主編：

制作：

汽車理論

AutomobileTheory主編：

制作：

第五章

汽車的制動性主編：

制作：

本章節(jié)課內(nèi)容提要5.1

汽車制動性的評價指標5.2車輪制動時的受力5.3汽車制動效能及其恒定性5.4制動時汽車行駛方向穩(wěn)定性5.5前后制動器制動力分配比例主編：

制作：

定義：汽車的制動性是指強制汽車在短距離內(nèi)減速、停車、控制下坡速度且維持行駛方向的穩(wěn)定性和保證汽車較長時間停放在斜坡上的能力。

汽車制動性是汽車的重要使用性能之一。它屬于汽車主動安全的范疇。行車制動俗稱腳制動或腳剎車。駐車制動俗稱手剎車或手制動。主編：

制作：

第一節(jié)

制動性的評價指標

三個評價指標

制動效能（含制動距離和制動減速度）；

制動效能的恒定性（抗衰退性能）；

制動時汽車方向穩(wěn)定性（包括抗跑偏、抗側(cè)滑和保持轉(zhuǎn)向能力的性能）。制動效能指汽車在良好路面上以一定初速度制動到停車所駛過的距離、制動時汽車的減速度或制動力的大小主編：

制作：

2制動效能的恒定性

抗熱衰退性能：汽車在高速行駛或下長坡道時制動性能的保持程度。

抗水衰退性能：是指汽車涉水后對制動性能的保持能力

汽車制動時的方向穩(wěn)定性指制動時汽車按給定路徑行駛的能力。

制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，則汽車將偏離給定的行駛路徑。這時，汽車的制動方向穩(wěn)定性能不佳。主編：

制作：

轎車制動規(guī)范主編：

制作：

第二節(jié)

制動時車輪的受力

本節(jié)將取一個車輪為隔離體，分析該車輪在制動時的受力狀況，以說明影響汽車地面制動力的因素，進而尋找提高地面制動力的方法。主編：

制作：

二地面制動力一制動器制動力主編：

制作：

制動時車輪受力條件主編：

制作：

地面制動力、制動器制動力與附著力的關(guān)系主編：

制作：

汽車制動時，輪胎留在地面上的印痕從車輪滾動到滑動是一個漸變的過程。第一階段：單純滾動，印痕的形狀基本與輪胎胎面花紋相一致。第二階段：邊滾邊滑－可辨別輪胎花紋的印痕，但花紋逐漸模糊，輪胎胎面相對地面發(fā)生一定的相對滑動，隨著滑動成分的增加，花紋越來越模糊。第三階段：拖滑－車輪抱死拖滑，粗黑印痕，看不出花紋。

制動過程中車輪的運動狀態(tài)與附著系數(shù)的關(guān)系主編：

制作：

不同滑動率輪胎印跡變化規(guī)律主編：

制作：

主編：

制作：

主編：

制作：

滑動率s:車輪運動中從滾動至滑動過程滑動成分所占的比例主編：

制作：

各種路面平均附著系數(shù)路面φpφS柏油或砼（干）0.8~0.90.75柏油（濕）0.5~0.70.45~0.60砼（濕）0.80.7礫石0.60.55土路（干）0.680.65土路（濕）0.550.4~0.5雪（壓實）0.20.15冰0.10.07主編：

制作：

主編：

制作：

第三節(jié)

汽車的制動效能及其恒定性

制動效能：指汽車迅速降低車速直至停車的能力。汽車制動效能的恒定性是指制動效能保持的程度，通常稱為抗熱衰退性，用抗熱衰退度η表示，即aL——冷態(tài)汽車制動減速度；aR——冷態(tài)汽車制動減速度。主編：

