【汽车路试检测充分发出平均减速度的缺陷】 充分发出的平均减速度

　　1　没有MFDD定义的缺陷 　　 　　在GB7258第71312款中，没有对MFDD进行定义，仅有充分发出的平均减速度计算公式：MFDD=(V％-V2。)／[2592(S。一Sn)]。式中：
　　MFDD-充分发出的平均减速度(m／s2)；
　　Vo-试验车制动初速度(km／h)；
　　vb-O8v，试验车速，km／h；v一O1V0，试验车速(km／h)；
　　So-试验车速从vo到v之间车辆行驶的距离(m)；
　　s。一试验车速从v到v之间车辆行驶的距离(m)；
　　计算公式是采用功能原理法推导而来，路面对汽车的制动力所做的功等于汽车动能的变化。在稳定阶段(v～v车速范围)内的平均制动力F与距离△S的乘积等于车辆m在该稳定阶段的动能变化，即F×△s=m×(v　v)／2，而F等于车辆系统当量惯量m与MFDD的乘积，把车速单位由m／s换算成km／h可得MFDD式，公式中的参数是车速和距离，通常可采用五轮仪测量这两个参数，所以，GB7258没有对MFDD进行定义，使MFDD局限于五轮仪和功能原理法。
　　汽车路试减速度变化可以分3个阶段，参见图1，第1阶段是v～Vu车速段，属于减速度(制动力)增长阶段；第2阶段是vn～v、车速段，属于减速度(制动力)稳定阶段；第3阶段是v～0车速段，属于减速度快速下降阶段；分别对应制动力增长、稳定阶段。MFDD就是汽车路试在第2稳定阶段v至v车速范围内的平均制动减速度，整个制动过程，车速从制动初速度v开始逐渐下降直至为O。
　　按现有检测技术，在减速度稳定阶段测量MFDD，可采用五轮仪和功能原理法测量，也可采用便携式制动仪和平均减速度法测量。所以，GB7258没有MFDD的定义，仅有功能原理法的公式．不仅无法适应并落后于现有方便、快捷减速度仪的技术发展，而且对其技术发展进行了错误引导和限制。体现在GA／T485中的测试参数与计算公式参数不一致以及测试仪精度失控等方面。
　　建议明确MFDD定义为：在路试减速度稳定阶段vZv车速范围内的平均制动减速度，可以采用五轮仪的功能原理法或减速度仪的平均减速度法。功能原理法规范相应的五轮仪和GB7258第71412款的MFDD计算公式，减速度法规范相应的便携式制动仪和相应的MFDD=∑a。／n，a．为v至v车速范围内各取样点的瞬时减速度(需规定取样频率，通常为25Hz左右)，n为规定车速范围内取样的点数。
　　
　　2　最低制动初速度V0规范的缺陷
　　
　　明确了MFDD是减速度(制动力)稳定阶段的平均减速度，于是可以确定另一个检测原则：要保证检测值的准确性，v应该小于刚达到制动稳定阶段的V，。其检测意义：当v大于V，时，有一部分检测值是在减速度(制动力)增长阶段取值，与充分发出的平均减速度MFDD定义不符，检测值不准确。当v与制动初速度v的百分比一定时，V，与v两者的大小关系主要取决于制动协调时间的大小以及Vo的大小，前者是主要因素，后者是次要因素，所以，要根据不同的制动协调时间规范最低制动初速度v
　　在减速度(制动力)增长阶段，以平均制动力05F按；中量原理计算，O5Fh=m(Vo-V1)，05matl=m(Vo-V1)，
　　F一稳定阶段平均制动力(N)；
　　t，一刚达到充分发出平均减速度的时间(s)；
　　m一汽车系统当量惯量(整车质量与转动件当量惯量之和)(kg)；
　　v一制动初速度(m／s)；
　　V，一刚达到充分发出平均减速度时的车速(m／s)；
　　a一等于MFDD(m／s。’；
　　V~-Vo-O5ah。
　　按GB7258第71312款规定：制动协调时间对液压制动的汽车应不大于O35s，对气压制动的汽车应不大于O60s，对汽车列车应不大于O8s。制动协调时间：是指在急踩制动踏板时，从脚接触制动踏板(或手触动制动手柄)时起至机动车减速度(或制动力)达到表4规定的机动车充分发出的平均减速度(或表6所规定的制动力)的75％1]}所需的时间。
　　设减速度(制动力)在增长阶段为线性增长，忽略制动传动系间隙作用时间，计算t，与规定制动协、调时间的差△t=O25×12／075，tz为规定制动协调时间限值s。
　　液压制动△t=O25×035／O75≈O1s．h=O35+01=O45s：
　　气压制动△t=025×O．6／O75=0．2s，h=O．6+02=08s：
　　汽车列车△t=025×O8／075一O．2s。h=O8+02=1．0so
　　按GB7258表4车辆空载减速度限值，以最低试验车速30km／h=8333m／s来计算，Vb=O．8vO=O8×8333=6．667m，S；
　　液压制动V1=8333-05×5．6×O．45=7073>vb；
　　其他汽车气压制动V1=8333-05×54×O8=6173 对汽车列车这种车型的MFDD理论误差8=--146％。
　　通过上述分析，建议路试制动初速度应不小于30km／h，液压制动车辆的稳定阶段车速vb=O8v，v=O1v；气压制动的其他车辆这种类型的Vb=075v，v=O1v；汽车列车和铰接式车辆的Vb=07Vo，v=O1v如果路试跑道不够长，由于其他车辆和列车等的加速、制动距离较长，允许把这些车型的Vo降低~25km／h，这样才能控制测量MFDD的误差，避免错检错判。
