汽車的制動性.

1、第5章汽車的制動性主要學習內容制動性的評價指標汽車制動時車輪的受力汽車制動效能及其恒定性制動時汽車的方向穩(wěn)定性前后制動器制動力的比例關系 ABShttp: Vmw 轎車的汽車制動性行車制動性能汽車行駛時能在短距離內停車F1維持行駛方向穩(wěn)定 杵和在卜坡時能長期維持一疋車速的能力，是關系 到汽車安全性的重要性能。駐車制動性能汽車在上下坡道上可靠停車的性能。5.1行車制動性的評價指標制動效能：即制動距離或制動減述度；在良好的路面上, 汽車以規(guī)定的初始車速以規(guī)定的踏板力制動到停車的制 動距離或制動時汽車的減速度。它是制動性能的最壟木 指標。制動效能的穩(wěn)定性：即抗衰退性能：熱哀退和水哀退。制動時的方向穩(wěn)

2、定性，制動時汽車不發(fā)生跑偏、側滑以 及失去轉向能力，制動時汽車按給定路徑行駛的能力。0見客円http:. Vawv 一些國家轎車制動規(guī)范對行車制動器制動性的部分要求項目中國(EEC) 71/320瑞典美國 聯邦105試驗路面干水泥路面附著良好(P 二0. 8Skid No81滿載一個駕駛員或 滿戰(zhàn)任何載荷輕、滿載制動初速80k m/h8()km/h8()km/h96.54km/h(60mile/h)制動時的 穩(wěn)定性不許偏出37米通道不抱死跑偏不抱死跑偏不抱死偏出3.66m(12ft)制動距離 或制動減 速的<50.7m<50.7m,>5.8m/s2>5.8m/s2三 6

3、58m踏板力< 500N< 490N<490N< 500Nhttp:. Vavw 5.2汽車制動時車輪的受力1) 汽車制動工況的受力分析汽車上坡時汽車制動的受力圖汽車制動受力分析汽車上坡制動時，有：曲、=Fxi + Fra + F”十G sin a 汽車下坡制動時,有：ma =+ FX2 + F- + G sin( -a )Anut円http:. Ww 2) 地面制動力地面和輪胎的作用力產生使汽車的減速行駛的力。車輪制動時的受力圖圖屮忽略了車輪的滾動阻力偶矩、減速時車輪1身的慣件力與 慣性力偶矩。根據力矩平衡得：7丿 J IQFs F地而制動力取決于兩對摩擦副的 摩擦力

4、：A制動器摩擦制的摩擦力：輪胎與地而間摩擦副的摩擦力一 附著力。nut円http:. Vmw 3）制動器制動力車輪周緣克服制動器摩擦力矩所需的力。F"=z*制動器制動力取決r制動器的結構參數：結構尺寸、 結構形式、熱狀態(tài)、車輪半徑以及踏板力等。4）地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關系汽車的地面制動力首先取決于制動器制動力，但同時 乂受附著條件的限制。= F"http:. Vmw 5）硬路面上的附著系數制動時，車輪運動狀態(tài)分析> 近似純滾動的狀態(tài)；S=0, Q r 0>n.>邊滾邊滑狀態(tài)：OvSvlOO%叫"> 車輪抱死，純滑動狀態(tài)：S

5、=100%« =o 車輪滑移率：”X 1OO%附著系數分析尸附著系數：= -不同滑轉率時，附著系數不 同，如圖所示。AOA段：近似直線，車輪基本處于滾動狀態(tài)。JJ9W-R冷星AAB段：s增大而附著系數增長緩 慢；到達B點，附著系數最人。點以后階段：隨滑轉率增氏，附看系數有下降。http:. Vawv 側向附看系數20冊小沖y,<M)圖436一“門一$為系曲aA峰值附希系數妙、滑動附著系數S，在干燥路而上兩苕差 別大，但在濕路面上，兩者差別較小，比值可達到2/31。廠影響附著系數的因素“ 路面狀況、側向力、車速、載荷、輪胎花紋、胎壓等。 制動時若能控制乍輪的滑移動率在最佳范圍，町

6、獲得 較人的附著系數和較高的側向力系數，這樣制動性能放好。53汽車制動效能1)水平路段制動減速度rna = F x + F xi + F w為汽午在平苴良好路而上制動時，町忽略空氣阻力。duF、bdtmhttp:. Vmtw "當汽車以最人制動強度制動時：Fxh = gA放人減速度“ ® £ 卜前后輪抱死時減速度 C化RA充分發(fā)11!的平均減速度2 2U . _ “M FDD =25 .92( 5r sh )式中,"b為O8“o, km/h； u。為制動初速度,kni/h： uc 為()1心，km/h；幾為說州汽車行駛的距離，m：幾為 知一叫汽車行駛的距