制作：

一制動減速度與地面制動力

在不同路面上，地面制動力為

FXb=ΦbG

故汽車能達到的制動減速度amax（m/s2）

amax=

bg

若允許前、后輪同時抱死，則

amax=

sg主編：

制作：

在評價汽車制動性能時，我國行業(yè)標準采用平均減速度的概念，即t1：為制動壓力達到75%Pmax的時刻；t2：為到停車時總時間2/3的時刻。若裝有理想的自動防抱裝置的汽車，則：amax=

pg若允許前、后輪同時抱死，則

amax=

sg主編：

制作：

二.制動距離發(fā)現(xiàn)情況丟油門，換制動踏板開始動作制動增長持續(xù)制動解除制動1.駕駛員反應(yīng)時間

1(0.3~1.0s)（反應(yīng)、爆發(fā)力）因年齡、性別、情緒而不同。主編：

制作：

制動初速度（km/h）3672108180安全跟車距離（m）7.51522.537.52.制動器的作用時間

2(0.2~0.9s)3.持續(xù)制動時間

34.解除制動時間

4(0.2~1.0s)取決于：踩踏板的速度制動系結(jié)構(gòu)形式主編：

制作：

從制動的全過程來看，包括：駕駛員看到信號作出反應(yīng)、制動器起作用、持續(xù)制動和放松制動器四個階段。

制動距離是開始踩著制動踏板到完全停車的距離。主編：

制作：

主編：

制作：

影響制動距離的主要因數(shù)：

制動器作用時間

2、制動強度、初始車速汽車總的制動距離為：略去最后一項小量，車速單位為km/h主編：

制作：

熱衰退現(xiàn)象：制動器溫度上升后，制動器摩擦力矩顯著下降的現(xiàn)象。

抗熱衰退性能：用一系列連續(xù)制動后，制動效能的保持程度來衡量。三.制動效能的恒定性抗熱衰退性能與制動器摩擦副材料及制動器結(jié)構(gòu)有關(guān)1．摩擦副的材料及摩擦系數(shù)主編：

制作：

（1）從材料方面改善的途徑：采用耐熱的粘合劑，如環(huán)氧樹脂等改性的酚醛樹脂。有時還用無機粘合劑；減少有機成分的含量，增加金屬添加劑的成分；使摩擦片具有一定的氣孔；多數(shù)樹脂模制摩擦片，經(jīng)初期衰退后便不再衰退，因此可在使用前先進行表面處理，使其產(chǎn)生表面熱穩(wěn)定層來緩和衰退。主編：

制作：

2．制動器的結(jié)構(gòu)型式

制動器的抗熱衰退性能不僅受摩擦材料摩擦系數(shù)下降的影響，而且同制動器的結(jié)構(gòu)形式有密切關(guān)系

制動器效能因數(shù)是指單位制動泵推力所產(chǎn)生的制動器摩擦力F

主編：

制作：

型式制動效能穩(wěn)定性雙從蹄式差好領(lǐng)從蹄式稍好一般雙領(lǐng)蹄式好差雙向自增力式最好最差盤式差好主編：

制作：

定義：制動時的方向穩(wěn)定性是制動過程中維持直線或按預(yù)定彎道行駛的能力。不正?，F(xiàn)象:

制動跑偏側(cè)滑失去轉(zhuǎn)向能力第四節(jié)

制動時汽車的方向穩(wěn)定性主編：

制作：

一、汽車的制動跑偏1.現(xiàn)象：制動時，車輪發(fā)生自動偏轉(zhuǎn)，使汽車偏離預(yù)定方向。2.原因：（1）左、右轉(zhuǎn)向輪制動器制動力不相等；（2）懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系運動不協(xié)調(diào)。主編：

制作：

假設(shè)：車速小，跑偏不嚴重，無側(cè)滑，且方向盤不動。忽略：圓周運動的離心力、繞質(zhì)心的慣性力偶矩。此時車輪未抱死，地面制動力不相等。（1）左右轉(zhuǎn)向輪制動器制動力不相等對整車：力不相等，旋轉(zhuǎn)趨勢假設(shè)

F

1L﹥F

1R

相應(yīng)

Fx1L﹥Fx1R

逆時針旋轉(zhuǎn)趨勢同時，地面會產(chǎn)生阻礙旋轉(zhuǎn)的力偶主編：

制作：

Fx1L繞主銷的力矩

Fx1R的力矩此外，若左右主銷內(nèi)傾角不等，即使地面制動力相等，也可能向主銷內(nèi)傾角小的一邊跑偏。

由于制造、調(diào)整誤差造成，表現(xiàn)出隨機性。b.主銷后傾（使FY1產(chǎn)生同向偏轉(zhuǎn)力矩，增大轉(zhuǎn)角）

盡管方向盤未動：a.轉(zhuǎn)向系間隙及彈性（左偏駛）主編：

制作：

航向角：制動時汽車的縱軸線與原定行駛方向的夾角

后輪未抱死試驗：左、右前輪制動力不等時對制動跑偏影響后輪未抱死撒手未撒手主編：

制作：

結(jié)論：制動跑偏隨著左右車輪制動力不相等度

F

r的增加而增大；當后輪抱死時，跑偏程度更大。后輪抱死主編：

制作：

如EQ140在試制中向右跑偏：（2）懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系運動不協(xié)調(diào)主編：

