平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)實(shí)際使用問(wèn)題及優(yōu)化研究

徐雷 談格 徐漢成 蔡玲

【摘要】平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)是用于檢測(cè)車(chē)輛制動(dòng)性能的設(shè)備，其在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差。目前，平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的檢定裝置實(shí)際使用時(shí)煩瑣費(fèi)力，穩(wěn)定性差，溯源效率低，嚴(yán)重影響對(duì)設(shè)備進(jìn)行的量值溯源?，F(xiàn)行檢定規(guī)程缺乏動(dòng)態(tài)檢測(cè)誤差方面的考量，所以我們需要對(duì)此重視并加以分析。

【關(guān)鍵詞】平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)；工作誤差；檢定

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.06.031

Research on the Practical Application Problems and Optimization of the Flat Brake Inspection Platform

XU Lei， TAN Ge， XU Hancheng， CAI Ling

（Yancheng Metrology and Testing Institute， Yancheng 224001， China）

Abstract： The flat brake inspection bench is a device used to test the braking performance of vehicles， and its design principle may cause errors during use. At present， the calibration device of the flat brake inspection platform is cumbersome and laborious in actual use， with poor stability and low traceability efficiency， which seriously affects the quantity value traceability of the equipment. The current verification regulations lack consideration for dynamic detection errors， so we need to pay attention to and analyze them.

Key words： flat brake inspection bench； work error； verification

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)越發(fā)繁榮，汽車(chē)保有量逐年增多。車(chē)輛檢測(cè)機(jī)構(gòu)為加快檢測(cè)效率，多以更換平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)作為安檢首選。平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)是模擬汽車(chē)行駛的平整路面，讓機(jī)動(dòng)車(chē)行駛在其平板上并實(shí)施制動(dòng)。平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)車(chē)輛制動(dòng)力是一種動(dòng)態(tài)的檢測(cè)方法，較接近車(chē)輛的實(shí)際過(guò)程，而且能在一次測(cè)試過(guò)程中完成軸重、制動(dòng)力、懸架性能、鋼板彈簧剛度甚至側(cè)滑量等檢測(cè)。但是平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)在實(shí)際工作使用中穩(wěn)定性差，而且針對(duì)平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的檢定裝置使用起來(lái)煩瑣費(fèi)力，嚴(yán)重影響對(duì)該設(shè)備進(jìn)行的量值溯源，所以有必要對(duì)平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行分析研究。

平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)主要由四組制動(dòng)臺(tái)板、控制和顯示裝置、力傳感器和輔助裝置組成。其工作原理是利用車(chē)輪與平板間的摩擦力，帶動(dòng)平板沿車(chē)輪切向作用于測(cè)力傳感器測(cè)得制動(dòng)力，再通過(guò)垂直方向測(cè)力傳感器檢定出輪重，通過(guò)控制裝置處理，計(jì)算出各車(chē)輪的動(dòng)態(tài)輪重、制動(dòng)率、制動(dòng)時(shí)間、車(chē)輪阻滯力制動(dòng)力、懸架性能、制動(dòng)力平衡等參數(shù)值，并由顯示器顯示檢測(cè)結(jié)果，最終經(jīng)處理后得到車(chē)輛四輪制動(dòng)及其相關(guān)的性能參數(shù)報(bào)告。

由于用平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)車(chē)輛制動(dòng)力是一種動(dòng)態(tài)的檢測(cè)方法，其檢測(cè)時(shí)的受力分析如圖2所示。平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)比滾筒式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)多了空氣阻力、車(chē)軸中心垂直線(xiàn)偏移、軸距重心中心偏移影響等，所以會(huì)產(chǎn)生以下隨機(jī)誤差：1）車(chē)輪軌跡方向；2）制動(dòng)減速度大??；3）受檢測(cè)員的踩剎車(chē)習(xí)慣（制動(dòng)踏板力）；4）黏砂板磨損老舊不均勻。因此檢測(cè)機(jī)構(gòu)經(jīng)常反映，平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的制動(dòng)率經(jīng)常過(guò)高，且檢測(cè)數(shù)值重復(fù)性不好，造成市面上平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)綜合使用率不高。

2.1標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置系統(tǒng)誤差大、人為操作誤差大

目前，JJG 1020—2017《平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)》檢定規(guī)程介紹的檢定裝置為力傳感器配合加載工具的使用方式，所以國(guó)內(nèi)使用的是千斤頂配合標(biāo)準(zhǔn)力值傳感器的檢定工具組合。軸（輪）重儀的檢定規(guī)程也是使用這些檢定設(shè)備。該方法存在人力加載操作穩(wěn)定性差、大噸位量程人力難加載、檢測(cè)力值誤差特別大，重復(fù)性難以保證等缺點(diǎn)。

