第一章汽車使用性能3(制動性).ppt

1、1.3汽車制動性能，汽車制動性能汽車制動系統(tǒng)的定義、組成和分類汽車制動系統(tǒng)的工作原理，汽車制動性能，短距離停車，保持行駛方向的穩(wěn)定性，下長坡，保持一定的速度，汽車制動性能：指在短距離內(nèi)停車，保持行駛方向的穩(wěn)定性，在下長坡時保持一定的速度，保證汽車在坡道上長時間停車的能力。以確保汽車長時間停在坡道上。汽車制動系統(tǒng)：通過駕駛員的操作控制汽車以一定制動強度制動的力稱為制動力。相應的一系列裝置稱為制動系統(tǒng)。制動系統(tǒng)、制動器、制動驅(qū)動機構(gòu)、制動器：產(chǎn)生制動力矩并阻止車輪或車軸轉(zhuǎn)動的裝置。根據(jù)原理：機械摩擦型(廣泛)、液壓型和電磁型。目前，摩擦制動器主要用于汽車制動器。通過固定元件和旋轉(zhuǎn)元件的工作表面之間

2、的摩擦產(chǎn)生制動力矩的制動器稱為摩擦制動器。摩擦制動器可分為鼓式制動器和盤式制動器。根據(jù)制動器的安裝位置，可分為車輪制動器和中央制動器。車輪制動器的旋轉(zhuǎn)元件固定在車輪或半軸上；中央制動器的旋轉(zhuǎn)元件固定在傳動系統(tǒng)的傳動軸上，傳動系統(tǒng)通常用于駐車制動。制動器驅(qū)動機構(gòu)控制制動器的裝置。包括供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動力調(diào)節(jié)裝置等。類型包括：簡單(機械、液壓)、氣動(動力)和助力器(簡單助力器)。制動系統(tǒng)的類型：根據(jù)制動系統(tǒng)的功能分類1)行車制動系統(tǒng)的一套裝置，用于降低車速甚至停止行駛的汽車。2)駐車制動系統(tǒng)是一套使停止的汽車保持在原位的裝置。3)第二制動系統(tǒng)是在行車制動系統(tǒng)發(fā)生故障時，能夠確保汽

3、車仍能減速或停車的裝置。4)輔助制動系統(tǒng)是一套用于在車輛下坡時穩(wěn)定車速的裝置。山區(qū)使用的車輛應配備該裝置。根據(jù)制動系統(tǒng)的制動能量分類，1)手制動系統(tǒng)將駕駛員的身體作為唯一的制動能量。2)動力制動系統(tǒng)完全依賴于發(fā)動機動力轉(zhuǎn)換成的氣壓或液壓形式的勢能。3)伺服制動系統(tǒng)使用人力和發(fā)動機進行制動。此外，根據(jù)制動能量的傳遞方式，制動系統(tǒng)可分為機械、液壓、氣動和電磁。內(nèi)圓柱面為工作面的金屬制動鼓10固定在輪轂上并隨車輪一起轉(zhuǎn)動。在固定制動底板15上有兩個支撐銷12，它們支撐兩個弧形制動蹄11的下端。摩擦片9安裝在制動蹄的外圓柱面上。制動底板上還設(shè)有制動輪缸7，制動輪缸7通過油管與制動總泵4連通。當制動系統(tǒng)

4、不工作時，制動鼓的內(nèi)圓柱面與制動蹄摩擦片的外圓柱面之間保持一定的間隙，車輪和制動鼓可以自由轉(zhuǎn)動。制動時，駕駛員踩下制動踏板1，主缸4中的油在一定壓力下流入輪缸，兩個制動蹄11被輪缸活塞推動分別繞支承銷12轉(zhuǎn)動，使得摩擦片壓靠在制動鼓的內(nèi)圓柱面上，非轉(zhuǎn)動制動蹄在轉(zhuǎn)動的制動鼓上施加摩擦力矩m。通過車輪與地面之間的附著力，制動扭矩在路面上施加向前的力F，而路面在車輪上施加向后的反作用力Fxb。制動力作用在輪軸懸架(車身)上，汽車減速直至停止。，1。制動踏板2。隔膜3。推桿4。制動總泵5。油管6。輪胎7。輪缸8。回位彈簧9。摩擦片10。制動鼓11。制動蹄12。支撐銷13。cam 14。限位螺母15。制