制作：

緊急制動時，前板簧發(fā)生變形，前軸向前轉(zhuǎn)了一個角度。轉(zhuǎn)向節(jié)上的球頭銷本應(yīng)做相應(yīng)移動，但球頭銷又在直拉桿上，僅能克服轉(zhuǎn)向拉桿間隙和產(chǎn)生微小彈性變形，不能移動，致使轉(zhuǎn)向節(jié)臂繞主銷右偏，轉(zhuǎn)向輪向右偏轉(zhuǎn)。

設(shè)計原因所致改進方法：1.增加懸架剛度；2.使球頭銷下移主編：

制作：

1.現(xiàn)象

制動時，車輪無偏轉(zhuǎn)，但汽車的一根或兩根車軸橫向滑出預(yù)定方向。2.原因

車輪抱死拖滑(s=100%)時，側(cè)向力系數(shù)

l0，汽車失去抗橫向干擾的能力，產(chǎn)生側(cè)滑。二、制動時后軸側(cè)滑與前軸轉(zhuǎn)向能力的喪失主編：

制作：

試驗結(jié)論：前軸抱死側(cè)滑不嚴重，但前輪失去轉(zhuǎn)向能力后軸抱死隨車速增加，側(cè)滑程度更劇烈；高速尤甚整車側(cè)滑較少見，同時達到

s，制動力大，車很快停下3.制動時的方向穩(wěn)定性試驗主編：

制作：

制動時的方向穩(wěn)定性試驗側(cè)滑視頻主編：

制作：

a.前輪比后輪先抱死拖滑或后輪比前輪先抱死且時間間隔在0.5s內(nèi)，汽車基本按直線行駛；b.后輪比前輪先抱死，時間超過0.5s，后軸必定發(fā)生側(cè)滑。主編：

制作：

c.附著系數(shù)小，側(cè)滑嚴重。主編：

制作：

4.前輪抱死、后輪抱死兩工況的受力情況

離心力Fj的方向與側(cè)滑方向相反，會抑制滑動。1.前輪抱死，后輪滾動

因此前輪側(cè)滑是一種穩(wěn)定工況。但喪失了轉(zhuǎn)向能力。ABuaubOFj主編：

制作：

慣性力Fj的方向與側(cè)滑方向一致，會加劇后軸側(cè)滑。后軸側(cè)滑又加劇慣性力Fj，汽車將急劇轉(zhuǎn)動。2.后輪抱死，前輪滾動

因此后軸側(cè)滑是一種危險工況。ABubOFjua主編：

制作：

最理想的情況：

前、后軸車輪都處于滾動狀態(tài)而不出現(xiàn)抱死情況，以確保制動時的方向穩(wěn)定性。結(jié)論：

為了保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性，首先不允許出現(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，以防止出現(xiàn)危險的后軸側(cè)滑；其次，盡量少出現(xiàn)只有前軸車輪抱死或前、后軸車輪都抱死的情況，以維持汽車的轉(zhuǎn)向能力。主編：

制作：

第五節(jié)前、后制動器制動力的比例關(guān)系主編：

制作：

制動器的制動力足夠時，可能出現(xiàn)：1.前輪先抱死，然后后輪抱死；2.后輪先抱死，然后前輪抱死；3.前、后輪同時抱死拖滑。——“理想”

主編：

制作：

一.制動時地面對前、后車輪的法向反作用力1).忽略Tf、Fw及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩2).忽略車輪邊滾邊滑過程，附著系數(shù)

