.-.--.word.zl-.word.zl基于路面附著系數(shù)的汽車制動(dòng)效能分析s在15％～20％路、積雪等典型路面，以馬自達(dá)1600汽車為研究對(duì)象，運(yùn)用MATLAB語(yǔ)言對(duì)其的較1600汽車空載與滿載時(shí)制動(dòng)距離與制動(dòng)初速度之間的關(guān)系進(jìn)展仿真，得到具有實(shí)際參考價(jià)值的仿真曲線?！緇數(shù)的限制。所以，路面附著系數(shù)決定了制動(dòng)減速度的大小和制動(dòng)距離的長(zhǎng)短。121左曙光【16l系數(shù)隨車輪速度升高而減小的趨勢(shì)就越大。17p用Matlab／Simulink路面觀測(cè)器于路面附著系教的汽車制動(dòng)舅d眨分析能夠?qū)崟r(shí)地辨識(shí)出道路路面的制動(dòng)效能和制動(dòng)平安性。甘智?！?81等人在分析附著系數(shù)與滑動(dòng)率關(guān)系的根底上，給出了制動(dòng)時(shí)的車輛的方法測(cè)試輪胎與路面系統(tǒng)之間的附著系數(shù)與附著力。1明在總結(jié)了國(guó)外輪胎與路面附著系數(shù)的研究狀況的根底上，運(yùn)用BPGUIBP神經(jīng)網(wǎng)工業(yè)大學(xué)的林輝[20l此外，王超【211、修松[221和萬(wàn)家慶瞄1等人也通過(guò)估算方法對(duì)路面附著系數(shù)進(jìn)展了研究。1主要研究容動(dòng)率的分析，得出影響汽車制動(dòng)距離的因素。運(yùn)用MATLAB關(guān)系曲線，以及不同路面附著系數(shù)下制動(dòng)距離與制動(dòng)初速度之問(wèn)的關(guān)系曲線。主要工作底。系進(jìn)展仿真，得到特定路面附著系數(shù)下汽車制動(dòng)距離隨著制動(dòng)初速度的變化過(guò)程。附著系數(shù)與汽車制動(dòng)效能的關(guān)系車制動(dòng)效能關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。2．1汽車的制動(dòng)全過(guò)程. -圖1汽車的制動(dòng)過(guò)程圖如圖1tt動(dòng)踏板所需要的時(shí)間，在圖中是從a至b所用的時(shí)間t，其中包括反映時(shí)間1和1換踏時(shí)間t

1。它取決于駕駛員的反映靈敏程度和技術(shù)熟練水平以及體力與疲勞通常為0.1～lsbe最大值為止。由于制動(dòng)傳動(dòng)的遲滯作用，要經(jīng)過(guò)一段時(shí)問(wèn)路面制動(dòng)力才起作用，使汽車開(kāi)場(chǎng)產(chǎn)生減速度，在圖中b點(diǎn)至c點(diǎn)為制動(dòng)傳動(dòng)遲滯時(shí)間

t2。c點(diǎn)至e點(diǎn)為制動(dòng)器t摩擦力增長(zhǎng)時(shí)間t

。制動(dòng)器起作用的時(shí)間為b、c點(diǎn)與c、e點(diǎn)之和t，一般液壓2 2傳動(dòng)為0.2~o.25s。- .word.zl. -e點(diǎn)至ftt+t那么稱為3 2 3fg點(diǎn)的t時(shí)間。在液壓傳動(dòng)中約0．2s，汽車被制動(dòng)住。41 t v2S t 2 v 03.62 20 25.92a傳統(tǒng)的計(jì)算汽車制動(dòng)距離的公式為：

