车辆转向制动开路试验方法研究Word格式.docx
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ISO7975:
2006Passengercars—Brakinginaturn—Open-looptestmethod,
ISO14794:
2003重型商用车和客车—转弯制动—开环试验方法,
JASOZ113-1992乘用车转向中制动试验规程,
SAEJ2675CombinedCorneringandBrakingTestforTruckandBusTires,
SAEJ货车轮胎转向制动试验。
2转向制动试验方法(乘用车)
2.1转向制动的形式
低速、中速和高速转向制动,转向半径有小有大或曲线的,制动减速度也由有小有大或变化的等不同形式;
转向制动路面有平坦和带坡度,路面材料也不尽相同、附着系数有小有大或是变化的;
选择合适的速度、转向曲率半径、制动减速度和路面材料进行转向制动效能试验评价制定法规尤为重要。
2.2新安装制动(衬块/蹄片)的试车程序
制动衬片将按车辆制造商推荐的下列条件;
如果制造商推荐的不可用,制动衬片将使用下列一个程序条件。
对于装有盘/盘式制动系统的车辆,应完成总数60次制动;
在下列减速度率下,车辆从初速度为100km/h将被减速到大约20km/h。
对于装有盘/鼓式或者鼓/鼓式制动系统的车辆,应完成总数200次制动;
在这些制动期间,制动盘和/或者制动鼓温度不得超过200℃;
用于试车制动的轮胎禁止用于接下来的制动距离测量。
2.3热身
应遵照在ISO15037-1:
1998的6.1内指定的程序在试验之前加热轮胎和其它车辆组件。
除加热制动系统轮胎之外,从初速度大约100km/h应完成5次全行程制动;
这些制动的每一次内,制动驱动应达到足够引起防抱死制动系统在多数制动期间起作用;
为了避免制动上的过分紧张,在每一单一制动开始前制动盘/鼓的温度应低于120℃。
2.4制动温度
前制动盘的温度将在80℃~120℃之间,然而后制动盘的温度在每一试验运行之前将不低于120℃;
如果必要,运行之间将冷却制动;
推荐安装可靠的温度传感器监视制动器温度。
2.5最初的驾驶条件
按最初的驾驶条件如ISO15037-1:
1998的6.2.1和6.2.3内规定的运行稳态回转,将按照呈交的半径和侧向加速度的组合适用于初始条件;
因为大家知道结果的重要性和随着试验速度的增加提高不同车辆之间的辨别力,这个路线的标准半径将是100m,可以使用从30m~200m的附加半径范围。
借助运行侧向加速度不是5m/s2的附加试验,主要步长为1m/s2能加宽呈交的一个半径和一个侧向加速度的初始结合。
2.6制动程序的性能
当已经达到初始稳态驾驶条件时,转向轮由一个机械装置固定或者由驾驶员稳固的握着;
应松开加速器踏板和尽可能快的应用制动。
对于带手动变速器的车辆,试验应和试验速度条件相协调在最高档下完成;
离合器可以立刻分离或者在试验运行末尾时;
选定的选择(齿轮位置和离合器分离)应在试验报告中指出。
对于带自动变速器的车辆,应用标准驱动模式,变速杆的位置和选定的驱动程序应记录在试验报告中。
有适应齿轮选择或者无级变速器的轿车在一个给定速度下可以使用不同的齿轮或速比;
对于这些轿车,为了决定齿轮比的作用应记录发动机转速;
它将被记录在试验报告中。
制动踏板或制动开关的启动被认为是制动开始时刻t0,制动期间,制动系统内的压力或制动踏板力或制动踏板行程应尽可能(可以作为在制动踏板下一个可以调节的制动)保持恒定和转向轮应被固定直到试验运行结束时为止。
在增加纵向加速度等级方面应制作关于一个半径和侧向加速度结合的测试运行,在带有传统制动系统的车辆上(如果可能)至少一个前轮发生锁止之前;
在所有车轮已经发生锁止之前可以超过这一点连续试验导致进一步车轮锁止,但是在这些条件下的试验可能导致速度和轮胎特征的巨大变化,那些可以引起试验结果差异很大;
装备一个防抱死制动系统的车辆,在时间tn测得的平均纵向加速度峰值之前应连续试验。
最小制动作用应对应一个2m/s2平均纵向加速度,而且应以不超过1m/s2的增量增加;
如果结果随着纵向加速度很快变化,应选择更小的增量。
3转向制动时受力分析及待测量的变量
3.1转向制动时车辆受到的力