取定值。主編：

制作：

前半部分為靜載，后半部分為動載。制動時，前軸載荷增加，后軸載荷減少。轉(zhuǎn)移量與du/dt的值有關(guān)。du/dt

，轉(zhuǎn)移量。轉(zhuǎn)移量很大，不能忽略。主編：

制作：

若前后輪同時抱死，或分別先后抱死，則：前后輪均抱死時，轉(zhuǎn)移量隨

值而不同，取決于

值。式（5-6）主編：

制作：

隨著制動強度的增加，前軸的負荷增加，后軸的負荷減少。主編：

制作：

二、理想的前后制動器制動力分配曲線

在任一路面，前后輪同時抱死的條件為：前、后車輪制動器制動力之和等于附著力；前、后車輪制動器制動力分別等于各自的附著力。主編：

制作：

或主編：

制作：

F1F2I曲線

滿足上述條件時F1、F2的關(guān)系曲線—理想的前、后輪制動器制動力分配曲線。也稱為I曲線。主編：

制作：

I曲線作法：3).對同一

值，對應(yīng)的兩條曲線就有一個交點，將各

下的交點連成曲線，即為F1與F2的關(guān)系曲線——I曲線。1).由F1+F2

=G

，令

=0.1，0.2，0.3，…，可得到一組與坐標軸成45

的平行線。2).F1/F2=(b+

hg)/(a-

hg)，令

=0.1，0.2，0.3，…

，則可得到一組過原點的射線。F21.0=0.1=0.1

0.2

0.5

0.71.0

0.6F1I曲線主編：

制作：

1).F1、F2的關(guān)系中含有參數(shù)G、a、b、hg等，它們因車而異，I曲線也因車而異，同一車輛空、滿載時I曲線也不同；2).由于前后輪同時抱死時，F(xiàn)

=Fxb=F

，I曲線也是理想的Fxb1、Fxb2關(guān)系曲線。空載注意：主編：

制作：

三、具有固定比值的前后制動器制動力與同步附著系數(shù)1.實際制動器制動力分配曲線

多數(shù)兩軸汽車的前后制動器制動力之比為常數(shù)。這時的F

1、F

2關(guān)系曲線，稱為

線。

——制動器制動力分配系數(shù)：主編：

制作：

主編：

制作：

線與I線的交點處滿足：

Fxb1=F

1，F(xiàn)xb2=F

2

即前后輪同時抱死,交點處的附著系數(shù)稱為同步附著系數(shù)

0。2.同步附著系數(shù)主編：

制作：

0的含義：對于制動器制動力分配系數(shù)為

的汽車，只有在附著系數(shù)為同步附著系數(shù)的路面上制動時，才能使前后軸上的車輪同時抱死；

0是由汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的、反映汽車制動性能的一個參數(shù)；在汽車設(shè)計、改裝時，常先選定

0值，由（*）式計算出要求的制動力分配系數(shù)

，然后用F

2/F

1=(1-

)/

式求得前后制動力的分配關(guān)系，作為設(shè)計制動器的依據(jù)之一。主編：

制作：

問題？

具有固定的前后制動器制動力比例的汽車,在什么情況下會產(chǎn)生前輪先抱死？什么情況下會產(chǎn)生后輪先抱死？主編：

制作：

四、前后制動器制動力為固定比值的汽車在各種路面上制動過程的分析f線組簡稱前輪打滑線。是前輪抱死，后輪沒抱死時，在各種

值路面上的前、后地面制動力關(guān)系曲線。1.f線組和r線組r線組簡稱后輪打滑線。是后輪抱死，前輪沒抱死時，在各種

值路面上的前、后地面制動力關(guān)系曲線。主編：

制作：

f線組：當前輪抱死時制動時總制動力:主編：

制作：

FXb1FXb2f線組主編：

制作：

r線組：當后輪抱死時FXb1FXb2f線組Ir線組主編：

制作：

2).當f線與I曲線相交，后輪抱死，I曲線以上的f線無意義。3).當r線與I曲線相交，前輪抱死，I曲線以下的r線無意義。1).對于不同路面的f線與r線交點連線為I曲線。2.汽車在不同

值路面上的制動過程結(jié)論：主編：

制作：

假定某貨車的

0=0.39；、I、f、r線組如圖所示A點以前：a.在

=0.30的路面上制動制動器制動力沿線上升，F(xiàn)xb1=F1

，F(xiàn)xb2=F2；A點：

=0.3的f線與線相交，前輪將抱死；制動強度約為0.27。A點以后：F1、F2沿線上升，F(xiàn)xb1、Fxb2沿

=0.3的f線上升，至A’點，前后輪同時抱死，制動強度為0.3g。

在

0的路面上,

線與f線組先相交,前輪先抱死；或當線在I線的下方時，前輪先抱死。

=0.7

IFxb1,F1Fxb2,F2Fxb2,F2

=0.3AA’A’’

