商用车主挂制动系统应用分析

李 涛

(采埃孚商用车系统(青岛)有限公司济南分公司，山东 济南 250101)

0 前言

牵引车和挂车是由不同的汽车制造商生产的，它们都有各自的技术设计和生产工艺，并且实际市场情况是在购买车辆时，牵引车和挂车通常是分开购买，用户很少关注制动系统的配置，因此容易出现折叠或者侧翻等事故风险。反之，良好的主挂制动系统不仅有助行车安全，而且能有效节省主挂车轮胎、摩擦片的磨损，延长维护间隔，提高车辆出勤率。因此，确保牵引车-挂车制动系统应用合理匹配尤为重要。

1 主挂车制动系统应用概况

目前国内主挂车制动系统主流为主车EBS系统+挂车ABS系统，具体系统原理图见图1。基于此制动系统从以下几个方面来分析实际的应用要求和现状。

图1 主车EBS+挂车ABS制动系统原理图

图2 主挂车紧急制动工况下的非正常表现

1.1 主挂车制动系统应用功能要求

目前，主挂车制动系统的发展以及主要功能如下:

(1)主挂车制动分类: 行车制动、驻车制动、应急制动；

⑵行车制动必须作用在所有车轮上包括挂车，必须具有渐进的制动效果；

⑶结构上必须具有声或光学报警装置；

⑷必须具备双回路制动,保证如果一回路失效，另一回路能使车辆有效停车；

⑸如果主挂车连接管路的一条回路断裂或挂车控制回路还未连接，将引起挂车自动制动。

1.2 主挂车制动系统应用性能要求

1.2.1 纵向制动性能要求

主挂车制动系统纵向制动性能一般参照《GB 7258机动车运行安全技术条件》、《GB 12676-2014商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》以及《GB/T 13594-2003机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》等国家标准。根据对应的标准制动性能要求、检测方法，分为台架试验和道路试验。

台架试验是评价汽车制动性能的基本方法之一，包括汽车列车在制动检验台上测出的制动力要求试验、制动力平衡要求和车轮阻滞率要求试验，并且对于主挂车制动系统协调性要求进行制动力分配通过对应的台架试验绘制曲线，验证主挂车“兼容带”是否满足要求。

道路试验也是评价汽车制动性能的重要方法。制动性能要满足GB 12676-2014对应的0型试验、制动响应时间等要求,确保满足标准中5.2.1.1 M和N类车辆行车制动系统试验要求，即充分发挥的平均减速度(MFDD)以及制动距离满足指定要求；同时，还需满足GB/T 13594-2003中能量消耗、附着系数利用率、ABS附加检查等要求。

1.2.2 应用协调性能要求

常规制动协调性主要是主挂车辆之间制动力分配的协调性，主要从制动能量的平衡分配和制动稳定性2个方面进行衡量：

⑴在常用制动工况下(比如＜2 m/s2)，平衡分配制动能量、优化制动蹄片磨损以及防止主车或者挂车制动过热；

⑵在紧急制动下(比如＞4 m/s2)，保证主挂车列车姿态的制动稳定性，参照ECE R13附录10或者GB 12676附录E(车轴间制动力分配及牵引车与挂车协调性要求)要求保证：制动强度TM(牵引车所有车轮周缘制动力之和)/PM(路面对牵引车所有车轮静态法向反力之和)和pm(牵引车和挂车制动基准气压)关系位于“兼容带”内，压力在0.02～0.75 MPa。

1.2.3 横向性能表现

商用车在高附路面转弯时会出现不稳定工况，如车辆转弯时时速过快、转弯半径相对较小、车辆重心位置过高等；而在低附路面转弯时，车辆很容易失去方向控制，如转向过度、主挂车折叠和转向不足等。

