汽车驻车制动器检测装置的研发

江城城　张营　王霞　连永光

摘 要：针对机动车驻车制动器检测装置存在的，占用场地大，检测精准度低，安全性低，安装制造价格高等问题，设计了一种液压牵引式汽车驻车制动器检测装置，该装置采用等量替换的方法，把应该在坡道上测量的数据，转换在水平路面上测量，并且增加了二级滑动保护装置，极大的提高了检测的安全性，相比于坡道式和普通牵引式所得测量数据更加准确;操纵更简单方便，精度更高，提高了安全性，降低了检测时对于汽车的磨损损坏，占用场地小;广泛适用于汽车研发中心、汽车检测站、汽车维修站等需要做驻车制动器检测的单位[1]。

关键词：牵引式 安全性 驻车制动器 检测

Research and Development of Detection Device for Automobile Parking Brake

Jiang Chengcheng Zhang Ying Wang Xia Lian Yongguang

Abstract：Aiming at the problems of motor vehicle parking brake detection device， such as large space occupation， low detection accuracy， low safety， and high installation and manufacturing price， a hydraulic traction type automobile parking brake detection device is designed. The method of volume replacement is to convert the data that should be measured on the ramp to the level road surface measurement， and add a secondary sliding protection device， which greatly improves the safety of detection. Compared to the ramp type and ordinary traction type， the obtained measurement data is more accurate; the operation is simpler and more accurate， the accuracy is higher， the safety is improved， the wear and damage to the car during the test is reduced， and the space is small. The unit for parking brake detection is widely used in the needs of automobile research and development centers， automobile inspection stations， automobile repair stations， etc..

Key words：traction， safety， parking brake， detection

1 引言

目前市面上所使用的汽车驻车制动器检测装置，大概分为，坡道式、牵引式、滚筒式。坡道式汽车驻车制动器检测装置主要有两种，第一种是坡度不可变式，多为简易建造的，用土或者同砖石水泥等材料堆砌而成的陡坡和凸起的拱桥路，这样的检测装置，检测结果明显，但是功能单一，检测车型受限，占用检测场地较大，并且后期坡度损坏维修等问题突出;第二种是坡度可变式，这一类主要是形如剪刀式的一端固定一端可移动，和液压千斤顶配合使用，液压顶升装置控制坡道坡度，这种测量方式较为直接和第一种运用原理相同，较第一种相比优点在于，坡道可变占用面积较小等，但是安全性较低安全隐患较大，需要车辆行驶到坡道上，并做顶升运动改变坡度，检验车辆驻车制动器是否可以完成规定坡度的制动能力，出现滑移较为危险，并且坡道设计多为钢结构，金属疲劳等不可抗拒危险因素较大，总体安全性能较低。牵引式目前市面上较为常见的是根据车型参数在机动车驻车制动的情况下牵引车辆，测量车辆的最大摩擦力，根据计算公式得出是否符合驻车制动要求，这种采用等量替换的方法测量可以检测驻车制动器的制动情况是否符合法律规定，此方法简单方便，设备占用面积小对场地要求低，但是纯在一些弊端，比如车型整备质量等必须系统提前设定等，出现滑移判断困难等问题，滚筒式驻车制动检测装置，这种装置测量方法和测试车辆制动力方法相同，但是存在对车辆损伤磨损大的的问题，并且检测驻车制动器的制动力时，存在一些由于系统局限性等原因造成的系統误差。由于以上的问题经过研究和学校支持我们设计了一款驻车制动器检测装置，这种装置解决了很多现在驻车制动器检测装置的不足。

2 驻车性能检测等量代换原理

国标规定在空载状态下，采用坡道检验方法时，驻车制动装置应能保证机动车在坡度为20%（对总质量为整备质量的1.2倍以下的机动车为15%），轮胎与路面间的附着系数大于等于0.7的坡道上，正反两个方向保持固定不动，其时间不少于5min。对于允许挂接挂车的汽车，其驻车制动装置必须使汽车列车在满载状态下时能停在坡度12%的坡道上[2]。

如图所示，机动车在坡道上驻车时，根据物理力的特性把重力G正交分解为两个方向的力F1、F2，F1为平行于坡道平面的力，F2为垂直于坡道平面的力，坡道坡度为20%，那么由计算公式

