魏兆平（中國汽車技術(shù)研究中心汽車試驗(yàn)研究所，天津 300300）

商用車和掛車防護(hù)及制動(dòng)力綜合測(cè)試儀研制

魏兆平
（中國汽車技術(shù)研究中心汽車試驗(yàn)研究所，天津 300300）

摘 要：為了提高汽車實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備利用效率及準(zhǔn)確性，需研制貨車和掛車防護(hù)及靜態(tài)制動(dòng)力多功能測(cè)試儀，檢測(cè)前和側(cè)后防護(hù)裝置、車架強(qiáng)度及靜態(tài)縱向制動(dòng)力，解決重型汽車靜態(tài)制動(dòng)力測(cè)量少、設(shè)備短缺和昂貴問題，提高汽車輪胎性能和動(dòng)態(tài)安全性；減少投資風(fēng)險(xiǎn)和交通事故率，保證技術(shù)員、車輛和危險(xiǎn)及貴重運(yùn)輸物資安全。

關(guān)鍵詞：安全防護(hù)裝置；強(qiáng)度；靜態(tài)制動(dòng)力；多功能測(cè)試儀；校準(zhǔn)準(zhǔn)確度

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.035

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-96-03

引言

汽車產(chǎn)業(yè)試驗(yàn)儀器設(shè)備復(fù)雜且多數(shù)依賴進(jìn)口，價(jià)格貴重且大部分功能單一，檢驗(yàn)項(xiàng)目多且實(shí)驗(yàn)費(fèi)高是目前束縛汽車工程發(fā)展壯大和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)步的絆腳石。隨著國際貿(mào)易和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展壯大，貨車、專用車、牽引車和掛車組成的汽車列車因機(jī)動(dòng)靈活、載質(zhì)量利用系數(shù)高、百公里油耗低和污染物排放少，客車載客量多且人均耗油和污染少，因而在國家一帶一路經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。為了保證駕乘人員、車輛、運(yùn)輸物資和行人的安全，要研究、分析GB 11567.(1～2)-2001汽車和掛車側(cè)面/后下部防護(hù)要求系列、GB 26511-2011商用車前下部防護(hù)要求、GB 12676-2014商用車輛和掛車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法、GB 7258-2014機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件等安全技術(shù)［2］法規(guī)和GB/T 26778-2011汽車列車性能要求及試驗(yàn)方法安全標(biāo)準(zhǔn)，思想待測(cè)參數(shù)間的物理關(guān)系和所需儀器設(shè)備功能，利用目前后下部防護(hù)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行靜態(tài)車架強(qiáng)度、制動(dòng)力測(cè)量，填補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室無法測(cè)量汽車縱向靜態(tài)制動(dòng)力的空白，研制汽車防護(hù)、靜態(tài)車架強(qiáng)度和制動(dòng)力多功能測(cè)試儀等進(jìn)行復(fù)合研發(fā)驗(yàn)證試驗(yàn)，將成為提升汽車安全環(huán)保科技創(chuàng)新水平和降低成本的首要任務(wù)。研制多功能性能測(cè)試儀和汽車標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不僅能提高安全實(shí)驗(yàn)研究水平、品牌產(chǎn)品技術(shù)品質(zhì)和盈利能力，還能降低實(shí)驗(yàn)室及進(jìn)口昂貴儀器設(shè)備閑置率、投資風(fēng)險(xiǎn)及成本。追加安全系統(tǒng)研發(fā)、設(shè)計(jì)、檢測(cè)和創(chuàng)造能力，儀器設(shè)備量值溯源、校準(zhǔn)和計(jì)量檢定能力。

