半挂汽车是公路货运的主要运输车型,它装载量大,运输效率高,经济性好。半挂汽车由半挂牵引车和半挂车组合而成,因车身长、车轴多,牵引车和挂车组合又不固定,常会将某牵引车和几辆半挂车组成多辆半挂列车,用甩挂方式提高运输效率。这种随时随地就能组合的半挂汽车的制动性能,能否确保安全行车是车辆检测的新课题。即使牵引车和挂车各自的制动性能都良好,但新组合的半挂汽车制动性能也未必都能符合安全行驶要求,这在一些半挂汽车事故的案例中早已被证实。尤其目前半挂汽车制动检验台试或路试中,都存在检验不到位、随意马虎等问题,应引起高度重视和关注。
1.半挂汽车制动性能的特殊要求
半挂汽车制动系是由牵引车和半挂车两个制动系组合成的新的整车制动系统,这种制动组合还会随着主、挂车的随意组合而变化。所以半挂汽车制动系除了满足通常的减速、停车等功能外,还要适应主、挂车的随意组合,车身长、装载量大等行驶特点。
(1)牵引车和半挂车制动系在组成新半挂列车制动系后,其制动系除要保持独立性以外,还要满足牵引车和半挂车制动时的相互配合和协调。这种配合协调既包括制动的先后顺序,也包括汽车列车各轴按轴荷转移大小来分配制动力,还要协调牵引车及挂车间ABS的工作,使牵引车与挂车制动的协调性最优,车辆行驶时的稳定性和转向操作性最佳。
(2)半挂汽车制动的先后顺序为牵引车前轮→挂车各轴车轮→牵引车后轮。挂车最后轴制动动作时间滞后牵引车前轮时间应≤0.2 s(滞后时间越短越好)。按这种顺序和要求制动,才能获得半挂列车操纵和方向的稳定性。
(3)半挂汽车制动协调时间要≤0.80 s。这样重载半挂汽车才能有足够大的制动力减速停车,才能避免发生挂车顶推牵引车,挂车甩尾,列车折叠、蛇行等事故。
(4)牵引车和挂车分离时,挂车(含满载)驻车系统应能可靠制动。牵引车和总质量大于10t的挂车都要安装防抱死制动装置。
半挂汽车制动性能的特殊要求,应在制动检验时得到有效的检验才能确保行驶的安全性。
2 半挂汽车制动性能台试与路试检验的比较
2.1半挂汽车制动性能的台试检验
反力式滚筒制动台因能测试各轴车轮的制动力和同轴左右轮制动偏差,能计算各轴制动力的分配比例。由于它具有结构简单,使用方便,制动力数据直观,能提供故障部位等优点,因此被广泛用于车辆检测行业,但半挂汽车台试制动检验遇到了很多困难。
(1)半挂汽车台试制动检验的经济效益较差。半挂汽车车身长为16 m~18 m,车轴达4桥~6桥,部分重型牵引车还是双桥驱动,某些挂车还带浮动桥。除部分车辆无法实施台试制动检验外,大部分半挂汽车的制动性能是能台试检验的,只是半挂汽车车身太长,车轴又多,检验较麻烦,测试时间是二轴车的2倍~3倍,检验合格率很低,从投入与产出之比考虑,半挂汽车台试制动检验的经济效益较差。
(2)台试制动检验影响因素太多,既有制动台结构和软件的因素,也有人员操作和环境因素的影响。各类制动台安置角、滚筒附着系数、前后滚筒高度差及滚筒直径、转速,甚至地面摩擦系数等都会对测试产生影响。测控系统的采样频率较低,极可能测不到最大制动力或制动力最大偏差;阻滞力用平均值还是最大值,用制动力最大偏差还是最大制动力的偏差,一旦对这些术语理解错误,测试结果就会有很大差异,而软件的错误是很难被发现的,如果使用错误的测试程序,测试结果必然误差很大。采用滚筒制动台检验时,车辆停在原地不动,因此它只能测试静态制动力,不能测试车辆动态制动力,所以滚筒制动台测试的数据不能真实反映车辆实际行驶时的制动状况。另外,滚筒制动台特有的车轮抱死和滑移也会严重影响数据的准确性。正因为影响测试的因素太多,每次台试的结果数据都会有所不同。
(3)人员在制动台检定、使用、维护时的错误操作会使测试结果的误差更大。若制动台检定加载点不在滚筒上,检定数值就不能溯源到计量基准,不能实现量值统一,就无法确保制动台测试制动数据的准确性。若台试制动检验不按规定施加制动踏板力或制动气压,用不同踏板力或制动气压所测的数据无法评价制动器的制动效能。违规操作测试(如前轮打方向及后轮测试时将车辆斜置于滚筒上)虽可能减小左右轮的制动偏差,使车辆蒙混过关,但车辆的故障隐患依然存在。
