MBK01型便携式制动性能测试仪在路试检验中的应用

M B K - 0 1 型便携式制动性能测试仪在路试检验中的应用蒋宇展周剑敏上海西派埃自动化仪表工程有限责任公司一、概述随着社会经济的发展，汽车制造技术的不断进步，汽车检测线设备更新的相对滞后，不能上制动台进行制动性能检测的车辆也越来越多，例如超长或超重以及多轴的车辆；还有一些车辆虽然能够上检测线进行制动性能检测，但检测结果有明显偏差，例如某些带A B S 防抱死装置的车以及后置发动机的大客车和三轮农用车。按照新颁布实施的机动车运行安全技术条件( G B 7 2 5 8 2 0 0 4 ) 的要求，对于无法上制动台检验的车辆及经台架检验后对其制动性能有质疑的车辆，必须进行路试检验，并且以满载路试的结果为准。机动车运行安全技术条件( G B 7 2 5 8 2 0 0 4 ) 中规定的路试检验方法有两大类：一是用制动距离检验行车制动性能；二是用充分发出的平均减速度( 姗D ) 和制动协调时间判定制动性能。具体的条文可见：7 1 3 1 1用制动距离检验行车制动性能：7 1 3 1 2 用充分发出的平均减速度检验行车制动性能；船f 【一0 1 型便携式制动性能测试仪正是根据机动车运行安全技术条件( 6 8 7 2 5 8 2 0 0 4 )中规定的用充分发出的平均减速度检验行车制动性能的测试要求开发出来的，是完全针对中国国情进行设计的一种仪器。该仪器在路试检验制动后，立即显示充分发出的平均减速度( M F D O ) 、制动协调时间、制动初速度、制动距离等数据，并可当场打印测试报告。通过这几年在国内机动车安全检测站和机动车综合性能检测站的推广应用，为检测站日常的路试检验提供了方便的检测手段，提高了路试检验的透明度和路试检测的合理性，获得用户的认可和好评。此外，该仪器由于携带、安装、检测都很方便，测量精度高，也被广泛应用于交通执法及事故处理中对事故车的制动性能的检验和责任认定中。二、仪器简介和工作原理1 主要组成部分岫K 0 1 型便携式制动性能测试仪是用作测量车辆制动全过程的装置。它采用了高灵敏度、2 6 4耐冲击的硅微电容式固态加速度传感器和能够满足快速采集及计算要求的微处理机技术。船K 0 1 型便携式制动性能测试仪主要由主机、加速度传感、踏板触点开关、微型打印机、充电器、软件及配套电缆等，如图1 所示。图12 工作原理测量主要通过主机、加速度传感器、踏板触点开关三部分完成。当仪器在车内安装完毕，并设置好被测车辆的车牌、车型后( 大约用时卜2 分钟) ，便可进入测试准备状态。此时仪表会进行零点标定，消除安装偏差。按照机动车运行安全技术条件( G B 7 2 5 8 2 0 0 4 ) 中规定的路试检验方法进行车辆行车制动测试；当脚踩刹车踏板时，安装在汽车刹车踏板上的制动踏板触点开关将制动起始信号传递给主机，主机开始进行高速采样，将制动全过程的数据进行存储和处理，根据所测量到的瞬间的减速度和制动时闻，计算出充分发出的平均减速度( M F D D ) 和制动协调时间，并把结果显示在液晶上；同时还把计算得到的制动初速度和制动距离显示出来。我们在主机里固化了机动车运行安全技术条件( G B 7 2 5 8 2 0 0 4 ) 路试要求中的判断标准，因此，当测量完成时，车辆合格与否也就可以立刻得到，并且可通过配备的便携式微型打印机打印出测试结果，并且可以通过有线或无线通讯将数据传输到电脑中进行保存和打印，所保存的数据能很方便的被查阅，并可根据相关的曲线分析整个制动过程。其原理框图如图2 所示。3 传感器原理在M B K - 0 1 便携式汽车制动性能测试仪中采用的是目前国内外处于先进水平的硅微电容式固态加速度传感器。