，其中v為初0速度，a為減速度。從傳統(tǒng)的計(jì)算制動(dòng)距離的公式可以看出：汽車開(kāi)場(chǎng)的制動(dòng)車速、最大的制動(dòng)減速度和汽車的制動(dòng)器起作用的時(shí)間決定了汽車制動(dòng)距離的大小。附著力越大、起始制動(dòng)車速越低，制動(dòng)距離越短，這是顯而易見(jiàn)的。不同的制動(dòng)情況。所以，建立一種完整的汽車制動(dòng)距離公式是很有必要的。地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與附著力間的關(guān)系制動(dòng)力F。汽車的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離的大小也都是由地面制動(dòng)力決定的，b所以地面制動(dòng)力對(duì)汽車制動(dòng)性能具有決定性作用.地面制動(dòng)力、附著力與制動(dòng)器制動(dòng)力之間的關(guān)系當(dāng)汽車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器的制動(dòng)片就產(chǎn)生一個(gè)摩擦力矩 T，制動(dòng)器將該力矩μ動(dòng)力F。因此，地面制動(dòng)力F取決于制動(dòng)器制動(dòng)力F和附著力F。b b μ ψ制動(dòng)裝置的構(gòu)造尺寸、制動(dòng)器的形式、制動(dòng)器的摩擦副因素和車輪半徑等一- .word.zl. -些參數(shù)決定了制動(dòng)力的大小，此外，制動(dòng)器制動(dòng)力還與制動(dòng)踏板力成正比。如圖2所示，當(dāng)駕駛員的踏板力或者是制動(dòng)系壓力小于某一個(gè)極限值的時(shí)候，汽車制動(dòng)器產(chǎn)生的摩擦力矩也比擬小，因此，地面制動(dòng)力F能夠抑制T而b μ使得車輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)的地面制動(dòng)力F和汽車制動(dòng)器制動(dòng)力F的大小相等，b μ圖2制動(dòng)器制動(dòng)力F、地面制動(dòng)力F與踏板力F的關(guān)系μ b p但地面制動(dòng)力F的值不能超過(guò)附著力F即b ψ或最面制動(dòng)力F 為：bmax