5、動器底板，制動原理示意圖見圖1-24，1.3.1汽車制動性能評價指標1。制動性能評價指標，汽車制動時的方向穩(wěn)定性，制動效率的恒定性，制動效率，制動減速度，制動距離，熱衰退阻力，轉(zhuǎn)向能力損失，側(cè)滑，偏差，水衰退阻力，制動力，1.3.1制動性能評價指標，圖1-25汽車制動示意圖，1。汽車制動原理、駕駛員制動系統(tǒng)控制裝置操作制動器的非旋轉(zhuǎn)元件制動蹄制動旋轉(zhuǎn)元件制動鼓(或制動盤)(與輪轂相連)，并在旋轉(zhuǎn)的前輪和后輪上施加摩擦力矩。由于車輪與地面的附著，地面上產(chǎn)生與車輪行駛方向相反的制動力Fxb1和Fxb2，制動力作用在輪軸懸架(車身)上，汽車減速直至停止。制動力Fxb1和Fxb2越大，制動距離越短。1

6、.3.2制動分析，2。制動時車輪上的力、地面上的制動力、制動時車輪上的力分析、制動襯片與制動盤之間的摩擦、輪胎與地面之間的附著力、制動制動力、制動制動力、克服制動摩擦力矩、制動制動力、制動形式、結(jié)構(gòu)尺寸、摩擦副摩擦系數(shù)、車輪半徑。制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，制動器制動力的影響因素，地面制動力，制動器制動力與附著力的關(guān)系，圖1-26，制動過程中的車輪運動，制動過程中的車輪運動，簡單滾動，滑動時的滾動，鎖定和拖動，無制動力時的滾動半徑，圖1-27輪胎在路面上的足跡，滑移率，簡單鎖定，拖曳和滑移，汽車的最佳制動狀態(tài)1)附著系數(shù)和滑移率在硬路面上的變化規(guī)律，圖1-28 -S曲線，縱向附著系數(shù)(附著系數(shù))地面制動

7、力與車輪載荷的比值。峰值附著系數(shù)p滑動附著系數(shù)s橫向附著系數(shù)橫向力與車輪載荷之比。2)粘著系數(shù)、粘著系數(shù)、路面材料、路面狀況、輪胎花紋材料、汽車行駛速度、車輪行駛狀態(tài)、路面材料的影響因素，表1-7各種路面的平均粘著系數(shù)、路面狀況、幾種極其滑的路面的危險狀況、結(jié)冰路面、剛開始下雨的濕滑路面、輪胎花紋材料、硬路面上的薄而淺的花紋輪胎。寬花紋和深花紋輪胎在松軟路面上的附著系數(shù)較大；輪胎胎面有橫向花紋溝，具有良好的排水性能，能提高在潮濕路面上的附著系數(shù)；寬系列，低壓輪胎，與路面接觸面積大，附著系數(shù)大；子午線輪胎的附著系數(shù)比斜交輪胎大。汽車的行駛速度、汽車的最佳制動狀態(tài)、車輪抱死狀態(tài)下的附著系數(shù)、輪胎磨

8、損的橫向附著系數(shù)、車輪滑移率約20%狀態(tài)下的附著系數(shù)、輪胎磨損的橫向附著系數(shù)，當制動處于最佳制動狀態(tài)時，每個車輪滑移率控制在20%左右，具有最短的制動距離、最佳的方向穩(wěn)定性和較少的輪胎磨損。當駕駛員收到停車信號時，他意識到當他踩下制動踏板時，地面制動力起作用，制動蹄和制動鼓之間的間隙增加到最大，然后松開踏板并繼續(xù)制動過程。制動過程時間曲線，圖1-29汽車制動減速度與制動時間、制動過程、駕駛員動作反應、制動動作、制動持續(xù)制動和制動釋放的關(guān)系曲線。駕駛員的反應時間為0.31.0s，制動施加時間為0.20.9s，制動持續(xù)時間、制動釋放時間為0.21.0s、制動過程時間、制動協(xié)調(diào)時間、緊急制動所需的時