IFxb1,F1主編：

制作：

b.在

=0.7

>0的路面上制動B點以前：制動器制動力沿線上升，F(xiàn)xb1=F1，F(xiàn)xb2=F2；B點：

=0.7的r線與線相交，后輪將抱死；制強度約為0.6。B點以后：F1、F2沿線上升，F(xiàn)xb1、Fxb2沿

=0.7的r線移動，至B’點前后輪同時抱死，制動強度為0.7g。在

>0的路面上，線與r線組先相交,后輪先抱死；或當線在I線的上方時，后輪先抱死。

=0.7

IFxb1,F1Fxb2,F2

=0.7BB’B’’主編：

制作：

c.在

=0的路面上制動

=0.39制動時，前后輪同時抱死，F(xiàn)xb、F

沿

線移動至I線的交點。制動強度為0.39g。在

=0的路面上，前、后輪同時抱死；

=0.7

IFxb1,F1Fxb2,F2

=0.39C主編：

制作：

問題？即將抱死時,制動強度與路面附著系數(shù)的關(guān)系？要獲得某一制動強度需要多大的路面附著系數(shù)？任何時候路面附著系數(shù)全部都利用上了嗎？主編：

制作：

五同步附著系數(shù)的選擇1.0的選擇應(yīng)考慮的因素

a.常用道路和常用車速若車速高、道路好,

0可高些；反之低些

b.轎車

0大些,貨車

0小些2.制動力的調(diào)節(jié)

為了防止后輪抱死而發(fā)生危險的側(cè)滑，汽車制動系的實際制動力分配曲線(

線)應(yīng)總是在理想分配曲線(I線)的下方;

為了減少前輪失去轉(zhuǎn)向能力的機會和提高附著效率，

線應(yīng)越靠近I線越好。主編：

制作：

六、利用附著系數(shù)與附著效率最高制動減速度：即將出現(xiàn)車輪抱死，但沒有任何車輪抱死的制動減速度。z為制動強度。du/dt=zg

除去在

=0的路面上，汽車的最大制動強度總是小于路面附著系數(shù)。Z

與z對應(yīng)的稱為利用附著系數(shù)主編：

制作：

1.利用附著系數(shù)：

Fxbi-----對應(yīng)于某一制動強度Z，汽車第i軸產(chǎn)生的地面制動力

Fzi-----制動強度為Z時，地面對第i軸的法向反力

i-----第i軸對應(yīng)于制動強度Z的利用附著系數(shù)主編：

制作：

求

-z關(guān)系主編：

制作：

當

0，前輪抱死，

r無意義，汽車制動利用附著系數(shù)為

f。當

>0，后輪抱死，

f無意義，汽車制動利用附著系數(shù)為

r。z

=z，

f

r

0

0

f空車

r空車主編：

制作：

2.制動效率制動強度與車輪將要抱死時的利用附著系數(shù)之比。前輪將出現(xiàn)抱死的制動效率：同理：=0.6，Er（空）=67%，制動減速度為：0.67*0.6g=0.402g

它表示了汽車制動系統(tǒng)對路面附著系數(shù)利用的好壞，反應(yīng)了將地面的附著力轉(zhuǎn)換為地面制動力的效率。67主編：

制作：

a.貨車(m>3.5t)

當0.15z0.3時前軸利用附著系數(shù)在上當z=0.2~0.8

（z+0.07）/0.85或：當0.15z0.3時

z-0.08z+0.08

當z0.3

（z-0.0188）/0.74ECE制動法規(guī)：主編：

制作：

b.轎車

當0.2z0.8時前軸利用附著系數(shù)在上，且：（z+0.07）/0.85

當Z=0.3～0.45

后軸利用附著系數(shù)曲線不超過直線

=z＋0.05的條件下，允許后軸利用附著系數(shù)曲線在前軸利用附著系數(shù)曲線的上方主編：

制作：

七、發(fā)動機制動使用條件：山區(qū)行駛的車輛下長坡時，為避免車輪制動器長時間工作而發(fā)生過熱，或冬季行駛在冰雪路面上為避免制動力過大引起側(cè)滑，常利用發(fā)動機制動。1.關(guān)節(jié)氣門2.排氣制動器主編：