如果机动车想要完成驻车制动在小于等于20%的坡度上，则需要机动车的驻车制动力大于F2，若驻车制动力小于F2则车辆就不能在20%的坡度上完成机动车驻车[3]。若驻车制动力为F满足关系：F>F2，则符合国标规定。根据此等量代换的原理，则可以用水平面试上的测试代替在坡道上测试，避免一些坡道上测试的局限性增加安全性。

3 工作原理

液压牵引式驻车制动器检测平台，主要有车辆称重装置、护栏、一级滑动保护装置。二级滑动保护装置、防脱钩牵引安全绳、处理器、显示器、车辆液压牵引装置。拉力传感器等组成。

机动车驻车制动器检测流程为，机动车首先行驶到车辆称重装置上，测量出机动车的重力，根据公式计算出，机动车处于20%坡度时需要达到的的驻车制动力[4];然后驾驶员拉紧驻车制动器下车并撤离到安全区域，工作人员安装上牵引绳，调节好一二级滑动保护装置;其后，车辆液压牵引装置开始牵引车辆，当拉力传感器传输给处理器，当拉力达到法律规定值时，机动车驻车制动力时保持拉力，然后开始计时5min，若5min内不发生滑移则显示器，显示驻车制动器合格，液压牵引装置松下防脱牵引绳，工作人员进入场地拆下牵引绳，驾驶员进入场地驾驶机动车离开场地;若出现滑移，一二级滑动保护装置起作用，液压牵引机构不在牵引车辆，拉力传感器数值下降，显示器显示车驻车制动器不合格。显示器出现结果后，最后打印机开始打印测量结果，液压牵引装置不再牵拉防脱牵引绳，工作人员进入场地拆下牵引绳，驾驶员进入场地驾驶机动车离开场地。

4 处理器与传感器的选择

一级滑动传感器我们选用价格低廉的光电开关传感器如图2，这种传感器价格比较低，性能比较稳定，抗干扰能力强，能适应恶劣使用环境，并且支持的处理器广泛，可以和工控机J1900建立通信，所以采用这种传感器，主要放置在机动车两侧轮胎前面当机动车发生滑移式会遮挡住光电开关，则计算机接收到信号，会做出判断出现滑移。

处理器选用嵌入式工控机J1900如图3，这款工控机内置无线模块传输数据和信号采集均可采用无线传输，支持数据大，能和多种传感器进行通信操作界面简洁，修改指令等较为方便，自带显示屏幕，检测结果显示方便，整体软件硬件可升级可适配更多装置和设备。

拉力传感器综合考虑选用5LSH-4拉力传感器如图5，这款传感器输出性能好，抗偏载能力强，量程大，最大可达20t精度高，并且价格便宜经济耐用使用寿命较长并且可以和嵌入式工控机J1900建立通信方便控制，所以综合考虑采用这种拉力传感器。

称重装置采用传统的数字地磅，这种装置目前结构简单工作可靠，并且精准度高，可以和工控机进行通讯连接，便于集成处理数据，通讯协议开放便于开发利用。

5 总结与展望

设计的这套液压牵引式驻车制动器检测装置，相比于现在存在的坡度式的安全隐患更小，相对于滚筒式的测量精度更高，对于车辆的检测磨损更小，相对于目前牵引式的使用更方便，并且滑移测量更精准，安全性更高[5]。使用操作更简单只需要驾驶员驾驶车辆到达工作区域，工作人员挂上防脱钩牵引式即可;有二级防滑保护装置安全性更高;有专用称重装置，重力测量比提前输入重力数据更准确;占用面积小安装方便制造价格低，更经济耐用;更能适应在未来检测市场的高要求。

参考文献：

[1]林青云，叶杰凱，易灿灿.便携式场（厂）内专用机动车辆制动性能检测设备的研发[J].中国特种设备安全，2020，36（03）：21-27.

[2]于浩淼，徐弢，高文翔.一种驻车制动性能检验装置的研制[J].自动化仪表，2011，32（12）：72-74.

[3]胡明冲，杨志发.平板式与滚筒反力式制动检测台的对比研究[J].中国测试，2011，37（06）：31-33+75.

[4]万其仓，张为宾.浅析汽车制动性能的检测与分析[J].科技致富向导，2011（27）：120+145.

[5]刘宁.滚筒反力式制动检测台与平板式制动检测台的差异性[J].科技信息，2009（36）：653.