9、間(從踏板動作開始到車輛減速度(或制動力)達到標準規(guī)定的完全釋放平均減速度(或制動力)的75%的時間)。顯然，制動協(xié)調(diào)時間是制動作用時間的主要部分，而制動距離定義了制動距離，制動距離是指在規(guī)定的道路條件和規(guī)定的初始速度下，當汽車緊急制動時，從腳接觸制動踏板到汽車停止的距離。制動距離，制動距離s2，制動距離s3，制動距離分析，汽車制動距離，初始制動速度，制動時間，最大制動減速度，附著力，制動結(jié)構(gòu)，踏板速度，制動距離S，制動狀態(tài)，制動力，道路附著狀況，車輛狀態(tài)，減少制動距離以改善制動系統(tǒng)的措施，汽車制動距離，制動作用時間，液壓制動系統(tǒng)，真空輔助制動系統(tǒng)，氣動制動系統(tǒng)，汽車列車制動系統(tǒng)，0.1s，0

10、.3，0.9s，2s，0.3，0.9s，制動減速度，制動過程， 制動減速度、地面制動力、制動力、附著力、地面制動力、制動減速度因此，在GB72582004機動車運行安全技術(shù)條件中，MFDD作為評價指標。 0.8v0，0.1v0，v0 ve距離，v0 vb距離，4。制動效率恒定性分析：制動效率熱衰退現(xiàn)象，制動溫度，冷制動，熱衰退，100C，300，甚至600700，摩擦扭矩降低，制動效率恒定性，熱衰退阻力，制動效率恒定性測試，熱衰退阻力。制動效率不低于國家行業(yè)標準60、當制動強度為5.8m/s2時，影響制動效率恒定性的因素有冷制動、摩擦副材料、制動結(jié)構(gòu)、制動摩擦系數(shù)，當200為0.30.4時，其

11、摩擦系數(shù)隨溫度升高而大幅降低。制動器結(jié)構(gòu)的定量比較采用制動效率因子指標，即kef F/p，即單位制動輪缸推力p產(chǎn)生的制動摩擦力F，kef越大，摩擦系數(shù)對制動器的影響越大，抗熱衰退性越差；kef越小，抗熱降解性越好。盤式制動器具有最佳的抗熱退化性能。圖1-30制動效率系數(shù)曲線，制動效率出現(xiàn)水退現(xiàn)象，涉水時，摩擦系數(shù)因水的潤滑而降低，從而降低制動效率，稱為水退。經(jīng)過幾次制動后，原來的制動效率可以在短時間內(nèi)迅速恢復。當氣阻在長坡上連續(xù)多次制動時，制動系統(tǒng)中的制動液會產(chǎn)生高溫，制動管路中會形成氣泡，影響液壓能量的傳遞，降低制動效率，甚至造成實際制動效果。這種現(xiàn)象被稱為空氣阻力。5.對制動方向穩(wěn)定性、制

12、動過程、制動偏差、制動側(cè)滑、前輪轉(zhuǎn)向能力喪失、制動過程中的方向穩(wěn)定性、左右偏航、一軸或兩軸橫向運動、無法在給定方向行駛的分析，1)制動偏差定義了汽車在制動過程中自動向左或向右偏航的現(xiàn)象，稱為制動偏差。圖1-30汽車制動時跑偏情況A)制動時輪胎在地面留下的痕跡跑偏B)由于左右輪制動力不相等，特別是轉(zhuǎn)向軸左右輪制動力不相等，后橋輕微側(cè)滑時輪胎在地面留下的痕跡。這個原因是由制造、調(diào)整錯誤和維護不當造成的。汽車是偏左還是偏右取決于情況。制動時，懸架導桿系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向橫拉桿之間的運動不協(xié)調(diào)是由設(shè)計造成的。剎車時，汽車總是向左或向右急轉(zhuǎn)彎。圖1-31由懸架導桿系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向橫拉桿系統(tǒng)之間的運動不協(xié)調(diào)引起的制動偏差

