汽车使用性能与检测汽车制动性与操纵稳定性检测课件

模块二 汽车的制动性与操纵稳定性检测主要内容n知识点n汽车的制动性能n路试和台试的检测设备的结构和工作原理n技能点n掌握制动性能路试和台试的检测方法定义definition of Automotive Braking Performancen定义：汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。另外,也包括在一定坡道上能够长时间停放的能力。n汽车制动性是汽车的重要使用性能之一，是安全行车最重要的因素之一。它属于汽车主动安全的范畴，也是汽车检测诊断的重点。汽车具有良好的制动性能，遇到紧急情况，可以化险为夷；在正常行驶时，可以提高平均行驶速度，从而提高运输生产效率。n汽车制动系应具有行车制动、应急制动和驻车制动三大基本功能。n行车制动俗称脚制动或脚刹车。n驻车制动俗称手刹车或手制动。n缺点：1.受车辆制动倾角影响n2.试验重复性差n3.受路面附着系数影响大n充分发出的平均减速度FMDD，不受测试时车辆倾角影响，较为准确的反映车辆的制动速度特性。n3.制动力n汽车制动最本质的因素n对汽车制动性能具有决定性影响n此参数可以对前后轴制动力合理分配及每轴两轮平衡制动力差提出要求。保证汽车制动的方向稳定性，充分利用各轮附着。n因此，要检验制动力大小、制动力合理分配及平衡制动力差、制动协调时间。n监测站主要用检测制动力来评价，但没有检测制动协调时间，结果不准确。n4.制动时间n辅助性指标部分国家的轿车制动规范第一节 制动时车轮的受力分析n一、地面制动力n地面最大制动力的大小取决于制动器内制动摩擦片与制动鼓间的摩擦力及轮胎与地面间的附着力n二、制动器制动力n为克服制动器摩擦力矩而在车轮周缘所需施加的切向力。它等于把汽车架离地面，踩住制动踏板后，在车轮周缘扳动车轮直至它能转动所施加的切向力。n制动器制动力由制动系的设计参数所决定，即取决于制动器的型式、结构尺寸、摩擦系数、车轮半径、制动传动系的油压或气压等。在结构参数一定的情况下，一般它与制动系的油压或气压成正比。三三、地面制动力、制动器制动力与、地面制动力、制动器制动力与附着力的关系附着力的关系n汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，同时又汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，同时又受地面附着条件的限制，只有制动器制动力足够，同受地面附着条件的限制，只有制动器制动力足够，同时地面附着力较高时，才能获得较高的地面制动力时地面附着力较高时，才能获得较高的地面制动力四、硬路面上的附着系数与滑动率n仔细观察汽车的制动过程可发现，轮胎留在地面上的印痕从车轮滚动到滑动是一个渐变的过程。n第一阶段：单纯滚动，印痕的形状基本与轮胎胎面花纹相一致。n第二阶段：边滚边滑可辨别轮胎花纹的印痕，但花纹逐渐模糊，轮胎胎面相对地面发生一定的相对滑动，随着滑动成分的增加，花纹越来越模糊。n第三阶段：拖滑车轮抱死拖滑，粗黑印痕，看不出花纹。各种路面各种路面平均平均附着系数附着系数n附着系数的影响因素道路的类型、路况道路的类型、路况汽车运动速度汽车运动速度轮胎结构、花纹、材料轮胎结构、花纹、材料滑动率n轮胎的磨损会影响其附着能力。n路面的宏观结构应有一定的不平度而有自排水能力；路面的微观结构应是粗糙且有一定的棱角，以穿透水膜，让路面与胎面直接接触。n增大轮胎与地面的接触面积可提高附着能力：低气压、宽断面和子午线轮胎附着系数大。n滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力，影响制动、转向能力。n潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜类。第二节 汽车的制动效能n制动效能的定义：在良好的路面上，汽车以规定的初始车速以规定的踏板力制动到停车的制动距离制动距离、制动时的制动时的减速度减速度或制动力制动力。