汽車行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時(shí)能維持一定車速的能力，稱為車輛的制動(dòng)性。制動(dòng)性是車輛主動(dòng)安全性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。第3章車輛的制動(dòng)性制動(dòng)器制動(dòng)原理汽車制動(dòng)簡(jiǎn)單來講，就是利用摩擦將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，使汽車失去動(dòng)能而停止下來。制動(dòng)原理車輛的制動(dòng)問題與車輛的加速驅(qū)動(dòng)同屬車輛的縱向動(dòng)力學(xué)問題，前面的表達(dá)式和方程式繼續(xù)有效，通常只需加一負(fù)號(hào)即可，制動(dòng)力矩是負(fù)的驅(qū)動(dòng)力矩，減速度是負(fù)的加速度，下坡就是負(fù)的坡度。

車輛的制動(dòng)裝置通過以下幾種方式制動(dòng)：1）慣性制動(dòng)：阻止下坡行駛時(shí)產(chǎn)生不希望的加速。2）減速制動(dòng)：降低車速，必要時(shí)直到停車。3）駐車制動(dòng)防止靜止車輛發(fā)生不希望有的移動(dòng)。制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：

制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)根據(jù)對(duì)汽車制動(dòng)性的定義，如何確定制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)？思考制動(dòng)效能—制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度；制動(dòng)效能恒定性；制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。路面條件載荷條件制動(dòng)初速度1.制動(dòng)效能制動(dòng)效能即制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度。制動(dòng)距離制動(dòng)距離主要與哪些因素有關(guān)？思考制動(dòng)時(shí)汽車按給定路徑行駛的能力。即在制動(dòng)中不發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力的性能。3.制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性2.制動(dòng)效能的恒定性制動(dòng)效能的恒定性即抗熱衰退性能。研究的重點(diǎn)是：如何使汽車在保證方向穩(wěn)定性的前提下，獲得最好的制動(dòng)效能。本節(jié)主要介紹地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力及其與附著力的關(guān)系；介紹滑動(dòng)率的概念；分析制動(dòng)力系數(shù)、側(cè)向力系數(shù)與滑動(dòng)率的關(guān)系。制動(dòng)時(shí)車輪的受力制動(dòng)中的車輛制動(dòng)中的車輛制動(dòng)力矩Tμ

地面附著力由制動(dòng)力矩所引起的、地面作用在車輪上的切向力。地面制動(dòng)力

制動(dòng)器制動(dòng)力Fμ在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的切向力。與附著力無關(guān)Fμ取決于制動(dòng)器的類型、結(jié)構(gòu)尺寸、制動(dòng)器摩擦副的摩擦因數(shù)及車輪半徑，并與踏板力成正比。

FXb、Fμ與

的關(guān)系FXb=FμFμ滑動(dòng)率s的計(jì)算滑動(dòng)率s的計(jì)算純滾動(dòng)時(shí)uδ=0，s=0；純滑動(dòng)時(shí)ωw=0，

=uδ，s

=100%；邊滾邊滑時(shí)0<s<100%。2.制動(dòng)力系數(shù)與滑動(dòng)率s制動(dòng)力系數(shù)：地面制動(dòng)力與作用在車輪上的垂直載荷的比值。峰值附著系數(shù)滑動(dòng)附著系數(shù)s=15%～20%制動(dòng)力系數(shù)隨滑動(dòng)率而變化側(cè)向力系數(shù)：地面作用于車輪的側(cè)向力與車輪垂直載荷之比。側(cè)向力系數(shù)也隨滑動(dòng)率而變化側(cè)向力系數(shù)

1）制動(dòng)力系數(shù)大，地面制動(dòng)力大，制動(dòng)距離短；

2）側(cè)向力系數(shù)大，地面可作用于車輪的側(cè)向力大，方向穩(wěn)定性好；

3）減輕輪胎磨損。ABS（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）將制動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)率控制在15%～20%之間，有如下優(yōu)點(diǎn)：如果汽車直線行駛，在側(cè)向外力作用下，容易發(fā)生側(cè)滑；如果汽車轉(zhuǎn)向行駛，地面提供的側(cè)向力不能滿足轉(zhuǎn)向的需要，將會(huì)失去轉(zhuǎn)向能力。由、與s之間的關(guān)系可知，當(dāng)滑動(dòng)率s=100%時(shí)，，即地面能產(chǎn)生的側(cè)向力FY很小。什么情況下汽車會(huì)受到側(cè)向外力的作用？為什么彎道要有一定的側(cè)傾角？向內(nèi)傾還是向外傾？?jī)A角的大小依什么而定？思考車身受到側(cè)向風(fēng)作用路面?zhèn)葍A汽車轉(zhuǎn)向行駛平地轉(zhuǎn)向時(shí)，離心力Fl由地面?zhèn)认蛄Y平衡。當(dāng)汽車在傾斜彎道轉(zhuǎn)向時(shí)，離心力Fl可由重力的分力平衡。彎道內(nèi)傾，可以減小所需的地面?zhèn)认蛄Γ粌A角依道路轉(zhuǎn)彎半徑和設(shè)計(jì)車速而定?；囁倥c路面結(jié)構(gòu)、水層厚度、水液粘度和密度、輪胎充氣壓力、垂直載荷、花紋形式及輪胎磨損程度有關(guān)。uh—滑水車速；pi—輪胎氣壓。