众所周知，加速度传感器是根据最基本的力学原理F ( 力) ：M ( 质量) xa ( 加速度) 而制成的。其内部有一个敏感加速度的质量块，这个质量块通过具有弹性的悬臂固定在敏感器壳体上，质量块的上方和下方分别设置一个电极板，它们与质量块相隔一个很窄的相等的间隙，这样，这两个极板分别与质量块形成一个相等的电容，当壳体在沿着这个质量块的上下方向发生加速度时，惯性力使质量块产生位移，改变了间隙，因而电容量发生变化。这两个电容量的差值与加速度成正比，这就构成了电容式加速度传感器。我们在此所采用的电容式加速度传感器是以硅为基本材料，用微光刻和蒸汽沉积技术制成的，具有温度漂移小的特点。传感器在工作时，利用电容与位移的关系，使惯性元件和两个固定电极组成可变电容器，振动时惯性元件经电容测量电路转化为加速度量输出。其结构图和原理框图如图3 和图4 所示。图3加速度传感器结构图1 ，5 一固定极板2 一壳体3 一簧片4 一质量块6 一绝缘体A 面、B 面一电极输出图4固态型电容式加速度传感器应用原理框图三、技术创新及主要技术指标M B K O l 型便携式汽车制动性能测试仪的成功研制。填补了国内空白，技术水平达到国外同类仪器的先进水平。完善了机动车运行安全技术条件( G B 7 2 5 8 2 0 0 4 ) 实施中行车制动性能路试检验的设备。解决了无法上检测线检验的车辆的制动检测难题，也为对台架检验有争议的车辆和事故车辆进行路试检验提供了方便准确的检测手段。M B K 一0 1 型便携式制动性能测试仪已获得2 0 0 2 年公安部科学技术二等奖，2 0 0 2 年度上海市优秀新产品二等奖；被认定为上海市专利新产品，上海市高新技术成果转化项目。1 主要技术创新建立了机动车辆制动性能特征数据库，并将专家经验和检测技术相结合，确定了优化的数据处理模型。开发研制了高精度、抗扰能力强、耐冲击的传感器，能充分满足机动车辆动态路试检测。采用先进的电子计算机技术的基础上，编制可满足检测机动车辆性能的各项技术参数的高效率、高性能数据处理软件。通过采用先进无线通讯技术，实现检测数据与中心数据库连网，实现数据共享。实现为交通管理部门、车辆制造、维修提供数据依据。2 主要技术指标测量范围：±1 9 6 m s 2 ；仪器的准确度：2 0 级；分辨率：加速度：0 O l m s 2 ：速度：0 I k h ：时间：0 O l s ；距离：0 1 m ；3 主要特点计算和显示充分发出的平均减速度( M F D D ) 、制动协调时间、制动初速度、制动距离。可现场打印出测试报告，报告上包括日期、时间、车牌号、车型、装载情况和结论。L C D 液晶显示屏，有背光显示，1 2 2x3 2 点阵显示中文菜单。使用4 ×1 2 5N i 一删可充电电池组供电，充满后可连续工作8 小时以上，有电池电量显示。安装方便、操作简便可以由检验员独自完成检测。所有功能均以菜单形式进行操作，仅需通过三个按键的操作就可以完成车牌、车型的设置、制动性能测试以及测量结果的保存和现场打印。此外还能方便的进行加速性能测试、坡度测量和附着系数的测量。通过软件修正汽车“点头”效应造成的影响。输出：R S 2 3 2 通讯、串行打印接口、U S B 接口。内置日历、时钟。可存储6 0 组数据，关机后数据不丢失。四、应用目前，机动车辆检测站对机动车制动性能的检验都依据机动车运行安全技术条件( G B 7 2 5 8 2 0 0 4 ) 的要求来进行，具体的条文可见( 7 1 3 路试检验制动性能；7 1 4台架检2 勰验制动性能；7 1 5 机动车制动性能检验方法( 附录c ) ) 。