n检测方法：n制动距离法n制动减速度法n制动力法一、用制动距离法检验制动效能n制动距离是指车辆在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板(或手触动制动手柄)时起至车辆停住时止，车辆驶过的距离。n它包括了制动协调时间和以最大减速度持续制动时间内汽车驶过的距离。它是评价汽车制动性能最直观的一个参数，与汽车实际运行的制动情况最接近。n驾驶员最熟悉汽车的制动距离，因为它与安全行车有直接关系。制动距离不等于车轮在路面上拖压印的长度，因为制动距离中包含有制动协调时间内汽车驶过的距离，在这一段时间内车轮尚未拖压印。制动距离与制动踏板力即制动系中的液压或气压有关，故给出制动距离时应指明相应的踏板力或制动系中的压力。制动减速度时间曲线汽车制动距离的理论公式nt0驾驶员反应时间，一般为0.31秒nt1制动器作用时间。nt2制动力由0增加至稳定值nt3以稳定减速度制动的时间nt4制动解除时间，一般为0.21秒nt1t2制动系的协调时间，一般为0.20.9秒n对制动过程影响较大的是t1、t2、t3，制动距离是这段时间内，汽车驶过的距离n从制动距离的理论公式可知，协调时间的长短，对制动距离有相当大的影响，改进制动系结构，缩短协调时间，是减少制动距离的有效措施。n紧急制动时，液压协调时间0.1s气压0.30.9s制动距离检验方法n因为紧急制动的制动距离与能够产生的稳定制动力、制动减速度增长速度、制动协调时间等因素有关，所以可以用制动距离法检验汽车制动效能。n检测条件：1、路面良好、干燥、平直、j0.7的水泥或沥青路面。2、发动机与传动系脱开。3、在用车进行空载检验，制造厂出厂的新车进行满载检验。4、在用车检验时，气压制动系储气筒气压表的指示气压590 kpa；液压制动系，有加力装置时踏板力300N，无加力装置时，踏板力600N。新车检验时，气压制动系储气筒气压表的指示气压额定气压，液压制动系，有加力装置时踏板力400N，无加力装置时，踏板力700N。n检测仪器：五轮仪n检测要求：n在规定的初速度下紧急制动，其实测制动距离不大于允许值，制动的方向稳定性达到要求。在规定的较高车速下，点刹时的方向稳定性达到要求。若紧急制动的制动距离达到要求，制动的方向稳定性达不到要求，则判断为不合格。n注意：1、制动距离必须和跑偏量一起作为检验制动性能的参数。即，制动距离在不大于允许值的同时，制动的方向稳定性也要达到要求。2、制动距离与制动踏板力即制动系中的液压或气压有关，故给出制动距离的同时要指明相应的踏板力或制动系中的压力。3、对一个确定的汽车来说，它的质量是一定的，制动器所产生的制动力也是一定的，制动时汽车的初速度越大，制动距离就越长，因此检验时必须规定汽车的初速度。n用制动距离检测汽车制动效能的优缺点：n最直观参数n特点：有一定的准确度，重复性好n缺点：反映整车，不反映单轮，不反映部件故障。根据拖印长度反推制动初速度n实际应用：n在交通事故中，有时要判断驾驶员是否超速行驶，就要由实测的轮胎在地面上的印痕长度s反推制动初速度。n公式：二、用制动力法检验制动效能n制动力是使汽车强制地减速以至停车的最本质因素。用制动力检验汽车的制动效能是从本质上进行的检验方法，能够全面评价汽车的制动性能。n检测设备：制动试验台n检验要求：n制动力大小：出厂新车，满载；在用车，空载。n制动力平衡性：n制动协调时间：n车轮阻滞力：车轮在制动试验台滚筒上，由滚筒带动车轮旋转而未施加制动时，试验台仪表上所显示的力。n注意：n在制动试验台上检验制动力，若上述要求均能满足，则判断汽车制动效能合格。n制动力测试过程中，轮胎与滚筒之间不能打滑。n缺点：制动力台试检测主要反应制动系统对整车制动性能的影响，反应不出制动系以外因素对整车制动性能的影响。三、用制动减速度法检验制动效能n按测试、取值、计算方法不同，分为：n制动稳定减速度n平均减速度n充分发出的平均减速度n1、制动稳定减速度jan用制动减速度仪测取的制动减速度随时间的变化曲线，取其最大稳定值为制动稳定减速度。n公式：n结论：制动稳定减速度和附着系数j成正比，与汽车总质量无关。n测量仪器：减速度仪（滑块式，摆锤式）优点：制动初速度的大小对测试值没有影响，受路面不平度影响小，测试仪器结构简单，使用方便。