CN116952566B - 挂车制动阀测试评价系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆物理测试领域，尤其涉及一种挂车制动阀测试评价系统，包括制动模拟模块，用以模拟若干制动动作；制动效果检测模块，用以获取挂车各连接点在制动过程中的制动姿态以及制动阀的制动曲线；连接状态分析模块，用以对连接点在制动过程中的连接状态进行评价并生成制动特征数据；评价模块，用以对制动阀稳定性和制动阀一致性进行评价；本发明考虑到对制动阀实际应用时的具体制动性能进行评价，在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

Description

挂车制动阀测试评价系统

技术领域

本发明涉及车辆物理测试领域，尤其涉及挂车制动阀测试评价系统。

背景技术

挂车是指由汽车牵引而本身无动力驱动装置的车辆。载货汽车和牵引汽车为汽车列车的驱动车节，称为主车，被主车牵引的从动车节称为挂车，是公路运输的重要车种，采用汽车列车运输是提高经济效益最有效而简单的重要手段，具有迅速、机动、灵活、安全等优势，可方便地实现区段运输。

由于挂车载重量大，运输路途远，使得对挂车制动阀的检测至关重要。

中国专利申请公开号：CN110361189A公开了一种气制动阀检测设备及检测方法，属于汽车配件技术领域，包括：基座；检测品定位机构，检测品定位机构用于定位气制动阀；制动件，其作用于气制动阀的阀芯；驱动机构，其设置在基座上并与制动件连接；进而驱动气制动阀的阀芯移动；力检测单元，其与制动件相连；位移检测单元，用于检测制动件的位移；其检测方法：在控制器内预设压力值，记录制动件的初始行程值；驱动机构驱动制动件推动气制动阀阀芯，持续进给且控制器收集位移值和压力值，使压力值达到预设值，对应预设压力值的位移值即为空行程；通过检测设备对气制动阀的空行程检测，能够准确判断气制动阀的实际刹车触发点，避免空行程对检测设备的影响，提高检测设备的检测精度。

但是，上述技术方案无法有效对制动阀在实际应用时的具体制动性能进行评价。

发明内容

为此，本发明提供一种挂车制动阀测试评价系统，用以克服现有技术中无法有效对制动阀实际应用时的具体制动性能进行评价，进而降低制动阀测试评价系统泛用性的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种挂车制动阀测试评价系统，包括：

制动模拟模块，其用以模拟制动动作；

制动效果检测模块，其与所述制动模拟模块连接，用以获取挂车各连接点在制动过程中的制动姿态以及制动阀的制动曲线；

连接状态分析模块，其分别与所述制动模拟模块和所述制动效果检测模块连接，用以对所述连接点在制动过程中的连接状态进行评价并生成制动特征数据；

评价模块，其分别与所述制动模拟模块、所述连接状态分析模块和所述制动效果检测模块连接，用以对制动阀稳定性和制动阀一致性进行评价；

其中，所述制动动作包括驻车制动动作、极限制动动作、测试制动动作和溯源制动动作；

所述制动姿态包括制动碰撞姿态和稳定制动姿态；

所述制动动作的制动踏板力和制动初速度不同。

进一步地，所述制动模拟模块分别在挂车的若干制动阀安装位置安装第一制动阀和第二制动阀；

所述连接状态分析模块包括若干用以采集连接状态的采集单元和用以根据采集单元的采集结果对连接状态进行评价的连接评价单元;

其中，所述连接状态包括制动敏感位置对采集单元的冲击力和材料磨损。

进一步地，所述制动模拟模块执行所述驻车制动动作，所述制动效果检测模块获取挂车各连接点在制动过程中的制动姿态；

所述评价模块在单个连接点处于制动碰撞姿态时判定该连接点为制动敏感位置并在该连接点所在位置安装所述采集单元；

其中，所述驻车制动动作为挂车在制动额定初速度下以标准踏板力制动，所述制动碰撞姿态满足连接点发生位移且位移量大于标准位移量。

进一步地，所述制动模拟模块在各采集单元安装完成后执行所述极限制动动作，同时若干所述采集单元对若干所述制动敏感位置的所述连接状态进行采集并生成采集结果，所述连接评价单元根据采集结果分别生成若干制动敏感位置的制动特征数据以对制动阀的制动稳定性进行评价；