7、離，mohttp:, 2）制動距離分析廠午輛制動過程1H 代車的葫動過斃http; Vmtw 第一階段：駕駛員反應時間6（031.0s）r：從接到信號到決定制動行動 齊移動右腳到制動踏板的時間第二階段：制動器作用時間二消除制動器間隙所島的時間 J制動器制動力增長所需的時間第三階段：持續(xù)制動時間6 ,取決于制動減速度的大小。第四階段：放松制動器階段r4I心fWhttp; Vmtw 制動距離是汽車在第二、第三階段所經過的距離。r：在時間內, J在時間內du(z/o -<ydT2/F|“"川冬+5嚴巧一訂“冬httpVawv httpVawv http:. Ww X在持續(xù)制動階段，汽

8、車作勻減速運動，初速度為兔 末速度為零。斗=27.99max 299“O巧忽略高次項,2«j<>99-"S +225.92 八決定制動距離的主要因索制動器起作用的時間“液壓制動系0.1s/頁空及氣壓制動系0.3-0.9S"貨午冇掛車時汽車列午的制動器2s路面附著狀況制動的起始乍速A制動器的熱狀態(tài)»制動踏板力httpVawv 3）制動效能的恒定性H4-I6話勸效加厭數曲絞 制動效能的恒定性主要 是指抗熱衰迫件能。 根據國標ISO/DIS6597的 推薦，要求以一定車速連續(xù) 制動15次，每次制動強度為 3ms2，報后的制動效能不能 低F規(guī)宅冷試驗

9、制動效能（ 5.8ms-2）的60% （在制動踏 板力相同的條件下）抗熱衰退性能與制動器 摩擦副材料及制動器結構冇 關。httpVawv 5.4制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動時出現的危險工況：制動跑偏:制動時汽車H動向莊或向右偏駛； »后軸側滑：制動時汽午后軸發(fā)生側向滑移：»前軸失去轉向能力；汽車沿切向駛出。 發(fā)生人身傷亡的交通爭故屮：在潮濕路面上，1/3的出故與側滑有關；在冰雪路面上，70%80%的事故與側滑有關。在與側滑冇關的事故屮，50%與制動冇關。http:, vmw 制動跑偏圖4-18制動臨値時的受力圖|&2”汽車的制動跑偏受力圖»汽車的制動跑偏原兀

10、 主耍是汽車左右車輪、特別是左 右轉向車輪制動力不等。制動時后軸側滑與前軸轉向能力的喪失»汽乍側滑時的受力分析圖a）為前軸側滑的受力分 析圖，離心力起到減小或 阻止前軸側滑的作用,汽 車處丁穩(wěn)定狀態(tài)，但吃失 轉向能力。b）為后軸側滑的受力分 析圖，離心力起到加劇后 軸側滑的作用，厲軸側滑 乂加人離心力，將導致汽 車急劇轉動，汽車處于非 穩(wěn)定狀態(tài)。& 4-25汽車枳抽仿滑曲的運動狀況）WVttMA b> 右血樹http:. Ww 結論° 制動過程屮，若只勺向輪抱死或詢輪先抱死拖滑， 則汽車基本沿直線行駛到停車，汽車處丁穩(wěn)定狀態(tài)， 但汽車喪失轉向能力。丁 制動過程

11、小，若后輪比前輪提前一定時間先抱死拖 滑，且車速超過某-數值時，汽車在輕微的轉向力作 用下就會發(fā)生側滑。路面越滑，制動距離與制動時間 越長，后軸側滑越劇烈。丁 最理想的怙:況就是防上任何車輪抱死，這樣汽車既 不發(fā)牛側滑乂不失去轉向能力，汽車處丁駕駛員可控 狀態(tài)。4.5前后制動力的比例關系1）地面對前、后車輪的法向反作用力 平直路而上汽車制動時的受力圖忽略了空氣阻力http:. Ww http:. Ww http:, vmw 分別對詢后輪接地點取矩，彳鉄(F解彳*Gh du(/丁 +-)厶& dtG忙du-(a -)厶g嚴丄=6+ F九 I J亠=6叫duF = mdt當前、后車輪抱死時

