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《天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)學(xué)報(bào)》2014年第二期

1單輪制動(dòng)力專用檢測(cè)設(shè)備

單輪制動(dòng)力專用檢測(cè)設(shè)備由固定在車輪上的杠桿和作用于杠桿端部的測(cè)力千斤頂組成，設(shè)備由北京中機(jī)車輛司法鑒定所自行研制，是一種靜態(tài)檢測(cè)裝置，如圖2所示。檢測(cè)時(shí)，將杠桿固定在被檢車輛的車輪上，踩下制動(dòng)踏板，壓力作用于杠桿端部的測(cè)力千斤頂，直到被檢車輛的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)為止，記錄作用于杠桿端部的測(cè)力千斤頂?shù)淖饔昧。測(cè)得的最大制動(dòng)力F按下式計(jì)算。式中：L為杠桿端部測(cè)力千斤頂?shù)淖饔命c(diǎn)到軸心的距離；r為被檢車輛滾動(dòng)半徑。為便于計(jì)算，輪胎的滾動(dòng)半徑r在低壓輪胎情況下通常取自由半徑的0.930～0.935；在高壓輪胎情況下取0.945～0.950。靜力半徑為汽車靜止時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸面之間的距離，輪胎會(huì)因徑向載荷的作用發(fā)生顯著變形，因此靜力半徑小于自由半徑。在速度比較低的情況下，滾動(dòng)半徑、車輪自由半徑、靜力半徑三者按相等處理。由于不受附著力的影響，單輪制動(dòng)力專用檢測(cè)設(shè)備可以檢出被檢車輛車輪抱死后的制動(dòng)力的最大值，也能夠檢出單軸車輪制動(dòng)力不合格的被檢車輛。

2數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)

2.1數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集是汽車電子的部分，能直觀表現(xiàn)出汽車檢測(cè)的全過(guò)程以及各部分之間的關(guān)系，其系統(tǒng)過(guò)程如圖3所示。制動(dòng)力的采集是利用滾筒反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)實(shí)時(shí)采集滾筒反力式的制動(dòng)力，根據(jù)前文算法轉(zhuǎn)換成汽車的制動(dòng)力。汽車的腳踏力和汽車油壓的采集是通過(guò)汽車壓力傳感器和油壓傳感器，經(jīng)過(guò)采集卡讀取數(shù)據(jù)并顯示。最后將前兩部分的內(nèi)容組合到一起，發(fā)送到上位機(jī)處理。

2.2硬件設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用單片機(jī)作為核心控制器，對(duì)于壓力傳感器和油壓傳感器采集到的信號(hào)，經(jīng)過(guò)LM358電壓比較器之后，將信號(hào)傳給單片機(jī)，此時(shí)信號(hào)為電壓信號(hào)，然后將電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，通過(guò)上位機(jī)顯示出來(lái)。硬件電路設(shè)計(jì)如圖4所示。在所設(shè)計(jì)的硬件電路中，單片機(jī)采用Atmel公司的AVR16單片機(jī)，基于擴(kuò)展型的哈佛架構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線和程序，時(shí)鐘頻率最大為20MHz，處理器的單芯片允許高達(dá)10000的寫入周期，具有閃存和EEP－ROM，可在內(nèi)電路中進(jìn)行編程，支持內(nèi)部以及外部RC發(fā)生器，每個(gè)負(fù)載的負(fù)載能力最高達(dá)20mA。AVR單片機(jī)工作電壓為1.8~6V之間[6]。因此它的高可靠性、功能強(qiáng)、高速度、低功耗和低價(jià)位的優(yōu)點(diǎn)，符合本系統(tǒng)的控制要求。

2.3軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件控制采用VB語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，整個(gè)控制流程如圖5所示。首先對(duì)于所有控件進(jìn)行初始化，之后對(duì)單片機(jī)已經(jīng)處理好的數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)的串口發(fā)送模塊進(jìn)行定時(shí)發(fā)送，通過(guò)串口接收模塊進(jìn)行接收串口所發(fā)送的數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)對(duì)所接收數(shù)據(jù)的處理，通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行顯示，將顯示數(shù)據(jù)記錄入Excel表格并儲(chǔ)存……單片機(jī)控制所有數(shù)據(jù)處理。

3實(shí)驗(yàn)分析

3.1實(shí)驗(yàn)條件與設(shè)備原車前輪為盤式制動(dòng)器，后輪為鼓式制動(dòng)器，已正常行駛10000km，未更換過(guò)制動(dòng)器，制動(dòng)系統(tǒng)及輪胎完好，制動(dòng)總泵及各管路工作正常。前后均更換為新制動(dòng)器，試驗(yàn)前運(yùn)行100km。制動(dòng)系統(tǒng)及輪胎完好，制動(dòng)總泵及各管路工作正常；制動(dòng)管路進(jìn)行更換，制動(dòng)器及制動(dòng)總泵工作正常。設(shè)備：豐田威馳汽車一輛，滾筒反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)一套，單輪制動(dòng)力專用檢測(cè)設(shè)備（自研）一套，制動(dòng)力數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)（自研）一套。