F Fb

FzFbmax

F F z式中各參數(shù)意義如表1所示。

表1參數(shù)表T 制動(dòng)力矩 Fμ bR 輪胎半徑 Fμ

地面制動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力- .word.zl.-.--.word.zl-.word.zlψψ路面附著系數(shù)踏板力FψFpFz附著力地面對(duì)車輪的法向反力如圖，在某一極限值，地面制動(dòng)力F不再隨著制動(dòng)管路壓力繼續(xù)增加，而b到達(dá)最大值附著力F。制動(dòng)器制動(dòng)力F卻隨著制動(dòng)系壓力(摩擦力矩T)繼續(xù)增大。ψ μ μ因此，地面制動(dòng)力F受到了路面附著條件的限制，它的大小那么決定于制b動(dòng)器制動(dòng)力Fμ有改善車輪與路面間的附著條件，提高附著系數(shù)了。制動(dòng)時(shí)汽車受力分析制動(dòng)時(shí)汽車受力分析通過(guò)上面的公式可以看出：在路面附著系數(shù)為ψ的路面上汽車進(jìn)展制動(dòng)時(shí)，路面的附著力并不是一個(gè)定值。它是汽車的制動(dòng)強(qiáng)度Z或是地面制動(dòng)力Fb著力同時(shí)被充分利用的條件為：‰+‘：=E。+Ez=陽(yáng)1．壘：盈：塵墮數(shù)等因素的分析。在制動(dòng)力足夠的情況下，汽車的制動(dòng)過(guò)程可以分為三種情況：1．前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑；2．后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑；3．前、后輪同時(shí)抱死拖滑。著力同時(shí)被充分利用的條件為：‰+‘：=E。+Ez=陽(yáng)1．壘：盈：塵墮}(2-7)匕：EJ式中各參數(shù)的意義見(jiàn)表2．2。2．2．3制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)(2-7)匕：EJ式中各參數(shù)的意義見(jiàn)表2．2。2．2．3制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)％(肼)201010102030％㈣圖2-4某一汽車J線與∥線Fig．2-4ThelineIandtheline102030％㈣圖2-4某一汽車J線與∥線Fig．2-4ThelineIandtheline9ofthecar如152-4所示，在路面附著系數(shù)為緲的路面上汽車制動(dòng)時(shí)，能夠使前、后汽車車輪同簡(jiǎn)稱為J線【29配系數(shù)∥來(lái)說(shuō)明巴。與巴對(duì)汽車制動(dòng)力分配比，即：10基于路面附著系數(shù)的汽車制動(dòng)舅0電分析∥：孕：≠}(2-8)’C‘-+‘：的構(gòu)造ofthecar如152-4所示，在路面附著系數(shù)為緲的路面上汽車制動(dòng)時(shí)，能夠使前、后汽車車輪同簡(jiǎn)稱為J線【29配系數(shù)∥來(lái)說(shuō)明巴。與巴對(duì)汽車制動(dòng)力分配比，即：10基于路面附著系數(shù)的汽車制動(dòng)舅0電分析∥：孕：≠}(2-8)’C‘-+‘：的構(gòu)造要參數(shù)，用‰=警．‰=警．㈤同步附著系數(shù)是影響汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，通過(guò)對(duì)有固定比值的前、后制著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)才能使前、后車輪同時(shí)抱死，此時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度z=‰。當(dāng)路面附著系數(shù)小于9㈤同步附著系數(shù)是影響汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，通過(guò)對(duì)有固定比值的前、后制著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)才能使前、后車輪同時(shí)抱死，此時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度z=‰。當(dāng)路面附著系數(shù)小于9時(shí)，在制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死拖滑。制動(dòng)過(guò)程分析1樣的，此時(shí)可以認(rèn)為車輪為單純的滾動(dòng)狀態(tài)，即：VR開(kāi)場(chǎng)逐漸地模定的滑動(dòng)，也就是邊滾邊滑的狀態(tài)，即：V＞R汽車制動(dòng)強(qiáng)度會(huì)不斷的增加，進(jìn)而滑動(dòng)的比例會(huì)逐漸增強(qiáng)。那么：0斷增強(qiáng)引起的S來(lái)說(shuō)明：SVR100%V輪抱死。以下選取路面附著系數(shù)為影響參數(shù)，對(duì)制動(dòng)距離進(jìn)展分析。制動(dòng)時(shí)車輪純滾動(dòng)過(guò)程即圖2中的tt取值不同，一般情況下需要0.1~1s。在這段時(shí)l 1間，汽車仍以原來(lái)的初速度行駛，在這段過(guò)程中汽車的制動(dòng)距離為S，建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程：SVt1 01制動(dòng)時(shí)車輪邊滾邊滑的過(guò)程不值。在這一過(guò)程中，對(duì)于不同的路面條件，汽車可能出現(xiàn)三種狀況：000當(dāng)<當(dāng)>當(dāng)=000

時(shí)，前輪提前抱死，后輪邊滾邊滑；時(shí)，后輪提前抱死，前輪邊滾邊滑；時(shí)，前、后輪均邊滾邊滑。制動(dòng)器作用的時(shí)間為前面圖2—1中的t2，它主要取決于駕駛員踩踏板的速度。另外由前面的分析，可以看出制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造影響著制動(dòng)器作用時(shí)問(wèn)。t2通常在0.2s~1s之間。前輪提前抱死，后輪邊滾邊滑(<0)如圖5所示為制動(dòng)時(shí)前輪抱死，后輪邊滾邊滑時(shí)，前、后輪地面制動(dòng)力增長(zhǎng). -曲線。OA線表示前輪地面制動(dòng)力Fb1

