1、汽車的制動性汽車的制動性 一、一、附著力與附著系數(shù)附著力與附著系數(shù) 地面制動力最大值地面制動力最大值 等于地面垂直反力與附著系數(shù)的乘積等于地面垂直反力與附著系數(shù)的乘積： 1. 滑移率與附著系數(shù)滑移率與附著系數(shù) （1）附著率：）附著率：輪胎與路面間傳遞的切向力與地面垂直反力的比值輪胎與路面間傳遞的切向力與地面垂直反力的比值。 （2）滑移率）滑移率 地面制動力產(chǎn)生前，車輪作純滾動。地面制動力產(chǎn)生前，車輪作純滾動。 式中：式中： -車輪旋轉(zhuǎn)線速度車輪旋轉(zhuǎn)線速度，rad/s； r -車輪半徑車輪半徑，m。 maxbFZbFFmaxZxFF rV汽車的制動性汽車的制動性 制動開始后，產(chǎn)生制動器制動力矩，

2、使車輪旋轉(zhuǎn)速度相制動開始后，產(chǎn)生制動器制動力矩，使車輪旋轉(zhuǎn)速度相對于車速降低對于車速降低。 隨著制動強度增大，制動器制動力矩達到使車輪抱死隨著制動強度增大，制動器制動力矩達到使車輪抱死。 制動滑移率為：制動滑移率為： 驅(qū)動滑移率為：驅(qū)動滑移率為： rV0rVrVsrVrs汽車的制動性汽車的制動性 （3）附著率與滑移率的關系）附著率與滑移率的關系 試驗證明：附著率是滑移率的函數(shù)試驗證明：附著率是滑移率的函數(shù)。 制動強度不大，滑移率較小時，縱向制動強度不大，滑移率較小時，縱向附著率附著率 幾乎隨滑移率的增大成正比增幾乎隨滑移率的增大成正比增大；而后，隨滑移率增長，縱向附著率緩大；而后，隨滑移率增長

3、，縱向附著率緩慢增長，直至達到峰值附著系數(shù)慢增長，直至達到峰值附著系數(shù) 。然。然后，隨著滑移率繼續(xù)增大，縱向附著率反后，隨著滑移率繼續(xù)增大，縱向附著率反而下降，直至當車輪抱死滑移后，附著率而下降，直至當車輪抱死滑移后，附著率達到滑動附著系數(shù)達到滑動附著系數(shù) 。 滑移率較小時，側(cè)向附著率滑移率較小時，側(cè)向附著率 的值較的值較大；隨滑移率增大，側(cè)向附著率的值減小；大；隨滑移率增大，側(cè)向附著率的值減小；而當車輪抱死滑移后，滑移率為而當車輪抱死滑移后，滑移率為1時，側(cè)時，側(cè)向附著率的值降至接近于零。向附著率的值降至接近于零。 pslb 汽車的制動性汽車的制動性 2. 垂直反力垂直反力 若汽車的總重為若

4、汽車的總重為G，在水平路面上制動，并忽略空氣阻力影，在水平路面上制動，并忽略空氣阻力影響，前后軸的地面垂直反力的值為響，前后軸的地面垂直反力的值為： 制動過程中會發(fā)生載荷的轉(zhuǎn)移，即：前軸的垂直載荷增大，而后軸制動過程中會發(fā)生載荷的轉(zhuǎn)移，即：前軸的垂直載荷增大，而后軸的垂直載荷減小。的垂直載荷減小。 制動時軸荷轉(zhuǎn)移影響前后車輪附著力相對大小，因而影響前后車輪制動時軸荷轉(zhuǎn)移影響前后車輪附著力相對大小，因而影響前后車輪最大地面制動力相對大小。最大地面制動力相對大小。dtdVMLhGLLFdtdVMLhGLLFgzgz1221 汽車的制動性汽車的制動性 3.影響附著系數(shù)的因素影響附著系數(shù)的因素 附著系

