汽车的制动性-4汽车制动性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,5,章 汽车的制动性,主要学习内容,制动性的评价指标,汽车制动时车轮的受力,汽车制动效能及其恒定性,制动时汽车的方向稳定性,前后制动器制动力的比例关系,ABS,轿车的,汽,汽车制,动,动性,行车制,动,动性能,汽车行,驶,驶时能,在,在短距,离,离内停,车,车且维,持,持行驶,方,方向稳,定,定性和,在,在下坡,时,时能长,期,期维持,一,一定车,速,速的能,力,力，是,关,关系到,汽,汽车安,全,全性的,重,重要性,能,能。,驻车制,动,动性能,汽车在,上,上下坡,道,道上可,靠,靠停车,的,的性能,。,。,5.1,行车制,动,动性的,评,评价指,标,标,制动效,能,能：即,制,制动距,离,离或制,动,动减速,度,度；在,良,良好的,路,路面上,，,，汽车,以,以规定,的,的初始,车,车速以,规,规定的,踏,踏板力,制,制动到,停,停车的,制,制动距,离,离或制,动,动时汽,车,车的减,速,速度。,它,它是制,动,动性能,的,的最基,本,本指标,。,。,制动效,能,能的稳,定,定性：,即,即抗衰,退,退性能,；,；热衰,退,退和水,衰,衰退。,制动时,的,的方向,稳,稳定性,，,，制动,时,时汽车,不,不发生,跑,跑偏、,侧,侧滑以,及,及失去,转,转向能,力,力，制,动,动时汽,车,车按给,定,定路径,行,行驶的,能,能力。,一些国,家,家轿车,制,制动规,范,范对行,车,车制动,器,器制动,性,性的部,分,分要求,项 目,中 国,欧洲经济共同体（,EEC）71/320,瑞 典,美国,联邦,105,试验路面,干水泥路面,附着良好,=0.8,Skid No81,载重,满载,一个驾驶员或满载,任何载荷,轻、满载,制动初速,80,km/h,80,km/h,80,km/h,96.54,km/h（60mile/h,）,制动时的稳定性,不许偏出,3.7,米通道,不抱死跑偏,不抱死跑偏,不抱死偏出,3.66,m(12ft,),制动距离或制动减速的,50.7,m,50.7,m,5.8m/s,2,5.8,m/s,2,65.8,m,踏板力,500,N,490,N,490,N,500,N,5.2,汽车制,动,动时车,轮,轮的受,力,力,1）汽,车,车制动,工,工况的,受,受力分,析,析,汽车上,坡,坡时汽,车,车制动,的,的受力,图,图,汽车制,动,动受力,分,分析,汽车上,坡,坡制动,时,时，有,：,：,汽车下,坡,坡制动,时,时，有,：,：,2,）地面,制,制动力,地面和,轮,轮胎的,作,作用力,产,产生使,汽,汽车的,减,减速行,驶,驶的力,。,。,车轮制,动,动时的,受,受力图,图中忽,略,略了车,轮,轮的滚,动,动阻力,偶,偶矩、,减,减速时,车,车轮自,身,身的惯,性,性力与,惯,惯性力,偶,偶矩。,根据力,矩,矩平衡,得,得：,地面制,动,动力取,决,决于两,对,对摩擦,副,副的摩,擦,擦力：,制动器,摩擦副,的,的摩擦,力,力；,轮胎与,地,地面间,摩擦副,的,的摩擦,力,力,附着,力,力。,3,）制动,器,器制动,力,力,车轮周,缘,缘克服,制,制动器,摩,摩擦力,矩,矩所需,的,的力。,制动器,制,制动力,取,取决于,制,制动器,的,的结构,参,参数：,结,结构尺,寸,寸、结,构,构形式,、,、热状,态,态、车,轮,轮半径,以,以及踏,板,板力等,。,。,4）地,面,面制动,力,力、制,动,动器制,动,动力与,附,附着力,之,之间的,关,关系,汽车的,地,地面制,动,动力首,先,先取决,于,于制动,器,器制动,力,力，但,同,同时又,受,受附着,条,条件的,限,限制。,5）硬路面上,的,的附着系数,制动时，车轮,运,运动状态分析,近似纯滚动的,状,状态：,S=0,，,边滚边滑状态,：,：,0,S100,，,车轮抱死，纯,滑,滑动状态：,S=100,，,车轮滑移率：,附着系数：,OA,段：近似直线,，,，车轮基本处,于,于滚动状态。,附着系数分析,不同滑转率时,，,，,附着,系数不同，如,图,图所示。,AB,段：,s,增大,而,附着,系数增长缓慢,；,；到达,B,点，,附着,系数最大。,B,点以后阶段：,随,随滑转率增长,，,，附着系数有,下,下降。