缺点：1、受制动倾角影响明显。2、试验重复性差。3、受路面附着系数影响大。4、测量值为整车性能参数，不能反应制动力分配情况。n充分发出的平均减速度：检测方法：路试检测仪器：制动减速度测试仪四、改善制动效能的措施n1、增大制动器制动力n2、缩短制动协调时间第三节 制动效能的恒定性n制动效能指标是在冷态制动时讨论的。n汽车在下坡和高速制动时，制动器工作温度会达到300度以上。n制动效能会降低，这种现象叫做制动效能的热衰退。n制动效能的恒定性主要指制动器抗热衰退的能力。n我国还没有制定相应的法规检测制动效能恒定性。n热衰退现象产生原因：？n盘式制动器比鼓式制动器稳定性好的原因？n汽车行驶中如何处理水衰退现象？制动器工作温度100度保时捷GT-盘式第四节 制动时的方向稳定性n定义：在制动过程中，汽车按驾驶员给定的轨迹行驶的能力，也即按直线行驶或按预定弯道行驶的能力。n表现：制动跑偏n制动侧滑n失去转向能力主要表现ESP1ABSESP2ESP3制动跑偏n定义：汽车制动时不按直线方向减速或停车，而无控制的向左或向右偏驶的现象。n制动跑偏的原因：n1.左右车轮，特别是前轴左右车轮制动器制动力不相等。制造调整误差造成的n2.制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调。设计造成的n左右轮制动力不相等引起的跑偏受力图n试验证明，当前轴左右制动力之差超过5，后轴左右制动力差超过10，将引起制动跑偏现象。n跑偏程度随左右制动力的差值增大而增大。n当车轮抱死时，跑偏程度加大。n左右轮主销内倾角不等，即使制动力相等，也会向主销内倾角较小的一侧跑偏。n为防止跑偏，用制动力法检测汽车制动效能时，提出了左右轮制动力平衡要求。制动侧滑n定义：制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。n侧滑与跑偏有联系：严重跑偏会引起后轴侧滑，易于发生侧滑的车辆也会加剧跑偏。n发生条件：制动时后轴比前轴先抱死，就易发生后轴侧滑；若前后轴同时抱死或前轴先抱死，后轴不抱死，可防止侧滑。n试验表明：制动过程中，只有前轮抱死，汽车基本沿直线减速行驶，但丧失转向能力。若后轮先抱死，只要有轻微侧向力，就会发生后轴侧滑甚至掉头。侧滑程度与地面光滑程度，制动距离，制动时间成正比。n后轴侧滑比前轴侧滑对车辆稳定性的影响大。转向能力丧失n现象：弯道制动时，汽车不按弯道行驶，而沿弯道切线方向驶出。直线行驶时，转动转向盘，汽车仍按直线方向行驶。n产生条件：前轮抱死。n为保证汽车方向稳定性：首先,不能只有后轮抱死或后轮比前轮先抱死。其次，尽量减少只有前轮抱死或前轮先抱死。最好，避免任何车轮抱死。ABS第五节 前后制动器制动力的比例关系n一、前后轮地面法向反作用力制动过程中，若j为定值，则前后轮地面法向反力为一定比例关系。随附着系数的变化，前后轮法向反力会发生变化。n二、理想的前后轮制动力分配n条件：制动时前后轮同时抱死是制动的理想状态，制动效果最佳。n在任意附着系数的路面上，均能保证前后轮同时抱死拖滑的前后轮制动力分配，称为理想分配。理想分配。理想的前后轮制动器制动力理想的前后轮制动器制动力分配曲线，简称分配曲线，简称I曲线曲线三、具有固定比值的前后制动器制动力n一般汽车的前后制动器制动力之比为一个定值。四、制动过程分析n在jj0的路面上，后轮先于前轮抱死。n对于空车，后轮总是先于前轮抱死。n结论：为防止后轮首先抱死发生侧滑，宁可让前轮先抱死，因此j0的值有越取越高的趋势。第六节 影响汽车制动性能的主要因素n一、轴荷分配的影响n二、制动力的调节和车轮防抱死n三、汽车载质量的影响n四、车轮制动器的影响n五、制动初速度的影响n六、利用发动机制动n七、道路条件的影响n八、驾驶技术的影响第七节 汽车制动性检测n依据标准：GB18565n检测方法：路试减速度仪、五轮仪台试测力式、惯性式试验台台试检验制动性能n1、检测项目n制动力（行车制动力、驻车制动力）n制动力平衡n车轮阻滞力n制动协调时间n2、检测设备：轴重仪、反力滚筒试验台。