2.2現(xiàn)用裝置按檢定規(guī)程步驟操作費(fèi)時(shí)長(zhǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力

平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)檢定規(guī)程對(duì)制動(dòng)力和輪重指標(biāo)的檢定方法要求，在安裝好檢定裝置后需要依次對(duì)制動(dòng)力的起始力、漂移、示值誤差（空載）、示值誤差（加載）、回零誤差、間差、重復(fù)性和輪重的漂移、示值誤差（空載）、示值誤差（加載）、回零誤差（空載）、回零誤差（加載）、重復(fù)性、偏載進(jìn)行檢定。在檢定這些項(xiàng)目時(shí)，裝卸檢定裝置和儀器反力支架及輪番搬運(yùn)載荷耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，其中，平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)含有4塊板，所耗時(shí)間需乘以4。

根據(jù)筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，按規(guī)程檢定一組平板制動(dòng)臺(tái)需要2位熟練的檢定員不停搬裝卸檢4小時(shí)以上。規(guī)程要求的幾百千克載荷多次搬卸給工作人員帶來(lái)了極大負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響檢定工作的進(jìn)行。

2.3檢定過(guò)程易忽視大量程偏載

目前，市面上的平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)分為以下不同規(guī)格：2米板、4米板、6米板、8米板、10米板。板子越長(zhǎng)則會(huì)出現(xiàn)在平面難以調(diào)平、軸重制動(dòng)傳感器間隙調(diào)整困難等問(wèn)題。不平整的平面產(chǎn)生了偏載，進(jìn)而影響制動(dòng)率的檢測(cè)。

在檢定過(guò)程中（如圖3）因?yàn)榘暹^(guò)長(zhǎng)，無(wú)法每一米都兼顧，所以不能精準(zhǔn)反映板體在不同位置的準(zhǔn)確度，尤其是大量程的準(zhǔn)確度。

2.4現(xiàn)行檢定規(guī)程未能考慮動(dòng)態(tài)檢測(cè)的誤差影響

在平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際使用中，因受到減速度慣量沖擊影響，制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的制動(dòng)力、位移、傳感器的動(dòng)態(tài)特性（包括響應(yīng)時(shí)間、頻率響應(yīng)）等在不同頻率下存在非線(xiàn)性衰減，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)檢測(cè)誤差，并且制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)在接收到制動(dòng)操作信號(hào)后，需要一定的時(shí)間來(lái)響應(yīng)并測(cè)量制動(dòng)力和制動(dòng)距離等參數(shù)。如果設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，或者在不同工況下響應(yīng)時(shí)間存在差異，也會(huì)引入動(dòng)態(tài)檢測(cè)誤差。另外，制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械部件也會(huì)具有一定的動(dòng)態(tài)特性。例如，制動(dòng)臺(tái)板的彈性變形或機(jī)構(gòu)回彈等情況，可能會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.5平板制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的校準(zhǔn)接口設(shè)計(jì)混亂不利于溯源

目前，佛山南華、安徽華燕、浙江江興、安車(chē)等國(guó)內(nèi)平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)一線(xiàn)廠(chǎng)家，在設(shè)計(jì)平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)制動(dòng)力校準(zhǔn)接口時(shí)，因無(wú)國(guó)標(biāo)要求，都是只根據(jù)自身需求非標(biāo)設(shè)計(jì)。其操作空間有大有小，設(shè)計(jì)位置有在設(shè)備頂端，也有在設(shè)備中間，加載方式有拉伸、旋壓、頂壓，配給標(biāo)準(zhǔn)傳感器的接口有螺紋式、插銷(xiāo)式?？芍^一廠(chǎng)一式樣，甚至一廠(chǎng)一型號(hào)一式樣。

國(guó)家計(jì)量檢定部門(mén)在申建社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不會(huì)同時(shí)準(zhǔn)備所有非標(biāo)的檢定裝置去溯源申報(bào)。所以，當(dāng)遇到不符合當(dāng)?shù)赜?jì)量部門(mén)配備裝置所使用環(huán)境的平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)時(shí)，當(dāng)?shù)氐牧恐祩鬟f工作便無(wú)法開(kāi)展。

3.1提升檢定裝置自動(dòng)化測(cè)量水平

未來(lái)量值傳遞的過(guò)程不僅要注重檢定裝置的精準(zhǔn)與否，還需要注重整個(gè)測(cè)量全過(guò)程、全要素，以及閉環(huán)管理。這些都是在設(shè)計(jì)檢定裝置時(shí)需要考慮的。

