陈南峰、谷占勋、应朝阳

(1.石家庄华燕交通科技有限公司，石家庄050081，中国；2.公安部交通管理科学研究所，无锡214151，中国)

未来汽车列车制动技术改进建议及其检测技术探讨

陈南峰、1谷占勋、1应朝阳2

(1.石家庄华燕交通科技有限公司，石家庄050081，中国；2.公安部交通管理科学研究所，无锡214151，中国)

本文探讨了我国台试检测汽车列车制动性能的未来趋势，研究了在现有检测指标的基础上，增加满载制动性能、制动时序、制动力分配模拟检测的必要性和可行性。满载制动性能可使用加载制动试验台检测；制动时序可用多板式汽车列车制动检测系统等手段检测；制动力分配可根据空载状态与满载状态下测得的制动力推算。未来，对汽车列车建议强制加装制动力分配装置以便实现对制动力分配的调整，并应进一步论证汽车列车制动管路加装压力测量传感器标准连接接口的可行性与必要性以便参照德国经验进行模拟满载检测。

汽车列车；台试检测；满载制动性能；制动时序；制动力分配

引言

随着经济的发展，物流配送行业高速发展，汽车列车越来越多的出现在公路运输的队伍中，这种货运汽车轴数一般多达到六轴，其中五轴车、六轴车占了大多数。

目前我国机动车台试检测在空载状态下检测，对于汽车列车而言，日常使用主要处于负载或满载状态，空载状态制动性能检测合格并不能完全保证日常使用时的安全性，另一方面，现阶段我国汽车列车制动时序及制动力分配设计不合理，易造成制动瞬间车辆出现折叠或拖拽现象，而目前我国相关标准中尚无台试检测汽车制动时序及制动力分配的规定与方法。因此，有必要探讨未来开展汽车列车制动性能满载模拟检测，制动时序检测及制动力分配检测的技术和方法。

1 满载制动性能检测

1.1 概述

汽车列车处于满载或接近满载状态时车辆质量与空载状态质量相差巨大，导致在进行制动性能检测时，检测到的制动力差异很大，空载制动检测结果不足以反映满载制动性能实际状态。为保证车辆道路运输安全，应尽量模拟满载运行时的状态进行制动性能检测。

1.2 国内现状

迄今为止，在我国安检机构开展新车注册登记检验及在用车检验时，一直采用空载检测制动性能。在最新发布的GB 21861-2014《机动车安全技术检验项目和方法》中要求，对于多轴货车、汽车列车将要开展对部分轴的加载检测，测试加载轴制动率和加载轴制动不平衡率。对需要加载检测的轴，将制动台举升至副滚筒上母线离地100 mm进行检测（如图1）。因该举升高度下，多轴货车、由并装轴半挂车组成的汽车列车的第一轴和最后一轴加载效果不佳，因此不对其要求加载检测。制动性能加载检测是在滚筒反力式制动台基础上，通过将制动台举升一定高度，使其它轴轴荷向被检轴转移，从而达到被检轴轴荷增加的目的。

1.3 检测方法

GB 21861-2014中制动性能加载检测要求是依据德国经验提出的，但因为两国车辆在制动技术运用上的差别，检测过程无法完全参照德国经验。

德国车辆制动管路中装有压力测量传感器标准连接接口，可通过相关装置检测制动时的制动气压，如图2所示。德国相关法规规定，制动效率根据制动系统压力的30%但不低于1.7bar作为最小制动压力进行测试，而制动气压与制动力成正比，因此，只须将车辆加载至制动气压达到要求，测取制动力，再根据制动气压与制动力的正比关系即可推算出最大制动力，即满载制动力。

我国车辆并没有安装压力测量传感器标准连接接口，因此德国采用的方法并不适用于我国。目前，如果需要检测车辆满载制动力，只能将被检轴加载至满载状态，这种方法相比于德国采用的方法危险系数高、操作性较差。

