主挂制动协调性应用与实践.pdf

QICHEJISHU汽车技术HEAVY TRUCK重型汽车25主挂制动协调性主挂制动协调性应用与实践应用与实践车摩擦片磨损过快、“刹车甩尾”等副作用。“刹车大王”是一类输出和控制气压比大于 1 的继动阀，比如控制气压为1bar 的时候输出气压为 2bar，给司机的感觉就是很灵敏。使用“刹车大王”这种非线性控制的制动部件，容易造成主挂之间制动能量分配不平衡，表现为主车或者挂车刹车片磨损过快并容易热衰退。2 制动原理介绍商用车多采用气压制动，司机促动总阀输出气压去推动气室产生阻止车轮旋转的摩擦力，这个摩擦力就是车轮制动力。车轮载荷垂直作用于不同附着系数的路面上，形成地面反力。车轮制动力与地面制动力的比值就是制动强度。制动时，车轮制动力大于地面反力时，车轮会抱死，此时ABS应介入调节；车轮制动力小于地面反力时，车轮线速度低于车身速度，其差异叫做车轮滑移率 WSS（heel peedlip），这个车轮滑移率是评价和控制主车车轴之间以及主挂之间制动力分配的重要参数。图 1 制动时车轮受力简图3 主挂制动协调性的法规要求3.1 法规对响应时间的要求及测试方法图 2 测试模拟装置及要求GB12676-2014附录 B：响应时间要求确保主挂车所有轴之间的制动力同步，以保证良好的制动稳定性。上图是测试模拟装置及要求。3.2 法规对“兼容性范围带”的要求及测试方法1 行业背景及市场现状1.1 行业背景随着甩挂运输的推广，主挂制动协调引发的安全问题也越发突出。业内专家对此有以下共识：汽车列车的制动协调性较差，现行法规尚未形成科学有效的体系。为此，相关部门连续出台了系列标准，力图改变落后的现状，如：GB7258-2017机动车运行安全技术条件、JT/T886-2014道路甩挂运输车辆技术要求、JT/T1178.2-2019营运货车安全技术条件 第 2 部分：牵引车辆与挂车等。国际上普遍采用ECER13关于 M、N、O 类机动车制动的统一规定作为主挂制动协调性的法规基础。GB12676-2014商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法是参照 2005 年生效的 ECER1310 系列修订生效的，是商用车制动标准的核心和基础。1.2 市场现状GB7258-2017机动车运行安全技术条件要求主车的系统气压统一提高到 10bar，挂车压力维持在 8.5bar 不变。在此之前，多数主车系统压力都是8.5bar 左右，如果主车只提升气压而制动气室规格不做相应减小的话，牵引列车就容易出现“刹车推头”现象。由于主挂是由不同厂家生产的，此类问题在客户端很难分清责任。“刹车推头”是一种危险工况，因此好多车被迫主动解除前桥制动或者加装挂车“刹车大王”来避免这种情况，这些作法又会出现挂文文/姜铁军（采埃孚商用车系统(青岛)有限公司姜铁军（采埃孚商用车系统(青岛)有限公司）【摘 要摘 要】牵引车和半挂车组成了牵引列车，其制动性能主要表现在两个方面：常规制动情况下的制动能量的分配；】牵引车和半挂车组成了牵引列车，其制动性能主要表现在两个方面：常规制动情况下的制动能量的分配；紧急制动情况下的车辆姿态的稳定。制动力分配合理的直接结果就是所有车轮制动器温升平衡。紧急制动情况下的车辆姿态的稳定。制动力分配合理的直接结果就是所有车轮制动器温升平衡。【关键词关键词】制动强度；制动能量；热衰退；挂接力控制系统 CFC制动强度；制动能量；热衰退；挂接力控制系统 CFC图 3 测绘“兼容性范围带”重型汽车HEAVY TRUCK26GB12676-2014附录 E：牵引车和挂车的制动强度均位于“兼容性范围带”内。