1、安全防護(hù)的重要性

安全性是汽車最重要技術(shù)性能之一，科研人員理論研究與研發(fā)試驗(yàn)結(jié)合制定了很多技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了很多安全實(shí)驗(yàn)室，利用它們認(rèn)真工作提高了安全性，減少了各種安全事故引起的人員傷亡和損失。因技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)與國家發(fā)展?fàn)顩r存在不協(xié)調(diào)性，人為、機(jī)械、電子、電氣、電器等缺陷和超期超載使用，各種類型、級(jí)別的故障和交通事故時(shí)有發(fā)生。重視現(xiàn)代汽車安全研究、設(shè)計(jì)、檢測(cè)和檢查是非常重要的課題，特別是高效充分挖掘和利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備性能，發(fā)揮各級(jí)工程技術(shù)人員聰明才智和參閱參考文獻(xiàn)新安全理論［3］發(fā)明書籍，群策群力檢測(cè)和檢查更多重要和關(guān)鍵汽車安全技術(shù)性能參數(shù)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值的吻合并符合技術(shù)法規(guī)的要求。商用客車、貨車、越野車、掛車和專用車經(jīng)常載運(yùn)乘客、貴重物資、易燃易爆危險(xiǎn)品和在特殊環(huán)境工作等，采用前后下部和側(cè)面安全防護(hù)杜絕安全事故發(fā)生是必須的。它能保證駕駛安全還可保護(hù)乘客、行人、車輛各系統(tǒng)和運(yùn)輸物資免受損壞，降低了安全事故率、經(jīng)濟(jì)損失和材料成本。市場(chǎng)安全監(jiān)督、檢測(cè)、檢查和校準(zhǔn)決不可掉以輕心，科學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)提高下防護(hù)部件材料性能和強(qiáng)度還可減輕車重，開展商用車、掛車的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)安全技術(shù)防護(hù)關(guān)系研究，抓住關(guān)鍵提升汽車智能控制能力是很重要的。

1.1 商用車前防護(hù)［4］

商用車和越野車前防護(hù)保險(xiǎn)杠能減輕沖擊，保護(hù)駕乘人員、運(yùn)輸品和底盤性能的安全，保證行人和其它車輛的安全。因此，設(shè)計(jì)新型高強(qiáng)度前防護(hù)保險(xiǎn)杠、支撐裝置、計(jì)算質(zhì)量、安裝強(qiáng)度、彈性模量、彎矩和位移，繪制前保險(xiǎn)杠加力點(diǎn)單位面積承載力與汽車設(shè)計(jì)總質(zhì)量關(guān)系曲線，研究前防護(hù)保險(xiǎn)杠安裝位置、強(qiáng)度和材料形狀、變形量和性能，不僅能有效減輕保險(xiǎn)杠重量還可減小風(fēng)阻及碰撞事故損失，提高了材料強(qiáng)度、彈性和焊接性能及安全通過性，認(rèn)證檢測(cè)核實(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求降低了材料浪費(fèi)量和成本，防止市場(chǎng)贗品出現(xiàn)引起安全事故。特別是客車前防護(hù)技術(shù)法規(guī)欠缺，發(fā)生撞擊事故經(jīng)常造成人員傷亡和很大經(jīng)濟(jì)保險(xiǎn)損失。根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口現(xiàn)狀，客車市場(chǎng)占有率增長(zhǎng)能有效提高乘運(yùn)效率、減少交通流量和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，急需補(bǔ)充制定客車前防護(hù)技術(shù)法規(guī)空白，提高新能源電動(dòng)客車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安全要求和載客量，保證校車、長(zhǎng)途和旅行客車車身、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、座椅和安全帶固定點(diǎn)等強(qiáng)度和質(zhì)量，減少車身結(jié)構(gòu)和生存空間縱向塑性變形量，將被動(dòng)安全技術(shù)隱患和自然空氣污染消滅在萌芽狀態(tài)。研究標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)前防護(hù)靜態(tài)加力值、時(shí)間和變形量，可粗略算出商用車重量和行駛速度值，從而確定靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)間的相互關(guān)系。

1.2 汽車和掛車側(cè)后防護(hù)［5］

貨車、越野車和掛車側(cè)后防護(hù)裝置能保護(hù)行人、微型皮卡貨車和乘用車免于碰撞鉆入底盤下，有效保證了人員、車輛和貨物的安全及通過性，減少重大交通事故發(fā)生率和經(jīng)濟(jì)損失。研發(fā)新型前后下部防護(hù)裝置和車架縱梁強(qiáng)度綜合測(cè)試儀器設(shè)備、材料、結(jié)構(gòu)、支撐裝置、彈性模量和強(qiáng)度，等壽命設(shè)計(jì)側(cè)后防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)、材料和底盤車架材料，繪制金屬材料技術(shù)性能圖譜，正確安裝、連接位置和加力方法，它們才會(huì)有機(jī)結(jié)合且強(qiáng)度合理匹配，通過試驗(yàn)前校準(zhǔn)減少測(cè)量不確定度誤差發(fā)生。增加后下部防護(hù)裝置強(qiáng)度動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究，移動(dòng)壁障質(zhì)量和質(zhì)心位置分析，使用壓電式力傳感器準(zhǔn)確測(cè)量作用力值，減少研發(fā)不成功試驗(yàn)次數(shù)，仿真分析動(dòng)態(tài)力與變形間的關(guān)系，進(jìn)行緩沖性能、吸能多少和反彈速度大小分析，能有效提高研發(fā)速度、產(chǎn)品安全和縮短新產(chǎn)品試制周期及費(fèi)用，防治事故污染發(fā)生。重視安全并對(duì)各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)斤斤計(jì)較是科技進(jìn)步的源泉，不求做較大、較多只求做準(zhǔn)做精和高效準(zhǔn)確校準(zhǔn)，不為應(yīng)付檢查而自欺欺人，將共性科學(xué)技術(shù)研究成果、設(shè)計(jì)和測(cè)試認(rèn)證方法及時(shí)灌輸和宣貫下去，惠及整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮理論研究、產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)設(shè)計(jì)和集團(tuán)研究院試驗(yàn)所的重要作用，科研、學(xué)術(shù)成果才能快速轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力和成為盈利機(jī)器。