對(duì)平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。自動(dòng)化測(cè)量不僅能極大提高工作效率，還能彌補(bǔ)人力加載操作穩(wěn)定性差、大噸位量程人力難加載、重復(fù)性難以復(fù)現(xiàn)等缺陷，更能減少目前檢定方法所造成的人為誤差。通過(guò)測(cè)量自動(dòng)化還能多臺(tái)同時(shí)進(jìn)行計(jì)量檢定，節(jié)省計(jì)量檢定時(shí)間，提高工作效率。

3.2修訂平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)檢定規(guī)程，增加動(dòng)態(tài)檢定要求

動(dòng)態(tài)測(cè)量中的慣量因素是決定于靜動(dòng)態(tài)檢定差異的主要因素。單純只對(duì)平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行靜態(tài)檢定，無(wú)法準(zhǔn)確客觀(guān)地反映平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際工作性能，這也是影響平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)準(zhǔn)確性的一個(gè)制約因素。

動(dòng)態(tài)檢定制動(dòng)臺(tái)制動(dòng)力的過(guò)程，可以反映出機(jī)動(dòng)車(chē)在行駛過(guò)程中車(chē)輛軸荷分配，不會(huì)出現(xiàn)靜態(tài)檢定過(guò)程中發(fā)生的重心偏移現(xiàn)象，針對(duì)小噸位的機(jī)動(dòng)車(chē)也可以解決地面附著系數(shù)不高而引起的制動(dòng)力偏低問(wèn)題。動(dòng)態(tài)檢定更加接近車(chē)輛在路面上的制動(dòng)，能夠?qū)嶋H體現(xiàn)制動(dòng)的曲線(xiàn)和機(jī)動(dòng)車(chē)在行駛過(guò)程中的制動(dòng)力。

3.3修訂國(guó)標(biāo)或者行標(biāo)，統(tǒng)一規(guī)范設(shè)備廠(chǎng)家的計(jì)量交互接口

平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)檢驗(yàn)性能的國(guó)標(biāo)要求保障了設(shè)備的檢驗(yàn)指標(biāo)滿(mǎn)足需求。但計(jì)量校準(zhǔn)接口設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的缺失，為檢驗(yàn)工作埋下了隱患。在未來(lái)，我們要推進(jìn)其標(biāo)準(zhǔn)的完善，補(bǔ)齊計(jì)量需求，夯實(shí)基礎(chǔ)。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修訂可以確保在不同地區(qū)、不同單位使用的平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)具有一致的性能要求和校準(zhǔn)溯源方法。這樣可以消除不同地方之間由于標(biāo)準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致的測(cè)試結(jié)果差異，提高制動(dòng)性能評(píng)估的準(zhǔn)確性和可比性。通過(guò)修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以提高制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的準(zhǔn)確性和可靠性，確保對(duì)車(chē)輛制動(dòng)性能的評(píng)估更加準(zhǔn)確和可靠，進(jìn)而提高車(chē)輛的制動(dòng)安全性能。

計(jì)量校準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)立節(jié)約了社會(huì)生產(chǎn)成本，提高社會(huì)量值傳遞效率。根本目的是為更多樣化和個(gè)性化的設(shè)備提供科學(xué)性和系統(tǒng)性的保障。

綜上所述，未來(lái)平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)檢定的改進(jìn)建議包括檢定裝置自動(dòng)化改進(jìn)，相關(guān)國(guó)標(biāo)和檢定規(guī)程的修訂。通過(guò)提升與改進(jìn)檢定裝置，可以提高工作效率、減少人為誤差，并節(jié)省檢定時(shí)間。通過(guò)修訂檢定規(guī)程，可以更準(zhǔn)確地反映平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際工作性能，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。此外，修訂國(guó)標(biāo)或者行標(biāo)，統(tǒng)一規(guī)范設(shè)備廠(chǎng)家的計(jì)量交互接口，以確保一致的性能要求和校準(zhǔn)溯源方法，提高制動(dòng)性能評(píng)估的準(zhǔn)確性和可比性。

本文淺述了平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)檢定裝置及其檢定方法在實(shí)際工作中的一些問(wèn)題，展望了未來(lái)的發(fā)展方向，也可用于很多傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備和計(jì)量檢定裝置。未來(lái)的測(cè)量與量值傳遞一定更加精準(zhǔn)高效。

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【作者簡(jiǎn)介】

徐雷，男，1991年出生，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)榻煌ㄔO(shè)備計(jì)量。

（編輯：李加鵬）