因此，针对上述情况，需要监控车辆运行情况，具体包括:⑴驾驶员转向盘转向角度需求，车辆横摆角速度和横向加速度；⑵轮速信号、车辆制动压力以及车辆载荷状态；⑶车辆运行状态(如ABS激活、驾驶员是否制动干预等)。

具体测试方法需要根据制动系统现行国家标准《GB/T 38185-2019商用车辆电子稳定性控制系统性能要求及试验方法》要求，一般情况下会按照此标准《附录A附加试验》A.2定圆加速试验和A.3单变道试验验证。

a.定圆加速试验：该试验需要在圆广场上进行测试，主要验证防侧翻控制，要求在高附的圆广场上，车辆(在空载和满载2种载荷状态条件下)逐渐增大油门踏板，当车辆处于不稳定状态时，防侧翻控制应该开始介入工作，即随着车速不断上升，当侧向加速度达到一定值，防侧翻控制的发动机扭矩限制功能被激活，实际扭矩被限制。如果加剧车辆的不稳定状态，防侧翻控制激活轮端制动控制，车辆应该一直处于可控状态。

b.单变道试验测试。该试验需要在高附到低附的单变道来进行验证，主要验证偏航控制功能，要求在一定的长度范围内完成变道。在整个过程中，驾驶员尽量保持油门踏板的位置不变,偏航控制功能能够正常激活扭矩控制，实际扭矩被限制，过程中制动控制激活，对单个轮进行制动控制，合理调整整车姿态，从而有效地辅助驾驶员进行转向操作。完成变道后，驾驶员可以根据实际情况修正转向盘，整个过程要求车辆一直在车道内行驶。

1.3 主挂车制动系统物理层和功能兼容性

1.3.1 电气控制线路和主挂车数字通信

目前主要参照《GB/T 20716.1-2006道路车辆牵引车和挂车之间的电连接器第1部分：24V标称电压车》以及《ISO 11992道路车辆-牵引车与牵引车之间电气连接的数字信息交换》要求，不仅要保证在气压控制管路中具备对应的控制压力，也要按IS0 11992发送对应的电控线路数字指令值，但目前由于装车条件的限制，挂车大部分还是只通过控制气压进行控制。

1.3.2 气路连接

参照气路接头法规《ISO 1728道路车辆机动车和挂车之间的气压制动连接装置互换性》要求，握手接头应具备“防错”功能，避免接错。另外，机动车辆上安装的握手接头应为“自动”式，以实现在挂接时自动导通，在断开时自动密封。

1.3.3 驾驶员报警信号

挂车ABS警告灯在牵引车上连接到Term15(+24V)，并通过GB/T 20716.1-2006挂车连接器PIN 5连接到挂车。其作用是点火开关打开后进行报警灯自检，以读取挂车ABS电气状态以及如果挂车ABS发生故障通过对应的警示灯提醒驾驶员。另外，此状态也通过CAN报文进行数据发送呈现。

1.3.4 故障模式(连接件泄露或者破损)

根据GB 12676要求，当其中一条气压连接管路失效(断裂或者泄露)或者电控线路中断或者发生故障时，能通过行车制动控制或应急制动控制或者驻车制动部分或者完全促动挂车的制动系统，使其满足对应法规要求的应急制动性能，除非导致挂车自动制动。挂车自动制动情况要求如下:

⑴当挂车控制管路断开(通大气)时，一旦促动制动踏板，挂车供能管路中的气压即由挂车控制管路排出，从初始额定气压降至0.15 MPa，剩余气压所耗费的时间需要满足法规不大于2 s的要求；当制动解除时，挂车供能管路的压力迅速补充至驻/挂车储气筒的储能压力水平；

⑵当挂车供气管路以不小于0.1 MPa/s的速率排气时,挂车自动制动系统应在供气管路压力下降至0.2 MPa之前开始工作。

2.总结

从合规、安全和经济效益角度来看，良好的牵引车和挂车制动系统组合，可以改善道路行车安全，同时也帮助驾驶员等在行车更安全的前提下提质增效。