的增長(zhǎng)情況，在A點(diǎn)也就是

t時(shí)刻汽車的t前輪被抱死，而后輪邊滾邊滑。OC線代表后輪制動(dòng)力F 的增長(zhǎng)情況，由圖5b2可以看出OC線在C點(diǎn)后輪也被抱死，由圖5可得：FF tb2 t2圖5當(dāng)<0時(shí)，前、后輪地面制動(dòng)力當(dāng)制動(dòng)力分配為固定值時(shí)，有下面關(guān)系式：F 1Fb1 b2通過(guò)式可以求得：通過(guò)式(2—1)、(2-2)和(2-8)可以求得，在f2時(shí)間，前、后輪制動(dòng)力為：2．3．2．2后輪提前抱死，前輪邊滾邊滑(伊>鯤)如圖2-6所示為制動(dòng)時(shí)后輪抱死，前輪邊滾邊滑時(shí)，前、后輪地面制動(dòng)力增長(zhǎng)曲線。- .word.zl.-.--.word.zl-.word.zloAA被抱死，前輪邊滾邊滑。OC線代表后輪制動(dòng)力E。的增長(zhǎng)情況，由圖2。6可以看出OC線在C點(diǎn)前輪也圖2-6當(dāng)伊>‰時(shí)，前、后輪地面制動(dòng)力本章小結(jié)指出了傳統(tǒng)的計(jì)算汽車制動(dòng)距離的公式存在的缺乏之處。然后針對(duì)制動(dòng)器制動(dòng)于路面附著系數(shù)的汽車制動(dòng)距離數(shù)學(xué)模型。影響汽車附著性能的因素隨著胎面花紋深度的減小，它的附著系數(shù)將顯著下降。保持滑動(dòng)率s在15％～20％3．1路面狀況對(duì)附著性能的影響根據(jù)文獻(xiàn)([3l】)的研究說(shuō)明附著系數(shù)會(huì)隨路面性質(zhì)不同呈大幅度變化。由于存在著不同程度的不平整性和破壞現(xiàn)象。和松散老化等等。路面在使用期經(jīng)受車輪荷載的反復(fù)作用，長(zhǎng)期處于應(yīng)力應(yīng)變交迭變化狀態(tài)，車輪行駛印跡處比旁邊明顯凹陷或是瀝青面層壓縮變形而形成車轍。當(dāng)車轍到達(dá)～定的深度時(shí)，在轍槽積水，路面變得潮濕，路面附著性能降低。水性為主來(lái)抑制。間形成較大的排水空間。讓路面與輪胎直接接觸，提高路面附著系數(shù)。輪胎特性對(duì)附著性能的影響的要求也很高，主要有以下幾點(diǎn)：要有足夠強(qiáng)度和壽命、氣密性好，保持行駛平安；. -胎而花紋要增強(qiáng)與地面的附著性，保證必要的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)效能；輪胎變形時(shí)，材料中摩擦損失或遲滯損失要小，以保證滾動(dòng)阻力小；輪胎側(cè)偏特性好，保證轉(zhuǎn)向靈敏和良好的方向穩(wěn)定性。輪胎對(duì)附著性能的影響主要表現(xiàn)在輪胎的構(gòu)造型式和胎面花紋上。輪胎構(gòu)造型式的影響如圖，按照輪胎的構(gòu)造分類方式劃分為子午線輪胎和斜交線輪胎。圖子午線輪胎和斜交輪胎的構(gòu)造- .word.zl. -6‰8％?；瑒?dòng)率對(duì)附著性能的影響滑動(dòng)率的計(jì)算公式：SVR100%V滑動(dòng)率S與路面附著系數(shù)之間的關(guān)系如下列圖：其中：p峰值附著系數(shù)s滑動(dòng)附著系數(shù)- .word.zl. -圖3路面附著系數(shù)與滑動(dòng)率關(guān)系曲線p 由圖3可以看出制動(dòng)力系數(shù)在OA段近似為直線隨滑動(dòng)率S的增大而迅速增大；過(guò)了A點(diǎn)以后上升緩慢，到了B點(diǎn)到達(dá)最大值，峰值附著系數(shù) 。一般在S=15％-20％時(shí)出現(xiàn)?；瑒?dòng)率S再增加，制動(dòng)力系數(shù)有所下降直到滑動(dòng)率制動(dòng)力系數(shù)到達(dá)滑動(dòng)附著系數(shù)s在枯燥路面上與sp 而在濕路面上，p與s差異較大。由于滑動(dòng)率S=100％，滑動(dòng)附著系數(shù)較小，地面制動(dòng)力不是最大，因而制動(dòng)距離不是最短。而此時(shí)的側(cè)向力系數(shù)為0，車輛能承受的側(cè)向力為0，車輪很容易側(cè)滑，不能保證制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。理想的制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能防止車輪被抱死，自動(dòng)保持滑動(dòng)率在S=15％～20％圍，能夠利用峰值附著系數(shù)獲得最大的地面制動(dòng)