,峰值附着系数,、,、滑动,附,附着系数,，,，在干燥路,面,面上两者差别,大,大，但在湿路,面,面上，两者差,别,别较小，比值,可,可达到,2/3,1。,图,4,3,侧向附着系数,影响附着系数,的,的因素,路面状况、侧,向,向力、车速、,载,载荷、轮胎花,纹,纹、胎压等。,制动时若能控,制,制车轮的滑移,动,动率在最佳范,围,围，可获得较,大,大的附着系数,和,和较高的侧向,力,力系数，这样,制,制动性能最好,。,。,5.3,汽车制动效能,1）水平路段,制,制动减速度,当汽车在平直,良,良好路面上制,动,动时，可忽略,空,空气阻力。,当汽车以最大,制,制动强度制动,时,时：,最大减速度,前后轮抱死时,减,减速度,式中，,u,b,为,0.8,u,0,，,km/h,；,u,o,为制动初速度,，,，,km/h,；,u,e,为,0.1,u,0,，,km/h,；,s,b,为,u,0,u,b,汽车行驶的距,离,离，,m,；,s,e,为,u,0,u,e,汽车行驶的距,离,离，,m,。,充分发出的平,均,均减速度,2）制动距离,分,分析,车辆制动过程,第一阶段：驾,驶,驶员反应时间,（,（,0.31.0,s,）,：,从接到信号到,决,决定制动行动,：移动右脚到,制,制动踏板的时,间,间,第二阶段：制,动,动器作用时间,：消除制动器,间,间隙所需的时,间,间,：制动器制动,力,力增长所需的,时,时间,第三阶段：持,续,续制动时间,，,，取决于,制,制动减速度的,大,大小。,第四阶段：放,松,松制动器阶段,在 时间内,，,，,在 时间内,制动距离是汽,车,车在第二、第,三,三阶段所经过,的,的距离。,在持续制动阶,段,段，汽车作匀,减,减速运动，初,速,速度为,u,e,末速度为零。,忽略高次项，,则,则,决定制动距离,的,的主要因素,制动器起作用,的,的时间,液压制动系,0.1s,真空及气压制,动,动系,0.3-0.9s,货车有挂车时,汽,汽车列车的制,动,动器,2s,路面附着状况,制动的起始车,速,速,制动器的热状,态,态,制动踏板力,3）,制动效能的恒,定,定性,制动效能的恒,定,定性主要是指,抗,抗热衰退性能,。,。,根据国标,ISO/DIS6597,的推荐，要求,以,以一定车速连,续,续制动,15,次，每次制动,强,强度为,3ms,-2,，最后的制动,效,效能不能低于,规,规定冷试验制,动,动效能（,5.8ms,-2,）的,60,（在制动踏,板,板力相同的条,件,件下）,抗热衰退性能,与,与制动器摩擦,副,副材料及制动,器,器结构有关。,5.4,制动时汽车的,方,方向稳定性,发生人身伤亡,的,的交通事故中,：,：,在潮湿路面上,，,，,1/3的事故,与,与侧滑有关；,在冰雪路面上,，,，70%80%的事故与,侧,侧滑有关。,在与侧滑有关,的,的事故中，50%与制动有,关,关,。,制动时出现的,危,危险工况：,制动跑偏：制,动,动时汽车自动,向,向左或向右偏,驶,驶；,后轴侧滑：制,动,动时汽车后轴,发,发生侧向滑移,；,；,前轴失去转向,能,能力；汽车沿,切,切向驶出。,制动跑偏,汽车的制动跑,偏,偏受力图,汽车的制动跑,偏,偏原因：主要,是,是汽车左右车,轮,轮、特别是左,右,右转向车轮制,动,动力不等。,制动时后轴侧,滑,滑与前轴转向,能,能力的丧失,汽车侧滑时的,受,受力分析图,a),为前轴侧滑的,受,受力分析图，,离,离心力起到减,小,小或阻止前轴,侧,侧滑的作用，,汽,汽车处于稳定,状,状态，但丧失,转,转向能力。,b),为后轴侧,滑,滑的受力,分,分析图，,离,离心力起,到,到加剧后,轴,轴侧滑的,作,作用，后,轴,轴侧滑又,加,加大离心,力,力，将导,致,致汽车急,剧,剧转动，,汽,汽车处于,非,非稳定状,态,态。,制动过程,中,中，若只,有,有前轮抱,死,死或前轮,先,先抱死拖,滑,滑，则汽,车,车基本沿,直,直线行驶,到,到停车，,汽,汽车处于,稳,稳定状态,，,，,但汽车丧,失,失转向能,力,力,。,制动过程,中,中，若后,轮,轮比前轮,提,提前一定,时,时间先抱,死,死拖滑，,且,且车速超,过,过某一数,值,值时，汽,车,车在轻微,的,的转向力,作,作用下就,会,会发生侧,滑,滑。路面,越,越滑，制,动,动距离与,制,制动时间,越,越长，后,轴,轴侧滑越,剧,剧烈。