制作：

排氣制動器的主要結(jié)論：1）對于緊急停車制動來說，除了正常的車輪制動器之外，加用排氣制動器，只能使車輛的最大制動性能略有增加。2）當只使用發(fā)動機制動時，車輛總的平均減速度約0.015g；而采用排氣制動器時，其總的平均減速度可提高到近0.03g。3）為了使車輛在掛最高檔、下坡行駛時保持32km/h左右的穩(wěn)定速度行駛，在0.045或更小的坡道上不必使用主制動器。觀測表明，在0.1的坡道上，排氣制動器可使主制動器的使用率減少33%左右。4）在正常交通情況下，使用排氣制動器可使車輪主制動器的使用率減少20%左右。主編：

制作：

發(fā)動機的制動力矩Te

式中pm—在燃燒室中的平均制動壓力，kPa；ve—發(fā)動機的排量，m3。車輛驅(qū)動輪上的制動力Fret

式中R—輪胎的有效半徑，m；

ηT—傳動效率；

i—發(fā)動機與車輪之間的傳動比主編：

制作：

附著系數(shù)與制動強度的關(guān)系曲線

主編：

制作：

第六節(jié)汽車制動防抱裝置（ABS）和制動輔助系統(tǒng)（BAS）

主編：

制作：

縮短制動距離改善制動過程的方向穩(wěn)定性減輕駕駛員的緊張程度延長輪胎的使用壽命ABS的作用:一、制動防抱裝置（ABS）主編：

制作：

制動防抱死裝置（Anti-LockBrakeSystem，ABS）是這樣一種裝置，它通過不斷地降低、保持和增加制動力矩，力圖使車輪滑動率盡可能在15%~20%范圍之內(nèi)。

防抱死制動系統(tǒng)ABS由傳感器、電子控制單元和執(zhí)行器三部分組成。ABS的組成和工作過程:主編：

制作：

出油閥主編：

制作：

ABS的布置形式SingleChannelSystemFourchannelsystem三通道ABSThreechannelsystem兩通道ABSTwoChannelSystem主編：

制作：

ABS的工作原理防抱死制動系統(tǒng)有四個工作過程。1．常規(guī)制動過程2．減壓制動過程3．保持壓力制動過程4．增壓制動過程主編：

制作：

rFZFXbuamTμωABS單輪模型建立微分方程ABS的控制原理（車輪抱死分析）:主編：

制作：

防抱死控制基本控制策略ABS控制策略邏輯門限滑摩控制模糊控制最優(yōu)控制主編：

制作：

邏輯門限值的控制策略車輪運動狀態(tài)的重要參數(shù)角速度角減（加）速度滑移率單獨使用時，不能適應(yīng)各種變化的路況單獨使用時，不能充分的利用附著條件ECU根據(jù)控制策略計算ABS邏輯門限值控制選用的參數(shù)？

將車輪的減速度（或角減速度）和加速度（或角加速度）作為主要控制門限，而將車輪的滑動率作為輔助控制門限。主編：

制作：

ABS的邏輯門限值的控制過程主編：

制作：

*在高附著系數(shù)路面上的控制過程

若測的車輪角減速度低于角減速度控制門限值-a，此時車輪速度作為初始參考車速vRef0，此后，參考車速vRef根據(jù)vRef=vRef0-abt的關(guān)系確定，其中ab為根據(jù)各車輪減速度確定的汽車減速度，由此可確定任一時刻的車輪參考滑動率。主編：

制作：

二、制動輔助系統(tǒng)（BAS）制動輔助系統(tǒng)（BrakeAssistSystem，簡稱BAS），在緊急情況下有90%的汽車駕駛員踩剎車時缺乏果斷，制動輔助系統(tǒng)正是針對這一情況而設(shè)計，它可以從駕駛員踩制動踏板的速度中探測到車輛行駛中遇到的情況，當駕駛員在緊急情況下迅速踩制動踏板，但踩踏力又不足時，此系統(tǒng)便會協(xié)助，并在不到1秒的時間內(nèi)把制動力增至最大，縮短在緊急制動情況下的剎車距離。主編：