13、：a)制動時，b)制動時的前軸角度，2)制動側(cè)滑定義了一個汽車的一個軸輪或兩個軸輪在制動時橫向滑動的現(xiàn)象，稱為制動側(cè)滑。剎車側(cè)滑導致車輪鎖死并拖動，這使其失去抵抗側(cè)向力的能力。側(cè)向力是側(cè)滑的根源。較高的初始制動速度為側(cè)滑提供了有利條件。輪胎和路面之間的小附著系數(shù)為側(cè)滑提供了可靠的條件。制動偏差會加劇側(cè)滑，側(cè)滑會產(chǎn)生很大的側(cè)向力。單軸制動器側(cè)滑的分析前軸側(cè)滑的影響將減少或防止前軸側(cè)滑。前軸側(cè)滑對車輛前進方向影響不大，車輛處于穩(wěn)定狀態(tài)。A，B，C，O，前軸側(cè)滑力圖，后軸側(cè)滑F(xiàn)j的影響將加劇后軸側(cè)滑。因此，后橋側(cè)滑是一種不穩(wěn)定和危險的工況，嚴重威脅行車安全。后橋側(cè)滑對方向穩(wěn)定性的影響如果前輪先鎖死，

14、汽車基本上會沿直線減速，并在穩(wěn)定的方向停下來，但在轉(zhuǎn)彎制動時，前輪會因為不能承受側(cè)向力而失去轉(zhuǎn)向能力；如果后輪先鎖死，即使車速超過一定值后側(cè)向力很小，也會導致車輛打滑，造成危險，因此鎖死后輪的危險更大。因此，對于高速汽車，最好不要在剎車時先鎖住后輪。3)轉(zhuǎn)向能力喪失的定義在曲線上制動時，汽車不再沿曲線的切線方向行駛，而在直線上制動時，盡管轉(zhuǎn)動方向盤，汽車仍沿直線行駛的現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)向能力喪失。原因汽車轉(zhuǎn)向能力的喪失通常是由于前輪剎車鎖死和不能承受側(cè)向力造成的。對于在山區(qū)行駛的汽車，最好不要先鎖住前輪。摘要：從保證汽車方向穩(wěn)定性的角度來看，首先，只有后橋車輪可以鎖定，或者后橋車輪可以先于前橋車輪鎖定

15、，以防止危險的后橋打滑；其次，只鎖定前軸車輪或盡可能少地鎖定前后車輪，以保持汽車的轉(zhuǎn)向能力。理想情況是防止任何車輪抱死，前后車輪處于滾動狀態(tài)，從而保證制動時的方向穩(wěn)定性。在制動過程中，前輪鎖定后后輪，然后鎖定后后輪，前后輪同時鎖定后前輪。6)沒有防抱死制動系統(tǒng)時，前后制動器之間的制動力成比例關(guān)系，取后輪接地點和前輪接地點的力矩，(1)地面法向反作用力，圖1-32制動過程中的力圖由力平衡。前輪和后輪的法向反作用力分別為(3)。圖1-33顯示了剎車時前后輪法向反作用力的變化。當制動強度或附著系數(shù)改變時，前輪和后輪的法向反作用力改變，F(xiàn)Z1增加，F(xiàn)Z2減小。前后輪同時鎖定，前后輪的理想制動力分布良好

16、。(2)前后制動器的理想制動力分布可以保證前后車輪同時鎖死的制動力分布和前后車輪同時鎖死的情況，I曲線制動制動力分布曲線，I曲線，一組與坐標軸成-45的平行線，一組穿過原點的光線，I曲線，圖1-34， 理想的前后制動器制動力分配曲線，由此可見，只要給定汽車的總質(zhì)量(或汽車的重力)和汽車的質(zhì)心位置(A，B，hg)，就應該指出汽車前后制動器的制動力不能按曲線的要求分配。 在制動過程中，先鎖定一個軸的車輪，然后隨著踏板力的進一步增加，鎖定另一個軸的車輪。顯然，I曲線也是前后輪鎖定后地面制動力FXb1和FXb2的關(guān)系曲線。(3)前后制動器的實際制動力分配，前后制動器的制動力之比是一個固定值，制動力分配系數(shù)，實際制動力分配曲線，曲線，直線和I曲線，圖1-34汽車直線和I曲線，I曲線，曲線，交點處的附著系數(shù)，同步附著系數(shù)0，同步附著系數(shù)0汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)，汽車的制動性能，以及