其中，所述极限制动动作为挂车在制动极限初速度下以极限踏板力制动，所述制动特征数据包括材料磨损脱落量、平均冲击力和故障数量。

进一步地，所述评价模块根据所述制动特征数据计算制动阀稳定性特征值以对制动阀的制动稳定性进行评价；

其中，所述评价模块分别设有材料磨损脱落量、平均冲击力和故障数量的权重系数，所述制动阀稳定性特征值为各制动特征数据与对应权重系数的乘积之和；

所述故障数量的权重系数大于所述材料磨损脱落量的权重系数大于所述平均冲击力的权重系数。

进一步地，所述评价模块在挂车的若干所述连接点均处于稳定制动姿态时控制所述制动模拟模块执行所述测试制动动作并控制所述制动效果检测模块分别获取所述第一制动阀的制动曲线和第二制动阀的制动曲线以对制动阀的一致性进行评价；

所述稳定制动姿态满足所述连接点发生位移且位移量小于等于标准位移量，所述测试制动动作为挂车在制动极限初速度下以递增踏板力制动，所述制动曲线横坐标为踏板力，纵坐标为制动扭矩；

所述递增踏板力为踏板力匀速增大至极限踏板力。

进一步地，所述评价模块根据所述第一制动阀的制动曲线和第二制动阀的制动曲线计算一致性特征值,一致性特征值为第一制动趋势与第二制动趋势的比值；

其中，所述第一制动趋势为所述第一制动阀的制动曲线的导数，所述第二制动趋势为所述第二制动阀的制动曲线的导数。

进一步地，所述评价模块将所述一致性特征值与标准值进行比对以判定第一制动阀与第二制动阀的一致性水平；

所述评价模块在一致性特征值小于标准值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于低一致性水平；

所述标准值与挂车载重成正相关且与所述最大踏板力成正相关。

进一步地，所述评价模块在一致性特征值大于等于标准值时发送反馈指令至所述制动模拟模块以使制动模拟模块执行所述溯源制动动作以确定制动阀易位后的制动效果并计算易位一致性特征值；

所述溯源制动动作为更换第一制动阀与第二制动阀的安装位置并重新执行所述测试制动动作。

进一步地，所述评价模块计算易位一致性特征值与一致性特征值的差值，在差值小于预设差值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于高一致性水平；

在差值大于等于预设差值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于低一致性水平。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在采集挂车连接点在制动过程中的连接状态能够有效对制动阀的制动稳定性进行评价，且通过比对不同制动状态下的制动效果能够精准的暴露制动阀的潜在问题，即稳定性和同批次产品的质量一致性，相比于只针对制动阀进行检测，考虑到对制动阀实际应用时的具体制动性能进行评价，在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

进一步地，本发明制动效果检测模块在执行制动动作的同时对挂车连接点的制动姿态进行判定，通过制动时挂车的位移现象确定若干制动敏感位置，在制动敏感位置安装采集单元采集连接状态，制动敏感位置位移时会对采集单元进行冲击，且在连接状态异常时会导致材料磨损，采集单元能够有效对连接状态进行采集以便于后续测试评价且安装采集单元可以避免对挂车的进一步的损伤提高挂车的复用性，在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

进一步地，本发明评价模块根据所述制动特征数据计算制动阀稳定性特征值以对制动阀的制动稳定性进行评价，制动阀的性能会对挂车制动稳定性造成影响，制动阀稳定性特征值包含材料磨损脱落量、平均冲击力和故障数量，以上三者能够准确的表现出制动阀性能在极端条件下对挂车运行环境造成的影响，使得制动阀稳定性特征值能直观有效的表征出制动阀的稳定性在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

进一步地，本发明对于稳定制动的制动阀，对第一制动阀和第二制动阀的一致性进行评价，若产出的制动阀制动性能相差过大，会导致制动过程中不稳定、挂车侧翻和连接点位移等现象，通过对制动曲线分析和更换制动阀位置，能够充分的测试出两个制动阀的一致性，在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

附图说明

图1为本发明挂车制动阀测试评价系统的结构框图；

图2为本发明实施例第一制动阀的制动曲线；

图3为本发明实施例第二制动阀的制动曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明挂车制动阀测试评价系统的结构框图，本发明挂车制动阀测试评价系统包括：