—?jiǎng)铀畨毫Φ纳Γ沪选芏?；A—輪胎接地面積?；F(xiàn)象八達(dá)嶺高速公路是北京通往大西北的一條重要交通干道。1998年該公路建成開通，至2003年5月底，已經(jīng)發(fā)生一般性交通事故458起，造成236人受傷、94人死亡。特別是在高速路進(jìn)京方向51～56km路段內(nèi)就造成50人受傷、36人死亡。這段5km長的道路和道路右側(cè)葬送了眾多生命的深淵，被駕駛員稱為“死亡谷”。進(jìn)京56.7～53km路段是事故的生成段，53～50km路段是事故的發(fā)生段。雖然這6km路段整體上基本滿足了設(shè)計(jì)要求，但在事故生成段，卻存在嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷。一是第3號(hào)坡段坡度為3.99%，設(shè)計(jì)要求坡長應(yīng)小于700m，實(shí)際坡長卻為1400m，超過設(shè)計(jì)坡長的一倍；二是第四、五、六路段坡度均超過4%，按照設(shè)計(jì)要求，連續(xù)下坡的坡段坡度超過4%時(shí)，坡長不得超過1500m，而實(shí)際坡長為1600m，超過設(shè)計(jì)規(guī)范要求。這意味著這段路長距離連續(xù)下坡，汽車制動(dòng)能力承受不了，最后失靈發(fā)生事故。另外，來自外地的超載車輛日益增多也是事故生成的隱性原因。2004年10月14日，一輛載著20多t汽油的東風(fēng)油罐車行駛到有“死亡谷”之稱的八達(dá)嶺高速進(jìn)京方向51km處，由于制動(dòng)失靈撞向?qū)橹苿?dòng)失靈而設(shè)計(jì)的緊急避險(xiǎn)區(qū)，整個(gè)駕駛室及罐體前部懸在空中，駕駛室內(nèi)5人半空迅速逃生。懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上不協(xié)調(diào)制動(dòng)力的分配本節(jié)將分析地面作用在前、后車輪上的法向反力，分析前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的比例關(guān)系，通過I曲線、β

線、f

線、r

線分析汽車的制動(dòng)過程，介紹汽車的附著利用率、附著效率的計(jì)算方法，利用單輪模型分析ABS的制動(dòng)控制過程。返回目錄制動(dòng)過程的三種可能

1）前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑；穩(wěn)定工況，但喪失轉(zhuǎn)向能力，附著條件沒有充分利用。

2）后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑；后軸可能出現(xiàn)側(cè)滑，不穩(wěn)定工況，附著利用率低。

3）前、后輪同時(shí)抱死拖滑；可以避免后軸側(cè)滑，附著條件利用較好。前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的分配比例，將影響制動(dòng)時(shí)前后輪的抱死順序，從而影響汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。一、地面對(duì)前、后車輪的法向反作用力z—制動(dòng)強(qiáng)度當(dāng)前、后輪都抱死時(shí)“理想”的條件是：前后車輪同時(shí)抱死。I

曲線：在各種附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，要使前、后車輪同時(shí)抱死，前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力應(yīng)滿足的關(guān)系曲線。二、理想的前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線消去變量1.解析法確定I曲線由理想的條件可得1.解析法確定I曲線由理想的條件可得思考：I曲線受哪些因素影響？對(duì)特定的汽車是唯一的嗎？0.40.20.30.3g0.2g0.4g2.作圖法確定I曲線1）按照作圖，得到一組等間隔的45?平行線。這組線稱為“等制動(dòng)減速度線組”。線上任何一點(diǎn)都有以下特點(diǎn)：0.40.20.32）按作射線束0.30.20.4I曲線0.3g0.2g0.4g制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)β：前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比為固定值時(shí)，前輪制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比。三、具有固定比值的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力與同步附著系數(shù)1.β線θβ線：實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線。β線Fμ2Fμ10Fμ1、Fμ2具有固定比值的汽車，使前、后車輪同時(shí)抱死的路面附著系數(shù)稱為同步附著系數(shù)。2.同步附著系數(shù)從圖中看，同步附著系數(shù)是β線和