3.2動(dòng)態(tài)試驗(yàn)對(duì)測(cè)試車輛前、后輪制動(dòng)器（盤式）進(jìn)行更換，采用滾筒反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)試驗(yàn)車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試、分析。更換制動(dòng)器前、后，前后軸制動(dòng)關(guān)系如圖6至圖9所示。根據(jù)圖6、圖7的對(duì)比分析，在更換制動(dòng)器前，原車的前軸左右兩輪的制動(dòng)力最大可達(dá)到4kN左右，而更換新制動(dòng)器后，試驗(yàn)車輛的前軸左右兩輪的制動(dòng)力最大只能達(dá)到3.5kN左右，即前輪新制動(dòng)器（盤式）的制動(dòng)性能約為原車的87.5%。在機(jī)動(dòng)車司法鑒定的實(shí)際工作中，對(duì)于盤式制動(dòng)器而言，用以新代舊的方式進(jìn)行簡(jiǎn)易復(fù)原，不具備可行性。根據(jù)圖8、圖9的對(duì)比分析，在更換制動(dòng)器前，原車的后軸左右兩輪的制動(dòng)力最大可達(dá)到2kN左右，而更換新制動(dòng)器后，試驗(yàn)車輛的后軸左右兩輪的制動(dòng)力最大只能達(dá)到1.3kN左右，即后輪新制動(dòng)器（鼓式）的制動(dòng)性能約為原車的65%。在機(jī)動(dòng)車司法鑒定的實(shí)際工作中，對(duì)于鼓式制動(dòng)器而言，用以新代舊的方式進(jìn)行簡(jiǎn)易復(fù)原，也不具備可行性。

3.3靜態(tài)試驗(yàn)對(duì)測(cè)試車輛前輪制動(dòng)器（盤式）進(jìn)行更換，采用單輪制動(dòng)力專用檢測(cè)設(shè)備對(duì)試驗(yàn)車輛進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試，前后軸制動(dòng)關(guān)系對(duì)比如圖10和圖11所示。根據(jù)圖10的對(duì)比分析可以看出，在更換制動(dòng)器前，原車的前軸左右兩輪的制動(dòng)力最大可達(dá)到3.7kN左右，更換新制動(dòng)器后，試驗(yàn)車輛的前軸左右兩輪的制動(dòng)力最大只能達(dá)到2.7kN左右，前輪新制動(dòng)器（盤式）的制動(dòng)性能約為原車的72.97%。在機(jī)動(dòng)車司法鑒定的實(shí)際工作中，對(duì)于盤式制動(dòng)器而言，用以新代舊的方式進(jìn)行簡(jiǎn)易復(fù)原，不具備可行性。根據(jù)圖11的對(duì)比分析可以看出，在更換制動(dòng)器前，原車的后軸左右兩輪的制動(dòng)力最大可達(dá)到4.5kN左右，而更換新制動(dòng)器后，試驗(yàn)車輛的后軸左右兩輪的制動(dòng)力最大只能僅僅達(dá)到1kN左右，即后輪新制動(dòng)器（鼓式）的制動(dòng)性能約為原車的22.22%。因此，在機(jī)動(dòng)車司法鑒定的實(shí)際工作中，對(duì)于鼓式制動(dòng)器而言，用以新代舊的方式進(jìn)行簡(jiǎn)易復(fù)原，也不具備可行性。

3.4制動(dòng)管路更換法對(duì)制動(dòng)管路更換法取前軸動(dòng)態(tài)測(cè)試為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖12所示。與圖6相比較基本趨勢(shì)一致，最大制動(dòng)力基本一樣。同樣，通過(guò)上述的動(dòng)、靜態(tài)試驗(yàn)方法，可以得出，試驗(yàn)前后各車輪的制動(dòng)力基本沒(méi)有變化。因此，對(duì)事故車輛進(jìn)行制動(dòng)管路的更換是可行的。

4結(jié)束語(yǔ)

在機(jī)動(dòng)車司法鑒定活動(dòng)中，針對(duì)制動(dòng)器受損的被鑒車輛，不可采用更換法，特別是鼓式制動(dòng)器，新舊影響較大；而針對(duì)制動(dòng)管路受損的被鑒車輛，可以采用更換法，進(jìn)行制動(dòng)性能的司法鑒定。

作者：鄭明鋒關(guān)志偉張希通史占彪單位：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)汽車與交通學(xué)院中國(guó)汽車技術(shù)研究中心