制动模拟模块，其用以模拟制动动作；

制动效果检测模块，其与所述制动模拟模块连接，用以获取挂车各连接点在制动过程中的制动姿态以及制动阀的制动曲线；

连接状态分析模块，其分别与所述制动模拟模块和所述制动效果检测模块连接，用以对所述连接点在制动过程中的连接状态进行评价并生成制动特征数据；

评价模块，其分别与所述制动模拟模块、所述连接状态分析模块和所述制动效果检测模块连接，用以对制动阀稳定性和制动阀一致性进行评价；

其中，所述制动动作包括驻车制动动作、极限制动动作、测试制动动作和溯源制动动作；

所述制动姿态包括制动碰撞姿态和稳定制动姿态；

所述制动动作的制动踏板力和制动初速度不同。

可以理解的是，驻车制动动作是挂车正常行驶且正常制动对应的制动踏板力和运行速度，极限制动动作是模拟挂车以其能达到的最大速度即制动极限初速度行驶时以最大踏板力进行制动，其为极端情况，执行该动作的目的就是评价制动阀的稳定性和暴露制动阀在极端情况下的缺陷。

通过在采集挂车连接点在制动过程中的连接状态能够有效对制动阀的制动稳定性进行评价，且通过比对不同制动状态下的制动效果能够精准的暴露制动阀的潜在问题，即稳定性和同批次产品的质量一致性，相比于只针对制动阀进行检测，考虑到对制动阀实际应用时的具体制动性能进行评价，在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

测试制动动作和溯源制动动作是在驻车制动动作和极限制动动作以评价一致性为目的的动作。

进一步地，所述制动模拟模块分别在挂车的若干制动阀安装位置安装第一制动阀和第二制动阀；

所述连接状态分析模块包括若干用以采集连接状态的采集单元和用以根据采集单元的采集结果对连接状态进行评价的连接评价单元;

其中，所述第一制动阀和所述第二制动阀的型号相同，所述连接状态包括制动敏感位置对采集单元的冲击力和材料磨损。

应该理解的是采集单元套设在制动敏感位置外层，制动导致制动敏感位置位移时，会与采集单元进行撞击，采集单元内设有压敏材料和压力传感器以感应制动敏感位置的冲击力，且材料磨损时，采集单元通过采集其内部图像判定磨损量和磨损位置，连接评价单元根据磨损量和磨损位置对故障位置和程度进行判定。

进一步地，所述制动模拟模块执行所述驻车制动动作，所述制动效果检测模块获取挂车各连接点在制动过程中的制动姿态；

所述评价模块在单个连接点处于制动碰撞姿态时判定该连接点为制动敏感位置并在该连接点所在位置安装所述采集单元；

其中，所述驻车制动动作为挂车在制动额定初速度下以标准踏板力制动，所述制动碰撞姿态满足连接点发生位移且位移量大于标准位移量。

在实施中，挂车以制动额定初速度匀速行驶并制动。

制动效果检测模块在执行制动动作的同时对挂车连接点的制动姿态进行判定，通过制动时挂车的位移现象确定若干制动敏感位置，在制动敏感位置安装采集单元采集连接状态，制动敏感位置位移时会对采集单元进行冲击，且在连接状态异常时会导致材料磨损，采集单元能够有效对连接状态进行采集以便于后续测试评价且安装采集单元可以避免对挂车的进一步的损伤提高挂车的复用性，在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

进一步地，所述制动模拟模块在各采集单元安装完成后执行所述极限制动动作，同时若干所述采集单元对若干所述制动敏感位置的所述连接状态进行采集并生成采集结果，所述连接评价单元根据采集结果分别生成若干制动敏感位置的制动特征数据以对制动阀的制动稳定性进行评价；