1.4 改进建议

为了便于参照德国经验进行模拟满载检测，未来建议在我国汽车列车制动管路中加装压力测量传感器标准连接接口。

2 制动时序检测

2.1 概述

对于汽车列车，各轴制动时序至关重要，前轴制动快制动瞬间车辆易产生折叠，后轴制动快制动瞬间车辆易产生拖拽，因此汽车列车应具备合理的制动时序，以保证汽车列车制动时的安全性。

2.2 国内现状

对汽车列车制动时序，挂车最后轴制动动作滞后于牵引车前轴制动动作的时间不大于0.2s的要求，早在2000年我国发布的交通行业标准JT/T 426-2000《汽车列车性能要求》就做出了规定，该标准在2011年升级为国家标准GB/T 26778-2011《汽车列车性能要求及试验方法》，2004年该规定引入了国家强制性标准GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》。 GB/T 26778-2011中还规定了制动滞后时间的检验方法：将机械式微动开关或管路压力开关分别安装在牵引车前轴和挂车最后轴的制动气室推杆处或制动油缸管路上，并与电秒表组成封闭回路，在车辆制动系统正常工作压力下，稳速踏下制动踏板后缓慢松开，记录电秒表的时间显示值。

从标准中的规定可以发现，目前我国针对制动时序的要求还不严格，只规定了挂车最后轴与牵引车最前轴的制动动作时间差，并未对其他轴制动动作时间差作出规定，同时检测方法也较为繁琐，无法在检测制动力的同时检测。

另外，我国GB12676-1999对半挂牵引车和半挂车ABS系统就有要求，GB7258-2004也有相关要求，但没有得到有效实施，目前汽车列车上普遍缺乏防抱死制动、制动力自动分配等辅助电子设备。为防止紧急制动时由于转向轮抱死导致转向失灵，在日常使用中转向轮基本无制动力，制动时序无法正确表述与测量，制动时序检测不具备实际意义。

2.3 加强辅助电子设备的推广

为避免紧急制动时车轮抱死，保证车辆行驶方向稳定性，解决转向轮日常使用中无制动力的问题，未来应加强安装ABS系统的推广力度，尽快使汽车列车按GB 7258-2012要求装备ABS系统，同时应采取制动时序调整措施。

2.4 制动时序检测

未来可鼓励研发各种汽车列车制动时序的检测设备。如目前市场上已经出现的多板式汽车列车制动性能检测系统，其示意图如图3所示。

该检测系统的整套检测板由48块（左右对称各24块）制动单板组合安装而成，形成一段模拟真实的路面，能检测各轮制动力及轮重。检测时汽车列车以一定的速度（10km/h左右）行驶到制动检测板面上并按提示快速实施制动。

该设备能够快速、准确地对汽车列车制动时序进行检测，试验中以各轴轴制动力达到5%静态轴荷时刻作为各轴制动时序比较的基准。

本次试验用该设备对9辆汽车列车进行了检测，试验数据如表1所示，其中转向轴普遍无制动力或制动力很小，导致部分车辆转向轴制动力无法达到5%静态轴荷，因此无法测出，记为‘∞’。

从表1数据可以发现:

a）9辆车中5辆车因第一轴制动力不足，判定第一轴无制动动作，因而无法按照GB 7258-2012中的规定进行判断。

表1 制动时序试验数据

b) 其余4辆车检测到第一轴制动动作，其中3辆达到GB 7258-2012中的要求，但实际测得轴制动力普遍不足100daN，检测不具备实际意义。

未来，不应仅对挂车最后轴与牵引车最前轴的制动动作时间差作出要求，应对所有轴制动动作时间差均作出要求，使汽车列车各轴制动时序更加合理，保证汽车列车制动安全性。

3 制动力分配检测

3.1 概述

要使汽车能得到尽可能大的总制动力，又要保持制动时的行驶方向稳定性（不丧失方向又不甩尾），前后轮须同步滑移。滑移条件是：前后轮制动力之比等于前后轮对路面的垂直载荷之比。使前后轮同步滑移的前后制动力分配比叫理想的前后制动力分配比。制动力分配应满足车辆在不同载荷下均合理分配，否则汽车列车在制动时易出现折叠或拖拽现象，而我国汽车列车现阶段并没有制动力分配调整装置，在空载状态与满载状态下，车辆质量分布差距巨大，制动力分配无法满足要求。因此，未来应在汽车列车上加装制动力分配调整装置，并对制动力分配及调整是否有效进行检测。

3.2 国内现状

对汽车列车制动力分配，GB/T 26778-2011《汽车列车性能要求及试验方法》中要求：牵引车(或挂车)制动力与汽车列车制动力的比值不得小于牵引车(或挂车)质量与汽车列车质量比值的95%。

GB/T 26778-2011规定了路试检测方法：以30 km／h的稳定车速，同样的仪表指示压力，进行三次急速停车制动。记录在使用牵引车和挂车的全部制动器、仅使用牵引车的制动器及仅使用挂车的制动器三种情况下得到的制动减速度。当预测到仅使用牵引车制动器或挂车制动器有危险时，可以使用“全部制动器的制动效能=牵引车制动器的制动效能+挂车制动器的制动效能”的方法对制动减速度进行计算作参考值。

GB 18565《道路运输车辆综合性能要求和检验方法》即将发布的报批稿引入了该要求，针对在标准实施之日起第10个月后生产的车辆实施。要求在满载条件下，汽车列车制动力的分配应满足：对于申请道路运输的车辆，仅使用牵引车（挂车）制动器时产生的制动减速度与使用牵引车和挂车全部制动器时产生的制动减速度的比值不应小于牵引车（挂车）质量与汽车列车质量比值的95%；对于在用道路运输车辆，汽车列车制动力的分配应满足：牵引车（挂车）整车制动力与汽车列车整车制动力的比值不应小于牵引车（挂车）质量与汽车列车质量比值的90%，也即：牵引车（挂车）的整车制动率不应小于汽车列车整车制动率的90%。

GB18565报批稿规定了用多平板式汽车列车制动性能检测系统测量制动力分配的方法：汽车列车以（5～10）km/h的速度驶上检验台后挂空挡滑行并急踩制动，测得汽车列车整车制动率、牵引车整车制动率和挂车整车制动率，分别计算牵引车整车制动率、挂车整车制动率与汽车列车整车制动率的百分比。

以表2中在用道路运输车辆CA4257P2K2T1EA80解放半挂牵引车/ YHD9400汇达半挂车的试验数据为例：

测得牵引车整车制动率为：57%，挂车整车制动率为：66.2%，汽车列车整车制动率为：60.4%。

则：牵引车整车制动率与汽车列车整车制动率的百分比为：57%/60.4%*100=94.4%；

挂车整车制动率与汽车列车整车制动率的百分比为：66.2%/60.4%*100=109.6%。

虽然标准早有规定，但目前我国的汽车列车上普遍缺乏制动分配器，无法调整牵引车与挂车的制动力分配，致使目前的在用车普遍达不到要求。

3.3 建议安装制动力分配调整装置

制动力分配调整装置可分为机械式和电子式。

机械式制动力分配装置如制动分配阀，即感载比例阀，作用在于保证行驶过程中前后轮负荷的合适比例并确保在汽车紧急制动时后轮不抱死。感载比例阀利用车身与车桥之间的距离变化(外界作用力)来改变弹簧的预紧力，随着车辆载荷的增加，相应地进行调整，使得在任何载荷条件下都能得到一个近似理想的制动力分配。

