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1電子類測試方法
GPS-RTK定位技術制動距離測試方法是一項自動化程度很高的測試技術,其誤差由測試信號相位的差分處理和制動動作的自動捕捉等方面進行控制,基本不受人為因素影響。但其基準站的設置位置有一定要求,通常要設置于測試區域的最高點及測試場地的中心位置,要求視野開闊、周圍無高大的障礙物,遠離電磁信號和大面積水面,測試天氣晴朗、風速較低,否則會影響試驗結果。這種測試技術適合專門的測試機構和強制認證單位,適用于批量重復性的制動距離測試,整個系統的使用成本較高、前期投入比較大,且需要專業人員進行操作和進行數據分析。雷達測速法是通過間接測試移動車輛的車速,由車速對時間積分計算制動距離。雷達測速法的核心部件為雷達測速傳感器,運用多普勒頻移原理工作,將一個小功率微波發射到地面并反射回來,發射信號和反射信號的頻率因為多普勒頻移原理而發生變化。發射信號和反射信號頻率的差異與車輛行進速度成正比。雷達測速傳感器測試的準確度與其安裝方式和位置有很大的關系,一般每種型號的雷達測速傳感器都有明確的安裝推薦方式,只有滿足相關要求其精確度才能得到保證。一般雷達測速傳感器有2個重要的安裝要求:(1)安裝角度。與地面所呈的角度關系到微波反射和接收問題,直接與靈敏度相關,一般推薦的安裝角度為45°,首選朝后安裝,也可朝前進方向安裝。(2)安裝高度。一般民用測速雷達傳感器要求高于地面或地面物體30~100cm,推薦高度為60cm。使用中既要考慮安裝角度和高度,也要考慮機器實際情況,選擇合適的位置安裝,一般針對測試機器設計專用的傳感器安裝座。正確安裝的雷達測速傳感器在工作時會輸出一個規則的脈沖信號,其頻率與車速成比例,通過數據采集儀器采集頻率,處理后乘以傳感器的靈敏度系數可得到車速,見圖3。測試制動距離時,將制動信號、發動機信號等一起接入數據采集儀器,設備自動捕捉制動信號,把這個時刻作為制動的起始時刻,儀器自動把車速信號對時間進行積分處理,直到車速降到零為止,就可以得到制動距離。利用雷達測速原理間接測量制動距離的方法精度不及GPS-RTK技術,但總體使用成本大大降低,如傳感器安裝適當,地面起伏不大,無大面積反光面,測試誤差是在可控范圍內。如果儀器自身對時刻捕捉有誤,誤差將增大,這時需要進行人工數據處理,將測試數據導出,用第三方軟件對數據進行積分處理。該方法適合測試次數不多的單機試驗。由于是通過速度間接計算距離,而往往機器的制動不是一個等減速過程,用積分方法求出距離本身是存在一定誤差的,加上傳感器本身的誤差,則制動距離的誤差將因累計作用而變得更大。
2電液式測試方法
由于受成本以及環境等因素的影響,電子類制動距離測試方法可求而不可得,因而長期使用一種自行設計的電液測試裝置進行制動距離的測試工作,其主要結構見圖4。這套測試系統利用各種廢舊油缸和電磁閥等,廉價而且實用。測試裝置主要由控制系統和噴灑執行裝置組成。控制系統包括踏板位置開關(用于激發制動開始信號)、延時繼電器(帶延時功能,接收制動信號幾十ms后自動關閉)、開關電磁閥(用于控制噴灑裝置的啟閉);噴灑執行裝置包括沖壓油源(一般接機器補油系統)、油缸(內帶活塞,其上部為沖壓腔,下部為噴射液填充腔)、噴嘴(通過電磁閥與油缸相通)。試驗時,將該套測試裝置用安裝座安裝在測試機器的后方,保持噴嘴與地面有一定距離,一般在30cm左右,將充壓油源與油缸連接,再將位置開關安裝在制動踏板下方,然后將延時繼電器放置于駕駛室或操縱臺上,并連接位置開關、延時繼電器以及電磁閥。試驗開始時,駕駛員只需觀察機器儀表上的行駛速度,然后踩下制動踏板進行制動距離測試。在踩下踏板時位置開關產生制動信號,延時繼電器將電磁閥打開,噴灑裝置將噴灑液通過噴嘴噴灑在地面上留下圓形印跡,此位置即為制動起始位置,待機器制動后,測量噴灑裝置噴嘴與地面圓形印跡的水平距離,即為測試的制動距離。通過多次試驗表明,該方法簡單可行,只要保證位置開關安裝合適,觸發制動信號正常,多次測量的誤差均在可控范圍內,且成本低廉,非常適合單機研發性試驗測試,無需專業測試人員操作,大大提升了工作效率。
3總結
本文對目前業界常用的幾種輪式工程機械制動距離測試方法進行對比和分析,對各種測試技術的優缺進行討論。常規的目測法應及時用更加有效的試驗手段替代,而GPS-RTK測試技術由于其成本問題并不適合小批量的試驗測試;對于研發試驗和出廠試驗,雷達測速法和電液式測試法由于其投入小、測試精度在可控范圍之內,可根據實際情況選擇。隨著科技技術的發展,以降低勞動強度和工作量、提高測試精度為目的的測試技術,在工程技術人員的不斷努力下將會持續得到提升和改變。
作者:王世旺鄔紅光鄒明山單位:三一重工股份有限公司