配備空氣懸架的多軸及并裝軸汽車制動(dòng)檢測(cè)合格率低問(wèn)題探討

邯鄲華駿汽車檢測(cè)有限公司 張濟(jì)亞，謝 瑜

石家莊華燕交通科技有限公司 彭永民

隨著我國(guó)道路網(wǎng)絡(luò)和交通設(shè)施的不斷完善，道路運(yùn)輸對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的保障作用。為提高運(yùn)輸效率，大型貨運(yùn)汽車多采用多軸及并裝軸（總軸數(shù)超過(guò)兩軸）的方法以提高單車運(yùn)載能力，如重型自卸車多采用8×4的驅(qū)動(dòng)方式，即前面為雙橋雙轉(zhuǎn)向軸，后面為雙橋并裝驅(qū)動(dòng)軸，重型半掛車大多采用三并裝軸的承載方式。

機(jī)動(dòng)車檢測(cè)機(jī)構(gòu)在檢測(cè)多軸及并裝軸汽車的制動(dòng)力時(shí)，為防止被檢軸前后軸支撐效應(yīng)的出現(xiàn)（圖1），《機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法》（GB 21861—2014）（附錄C）中明確要求，“用于檢驗(yàn)多軸及并裝軸車輛的滾筒反力式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)，其臺(tái)體應(yīng)能通過(guò)裝置舉升并滿足：滾筒中心距為460 mm時(shí)，主、副滾筒高度差為30 mm時(shí)，副滾筒上母線與地面水平面的高度差為＋40 mm”。即通過(guò)提升制動(dòng)臺(tái)的方式以提高被檢車軸各輪的垂直載荷（圖2），便于制動(dòng)效能得以充分發(fā)揮。

通過(guò)實(shí)際檢測(cè)表明，采用提升制動(dòng)臺(tái)的方式，對(duì)裝有鋼板彈簧懸架的多軸及并裝軸汽車的制動(dòng)檢測(cè)，解決了被檢軸前后軸的支撐效應(yīng)問(wèn)題；但對(duì)配備空氣懸架的多軸及并裝軸汽車的作用卻微乎甚微。與裝有空氣懸架的雙軸小轎車、大客車相比，大型貨運(yùn)汽車多采用多軸及并裝軸承載方式，且大型貨運(yùn)汽車并裝軸相鄰的氣囊之間的氣道是互通的（圖3），其目的是讓空氣懸架在各軸各輪之間可以均衡地分配載荷。當(dāng)車輛通過(guò)凹凸不平路面時(shí)，其中某一軸（或某一輪）的載荷增加，其對(duì)應(yīng)氣囊中的空氣受到壓縮后流向其他氣囊，最終使得各氣囊壓強(qiáng)均等，各軸各輪間分配的載荷也大致相等。這對(duì)于整車而言，可防止單軸、單輪載荷的過(guò)度集中，避免過(guò)載沖擊；其優(yōu)越的緩沖性能，不僅可以延長(zhǎng)車輛的使用壽命，對(duì)運(yùn)輸?shù)呢浳镆材芷鸬揭欢ūＷo(hù)作用。

圖1 多軸車在老式制動(dòng)臺(tái)上的支撐效應(yīng)（F2較?。?/p>

圖2 提升制動(dòng)臺(tái)消除支撐效應(yīng)（F2 較大）

圖3 并裝軸空氣懸架氣囊的連接示意

表1 空氣懸架與鋼板彈簧懸架汽車制動(dòng)檢測(cè)時(shí)的軸荷數(shù)據(jù)、制動(dòng)力數(shù)據(jù)對(duì)比

正是由于上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致安裝空氣懸架的多軸及并裝軸汽車在制動(dòng)檢測(cè)時(shí)大部分不能通過(guò)檢測(cè)。從圖3中可以看出，無(wú)論是空載時(shí)制動(dòng)檢測(cè)，還是加載時(shí)制動(dòng)檢測(cè)，采用抬高制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)安裝的方法或加載舉升制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的方法，都無(wú)法在被檢車軸、車輪上集中載荷，從而無(wú)法測(cè)出被檢軸車輪的最大制動(dòng)力。分析表1數(shù)據(jù)可以看出，安裝空氣懸架的汽車第1軸加載軸荷是第1軸空載軸荷的1.13倍（2 045 kg/1 817 kg），第2軸為1.10倍（1 994 kg /1 814 kg）；而普通鋼板彈簧懸架的車輛這2個(gè)數(shù)據(jù)分別是2.68倍（3 806 kg /1 422 kg）和1.71倍（2 538 kg /1 481 kg）。

對(duì)于安裝空氣懸架的多軸及并裝軸汽車在制動(dòng)檢測(cè)時(shí)難通過(guò)問(wèn)題，GB 21861—2014中規(guī)定可以按照特殊情況予以處理，“在滾筒反力式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)上檢驗(yàn)時(shí)，被測(cè)試車輪在滾筒上抱死但整車制動(dòng)率未達(dá)到合格要求時(shí)，應(yīng)在車輛上增加足夠的附加質(zhì)量或相當(dāng)于附加質(zhì)量的作用力（在設(shè)備額定載荷以內(nèi)，附加質(zhì)量或作用力應(yīng)在該軸左右車輪之間對(duì)稱作用，不計(jì)入軸荷）后，重新測(cè)試”。由于各軸分擔(dān)載荷，在重新檢測(cè)時(shí)該類車要比普通3軸車多加3倍的附加載荷，因此，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，按照GB 21861—2014規(guī)定的方法很難實(shí)施和操作，不僅給檢測(cè)站的工作造成了很大困擾，也給車主增添了很多的麻煩。