　　
　　3　便携式制动仪标准的缺陷
　　
　　路试检测汽车制动性能普遍采用便携式制动仪，具有携带方便、操作简单、体积小、安装方便、价格便宜等特点，属于减速度仪器采用减速度法检测MFDD。然而，在标准GA／T485中，却是采用减速度仪器、功能原理法来检测MFDD，仪器检测参数与计算公式中的车速、距离参数不一致，对测试仪可溯源的标定参数是减速度值，而公式则是通过测量瞬时减速度值和时间来计算瞬时车速和制动距离，再用没有溯源和标定的车速和距离回算成已溯源和标定的MFDD．把很简单的平均值问题人为复杂化了，不仅多此一举，也增加了不确定度的因素．造成误差。
　　用便携式制动性能测试仪对一台气压制动车辆进行路试，对记录的时间和减速度原始数据进行计算分析，参见表1。
　　取样频率为25Hz；时间t和瞬时制动减速度a是检测值，其余参数是计算值。a是各时间区间内的平均制动减速度；△V．为各时间区间内的车速下降值△V=O04×a，当减速度为O、车速也为O时，可确定为车辆停止，∑△v．为制动初速度，表1中的∑△V．=9098m／s=3275km／h；△s为各时间区间内的制动距离．△s=O04V一1―05×O042×a，∑△s则为总制动距离，表1中∑△s=1049m；制动协调时间按插入法计算为O399s(制动协调时间应达到的减速度为075×54=405m／s。)，协调时间很好。按vb=O8VoZv=01v取值计算，取时间范围O68sZl80s的参数计算，以功能原理法计算：Vb=71968m／s=25908km／h，v=09386m／s=3379km／h，Sb=5787m，S。=1040m，MFDD=(67122-1142)／[2592×(1040-5787)¨_5518m／s。。从时间O68s~180s范围共29个取样点的减速度的平均值为16198／29=5586m／s。．所以，用减速度法计算车速和距离后再用功能原理回算成MFDD，其误差为(5518-5586)／5586=-12％，误差的主要原因是由于计算累积误差所造成，所以，采用稳定阶段内减速度取值的平均减速度来测量MFDD，可以消除车速和制动距离的计算误差，简化原理并大大提高检测的准确性。
　　建议测试仪的标准应规范MFDD、瞬时车速、制动距离、协调时间的取样和计算方法，还应规定测试仪精度要求和综合检验方法，同时应要求可以打印出减速度、踏板力的时间曲线以及各时刻的时间、减速度、计算车速、计算制动距离、踏板力的瞬时数据，可通过计算瞬时数据来初步判断测试仪的精度。由于GA／T485不完善，许多测试仪产品的精度很差，如上述试验所用测试仪精度相对较好，对该车辆的测试报告打印数据：MFDD为547m／s2，误差(547-5586)／5586=-21％；制动初速度为3410km／h，误差(341-3275)／3275=41％；制动距离1130m，误差(113-1049)，．O49-77％；制动协调时间为O370s，误差(O37-0399)／O399=-73％。测试数据仅仅是相对计算数据就有如此大的误差(通过规范计算方法，这种误差应为O)，其相对溯源到路试实际值的误差将会更大。
　　
　　4　计量认证参数和测试仪检验
　　
　　如果采用五轮仪进行车辆路试制动性能检测，既可以采用制动距离法，也可以采用充分发出的平均减速度法，其计量认证的检测参数为MFDD、制动初速度、制动协调时间、制动距离、制动方向稳定性。如果采用便携式制动性能测试仪，只能采用充分发出的平均减速度法，其计量认证的检测参数为MFDD、制动协调时间、制动方向稳定’眭，在没有标定溯源的情况下，制动初速度和制动距离是计算值，通常不作为计量认证的检测参数。况且制动距离和MFDD各自有不同的限值，不能排除可能出现两者评价矛盾的特殊情况．所以，路试制动性能参数检测只能两者取其一。
　　目前我国便携式制动性能测试仪型号很多，有些产品质量太差，根本无法满足检测准确性的要求，如何检验测试仪的精度，除了上述根据瞬时数据计算误差进行初步评估外，更要采用综合检验方法，分别用一台液压和气压制动车辆，用五轮仪或简易方法，分别在20km／h、30km／h、40km／h、50km／h等车速时不同作用时间踩动踏板试验，测量路试实际制动距离，当测试仪测量制动距离值相对路试实际制动距离误差较大，则测试仪的精度很低。如用五轮仪来检验，可用制动距离和制动初速度两个参数进行综合检验。
　　
　　5　结语
　　
　　综上所述，在汽车路试制动充分发出平均减速度的检测中，MFDD定义不明确，制动初速度过低，测试仪规范不完善。建议相关标准增加MFDD定义，分别规范功能原理法和减速度法以及相应的设备和计算公式；为确保VdJ、于v以液压或气压制动以及不同车型来规定不同的v车速，并合理限定路试的最低制动初速度；完善测试仪产品标准中各种参数的取样、计算等方法，采用制动距离和初速度溯源到路试实际值的综合检验方法来评价测试仪的精度，从而保证检测的准确性和操作性。