2、制動(dòng)力精確測(cè)量和準(zhǔn)確分配與穩(wěn)定性關(guān)系

制動(dòng)力是計(jì)量制動(dòng)強(qiáng)度的參數(shù)之一，若缺少測(cè)量或測(cè)量不準(zhǔn)，將很難保證汽車的安全穩(wěn)定性。特別是駐車制動(dòng)系統(tǒng)的靜態(tài)駐車制動(dòng)力無人測(cè)量和重視，汽車列車制動(dòng)協(xié)調(diào)性少于檢測(cè)是亟待需要檢查的項(xiàng)目，因利益驅(qū)使，不重視安全技術(shù)、不懂裝懂、弄虛作假而發(fā)生安全環(huán)保事故的應(yīng)追究責(zé)任，前事不忘后事之師起到以儆后人的目的。利用現(xiàn)有商用車和掛車前后下部防護(hù)試驗(yàn)平臺(tái)，使用不同附著系數(shù)地面，檢測(cè)各種載荷下各車軸、車輪、制動(dòng)管路壓力和管路失效模式的靜態(tài)縱向制動(dòng)力和橫向側(cè)滑力，智能平衡分配各車輪制動(dòng)力，繪制制動(dòng)強(qiáng)度與各種載荷狀態(tài)（考慮修正因數(shù)）關(guān)系曲線，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)強(qiáng)度最大化和效能最優(yōu)化。減少輪胎異常磨損和爆胎事故發(fā)生，防止車輪制動(dòng)抱死造成方向失控、制動(dòng)力不平衡引起制動(dòng)跑偏等不安全和不穩(wěn)定狀態(tài)出現(xiàn)，對(duì)研究汽車制動(dòng)性能、ABS技術(shù)原理和制動(dòng)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)會(huì)起到非常重要的作用，也保證了前后防護(hù)裝置的強(qiáng)度和安全性，填補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室不檢測(cè)汽車靜態(tài)制動(dòng)力和側(cè)滑力的空白。為開展虛擬實(shí)驗(yàn)研究提供有益數(shù)據(jù)支撐，有助于開發(fā)回收新能源電動(dòng)汽車再生制動(dòng)技術(shù)能量，減少制動(dòng)器磨損、故障和部分廠家制動(dòng)跑道數(shù)量，讓科研經(jīng)費(fèi)真正用于提高汽車安全環(huán)保、節(jié)能技術(shù)校準(zhǔn)性能和學(xué)術(shù)理論水平刀刃上，讓更多的老百姓掌握汽車安全理論知識(shí)，學(xué)會(huì)安全操作和防護(hù)規(guī)范。