5、數(shù)值取決于道路材料、路面狀況和輪胎結(jié)構、輪胎氣壓、胎附著系數(shù)值取決于道路材料、路面狀況和輪胎結(jié)構、輪胎氣壓、胎面花紋、材料以及行駛速度等面花紋、材料以及行駛速度等。 路面峰值附著系數(shù)滑動附著系數(shù)瀝青或混凝土（干）0.80.90.75瀝青（濕）0.50.70.450.6混凝土（濕）0.80.7礫 石0.60.55土路（干）0.680.65土路（濕）0.550.40.5雪（壓實）0.20.15冰0.10.07汽車的制動性汽車的制動性 路面結(jié)構路面結(jié)構:宏現(xiàn)上有一定不平宏現(xiàn)上有一定不平度；微觀結(jié)構度；微觀結(jié)構:粗糙且有棱角。粗糙且有棱角。 增大輪胎與地面接觸面積可提增大輪胎與地面接觸面積可提高附著能

6、力；低氣壓、寬斷面和高附著能力；低氣壓、寬斷面和子午線輪胎附著系數(shù)大。子午線輪胎附著系數(shù)大。 不同花紋的輪胎，附著系數(shù)也不同花紋的輪胎，附著系數(shù)也不同；輪胎磨損后，隨著花紋深不同；輪胎磨損后，隨著花紋深度減小，附著系數(shù)降低。度減小，附著系數(shù)降低。 車速提高后，附著系數(shù)下降。車速提高后，附著系數(shù)下降。汽車的制動性汽車的制動性 2）垂直反力）垂直反力 若汽車的總重為若汽車的總重為G，在水平路面上制動，并忽略空氣阻力影響，前，在水平路面上制動，并忽略空氣阻力影響，前后軸的地面垂直反力的值為后軸的地面垂直反力的值為： 制動過程中會發(fā)生載荷的轉(zhuǎn)移，即：前軸的垂直載荷增大，而后軸制動過程中會發(fā)生載荷的轉(zhuǎn)移

7、，即：前軸的垂直載荷增大，而后軸的垂直載荷減小。的垂直載荷減小。 制動時軸荷轉(zhuǎn)移影響前后車輪附著力相對大小，因而影響前后車輪制動時軸荷轉(zhuǎn)移影響前后車輪附著力相對大小，因而影響前后車輪最大地面制動力相對大小。最大地面制動力相對大小。dtdVMLhGLLFdtdVMLhGLLFgzgz1221汽車的制動性汽車的制動性駕駛員反應時間駕駛員反應時間 制動器起作用時間制動器起作用時間 持續(xù)制動時間持續(xù)制動時間 制動釋放時間制動釋放時間 1t2t3t4t 二、汽車的制動效能二、汽車的制動效能 1汽車的制動過程汽車的制動過程汽車的制動性汽車的制動性 汽車的制動效能指汽車迅速降低車速直至停車的能力。汽車的制動

8、效能指汽車迅速降低車速直至停車的能力。 制動效能可以用制動效能可以用制動距離、制動力和制動減速度制動距離、制動力和制動減速度三個指標評價。三個指標評價。 （1）制動力和制動減速度）制動力和制動減速度 若汽車總質(zhì)量為若汽車總質(zhì)量為M，道路附著系數(shù)為，道路附著系數(shù)為 ，最大制動力，最大制動力 為：為： 制動器技術狀況良好前提下，持續(xù)制動最大減速度取決于附著力，制動器技術狀況良好前提下，持續(xù)制動最大減速度取決于附著力，因此：因此： maxbFgMFb maxmaxmaxjMgMFbgjmax2. 汽車的制動效能汽車的制動效能汽車的制動性汽車的制動性 制動距離指在規(guī)定的初速度制動距離指在規(guī)定的初速度

9、Va0（km/h）時急踩制動時，從腳接）時急踩制動時，從腳接觸制動踏板起至機動車停住時止機動車駛過的距離，包括在制動器觸制動踏板起至機動車停住時止機動車駛過的距離，包括在制動器起作用時間內(nèi)駛過的距離起作用時間內(nèi)駛過的距離 S2 和在汽車以最大減速度持續(xù)制動時間和在汽車以最大減速度持續(xù)制動時間內(nèi)內(nèi)所駛過的距離所駛過的距離 S3 。若制動器技術狀況良好，汽車的制動距離可用若制動器技術狀況良好，汽車的制動距離可用下下式計算：式計算：gVVttSaa92.2526 . 3120022汽車的制動性汽車的制動性 3影響汽車制動效能的因素影響汽車制動效能的因素 主要因素：主要因素：制動器起作用時間、最大制動