制作：

第七節(jié)

汽車駐車制動性主編：

制作：

汽車的駐車制動性

是衡量汽車長期停放在坡道上的能力。汽車駐車時的受力情況

主編：

制作：

上坡方向

得主編：

制作：

下坡方向同上坡

因為α＞αˊ，所以汽車最大駐車坡度應(yīng)為下坡方向駐車極限坡度值iα主編：

制作：

第八節(jié)

汽車制動性試驗

汽車的制動性試驗分為道路試驗和室內(nèi)試驗，主要是通過道路試驗來評定。一般要測定冷制動及高溫下（熱態(tài)）汽車的制動距離、制動減速度、制動時間等參數(shù)。另外還要測定在轉(zhuǎn)彎與變更車道時汽車制動的方向穩(wěn)定性。主編：

制作：

一、道路試驗（行車制動）1．試驗條件2．試驗方法（1）磨合試驗（2）行車制動冷態(tài)制動效能試驗（3）行車制動熱衰退恢復(fù)試驗（4）制動時方向穩(wěn)定性試驗（5）緊急制動試驗主編：

制作：

二、室內(nèi)制動試驗1．滾筒式制動試驗臺2．平板式制動試驗臺

主編：

制作：

三、駐車制動性能試驗1．坡道試驗法2．牽引試驗法3．臺架試驗法主編：

制作：

四、汽車防抱死制動系統(tǒng)制動性能試驗1．指示燈2．剩余制動效能3．防抱系統(tǒng)特征校核4．附著系數(shù)利用率(ε)5．對開路面適應(yīng)性及制動因數(shù)6．對接路面適應(yīng)性7．能耗8．抗電磁場干擾第六章

汽車的操縱穩(wěn)定性主編：

制作：

汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當遭遇外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。

第一節(jié)

概述主編：

制作：

穩(wěn)定性是指汽車抵抗改變其行駛方向的各種外界干擾（路面擾動或風擾動），并保持穩(wěn)定行駛而不失去控制，甚至翻車或側(cè)滑的能力。操縱性是指汽車能夠確切地響應(yīng)駕駛員指令的能力。主編：

制作：

一汽車坐標系汽車坐標系及其描述u主編：

制作：

汽車操縱穩(wěn)定性是汽車的主要性能之一。汽車操縱穩(wěn)定性可以借助一些相關(guān)的物理量進行評價和分析。

如下表所示汽車操縱穩(wěn)定性的基本內(nèi)容以及主要的評價參量主編：

制作：

主編：

制作：

二、駕駛員－汽車系統(tǒng)人-車閉環(huán)系統(tǒng)主編：

制作：

三、汽車操縱穩(wěn)定性試驗的評價方法對試驗中汽車性能的評價可分為主觀評價和客觀評價兩種。主觀評價法指讓試驗評價人員根據(jù)試驗時自己的感覺進行評價的方法?？陀^評價法是通過測試儀器測出能夠表征汽車操縱穩(wěn)定性能的參數(shù)，如橫擺加速度、側(cè)向加速度以及側(cè)傾角等來評價操縱穩(wěn)定性的方法。主編：

制作：

主觀評價法

感覺評價—以不同人駕駛汽車的主觀感受來評價

是汽車操縱穩(wěn)定性的最終評價方法

評價結(jié)果因人而異，受個人主觀因素影響

不能給出“汽車性能”與“汽車結(jié)構(gòu)”之間任何聯(lián)系主編：

制作：

★主觀評價指標“飄”：有時駕駛員并未發(fā)出轉(zhuǎn)向指令，而汽車自己卻不斷改變行駛的方向?！百\”：有時汽車就像受驚的馬，突然地忽東忽西，不聽駕駛員操縱。“反應(yīng)遲鈍”：駕駛員轉(zhuǎn)向指令雖已發(fā)出相當時間，但汽車還沒有轉(zhuǎn)向反應(yīng)，或轉(zhuǎn)向過程完成的過慢?！盎巍保厚{駛員給出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向指令，但汽車卻左右搖擺，行駛方向難于確定。這樣的汽車在受到路面不平或突然陣風的擾動時，也會出現(xiàn)這種搖擺。主編：