(4)台试制动检验的不完整性。标准规定台试制动检验要测试制动协调时间,标准“合格判定要求”也将制动协调时间作为制动检验判定依据之一,但如今台试制动检验仍不检测制动协调时间,这说明台试制动检验项目还不完整。制动协调时间不但表示制动器的反应时间,也涉及到车辆的制动距离和制动力上升速率,它是影响车辆制动性能很重要的参数。因此,对半挂汽车来说,检验制动协调时间显得尤为重要和迫切。
2.2半挂汽车制动性能的路试检验
大量半挂汽车都用路试来检验制动性能,检验质量如何呢?若将路试检验合格的车辆再进行台试检验,就会发现许多车辆的制动力和制动偏差都不达标。相同车辆分别用路试和台试检验制动,结果却出现这么大差别,应该引起检测站的重视和思考。
过去,车辆制动性能路试检验都用速度计、五轮仪等仪器来测试制动距离,现在大多使用便携式制动性能测试仪(以下简称路试仪)测试车辆制动充分发出的平均减速度(MFDD)和制动协调时间。路试仪是测试行车制动减速度的仪器,它不能测试车辆驻车制动效能,也不能测试制动稳定性。以MBK-01路试仪为例,它由制动踏板开关作踩制动开始信号,用高灵敏度的硅微电容式传感器作加/减速度测试器件,通过微处理器采集和处理加/减速度和时间的变化量,计算出MFDD、制动距离和制动协调时间等。由于路试仪所测的数据是计算得出的,所以路试仪测试的准确性和可靠性,早已引起不少的质疑。
MBK-01路试仪技术指标中只给了加/减速度测量范围(±19.6 rrm/s2)和测试准确度(2.0级),其他如时间测量精度、采样频率等指标都没有,功能中虽有绘制曲线,但又不存储减速度的过程数据,这些都无法验证仪器测量的可靠性和准确性。
准确度是衡量仪器测试精度的重要指标,它也能反映仪器的引用误差。根据MBK-01路试仪给出的减速度测量范围和减速度测量准确度,通过计算可求得该仪器测试MFDD时的最大绝对误差为0.392 m/s2。查阅国家仪器仪表的精度分级,有2.5级却没有2.0级。准确度等级的数值越小,说明测量准确度越高。准确度2.0级仪器和绝对误差为0.392 m/s“可以说明MBK-01路试仪测试的减速度及其他数据的准确性均不会很高。
另外,用制动减速度或制动距离检验车辆制动性能,都要严格按标准规定施加制动踏板力(或制动气压),测试结果若符合GB 7258标准中表4或表3的限值,路试制动检验便判定合格。笔者无意间发现,若将GB 7258标准中表4的制动减速度和制动协调时间限值,根据相关公式转换成制动距离,再按GB 7258标准中表3的制动距离限值来判定就可能不合格。例如,某汽车总质量为4.5 t,假设初速度为30 km/h,制动踏板力≤450 N,MFDD检验合格,测试结果为平均减速度≥5.4 m/s2,液压制动协调时间≤0.35 s。将MFDD、初速度和液压制动协调时间全代入相关公式,计算所得的制动距离为9.34 m,这就超过GB 7258标准中表3的限值(9.0 m),制动距离不合格。如果是气压制动车辆,制动的初速度、制动气压都符合规定检验合格,测试结果为减速度≥5.4 m/S2,气压制动协调时间≤0.60 s,根据相关公式计算得到的制动距离为11.43 m,远远超过了9.0 m的限值。这是否说明GB7258标准中表4和表3的限值有矛盾呢?气压制动和液压制动车辆的减速度限值都为≥5.4 m/s2,而气压制动协调时间肯定比液压制动协调时间要长,两种车辆制动距离限值都规定为≤9 m是否合理?
路试制动检验的操作同样也不规范,GB 7258标准对空载路试制动检验的制动踏板力和制动气压、制动初速度及发动机与传动系脱开等都作出了明确规定,但这些规定在实际检验时都未被认真执行。检验员认为只要车辆路试合格,对制动踏板力、制动气压及初速度等就没必要去计较了。
路试制动检验项目也不完善,路试检验时还要对车辆制动稳定性和驻车坡道制动进行检验,由于这些都是人工定性检验,为了省事方便检验,一些检测站连驻车坡道都没有,怎么作驻车坡道制动检验呢?
路试或允许上门检验的车辆,由于不需上线检验,所以灯光、侧滑、车速,甚至底盘等都将被免检,车辆路试制动合格后最多再对车辆外观看看就行了。这种只作制动路试其他项目都不检验的检验方法,能保证半挂汽车的行车安全吗?
另外,路试仪可将储存的数据打印成检验凭证。由于路试仪软件的漏洞和不足,路试仪可用一辆车多次路试打印出多辆车的MFDD数据,这就给弄虚作假者提供了极好的交易平台。