现阶段，汽车的制动力分配系统多采用电控方式，即EBD系统，其利用ABS系统的功能与装置，不另外布置其他元件，即可实现汽车的制动力分配的控制。EBD系统与ABS系统是独立的，不会同时投入工作。在汽车制动时，EBD将根据前后轮载荷的变化及车轮抱死情况，通过制动压力调节装置自动调节前后车轮的制动力。

当汽车载荷发生变化时，理想的前、后轮制动力分配关系会随之发生改变。如果制动系统安装了机械式制动压力调节阀，虽然可以避免出现后轮先抱死，但制动力调节曲线与理想的制动力分配曲线相差较大，导致制动效率不高。如果制动系统安装了电子制动力分配系统，其制动力调节曲线在各种载荷下均能与理想的制动力分配曲线靠近，获得较高的制动效率。

因此，对于汽车列车而言，仅仅加装制动分配阀不能完全保证制动力合理分配，未来在汽车列车安装有ABS的基础上加装EBD系统才是保证车辆制动力分配的有效手段。

3.4 制动力分配检测

目前针对汽车列车，GB/T 26778-2011规定了路试检测方法，而路试需要在符合国家标准要求的场地进行，对场地要求高、占地面积大，难以适应我国机动车检测的发展的需要。

未来可鼓励研发各种汽车列车制动力分配的检测设备。如目前市场上已经出现的多板式汽车列车制动性能检测系统，其示意图如图3所示。

采用该设备对9辆汽车列车进行制动力分配检测，以便分析现阶段我国汽车列车制动力分配现状，试验数据如表2所示。

表2 制动力分配试验数据

从试验数据中可以发现，现阶段我国汽车列车制动力分配普遍处于不合格状态，9辆汽车列车中只有1辆状况较好。主要问题是汽车列车转向轴普遍无制动力或制动力很小，造成牵引车制动力较小，对于双转向轴牵引车，该问题尤为严重。

造成该现状的原因主要有两点：

（1）汽车列车没有安装有效的制动力分配装置，易发生制动折叠现象，因而放松了牵引车制动；

（2）挂车普遍超载，导致挂车制动缓慢，若牵引车制动有效，即使安装了制动力分配装置仍容易发生制动折叠现象，因而放松了牵引车制动。

4 结束语

未来，随着汽车制动技术的发展，在我国提高多轴中重型货车、汽车列车制动技术要求，配置与完善ABS、EBD等辅助制动装置，增加制动管路压力测量接口等，引导研究新的检测技术与设备，逐步开展对汽车列车满载制动性能、制动时序及制动力分配的检测是可行的，也是必要的。

[1] GB 21861-2014《机动车安全技术检验项目和方法》

[2] GB 7258-2012《机动车运行安全技术条件》

[3] GB/T 26778-2011《汽车列车性能要求及试验方法》

[4] GB 18565《道路运输车辆综合性能要求和检验方法》报批稿

Combination of vehicles braking technology improvement suggestions for future and discussion on the detection technology

CHEN Nanfeng GU Zhanxun YING Zhaoyang
(Shijiazhuang Huayan Traffic Technology Co., Ltd., Shijiazhuang 050081, China The Ministry of Public Security Traffic Management Research Institute, Wuxi 214151, China)

This paper discusses the future trend of China's combination of vehicles braking performance testing, based on the existing research of the detection index on, Increase the necessity and feasibility of full braking performance, braking time, braking force distribution simulation test. Full braking performance can be used to load the braking test machine; detection of braking time available multi plate brake testing system etc; the braking force distribution according to power system load and full load condition the measured projections. In the future, installation of braking force distribution device mandatory auto train proposal in order to achieve the adjustment of the braking force distribution, And the necessity and feasibility of further proof brake pipeline with pressure sensor standard connection interface for reference the experience of Germany to simulate the load detection.

Combination of vehicles; platform test; full braking performance; braking time; braking force distribution

基金资助：道路交通安全公安部重点实验室（公安部交通管理科学研究所）开放课题2014ZDSYSKFKT 4-1