热衰退表现将在同等条件下进行制动测试。不连接发动机,从60km/h开始减速到0km/h,制动距离不超过45.83m,减速度大于3.75m/s2,踏板力不超过700N。
6.二次失效制动试验(Secondary Brake Test,即剩余制动试验)
二次失效制动试验将通过在模拟制动系统实际制动管路出现失效时进行的如下3种情况的试验:
⑴ 只连接前轴制动回路,后轴不连接制动回路,不连接发动机,以60km/h的速度进行制动测试。
⑵ 只连接后轴制动回路,前轴不连接制动回路,不连接发动机,以60km/h的速度进行制动测试。
⑶ 在客车满载情况下,测试手刹制动,不连接发动机,以60km/h的速度进行手刹制动测试。
在这些测试中,减速度必须大于2.5m/s2,并且制动距离不超过64.38m(见表7)。
7.驻车制动(Parking Brake)
在完全载荷的情况下,驻车制动系统应能在18%的向上或向下的梯度时,保证汽车平稳地停靠,手控力不得超过600N。没有达到固定功能时可以操纵多次。
8.ABS失效时制动试验(Brake Test if ABS Failed)
ABS失效时,去除ABS功能,发动机不连接,分别在满载和空载时进行常规制动测试(见表8)。
9.制动稳态性能测试
制动响应时间在2s内急踩制动时,从开始促动控制装置到最不利的车轴上的制动力达到规定的相应制动性能时所经历的时间不得超过0.6s。所测试的LCK6980H客车的最不利车轴为后轴,因此选取了后制动气室与后储气筒附近的测试点进行测试,所测得制动响应时间为0.55s。
10.整车在空/满载情况下的ABS能效试验
该试验主要用于验证整车底盘布置与ABS相关部件的匹配性能。
制动认证试验中的注意事项
1.整车必须安装ABS系统。
2.一定要进行常规制动测试的摸底试验,空/满载状态下应急制动均需满足以下要求:
⑴ 前失效(切断前桥制动管路,仅有后桥制动):后桥的制动减速度≥2.5m/s2,制动距离<64.38m。
⑵ 后失效(切断后桥制动管路,仅有前桥制动):前桥的制动减速度或手刹的制动减速度≥2.5m/s2,制动距离<64.38m,即:后失效或手刹制动有一个满足以上条件即可。伹国内车辆后失效很难达到应急制动的要求,故一般设计时需加大前气室或后气室。
3.ⅡA型试验(即拖车试验),模拟6km长下坡制动测试。设计要求:需安装排气制动(配置自动变速器且带液力缓速器的可不加)。长途车进行ⅡA 型试验不允许点制动,但可以采用辅助制动(如排气制动)等。
4.制动稳态性能:制动响应时间在2s内急踩制动时,从开始促动控制装置到最不利的车轴上的制动力达到规定的相应的制动性能时所经历的时间不得超过0.6s。底盘配置设计要求:在前、后制动气室与储气筒相对的位置处装配标准测试接头。
5.制动响应时间应注意的问题
根据我们测试LCK6980H客车的经验,整车必须加装性能稳定、质量有保证的继动阀,如:威伯科、克诺尔或卡福的阀体;一般后桥为最不利的车轴,应尽量缩短储气筒与相应的制动气室之间的距离,减少弯接头的数量。
6.实际装车的制动系统,如制动鼓、摩擦片、制动蹄、各种阀类、储气筒、空气压缩机、ABS电磁阀以及ABS ECU等部件都应与所提供的技术资料相符,保持生产的一致性。
结语
国标中的制动法规与欧洲制动标准ECE Rl3(71/320 EEC)几乎相同,只是在个别条款和测试方法中有所差别。目前国内整车制动性能的试验数据尚得不到包括欧美在内的多数国家的认可,必须进行出口前的认证,这给我国客车的出口增加了一定的难度。但是通过上面的试验及数据我们可以看到,我国客车只要按国内的制动标准进行设计、制造,保证生产的一致性,通过欧洲标准的制动认证应该没有问题。