I

曲線交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的附著系數(shù)。

該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的減速度稱為臨界減速度。后輪沒有抱死、前輪抱死時(shí)，前、后輪地面制動(dòng)力FXb1、FXb2間的關(guān)系曲線。四、前后制動(dòng)器制動(dòng)力具有固定比值的汽車在各種路面上制動(dòng)過程的分析1.f線組一定時(shí)，f線為直線與無關(guān)FXb1=0FXb2=0前輪抱死的條件是FXb1FXb2f線組f線組作圖0.20.30.40.52.r

線組前輪沒有抱死、后輪抱死時(shí)，F(xiàn)Xb1、FXb2間的關(guān)系曲線。一定時(shí)，r線為直線與無關(guān)后輪抱死的條件是FXb1FXb2r線組I曲線r線組作圖f線組0.20.30.40.50.20.30.40.5當(dāng)FXb2<0時(shí)是地面驅(qū)動(dòng)力，無意義。f線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)后輪制動(dòng)管路失效，前輪抱死時(shí)的地面制動(dòng)力。后輪制動(dòng)嚴(yán)重滯后，前輪抱死后，后輪才將開始制動(dòng)。3.f線組和r組線的分析1）f線組思考：為什么隨著FXb2FXb1？當(dāng)

f線與r

線相交以后，前后輪都抱死，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。后輪參與制動(dòng)后

FZ12）r線組前輪制動(dòng)管路失效，后輪抱死時(shí)的地面制動(dòng)力。隨著FXb1FXb2？前輪參與制動(dòng)后

FZ2I曲線以下的

r線組沒有意義r線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)前輪制動(dòng)嚴(yán)重滯后，后輪抱死后，前輪才將開始制動(dòng)。利用β線、I

曲線、f

和

r

線組分析汽車在不同值路面上的制動(dòng)過程。4.制動(dòng)過程分析從圖中看，同步附著系數(shù)是多少？

A點(diǎn)前輪抱死。此時(shí)的制動(dòng)減速度？

點(diǎn)前后輪同時(shí)抱死。

點(diǎn)前后輪同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)器制動(dòng)力。前輪先抱死前輪抱死時(shí)前后輪同時(shí)抱死時(shí)結(jié)論

點(diǎn)前后輪同時(shí)抱死。

點(diǎn)前后輪同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)器制動(dòng)力。

B點(diǎn)后輪抱死。此時(shí)的制動(dòng)減速度？后輪先抱死后輪抱死時(shí)前后輪同時(shí)抱死時(shí)結(jié)論

4）只要，要使兩輪都不抱死所得到的制動(dòng)強(qiáng)度總是小于附著系數(shù)，即。

3）當(dāng)時(shí)，β線與I曲線相交，前、后輪同時(shí)抱死；

2）當(dāng)時(shí),β線位于I曲線上方，后輪先抱死；

1）當(dāng)時(shí)，β線位于I曲線下方，前輪先抱死；3）制動(dòng)過程分析得到的結(jié)論防抱制動(dòng)裝置在制動(dòng)過程中防止車輪被制動(dòng)抱死，提高汽車的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，縮短制動(dòng)距離的安全裝置。1.ABS系統(tǒng)的組成2.ABS的液壓原理mωFZ3.ABS單輪模型為了分析方便，假設(shè)1）車輪抱死過程很快，忽略車速的降低。2）車輪的載荷是一個(gè)常數(shù)，F(xiàn)Z=mg

。3）附著力滑移曲線可以用兩直線段來近似，即

4）制動(dòng)力矩是時(shí)間的線性函數(shù)。設(shè)車輪制動(dòng)器的制動(dòng)效能為Kef，制動(dòng)輪缸的壓力

=p0t，p0—液壓增長斜率。制動(dòng)器的制動(dòng)力矩Fs—輪缸面積；rk—制動(dòng)器摩擦力的等效作用半徑。為了分析方便，假設(shè)

1）當(dāng)4.求解微分方程解方程得忽略過渡過程2）當(dāng)解方程得制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性

制動(dòng)過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)跑偏、側(cè)滑，使車輛失去控制而離開規(guī)定行駛方向。車輛在制動(dòng)過程中維持直線行駛能力，或按預(yù)定彎道行駛的能力，稱為制動(dòng)時(shí)車輛的方向穩(wěn)定性。1.FX1l>FX1r

使前輪偏轉(zhuǎn)、汽車跑偏FX1形成轉(zhuǎn)向力矩FY1FY2地面?zhèn)认蛄π纬傻姆戳谾Y1將使前輪繞主銷偏轉(zhuǎn)，加劇跑偏FX1對(duì)主銷的力矩會(huì)使前輪