10、減速度及制動制動器起作用時間、最大制動減速度及制動起始車速。起始車速。 持續(xù)制動期間，汽車最大減速度取決于附著力。因此，持續(xù)制動期間，汽車最大減速度取決于附著力。因此，道路附著系數(shù)的大小，對汽車的制動距離有重要影響。道路附著系數(shù)的大小，對汽車的制動距離有重要影響。 制動起始車速越低，制動距離越短。制動起始車速越低，制動距離越短。 在制動器起作用時間內(nèi)的速度很快，因而對制動距離影在制動器起作用時間內(nèi)的速度很快，因而對制動距離影響很大。響很大。 制動器起作用時間與制動系的結(jié)構形式有密切的關系制動器起作用時間與制動系的結(jié)構形式有密切的關系。 汽車的制動性汽車的制動性 三、制動效能的恒定性三、制動效能

11、的恒定性 制動效能的恒定性：制動效能的恒定性：制動器抗熱衰退現(xiàn)象和水衰退現(xiàn)象制動器抗熱衰退現(xiàn)象和水衰退現(xiàn)象的能力。的能力。 1. 制動器的抗熱衰退性能制動器的抗熱衰退性能 反映了汽車高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保反映了汽車高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度持的程度。 汽車長時間進行強度較大的制動時，制動器的溫度升汽車長時間進行強度較大的制動時，制動器的溫度升高后，制動摩擦片性能下降，制動器摩擦副的摩擦系數(shù)減高后，制動摩擦片性能下降，制動器摩擦副的摩擦系數(shù)減小，所產(chǎn)生的摩擦力矩和制動力減小，制動效能降低小，所產(chǎn)生的摩擦力矩和制動力減小，制動效能降低。這。這種現(xiàn)象稱之為制動器的熱衰

12、退。種現(xiàn)象稱之為制動器的熱衰退。汽車的制動性汽車的制動性 四、制動效能的恒定性四、制動效能的恒定性 制動效能的恒定性：制動器抗熱衰退現(xiàn)象和水衰退現(xiàn)象的能力。制動效能的恒定性：制動器抗熱衰退現(xiàn)象和水衰退現(xiàn)象的能力。 1. 制動器的抗熱衰退性能制動器的抗熱衰退性能 汽車的制動性汽車的制動性 2影響制動器的抗熱衰退性能的因素影響制動器的抗熱衰退性能的因素 抗熱衰退性能與制動器摩擦副材料及制動器結(jié)抗熱衰退性能與制動器摩擦副材料及制動器結(jié)構形式有關。構形式有關。 制動器單位制動輪缸推力所產(chǎn)生的制動器摩擦制動器單位制動輪缸推力所產(chǎn)生的制動器摩擦力定義為制動效能因數(shù)。力定義為制動效能因數(shù)。 可用制動效能因數(shù)

13、與摩擦系數(shù)的關系曲線說明可用制動效能因數(shù)與摩擦系數(shù)的關系曲線說明各種類型制動器的效能及其穩(wěn)定程度。各種類型制動器的效能及其穩(wěn)定程度。 汽車的制動性汽車的制動性 2制動器的抗水衰退性能制動器的抗水衰退性能 制動器的抗水衰退性能反映了汽車涉水后制動效能保持制動器的抗水衰退性能反映了汽車涉水后制動效能保持的程度和恢復的快慢。的程度和恢復的快慢。 制動器涉水引起制動效能下降的現(xiàn)象稱為制動器的水衰制動器涉水引起制動效能下降的現(xiàn)象稱為制動器的水衰退現(xiàn)象。其原因是水的潤滑作用使制動摩擦片與制動轂間摩退現(xiàn)象。其原因是水的潤滑作用使制動摩擦片與制動轂間摩擦系數(shù)下降。擦系數(shù)下降。 制動器浸水后，經(jīng)過若干次制動，在

