机动车驻车制动性能检验是机动车的重要检验项目,根据《机动车安全运行技术条件》(GB 7258-2012)规定,对机动车驻车制动性能检验可采用驻车制动检验坡道和制动检验台两种检验方法。对不能上检测线检验的车辆,采用驻车制动检验坡道检验。因此,机动车检测机构必须具备坡度为20%和15%且轮胎与路面间的附着系数不小于0.7的正、反两个方向的坡道。按照上述坡道要求,再加上正、反两个方向坡道的引桥,估算建造这种坡道至少需占地面积400 m2,建造工程至少需花费数万元甚至十多万元。据了解,目前国内大多数机动车检测机构由于受场地和资金限制,仍存在无驻车制动检验坡道的现象。为此我们提出一种解决办法,即将标准驻车制动检验坡道缩小,变成可以搬运的同样坡度(20%和15%)的小型驻车制动检验坡台。使用时,将每个小型驻车制动检验坡台分别放置在被检车辆各车轮前方或后方,车辆沿坡台驶上台面并停驻,由于小型驻车制动检验坡台与标准驻车制动检验坡道的坡度一致,因此当车辆的车轮都停驻在小型驻车制动检验坡台台面上时,所起到的实际检验效果是一样的。
1 标准驻车制动检验坡道的工作原理
如图1所示,车辆水平放置时的重心高度为H,前后轮重力分配为a. b;车轮半径为R,汽车总重量为G,前后轮轴间距为S;前轮可滚动,最大滚动摩擦力为f1;后轮为驻车制动轮,后轮可提供的最大静摩擦力为f2;地面对前后轮的支持力分别为N1和N2。
以前轮触地点为力矩转动点,则只有N2和‘产生力矩。由力矩平衡方程可知N2和G的大小关系为
2 小型驻车制动检验坡台豹工作原理
如图2所示,前后轮接触斜面的位置点不再是前后轮轴的垂直向地的投影点,而是整体前移Rsinθ。前后轮所受到的沿着斜面的摩擦力和垂直于斜面的支持力满足的方程为
车辆静止在斜面上时,有方程
其中μ为后轮的最大静摩擦系数。
以车辆后轮的接触点为力矩转动点,有力矩平衡方程
由方程(5)、(6)、(7)可得后轮可提供的最大静摩擦
3 实际测试
车辆停驻在标准驻车制动检验坡道或小型驻车制动检验坡台时,由于车辆后轮为驻车制动轮,前轮是非制动轮并且可以滚动,因此前轮的最大静滚动摩擦系数δ非常小,可忽略不计,即δ=0由方程(4)和(8)可知,上述2种方式计算的结果是一样的,即介Gsin8θ
2014年11月20日,我们在浙江遂昌县机动车安全检测站用标准驻车制动检验坡道和小型驻车制动检验坡台对4辆在用车辆(编号为1、2、3、4)进行驻车制动检验并比较。先在标准驻车制动检验坡道上分别调整驻车制动棘轮使其中3辆车(编号为1、2、3)的驻车制动处于停驻和后溜临界状态,然后再在小型驻车制动检验坡台上也分别调整驻车制动棘轮使这3辆车的驻车制动处于停驻和后溜临界状态,并且进行了3次重复性试验。另外,由于编号为4的重型货车(3轴的混凝土搅拌车)的驻车制动采用弹簧贮能装置,很难确认驻车制动的停驻和后溜的临界状态,因此我们将该车在标准驻车制动检验坡道和小型驻车制动检验坡台上各进行了3次重复性停驻试验。
上述试验结果见表1所列。由表1可知,在标准驻车制动检验坡道和在小型驻车制动检验坡台上检验车辆的驻车制动性能时,其测试结果和变化趋势基本一致,这说明使用小型驻车制动检验坡台替代国家标准要求的驻车制动检验坡道是可行的,并且此方法可以节约大量的驻车制动检验坡道的建设费用和土地资源,特别适用于无法上线检测的多轴车辆、三轮汽车,操作方便、安全、可靠,使用寿命长,无需维护费用。