12、，有F, = F =G<p .或du Idl = w .此 時，前后車輪的法向反作用力'丸：3r a|Fz.十敗）（“_%）http:. Ww 圖為BJI041和BJ212汽 牢前后輪的法向反作用 力隨減速度與附著系數 變化的怙況。當制動強 度或附著系數改變時, 前后輪的法向反作川力 的變化是很人的。利動減速度” 附看系數0 5 0 5 03 2 2 I I 芟云土f政e吒宦迖圖427制動時地面對俞、后輪 法向反作用力的變化http: vavw 2）理想的前、后制動器制動力分配曲線能保還汽車前后輪同時抱死的汽車詢肩輪制動器制動力的關系 曲線稱為汽平理想前后制動器制動力分配曲線。此

13、時，冇：r + r =曲rs十f2 = gg十f心=gF邱=g >或宀心 （4-9）n 口 _b +叫 > 佇2=0存2 J 、Fg Fn2F»2 aPhn J消去變量0,可得：據上式描繪的曲線稱為汽車理想詢后制動器制動力分配曲線, I曲線。/取不同少值，由第一式繪出一系列45°平行線：取不同S值，由第二式繪出一系列射線；找到同一“值下兩條TI線的交點并連線，得到I曲線。http: Vmw http: Vmw http: Vmw 3）具有固定比值的前、后制動器制動力與同步附 著系數沒仃ABS的汽車前后輪制動器制動力Z比為一固定值, 常用制動器制動力分配系數Q表示

14、，定義如下：所以由上式表達的前后制動器制動力的分配曲線,稱為線;圖429 （相當于RJ1041）貨車的R線與I曲線1 P u % 化Lp-b圖為菜一貨車的I曲線與Q 曲線。顯然,只有交點B處前 后輪才可能同時抱死,其它 處前后輪都不可能同時抱死 。因此,B點所對應的附著系 數為該車的同步附著系數 此時，有：http: Vmw 4） HU后制動器制動丿J具有固定比值的汽車在各種路而上 制動過程分析 /線組：假定后輪不抱死，當詢輪抱死時，對應不同附 著系數時，前、后地面制動力的關系曲線。（pGh出 du cpdb cpO 化 du （pCih祠S 仏= X八=一（"+）= +=Lfz d

15、t乙 L tz dt L.L山 J： Ff = Fg + FgFg =子6十（F如十FgJ Sh<JhF =F -%/>2.vh 1叫Nhttp: Vmw 以不同4值代入上式，即 可得/線組,于線與I線相交時, 后輪也抱死。廠線組：假定而輪不抱死， 對應不同附著系數時,前、后 地而制動力的關系曲線。F十二上ghpL 十 qh二以不同爐值代入上式，即口J得廠 線組,廠線與I線相交時，前輪也 抱死，所以I線下廠線已無意義。http:. Vavw 無ABS汽午制動過程分析離円http:. Vavw http:； 利用附看系數與附看效率當9=趴、時，前、后輪同時抱死，此時，制動減速度為 d

16、w/dr=zgo z稱為制動強度。乙=馭、o當中左時，出現車輪抱死的制動強度，乙0,利用附看系數：就是汽車在5工殂的路面上制動時，不發(fā)生 車輪抱死所要求的最小路面附著系數。求利用附著系數設詢輪即將抱死或前石輪將要抱死時的減速度為d u/dt=zg:http:, vmw 十 z £ )同理：9啟=吐建F譏“ -z見”由圖432可知，“vs前輪捉前抱死，線無意義，汽車的利 用附著系數為。H、后輪提詢抱死，"線無意義，汽車的利用附著系數 為S O-利用附著系數計算du和乃丄 J + zJisyduF=rbx2 = (1 Q'n= (1 Q)mR 乙dthttp:, vav

17、w 件（空車）（滯錢）002040.60.«10制動強度N"0r2«I& 生熹http:； http:； 0B4-32利用附著系數與制動強度的關系曲線<0UC美容冃http:； 制動效率：最大制動強度與利用附若系數的比值。用來描 述地面附著條件的利用程度。11 |冋和0的衣込弋彳J:h LIpcPJhJL1 p +(pji t L某一貨車的制動效率曲線。40- I20 -i 0.39)i.00.81.0圖433前、后制動效率曲線Ut 羨* JRhttp:. Vmtw 6) 對前、后制動器制動力分配的要求為了防il:后軸抱死側滑，"線應總是點I線的下方，為 了減小前輪抱死失去轉向能力，捉高附看效率，Q線應 盡量接近I線。從利用附著系數的角度，為防止后輪抱死并提高附著效 率，4線應總是在申=乙線的上方并進可能接近該線。我國法規(guī)規(guī)定：制動強度應滿足：p = 0.2 - 0.8時，'! 0/ A <pfz Z 0.1 + 0.85 (y» - 0.2)'z = 0.3 0.5時.11 -在爐< z + 0 .05 時，允許J < QUt