G B 7 2 5 8 - 2 0 0 4 中也规定，“当机动车经过台架检验后对其制动性能有质疑时，可用7 1 3 规定的路试检验进行复检，对与不能上台架检验的车辆也必须进行路试检验。多数检测站在台架检验中采用的是反力式滚筒试验台，路试检验中所采用的设备主要有便携式制动性能测试仪和第五轮仪、非接触式速度仪；其中第五轮仪、非接触式速度仪的测试精度较高，但价格昂贵、体积也大，安装和测试都比较费时，需要有专门技能的人员操作，测试前还要进行仪器标定，比较适合用于进行试验研究。因此，目前的路试手段主要采用便携式制动性能测试仪进行路试检验。以往，检测站在没有相应路试检测设备的情况下，曾采用人工路试的方法检验行车制动，这种方法实际上是依据制动初速度和制动距离来判断汽车制动性能是否合格的一种简化方法，在实际的检验中，检验员将机动车加速到机动车运行安全技术条件( G B 7 2 5 8 2 0 0 4 ) 规定的速度后急踩刹车，然后根据制动距离或者刹车拖印并结合刹车前的速度来判断。往往将轮胎与地面的浓压印加拖印的长度作为制动距离，由于浓压印加拖印的长度肯定是小于制动距离的，因为制动距离的定义是指驾驶员脚踩制动踏板开始到车辆完全停止所驶过的距离。由于制动机构存在一定的间隙，刚踩下制动踏板时，制动力并未产生，车辆仍按原来的速度前进，此时既不会产生浓压印，也不会产生拖印。只有当制动力产生和车轮抱死的情况下，轮胎和地面产生滑动摩擦后才会在地面产生浓压印和拖印，如果用浓压印加拖印的长度作为制动距离来判断就会带来较大的误差。应用M B K 一0 1 型便携式制动性能测试仪进行路试就不存在这个问题，制动初速度对检测结果的影响很小，它采用了高灵敏度的加速度传感器和能够满足快速采集、计算要求的微处理机技术，以加速度传感器作为其探测元件，通过对减速度的直接测量，并且将数据处理和专家经验有机的结合起来，解决了机动车制动性能测量精度及参数计算问题，实现了机动车运行安全技术条件( G B 7 2 5 8 2 0 0 4 ) 中规定的充分发出的平均减速度( M F D D ) 、制动协调时间、制动初速度、制动距离等参数的计算。相对人工路试的结果，I V I B K - O I 型便携式制动性能测试仪进行路试的结果更加科学和准确。近年来，随着带A B S 防抱死装置的汽车越来越多，这种车辆在紧急制动的情况下往往不产生明显的拖印，使得人工检验的可行性已不存在。目前。在各检测站日常使用的台架试验装置多数为反力式滚筒试验台，对于后置发动机大客车、三轮汽车以及某些带A B S 防抱死系统的车辆，有误判的可能性，原因是制动稳定性好的轿车后轴制动力较小致使整车的制动率小于6 0 9 6 ；某些发动机前置前驱动的乘用车在滚筒式制动试验台测试前轴制动力时，往往因测试车轮抱死后，整车随滚筒滚动而后移，测得的前轴制动2 6 9率较小达不到要求而被判为不合格；后置发动机大客车空载时后轴重量约为整车重量的三分之二，测试时经常出现后轮抱死整车后移，而后轴制动率测不上去的现象，导致整车制动率不合格。三轮汽车的前轮无制动器，测后轴制动时，车轮一旦抱死，整车就会随继续滚动的滚筒向后移出试验台，后轴制动率也不会合格。某些带A B S 防抱死系统的车辆在台架试验时，由于A B S防抱死系统起作用导致制动力上不去被判为不合格。这些车辆应进行路试复检。如果用M B K - O I型便携式制动性能测试仪进行路试则能够反映情况车辆的真实情况。采用M B K - O I 型便携式制动性能测试仪进行路试检验不但可以弥补其他方法的一些缺陷，而且还能对那些不能上检测线进行制动检测的车辆( 如双后桥驱动车、多轴半挂车、四轮全时驱动车、超长超重车等) 进行路试检验，是一种很有效的补充。