商用车气压制动系统制动响应时间的测试及分析

刘翔宇 袁定立

关键词：气压制动;响应时间;管路压力;测试

0 引言

随着商用车辆的快速发展，道路运输效率显著提高，对国民经济具有重要的促进作用。因此车辆的安全行驶成为了大众的焦点，目前绝大多数商用车辆所采用的是气压制动系统，其工作的好坏直接反映了车辆的安全性能[1]。制动响应时间作为重要的参数值用来评价气压制动系统的优劣，准确地获得制动响应时间对车辆安全行驶具有重要的意义[2]。本文依据GB 12676-2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》选用某牵引车辆作为测试对象，进行制动响应时间测试，阐述测试过程及数据处理方法，对国内法规认证和企业研发测试提供参考。

1 制动响应时间测试

1.1 气压制动系统特性

商用车的气压制动系统一般采用双回路气压制动结构，其组成部分及管路布置如图1 所示。空气压缩机产生的气压能，通过管路及制动阀等部件传输，利用制动气室转换为机械能产生制动力[3]。其具有成本低，结构简单和制动力矩大等优点。但由于气体的可压缩性，且气动管路较长，从触发制动总阀开关到制动气室达到足够的气压，产生相应的制动力，需要一定的时间，此时间为气压制动系统响应时间[4-5]。

1.2 制动响应时间技术要求

为了保证车辆的制动性能，GB 12676-2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》规定，需要对车辆静止时最不利位置处的制动气室进行制动响应时间测试。对装有感载阀的车辆，感载阀应处于“满载”位置。

对于不同类型的汽车，其限值不同，如表1 所示，促动时间为0.200 s 所对应表中的响应时间限值，促动时间为踏板的全行程时间。不可接挂的机动车辆，当促动时间为0.200 s 时，从开始促动制动系统控制装置至制动气室的压力达到稳态最大压力值的75% 时，所经历的时间不超过0.600 s。可接挂的机动车辆还应满足，在控制管路接头处所测压力达到稳态最大压力值的10%时，所经历的时间不超过0.200 s;达到稳态最大压力值的75% 时，所经历的时间不超过0.400 s。同时对于允许挂接装有气制动系统的O3 或04 类挂车的机动车辆，需要模拟控制管路失效，测量供能管路的压力泄漏到0.15 MPa 的时间小于2.000 s。

1.3 試验结果及数据处理

通过压力传感器来测量各处的气压值，拉线传感器来表征踏板行程的变化值。每次试验开始时，储能装置的压力应等于调压阀恢复向制动系统供气时的压力。对于未装备调压阀的制动系统，每次试验开始时，储能装置的压力应为符合制造商规定压力的90%。

每款车型的制动系统构造不同，同车轴上制动气室的制动响应时间受管路布置的影响很小，为找到最不利制动气室，可在每根车轴上任选一制动气室进行试验。选取某三轴牵引车辆作为试验样车，进行制动响应时间测试。图2 为促动时间0.140 s 时的各气压曲线图，图3 为模拟控制管路失效时，促动时间0.480 s的供能管路接头气压曲线图。

通过多次试验可知，第一轴处制动气室达到稳态压力值所需的时间较长，故该制动气室为车辆最不利制动气室，控制管路接头处的气压达到稳态压力值所需时间较短。其不同促动时间下的试验结果如表2 所示。采用线性插值的方法计算，模拟控制管路失效所得到的数据拟合曲线如图4 所示。通过插值法得到促动时间为0.200 s 时，所对应的制动响应时间测试结果如表3 所示。

2 结束语

本文依据GB 12676-2014 附录B，选取牵引车辆进行制动响应时间的测试，介绍了其测试方法，并结合实测数据，对数据处理的具体过程做了解释，实现了从标准研究到试验结果的转化。这对于商用车的法规认证及企业的自主研发有积极的指导意义。

制动响应时间受3 方面的影响：制动管路型式、制动管路布置和制动管路气压。管路的直径对管路的截面流量有直接影响，随着气流通过速度的增大，响应时间会减少。管路多直通、少折弯，继动阀等部件尽可能靠近制动气室，响应时间会减少。管路压力增大会加快制动气室的建压速度，制动响应时间会减少[6-7]。其他影响因素的综合考量，会对商用车的制动响应时间有影响，是商用车制动系统安全性能的重要发展方向，值得深入研究。