其中，所述极限制动动作为挂车在制动极限初速度下以极限踏板力制动，所述制动特征数据包括材料磨损脱落量、平均冲击力和故障数量。

可以理解的时，极限初速度即挂车最大行驶速度。

进一步地，所述评价模块根据所述制动特征数据计算制动阀稳定性特征值以对制动阀的制动稳定性进行评价；

其中，所述评价模块分别设有材料磨损脱落量、平均冲击力和故障数量的权重系数，所述制动阀稳定性特征值为各制动特征数据与对应权重系数的乘积之和；

所述故障数量的权重系数大于所述材料磨损脱落量的权重系数大于所述平均冲击力的权重系数。

可选的，制动阀稳定性特征值K由式（1）确定，

（1）

其中，A为材料磨损脱落量，B为平均冲击力，C为故障数量，α为材料磨损脱落量的权重系数，β为平均冲击力的权重系数，γ为故障数量的权重系数。

可选的，对于安装在载重18T的挂车上的气动式制动阀，α=2.2，β=0.1，γ=5。

可选的，对于安装在载重24T的挂车上的气动式制动阀，α=4.35，β=0.05，γ=9.8。

评价模块根据所述制动特征数据计算制动阀稳定性特征值以对制动阀的制动稳定性进行评价，制动阀的性能会对挂车制动稳定性造成影响，制动阀稳定性特征值包含材料磨损脱落量、平均冲击力和故障数量，以上三者能够准确的表现出制动阀性能在极端条件下对挂车运行环境造成的影响，使得制动阀稳定性特征值能直观有效的表征出制动阀的稳定性在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

进一步地，所述评价模块在挂车的若干所述连接点均处于稳定制动姿态时控制所述制动模拟模块执行所述测试制动动作并控制所述制动效果检测模块分别获取所述第一制动阀的制动曲线和第二制动阀的制动曲线以对制动阀的一致性进行评价；

所述稳定制动姿态满足所述连接点发生位移且位移量小于等于标准位移量，所述测试制动动作为挂车在制动极限初速度下以递增踏板力制动，所述制动曲线横坐标为踏板力，纵坐标为制动扭矩；

所述递增踏板力为踏板力匀速增大至极限踏板力。

进一步地，所述评价模块根据所述第一制动阀的制动曲线和第二制动阀的制动曲线计算一致性特征值,一致性特征值为第一制动趋势与第二制动趋势的比值；

其中，所述第一制动趋势为所述第一制动阀的制动曲线的导数，所述第二制动趋势为所述第二制动阀的制动曲线的导数。

可以理解的是，其导数值的比值≠1时，可以判断第一制动阀与第二制动阀的一致性较差。

请参阅图2和图3所示，其分别为本发明实施例第一制动阀的制动曲线和本发明实施例第二制动阀的制动曲线。其安装位置某中置轴挂车的前轮制动阀安装位置和后制动阀安装位置，可以看出曲线存在明显差异，导数值的比值不为1，一致性较差。

进一步地，所述评价模块将所述一致性特征值与标准值进行比对以判定第一制动阀与第二制动阀的一致性水平；

所述评价模块在一致性特征值小于标准值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于低一致性水平；

所述标准值与挂车载重成正相关且与所述最大踏板力成正相关。

进一步地，所述评价模块在一致性特征值大于等于标准值时发送反馈指令至所述制动模拟模块以使制动模拟模块执行所述溯源制动动作以确定制动阀易位后的制动效果并计算易位一致性特征值；

所述溯源制动动作为更换第一制动阀与第二制动阀的安装位置并重新执行所述测试制动动作。

所述易位一致性特征值的计算方法与一致性特征值计算方法相同。

进一步地，所述评价模块计算易位一致性特征值与一致性特征值的差值，在差值小于预设差值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于高一致性水平；

在差值大于等于预设差值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于低一致性水平。

所述预设差值根据制动阀的产品规范获取。

可选的，对于安装在载重24T的挂车上的气动式制动阀在易位一致性特征值与一致性特征值的差值小于0.01时判定其处于高一致性水平。对于安装在载重18T的挂车上的气动式制动阀在易位一致性特征值与一致性特征值的差值小于0.05时判定其处于高一致性水平。对于安装在载重40T的挂车上的气动式制动阀在易位一致性特征值与一致性特征值的差值小于0.008时判定其处于高一致性水平。

对于稳定制动的制动阀，对第一制动阀和第二制动阀的一致性进行评价，若产出的制动阀制动性能相差过大，会导致制动过程中不稳定、挂车侧翻和连接点位移等现象，通过对制动曲线分析和更换制动阀位置，能够充分的测试出两个制动阀的一致性，在保证检测精准性的同时有效提高了制动阀测试评价系统的泛用性。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种挂车制动阀测试评价系统，其特征在于，包括：