n技术要求：n1、制动力n2、制动力平衡：n在制动力增长全过程中，左、右轮制动力差与该左、右轮中制动力大者比较对前轴不得大于20%，对于后轴：不得大于24%。n3、车轮阻滞力：n各车轮阻滞力均不得大于该轴轴荷5%n4、制动协调时间：n液压制动系的车辆：0.35sn气压制动系的车辆：0.56sn5、驻车制动性能：n当采用制动试验台检验车辆驻车制动的制动力时，车辆空载，乘坐一名驾驶员，使用驻车制动装置，驻车制动了的总和应不小于该车在测试状态下整车重量的20%。对总质量为整备质量1.2倍以下的车辆此值为15%。n6、制动完全释放时间：n机动车制动完全释放时间（从松开制动踏板到制动消除所需要的时间）不得大于0.8s汽车制动试验台n类型n测试原理不同：反力式、惯性式n支撑车轮型式不同：滚筒式、平板式n检测参数不同：测制动力式、测制动距离式、综合式n测量传递信号不同：机械式、液力式、电气式n车轴数：单轴式、双轴式、多轴式n目前国内多为单轴反力式滚筒试验台。n基本结构：n工作原理：操作规程n1.测试前的准备测试前的准备n(1)试验台的准备：n检查试验台滚筒上有无泥、水、油等杂物，如有则应清除干净。n使滚筒在无负荷状态下运转，检查并调整仪表指针零位。n检查举升器动作是否灵活，如动作阻滞或有漏气部位应进行检修。举升器是否在升起位置。否则应使举升器升起到位。n检查各指示灯工作是否正常。n检查各种导线有无因损伤造成接触不良现象。n(2)被测车辆的准备：n核实汽车各轴轴荷，确保被测汽车车轴轴荷在试验台允许载荷范围内。n检查轮胎是否粘有泥、水、油污等杂物。要特别注意检查轮胎花纹内或后轴双轮胎间嵌入的小石子与石块，应清除干净。n检查轮胎气压，使其符合出厂规定值。n2.测试步骤测试步骤n接通试验台总电源，按说明书要求预热至规定时间。n汽车从其纵向中心线与滚筒轴线垂直的方向驶入试验台。先前轴，再后轴，使车轮处于两滚筒之间的举升平板上。n汽车停稳后，变速器置于空档位置，脚、手制动处于放松状态，能测制动协调时间的试验台还应将脚踏开关套装在制动踏板上。n降下举升平板，至轮胎与举升平板完全脱离为止。n起动电动机，使滚筒带动车轮旋转，待转速稳定后，从仪表上读取车轮阻滞力数值。n踩下制动踏板，从指示仪表上读取最大制动力值，并打印检测结果，一般试验台在1.5-3.Os后或第三滚筒发出车轮即将抱死的信号后滚简自动停转。n升起举升平板，驶出已测车轴，按上述相同方法继续进行检测。n所有车轴的脚制动及驻车制动性能检测完毕后，升起举升平板，汽车驶出试验台。n切断试验台总电源。制动试验台的维护 n1.每周维护每周维护n除了进行使用前的维护项目外，还应检查滚筒轴承座和减速器、电动机等支承轴承座处的螺栓是否松动，否则应予紧固。n2.每季维护每季维护n除进行每周维护项目外，还应检查滚筒轴承处的润滑情况。如有脏污或干涸时，应按厂家规定的油品加注润滑脂。n3.每半年维护每半年维护n除进行每季维护项目外，还应进行如下项目的维护：n(1)检查滚筒有无运转杂音或损伤，否则应予修理。n(2)检查减速器内润滑油的贮油量及脏污程度。否则应按厂家规定的油品进行补充或更换。n(3)拆下链条罩，检查链条脏污和张紧情况。链条脏污时要彻底清洗、润滑。若松紧度不|合适应重新调整张紧，若链条磨损严重时应予更换。n4.每年维护每年维护n除进行每半年维护项目外，还须接受计量部门对试验台的检定或自检，以便保证试验台的测试精度。课堂思考题n某汽车在附着系数j=0.5的水平道路上以50.4km/h的初速度紧急制动时，其制动距离为多少？已知该车制动系协调时间t1=0.1s,t2=0.25s。n9某汽车交通事故处理中测得拖印的长度为15m，若该车在该路段上的jmax=7m/s2，t2=0.3s，问该车的起始制动车速。n已知汽车总重为9000kg，主减速器速比为6.33，传动效率为0.90，车轮半径为0.48，最大扭矩为32kgm，滚动阻力系数为0.32。求变速器一档的速比。n试确定某汽车以直接档在沥青路面行驶时的爬坡能力。已知直接档的最大动力因数为0.05，滚动阻力系数为0.018。n已知某汽车总重为8000，滚动阻力系数为0.01，坡度角为10度，若用头档等速爬坡，问汽车能爬过该坡需要驱动力至少为多少？