,最理想的,情,情况就是,防,防止任何,车,车轮抱死,，,，这样汽,车,车既不发,生,生侧滑又,不,不失去转,向,向能力，,汽,汽车处于,驾,驾驶员可,控,控状态。,结论,4.5,前,前后制,动,动力的比,例,例关系,1)地面,对,对前、后,车,车轮的法,向,向反作用,力,力,平直路面,上,上汽车制,动,动时的受,力,力图,忽略了空,气,气阻力,当前、后,车,车轮抱死,时,时，有,，,，或,，,，此时，,前,前后车轮,的,的法向反,作,作用力为,：,：,分别对前,后,后轮接地,点,点取矩，,得,得：,图为,BJ1041,和,BJ212,汽车前后,轮,轮的法向,反,反作用力,随,随减速度,与,与附着系,数,数变化的,情,情况。当,制,制动强度,或,或附着系,数,数改变时,，,，前后轮,的,的法向反,作,作用力的,变,变化是很,大,大的。,2,)理想的,前,前、后制,动,动器制动,力,力分配曲,线,线,能保证汽,车,车前后轮,同,同时抱死,的,的汽车前,后,后轮制动,器,器制动力,的,的关系曲,线,线称为汽,车,车理想前,后,后制动器,制,制动力分,配,配曲线。,此,此时，有,:,消去变量,，,，可,得,得：,据上式描,绘,绘的曲线,称,称为汽车,理,理想前后,制,制动器制,动,动力分配,曲,曲线，,I,曲线。,取不同 值，由第一式绘出一系列 平行线；,取不同 值，由第二式绘出一系列射线；,找到同一 值下两条直线的交点并连线，得到,I,曲线。,3）具有,固,固定比值,的,的前、后,制,制动器制,动,动力与同,步,步附着系,数,数,没有,ABS,的汽车前,后,后轮制动,器,器制动力,之,之比为一,固,固定值，,常,常用,制动器制,动,动力分配,系,系数,表示，定,义,义如下：,所以,由上式表,达,达的前后,制,制动器制,动,动力的分,配,配曲线，,称,称为,线,线；,图为某一,货,货车的,I,曲线与,曲,曲线。,显,显然，只,有,有交点,B,处前后轮,才,才可能同,时,时抱死，,其,其它处前,后,后轮都不,可,可能同时,抱,抱死。因,此,此，,B,点所对应,的,的附着系,数,数为该车,的,的,同步附着,系,系数,。此时，,有,有：,4）前、,后,后制动器,制,制动力具,有,有固定比,值,值的汽车,在,在各种路,面,面上制动,过,过程分析,f,线组：假,定,定后轮不,抱,抱死，当,前,前轮抱死,时,时，对应,不,不同附着,系,系数时，,前,前、后地,面,面制动力,的,的关系曲,线,线。,以不同,值,值代入上,式,式，即可,得,得,f,线组，,f,线与,I,线相交时,，,，后轮也,抱,抱死。,r,线组,：,假定前轮,不,不抱死，,对,对应不同,附,附着系数,时,时，前、,后,后地面制,动,动力的关,系,系曲线。,以不同,值,值代,入,入上式，,即,即可得,r,线组，,r,线与,I,线相交时,，,，前轮也,抱,抱死，所,以,以,I,线下,r,线已无意,义,义。,无,ABS,汽车制动,过,过程分析,利用附着系数与,附,附着效率,当 时,，,，前、后轮同时,抱,抱死，此时，制,动,动减速度为,d,u,/d,t,=zg,。,z,称为制动强度。,。,。,当,时,时，出现车轮,抱,抱死的制动强度,，,，,利用附着系数：,就,就是汽车在,的,的路面,上,上制动时，不发,生,生车轮抱死所要,求,求的最小路面附,着,着系数。,求利用附着系数,设前轮即将抱死,或,或前后轮将要抱,死,死时的减速度为,du/dt=zg,：,由图4-32可,知,知，,前,前轮提前,抱,抱死， 线无,意,意义，汽车的利,用,用附着系数为,。,。,，后轮提前抱死,，,， 线无意,义,义，汽车的利用,附,附着系数为,。,。,利用附着系数计,算,算,制动效率：最大,制,制动强度与利用,附,附着系数的比值,。,。用来描述地面,附,附着条件的利用,程,程度。,某一货车的制动,效,效率曲线。,6）对前、后制,动,动器制动力分配,的,的要求,为了防止后轴抱,死,死侧滑， 线,应,应总是在,I,线的下方，为了,减,减小前轮抱死失,去,去转向能力，提,高,高附着效率，,线,线应尽量接近,I,线。,从利用附着系数,的,的角度，为防止,后,后轮抱死并提高,附,附着效率，,线,线应总是在,线,线的上方并进,可,可能接近该线。,我国法规规定：,制,制动强度应满足,：,：,6 ABS,1,） 结构和工作,原,原理,2,） 性能分析,3,）,ABS,控制过程分析,