為便于讀者能更深入地了解，下面以三并裝軸掛車的其中一軸空氣懸架結(jié)構(gòu)為例，如圖4所示，氣囊體的上端固定在車架底部，下端連接在彈簧鋼板的一端，鋼板的另一端以鉸接的形式與車架縱梁（即P點(diǎn)）連接，車輪中心軸支架通過(guò)U形螺栓固定在鋼板上。車輛在行駛中，因路面不平導(dǎo)致車輪上下顛簸，車輪顛簸時(shí)，彈簧鋼板帶動(dòng)氣囊上下移動(dòng)，彈簧鋼板的另一端則繞著P點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上，踩下制動(dòng)踏板前，車輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)車輪阻滯力很小。當(dāng)踩下制動(dòng)踏板至車輪抱死時(shí)，制動(dòng)臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒瞬間對(duì)車輪施加很大的拖力，迫使被測(cè)軸以懸架前端鉸接點(diǎn)P為中心點(diǎn)向上移動(dòng)2 cm左右，導(dǎo)致輪胎胎面與制動(dòng)臺(tái)滾筒無(wú)法充分接觸。此時(shí)，被測(cè)軸向下對(duì)制動(dòng)臺(tái)的垂直軸荷減小，以致輪胎胎面與滾筒之間的摩擦力受到相應(yīng)影響。如圖5所示，制動(dòng)臺(tái)對(duì)抱死的輪胎施加力F分解為向上的力F1和橫向力F2，其中分力F1使得軸荷減輕。

為了驗(yàn)證，筆者特地邀請(qǐng)機(jī)動(dòng)車檢測(cè)設(shè)備廠家的軟件工程師通過(guò)測(cè)試軟件，有針對(duì)性地做了2次實(shí)車測(cè)試，分別是配備鋼板彈簧懸架和空氣懸架，且同為多軸及并裝軸的汽車，并記錄下2輛不同懸架形式的汽車在制動(dòng)過(guò)程中左右車輪制動(dòng)力和軸荷的同步變化曲線。

圖6為配備鋼板彈簧懸架的多軸及并裝軸汽車的制動(dòng)測(cè)試結(jié)果，藍(lán)色曲線為軸荷曲線，綠色曲線和紅色曲線分別為左輪和右輪的制動(dòng)曲線。該車在測(cè)試時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，左右車輪均能抱死，制動(dòng)力增長(zhǎng)過(guò)程中軸荷曲線有上升趨勢(shì)，增幅約15%。

圖4 被測(cè)軸制動(dòng)臺(tái)受力分析

圖5 被測(cè)輪受力分析

圖6 鋼板彈簧懸架汽車制動(dòng)檢測(cè)時(shí)的制動(dòng)力、軸荷曲線（截屏）

圖7為配備空氣懸架的多軸及并裝軸汽車的制動(dòng)測(cè)試結(jié)果，藍(lán)色曲線為軸荷曲線，綠色曲線和紅色曲線分別為左輪和右輪制動(dòng)曲線。該車在測(cè)試時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，左右車輪均能抱死，但通過(guò)曲線能明顯看出，與鋼板彈簧懸架系統(tǒng)正好相反，垂直軸荷平均下降了約48%；隨著垂直軸荷的降低，輪胎與滾筒之間的摩擦力受到影響，制動(dòng)力不再上升（無(wú)法達(dá)到規(guī)定的合格限值）。

圖7 空氣懸架汽車制動(dòng)檢測(cè)時(shí)的制動(dòng)力、軸荷曲線圖（截屏）

通過(guò)上述2例實(shí)車制動(dòng)測(cè)試及曲線圖對(duì)比，可以直觀地看出，配備空氣懸架的汽車很難通過(guò)制動(dòng)檢測(cè)的主要原因是，氣囊中的氣體可壓縮，且各氣囊之間的氣壓有調(diào)節(jié)均衡功能。

目前，各機(jī)動(dòng)車檢測(cè)站除了按照GB 21861—2014中的規(guī)定要求應(yīng)對(duì)處置外，有的在不違背法律法規(guī)前提下，采用了其他應(yīng)對(duì)辦法，如配備空氣懸架的汽車在上檢測(cè)線前，先將各氣囊內(nèi)的氣體泄放，使空氣懸架暫時(shí)失效，以便于車輛順利通過(guò)制動(dòng)檢測(cè)。

筆者認(rèn)為，各檢測(cè)站對(duì)配備空氣懸架汽車采取的應(yīng)對(duì)辦法，包括GB 21861—2014中規(guī)定可以按照特殊情況予以處理，均是治標(biāo)不治本的做法，不能真正解決問(wèn)題。因此，筆者建議配備空氣懸架汽車的生產(chǎn)廠家應(yīng)在控制模式中增設(shè)檢測(cè)模式，汽車在檢測(cè)制動(dòng)時(shí)，由檢測(cè)者操作進(jìn)入制動(dòng)檢測(cè)模式或直接通過(guò)控制機(jī)構(gòu)，關(guān)閉各氣囊管路之間的控制閥門，使每一個(gè)氣囊相對(duì)獨(dú)立，并對(duì)被測(cè)軸的氣囊進(jìn)行充氣以增加氣囊的剛性，保證車輛在制動(dòng)檢測(cè)時(shí)能充分發(fā)揮制動(dòng)性能。