3、研制汽車多功能測(cè)試儀的重大意義

汽車是機(jī)械、電子、電氣、網(wǎng)絡(luò)和能源化工等相結(jié)合的工程技術(shù)產(chǎn)品，性能參數(shù)多檢測(cè)、校準(zhǔn)分析復(fù)雜，涉及的儀器設(shè)備多種多樣。首先要熟練掌握汽車各種技術(shù)性能，特別是安全環(huán)保、電子和電器性能，將它們按功能科學(xué)劃分、分層研究和規(guī)劃管理；開拓創(chuàng)新研制使用多功能模塊拆裝式性能測(cè)試儀和設(shè)備，編制儀器設(shè)備操作規(guī)程和實(shí)施細(xì)則，研修校準(zhǔn)理論和研制計(jì)量用精密標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，能降低測(cè)量誤差、汽車污染、實(shí)驗(yàn)室面積、儀器設(shè)備成本和維護(hù)費(fèi)用，縮短測(cè)量和儀器設(shè)備開發(fā)周期，提高儀器設(shè)備測(cè)量不確定度和可靠性，定期開展儀器設(shè)備校準(zhǔn)和計(jì)量檢定能促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步及快速發(fā)展。因此，引進(jìn)科技精英，管理、研制使用便攜式隨車安全環(huán)保技術(shù)性能綜合測(cè)量?jī)x，定期開展技術(shù)幫扶、服務(wù)、扶貧、交流和技術(shù)監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)提高汽車安全技術(shù)條件［6］、節(jié)能減排和減少環(huán)境溫室氣體排放。儀器設(shè)備按功能可分為：測(cè)量用機(jī)電式、光電式、機(jī)械液壓式、智能式和磁振聲學(xué)式，校準(zhǔn)用聲級(jí)發(fā)生器、絕緣電阻測(cè)試儀、熱電偶、假人和標(biāo)準(zhǔn)衡器；按準(zhǔn)確程度可分為：精密聲學(xué)（流量、氣體分析、速度）儀器，普通材料分析儀器，數(shù)據(jù)采集儀器等；按價(jià)值分為：昂貴精密型（海拔倉、EMC和NVH實(shí)驗(yàn)間等），價(jià)格中等型（轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)等）和常規(guī)型（高低溫試驗(yàn)室等）。因此，根據(jù)用途范圍研制與產(chǎn)品性能不確定度匹配的儀器設(shè)備，根據(jù)儀器設(shè)備技術(shù)管理員的能力，使用相應(yīng)測(cè)量不確定度儀器設(shè)備測(cè)量與之匹配的精致汽車產(chǎn)品，不要錯(cuò)用、誤用儀器設(shè)備。按照操作規(guī)程使用各種傳感器等以防不規(guī)范性操作，特別重視貴重儀器設(shè)備、電氣儀器儀表的正確使用范圍、連接方法、接地方式和量程，儀器設(shè)備的量程、計(jì)量單位與產(chǎn)品技術(shù)性能參數(shù)不確定度協(xié)調(diào)一致，才能保證使用安全、降低誤差、損壞率和成本，發(fā)揮儀器設(shè)備綜合技術(shù)性能進(jìn)步的全部科學(xué)作用，逐漸減少進(jìn)口與國產(chǎn)汽車性價(jià)比不匹配的昂貴測(cè)試儀器設(shè)備總成、數(shù)量和資金，重視使用國內(nèi)、國際先進(jìn)技術(shù)性能的多功能測(cè)試儀器設(shè)備，科學(xué)利用和維護(hù)國家檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)研發(fā)功能，發(fā)揮科技引領(lǐng)作用。

4、結(jié)論

本文技術(shù)分析了開展商用車和掛車前后下部防護(hù)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)關(guān)系研究的重要性，制定客車前防護(hù)法規(guī)的急迫性，減少性能差材料用量和成本核算，高效利用實(shí)驗(yàn)室前后防護(hù)試驗(yàn)平臺(tái)檢測(cè)車輛車架強(qiáng)度和靜態(tài)制動(dòng)力，能有效提高車輛安全技術(shù)性能。研制和設(shè)計(jì)多技術(shù)功能高精度測(cè)量?jī)x和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，促進(jìn)汽車安全環(huán)?？萍祭碚撨M(jìn)步，保證儀器設(shè)備校準(zhǔn)和計(jì)量檢定技術(shù)升級(jí)。

參考文獻(xiàn)

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Developing Comprehensive Test Instruments for Protection and Braking Force of Commercial Vehicles and Trailers

Wei Zhaoping
（Automotive Testing and Researching Institute of China Automotive Technology & Research Center, Tianjin 300300）

Abstract:In order to improve utilization efficiency and accuracy of the vehicle LAB and instrument and equipment, which needs developing multifunction test instruments for truck's and trailer's underrun protection and static braking force, testing strength of front-lateral-rear protection devices and frame and static longitudinal braking force, to resolve questions of heavy vehicles static braking force measuring least and equipment shortage and expensive, to improve vehicle's tires performance and dynamic security; to reduce risk of investment and traffic accident rate, to ensure safety for technician and vehicles and transportion goods of dangerous and expensive.

Keywords:Safety protection device; Strength; Static braking force; Multifunction measuring instruments; Calibration accuracy

作者簡(jiǎn)介：魏兆平，高級(jí)工程師，就職于中國汽車技術(shù)研究中心，主要從事實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)試驗(yàn)政策研究，新能源電動(dòng)汽車隔聲、隔熱和制動(dòng)等環(huán)保新材料理化性能分析等工作。

中圖分類號(hào)［1］：U467

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-7988(2015)10-96-03