14、摩擦熱作用下使水制動器浸水后，經(jīng)過若干次制動，在摩擦熱作用下使水分蒸發(fā)，摩擦片逐漸干燥，逐漸恢復到浸水前的制動能，稱分蒸發(fā)，摩擦片逐漸干燥，逐漸恢復到浸水前的制動能，稱為水恢復現(xiàn)象。為水恢復現(xiàn)象。 盤式制動器的水衰退影響比鼓式制動器的要小，制動效盤式制動器的水衰退影響比鼓式制動器的要小，制動效能下降小，恢復也較快。能下降小，恢復也較快。汽車的制動性汽車的制動性 2制動器的抗水衰退性能制動器的抗水衰退性能 1-鼓式制動器；鼓式制動器；2-盤式制動器盤式制動器汽車的制動性汽車的制動性 五、制動時汽車的方向穩(wěn)定性五、制動時汽車的方向穩(wěn)定性 汽車在制動過程中維持直線行駛或按預定彎道行駛的能力。汽車在制

15、動過程中維持直線行駛或按預定彎道行駛的能力。 失去方向穩(wěn)定性的原因是：跑偏、側(cè)滑和轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力。失去方向穩(wěn)定性的原因是：跑偏、側(cè)滑和轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力。 1汽車的制動跑偏汽車的制動跑偏 制動時汽車自動向左或向右偏駛稱為制動時汽車自動向左或向右偏駛稱為“制動跑偏制動跑偏” （1）左右車輪制動力不相等）左右車輪制動力不相等 轉(zhuǎn)向軸左、右車輪（轉(zhuǎn)向輪）轉(zhuǎn)向軸左、右車輪（轉(zhuǎn)向輪）制動器的制動力不相等是引起制制動器的制動力不相等是引起制動跑偏的重要原因。動跑偏的重要原因。 汽車的制動性汽車的制動性 （2）制動時懸架導向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿運動干涉）制動時懸架導向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿運動干涉 懸架導向桿系與

16、轉(zhuǎn)向系拉桿在運動學上不協(xié)調(diào)，因運動干懸架導向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運動學上不協(xié)調(diào)，因運動干涉而引起跑偏，是設計造成的，其特點是跑偏的方向不變。涉而引起跑偏，是設計造成的，其特點是跑偏的方向不變。汽車的制動性汽車的制動性 2汽車的制動側(cè)滑汽車的制動側(cè)滑 制動中，某一軸或兩軸發(fā)生橫向制動中，某一軸或兩軸發(fā)生橫向移動的現(xiàn)象稱為制動側(cè)滑。移動的現(xiàn)象稱為制動側(cè)滑。 側(cè)滑與制動時車輪抱死及抱死順側(cè)滑與制動時車輪抱死及抱死順序密切相關。序密切相關。 若前后軸均不抱死，不會發(fā)生制若前后軸均不抱死，不會發(fā)生制動側(cè)滑。動側(cè)滑。 若后軸車輪比前軸車輪先抱死拖若后軸車輪比前軸車輪先抱死拖滑，就可能發(fā)生后軸側(cè)滑?；涂赡?/p>

17、發(fā)生后軸側(cè)滑。 若前、后軸車輪同時抱死；或前若前、后軸車輪同時抱死；或前軸車輪先抱死，后軸車輪再抱死或軸車輪先抱死，后軸車輪再抱死或不抱死，則能防止后軸側(cè)滑。不抱死，則能防止后軸側(cè)滑。 汽車的制動性汽車的制動性 3轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力 轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力，是指彎道制動時汽車不再按原來轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力，是指彎道制動時汽車不再按原來的彎道行駛而沿彎道切線方向駛出；直線行駛制動時，雖的彎道行駛而沿彎道切線方向駛出；直線行駛制動時，雖然轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤但汽車仍按直線方向行駛的現(xiàn)象。然轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤但汽車仍按直線方向行駛的現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力是轉(zhuǎn)向輪抱死拖滑或轉(zhuǎn)向輪先抱死轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力