这里介绍一种利用转鼓试验台进行“兼容性范围带”测绘的方法。首先将主挂车的各个车轮依次在转鼓上测出轴荷和不同控制气压 Pm 下的制动力，填到表中，绘制出此列车的“兼容性范围带”。控制气压 Pm 是指挂车控制管路压力。3.3 挂车越前量的调整确定每个轮的基准制动力（制动器开启压力）。具体方法：依次支起车轮，轻踩刹车，记录用手不能转动车轮时的挂车控制管路的气压。这个气压值与制动器型式（鼓与盘）有关，也受轮胎大小影响，轮胎滚动半径越大，这个气压值越高。图 4 挂车的开启压力小于主车上图中，挂车的开启压力小于主车，说明挂车是小半径轮胎，此时应减少挂车的越前量，否则挂车容易产生热衰退。4 主挂制动协调性解读制动能量就是降低车速所消耗的车辆动能，制动过程就是将动能转换为热能的过程。“兼容性范围带”保证了主、挂车之间制动器的制动能量平衡，避免热衰退。制动响应时间的要求保证了主、挂车在紧急制动时的稳定性。法规在制动兼容性及响应时间的要求，主要是针对以下两种的情况：正常制动情况下（比如 2 m/s2），制动能量的平衡；紧急制动情况下（比如 4m/s2），主挂车的稳定性。图 5 制动协调性范围带图 6 测试方法和要求GB12676 对制动力的分配和能量平衡，有具体的测试方法和要求。如图 6 所示。5 挂接力控制系统 CFC（Coupling Force Control system）挂接力控制系统具有自动平衡主挂车制动强度功能。EBS 可以参照车轮滑移率主动调节车轮制动器的气压，在制动过程中动态优化制动力分配。主挂车安装可通信的 EBS，能实现最优化的挂接力控制。主挂车 EBS 通信 协 议 为 GB/T 43192.1（ISO 11992）。挂接力控制原理：EBS 以主车前轴为基准，调节后轴的制动压力，让前后轴速度差为 0，主车前后轴的制动强度相同；通过挂车 EBS 调节挂车控制的压力，让挂车和主车前轴的速度差为 0，主挂车制动强度相同。推荐甩挂运输的主挂车都安装EBS，这样的列车组合具用以下优势：、通过主挂之间的 CAN 通信，降低了制动距离和提高了响应时间；、通过轮速进行挂接力控制来实现最优化的挂接力控制；、可以将挂车的信息传输到主车仪表上（如：挂车胎压、载荷信息等）。6 主挂匹配的应用实例6.1 通过监测制动器温升来评估、优化主挂制动协调性实例背景：主挂车均为 EBS，司机反应紧急制动时偶尔无刹车。通过测试发现挂车蹄片温度远高于主车（挂车126，主车接近环境温度）；优化调整后，主挂车蹄片温度趋近，说明制动力分配趋于合理。分析：主挂车虽然都是安装了EBS，但是由于参数设置不合理，造成挂车热衰退，在紧急制动的时候制动效率下降。图 7 制动力分配优化前后对比6.2 通过监测 ABS 激活次数来评估 图 8 ABS 激活次数上图中主车 64，6S6M ABS，挂车 4S2M ABS。在近七千公里的运行里程中，挂车ABS激活次数（322次）多于主车（201 次），制动时列车姿态平稳。7 总结主挂制动协调性对车辆的标准化要求很高，不能过于强调个别参数而忽视了对整车性能的影响，“平衡”的概念应贯穿在车辆设计及运营的各个环节。车辆工程属于系统性应用学科，相信在行业主管部门统一协调组织下，发挥举国体制的优势，提高数字技术基础研发及应用能力，建立一套科学的商用车性能评价体系，从而完成从汽车大国到汽车强国的历史重任。参考文献：1Pierre Teyssier,VOLVO Brake Compatibility between tractor and trailer R.22-65.2WABCO，TruckTrailerHarmonisationZ.24-26+53.