制动模拟模块，其用以模拟制动动作；

制动效果检测模块，其与所述制动模拟模块连接，用以获取挂车各连接点在制动过程中的制动姿态以及制动阀的制动曲线；

连接状态分析模块，其分别与所述制动模拟模块和所述制动效果检测模块连接，用以对所述连接点在制动过程中的连接状态进行评价并生成制动特征数据；

评价模块，其分别与所述制动模拟模块、所述连接状态分析模块和所述制动效果检测模块连接，用以对制动阀稳定性和制动阀一致性进行评价；

其中，所述制动动作包括驻车制动动作、极限制动动作、测试制动动作和溯源制动动作；

所述制动姿态包括制动碰撞姿态和稳定制动姿态；

所述制动动作的制动踏板力和制动初速度不同；

所述制动模拟模块分别在挂车的若干制动阀安装位置安装第一制动阀和第二制动阀；

所述连接状态分析模块包括若干用以采集连接状态的采集单元和用以根据采集单元的采集结果对连接状态进行评价的连接评价单元;

其中，所述连接状态包括制动敏感位置对采集单元的冲击力和材料磨损；

所述制动模拟模块执行所述驻车制动动作，所述制动效果检测模块获取挂车各连接点在制动过程中的制动姿态；

所述评价模块在单个连接点处于制动碰撞姿态时判定该连接点为制动敏感位置并在该连接点所在位置安装所述采集单元；

其中，所述驻车制动动作为挂车在制动额定初速度下以标准踏板力制动，所述制动碰撞姿态满足连接点发生位移且位移量大于标准位移量；

所述制动模拟模块在各采集单元安装完成后执行所述极限制动动作，同时若干所述采集单元对若干所述制动敏感位置的所述连接状态进行采集并生成采集结果，所述连接评价单元根据采集结果分别生成若干制动敏感位置的制动特征数据以对制动阀的制动稳定性进行评价；

其中，所述极限制动动作为挂车在制动极限初速度下以极限踏板力制动，所述制动特征数据包括材料磨损脱落量、平均冲击力和故障数量；

所述评价模块根据所述制动特征数据计算制动阀稳定性特征值以对制动阀的制动稳定性进行评价；

其中，所述评价模块分别设有材料磨损脱落量、平均冲击力和故障数量的权重系数，所述制动阀稳定性特征值为各制动特征数据与对应权重系数的乘积之和；

所述故障数量的权重系数大于所述材料磨损脱落量的权重系数大于所述平均冲击力的权重系数；

所述评价模块在挂车的若干所述连接点均处于稳定制动姿态时控制所述制动模拟模块执行所述测试制动动作并控制所述制动效果检测模块分别获取所述第一制动阀的制动曲线和第二制动阀的制动曲线以对制动阀的一致性进行评价；

所述稳定制动姿态满足所述连接点发生位移且位移量小于等于标准位移量，所述测试制动动作为挂车在制动极限初速度下以递增踏板力制动，所述制动曲线横坐标为踏板力，纵坐标为制动扭矩；

所述递增踏板力为踏板力匀速增大至极限踏板力；

所述评价模块根据所述第一制动阀的制动曲线和第二制动阀的制动曲线计算一致性特征值,一致性特征值为第一制动趋势与第二制动趋势的比值；

其中，所述第一制动趋势为所述第一制动阀的制动曲线的导数，所述第二制动趋势为所述第二制动阀的制动曲线的导数；

所述评价模块将所述一致性特征值与标准值进行比对以判定第一制动阀与第二制动阀的一致性水平；

所述评价模块在一致性特征值小于标准值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于低一致性水平；

所述标准值与挂车载重成正相关且与最大踏板力成正相关。

2.根据权利要求1所述的挂车制动阀测试评价系统，其特征在于，所述评价模块在一致性特征值大于等于标准值时发送反馈指令至所述制动模拟模块以使制动模拟模块执行所述溯源制动动作以确定制动阀易位后的制动效果并计算易位一致性特征值；

所述溯源制动动作为更换第一制动阀与第二制动阀的安装位置并重新执行所述测试制动动作。

3.据权利要求2所述的挂车制动阀测试评价系统，其特征在于，所述评价模块计算易位一致性特征值与一致性特征值的差值，在差值小于预设差值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于高一致性水平；

在差值大于等于预设差值时判定所述第一制动阀与第二制动阀处于低一致性水平。