18、是轉(zhuǎn)向輪抱死拖滑或轉(zhuǎn)向輪先抱死的直接結(jié)果。的直接結(jié)果。 轉(zhuǎn)向輪抱死拖滑或轉(zhuǎn)向輪先抱死拖滑時，因為側(cè)向附著轉(zhuǎn)向輪抱死拖滑或轉(zhuǎn)向輪先抱死拖滑時，因為側(cè)向附著系數(shù)降低，不能產(chǎn)生足夠的地面?zhèn)认蚍醋饔昧?，汽車無法系數(shù)降低，不能產(chǎn)生足夠的地面?zhèn)认蚍醋饔昧?，汽車無法按原彎道行駛而沿切線方向駛出，即失去了轉(zhuǎn)向能力。按原彎道行駛而沿切線方向駛出，即失去了轉(zhuǎn)向能力。汽車的制動性汽車的制動性 從保證方向穩(wěn)定性的角度出發(fā)，首先不能出現(xiàn)只有后從保證方向穩(wěn)定性的角度出發(fā)，首先不能出現(xiàn)只有后軸車輪抱死或后軸車輪比前軸車輪先抱死的情況，以防軸車輪抱死或后軸車輪比前軸車輪先抱死的情況，以防止危險的后軸側(cè)滑；止危險的后軸側(cè)滑；

19、其次，盡量少出現(xiàn)只有前軸車輪抱死或前、后車輪都其次，盡量少出現(xiàn)只有前軸車輪抱死或前、后車輪都抱死的情況，以維持汽車的轉(zhuǎn)向能力。抱死的情況，以維持汽車的轉(zhuǎn)向能力。 最理想的情況就是防止任何車輪抱死，前、后車輪都最理想的情況就是防止任何車輪抱死，前、后車輪都處于滾動狀態(tài)，這樣就可以確保制動時的方向穩(wěn)定性。處于滾動狀態(tài)，這樣就可以確保制動時的方向穩(wěn)定性。 汽車的制動性汽車的制動性 六、前后軸制動力的分配六、前后軸制動力的分配 1前后軸制動力的理想分配前后軸制動力的理想分配 令令 ，稱為制動強度。，稱為制動強度。 水平路面上制動，忽略空氣阻力影響，前后軸的地面垂直反力為水平路面上制動，忽略空氣阻力影響

20、，前后軸的地面垂直反力為： 若附著系數(shù)為若附著系數(shù)為 ，前、后車輪都達到抱死，地面制動力等于附著，前、后車輪都達到抱死，地面制動力等于附著力：力： ，制動強度為：，制動強度為： 。 作用于前后車輪的地面法向反作用力為作用于前后車輪的地面法向反作用力為： dtdVgZ1)(21ZhLLGFgz)(12ZhLLGFgzGFbZ)(21gzhLLGF)(12gzhLLGF汽車的制動性汽車的制動性 要保證制動過程的穩(wěn)定性，前輪的附著率要保證制動過程的穩(wěn)定性，前輪的附著率 必須始終大于后輪的必須始終大于后輪的附著率附著率 ，使前輪先于后輪抱死拖滑。即應滿足：，使前輪先于后輪抱死拖滑。即應滿足： 車輪抱死

21、拖滑前，制動器制動力等于地面制動力車輪抱死拖滑前，制動器制動力等于地面制動力，即：，即： 因此，制動穩(wěn)定性條件可寫為因此，制動穩(wěn)定性條件可寫為： 制動穩(wěn)定性的極限條件為：制動穩(wěn)定性的極限條件為： 122211zbzbFFFF2121zzbbFFFF11bFF 22bFF2121zzFFFFZhLZhLFFFFggzz122121汽車的制動性汽車的制動性 顯然有：顯然有： 因此：因此： 當汽車前后輪同時抱死拖滑時，有：當汽車前后輪同時抱死拖滑時，有： 消去變量消去變量Z，可得：，可得： 上式為滿足制動穩(wěn)定性極限條件的前后制動器制動力的關系式。上式為滿足制動穩(wěn)定性極限條件的前后制動器制動力的關系式。該關系式?jīng)Q定了一條曲線，常稱為理想的前、后輪制動器制動力分該關系式?jīng)Q定了一條曲線，常稱為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線，簡稱配曲線，簡稱 I 曲線。曲線。GZFF21ZGFGF21Z1212222421FhLGFGLhLhGFggg汽車的制動性汽車的制動性 用作圖法可直接得到用作圖法可直接得到I曲線。曲線。 該曲線上任意點所決定的該曲線上任意點所決定的 值和值和 值，值，即為在相應附著系即為在相應附著系數(shù)的道路上前后車輪同時抱死拖數(shù)的道路上前后車輪同時抱死拖滑時，其前后輪制動器所應具有滑時，其前后輪制動器所應具有的制動器制動力。的制動器制動力。 前后軸制動器制動力的分配應滿前后軸制動器