车辆转向制动时要受到法向力、制动力、转向力、向心力以及空气阻力等的作用,轮胎要受到纵向力、侧向力和法向力的作用,还要受转向力矩、制动力矩和反挠度力矩的作用;
由于轮胎的纵向附着系数大于横向附着系数,同一车辆在相同速度和减速度转向制动时,造成同轴左右轮荷的差值加大,为了防止车轮抱死,比单纯转向、制动时的效能会降低;
因此车辆转向制动时方向稳定性差,容易跑偏,转向制动的制动距离要大于直线行驶制动的制动距离,而且车辆容易侧滑、甩尾而失去控制引起侧翻。
3.2转向制动时要测量的变量(乘用车)
应决定下列变量:
严格说来,根据侧向加速度的检验结果不应用于不同车辆性能的比较;
这是因为测得的侧向加速度与中间的X轴成直角并且不垂直于车辆路线;
为了克服这个困难,能校正侧向加速度适于车辆侧滑角,那些提供向心加速度;
然而,这个校正范围不可能超过几个百分点而且大体上被忽略。
推荐决定下列变量:
——主缸输出压力或者在制动线路内那些至少触发一次前轮制动(pB);
而且
——车轮旋转速度(ω1-ω4);
ISO8855定义的变量如不是踩制动踏板瞬间的制动距离和制动时刻,t0;
靠使用直接固定在制动踏板上的开关或一个制动踏板力的传感器,当踏板力超过10N时设置一个信号可以决定驱动制动踏板。
3.3转向制动要测量变量的公式
3.3.1时间定义和标准评价的要求,制动对应时间期间纵向加速度型式
3.3.2纵向加速度几何平均值,-ax
平均纵向加速度是每一制动期间测得的纵向加速度平均值。
借助下列每一方法可以获得这个平均值:
(1)测量制动距离需要车辆从t0时刻停止,在那种情况给予纵向加速度:
那里:
Seff为实际制动距离,米(m);
Veff为实际初速度,米/秒(m/s);
(2)取时间t0~tf时间期间纵向加速度平均值。
3.3.3横摆速度(dψ/dt)
参考横摆速度:
时间t和依据车辆已保持的初始半径为R0的纵向速度VX,t。
3.3.4侧滑角(β)
在观察期间和tbm(βmax)表示在达到最大之前t0后通过的时间之间侧滑角的最大值:
4效能评价
4.1转弯制动时方向稳定性试验
实际交通道路状况存在纵向和横向路面不平度,也有直线路和曲线路构成,不同路面附着系数也有差别,车辆行驶状况变化很大;
所以单纯按照制动标准、法规用试验场不同摩擦系数制动试验路面评价车辆的制动性能仍不能完全反映出车辆制动系统的真实的制动效能,制动时易跑偏、方向稳定性差,容易引起翻车事故,因此需要进行转向制动时方向稳定性分析试验。
基本是在半径为80R的定圆弯路上进行,分干燥路面试验和湿润路面试验;
通过测量轮胎产生的侧向力、侧滑角和接地点的垂直方向力、侧向加速度、跑偏量以及横摆角速度等,能获得更加解析性的性能评价。
4.2利用各种数据按如下方法进行评价
(1)停车时路线偏移量。
从转弯制动时的停车距离和路线偏移来评价车辆的方向稳定性。
转向制动时发生中性、过多和不足转向车辆停车距离用下式计算:
路线偏移量用下式计算:
式中,V为车速;
R0为固定的转弯半径;
φ`为发生的偏移率。
(2)偏移率偏差。
以定转弯半径转弯制动时发生的偏移率的差来评价车辆的方向稳定性。
偏移率偏差用下式计算:
Δφ`=φ`t`φ`reft
式中,φ`t为任意时刻t时发生的偏移率;
φ`reft为V/R0在任意时刻t时参照偏移率。
(3)偏移率变化率。
用定转弯半径转弯制动时发生的偏移率的比值评价车辆制动时的方向稳定性。
偏移率变化率用下式计算:
Cφ`=φ`max/φ`0
式中,φ`max为最大偏移率;
φ`0为定转弯半径转弯时的偏移率。
5结语
通过对国际转向制动法规介绍、试验方法评价和受力分析,增加转向制动性能试验是可行的,建设转向制动试验场地也迫在眉睫;
根据对待测变量和转向制动效能的评估,可预知车辆的操控性好坏,整体提高了车辆预防安全技术品质,减少、避免碰撞和翻车等交通事故发生,为整车出口创汇、参与制定车辆国际化技术法规做贡献。
参考文献
[1]ISO14794:
2003重型商用车和客车—转弯制动—开环试验方法[S].
[2]汽车工程手册7,整车试验评价篇/日本自动车技术会编;
中国汽车工程学会组译[M].北京理工大学出版社,2010.
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