制作：

第二節(jié)前輪角階躍輸入下汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

為了更好的分析汽車操縱穩(wěn)定性的本質(zhì)特性，可以應(yīng)用下面的線性二自由度的汽車模型進行汽車操縱穩(wěn)定性的研究

主編：

制作：

一、線性二自由度汽車模型

（1）忽略汽車的轉(zhuǎn)向系，因此直接以前輪轉(zhuǎn)角作為汽車系統(tǒng)的輸入；2）忽略汽車懸架系統(tǒng)，認為汽車車廂只作平行于地面的運動，因此汽車的垂直位移、俯仰以及側(cè)傾均為零；3）汽車內(nèi)、外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向角以及側(cè)偏角相等；4）汽車行駛的車速不變；5）汽車的側(cè)向加速度限定在0.4g以下，因此輪胎的側(cè)偏特性可以簡化為線性，且忽略左、右側(cè)車輪由于載荷的變化引起的輪胎特性的改變以及輪胎回正力矩的作用；6）汽車運動時的驅(qū)動力不大，因此不考慮地面切向力對輪胎特性的影響；7）不考慮空氣動力的作用。1、線性二自由度汽車模型的基本假設(shè)

主編：

制作：

2、線性二自由度汽車模型的運動微分方程主編：

制作：

沿ox軸的速度分量的變化為因此有同理有考慮到很小，并忽略其二階微量，上式可改寫為主編：

制作：

對二自由度汽車模型進行受力分析，外力沿y軸方向的合力以及繞質(zhì)心的力矩分別為由于前輪轉(zhuǎn)角較小，側(cè)偏力和符合輪胎的線性特性，故上式可改寫為主編：

制作：

則有前后輪的側(cè)偏角為主編：

制作：

整理得由牛頓定理主編：

制作：

綜上可得二自由度汽車的運動微分方程

主編：

制作：

二、前輪角階躍輸入下汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)汽車運動的響應(yīng)分類框圖(一)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

汽車等速行駛時，在前輪角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)就是等速圓周運動。利用推導(dǎo)過的方程式可以寫出質(zhì)心側(cè)偏角以及橫擺角速度的表達式

主編：

制作：

并以符號表示轉(zhuǎn)向靈敏度；利用上式，消去，可得到穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益為

其中稱為穩(wěn)定性因數(shù)主編：

制作：

(二)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的類型穩(wěn)定性因數(shù)是表征汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一個重要的參數(shù)。隨著汽車行駛車速的變化，汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)可以按照穩(wěn)定性因數(shù)的數(shù)值分為中性轉(zhuǎn)向，不足轉(zhuǎn)向和過度轉(zhuǎn)向三類。主編：

制作：

當k>0時，汽車為不足轉(zhuǎn)向；

當k=0時，汽車為中性轉(zhuǎn)向；

當k<0時，汽車為過多轉(zhuǎn)向；

主編：

制作：

特征車速主編：

制作：

臨界車速主編：

制作：

(三)表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的參數(shù)1）前、后輪側(cè)偏角絕對值之差主編：

制作：

主編：

制作：

主編：

制作：

2）轉(zhuǎn)向半徑之比主編：

制作：

轉(zhuǎn)向半徑比值主編：

制作：

主編：

制作：

3）靜態(tài)儲備系數(shù)S.M

主編：

制作：

主編：

制作：

第三節(jié)前輪角階躍輸入下汽車的瞬態(tài)響應(yīng)主編：

制作：

某型汽車在轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)曲線

主編：

制作：

二自由度汽車的運動微分方程式

單自由度一般強迫振動的微分方程式式中，稱為固有圓頻率；稱為阻尼比

一、前輪角階躍輸入下汽車的瞬態(tài)響應(yīng)主編：

制作：

二、表征瞬態(tài)響應(yīng)的參數(shù)1、橫擺加速度波動時的固有（圓）頻率主編：

制作：

2、阻尼比汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及行駛車速與阻尼比的關(guān)系主編：

制作：

3、反應(yīng)時間主編：

制作：

4、穩(wěn)定時間三、瞬態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定條件

汽車的瞬態(tài)響應(yīng)是否穩(wěn)定取決于其對應(yīng)的汽車運動微分方程，即取決于汽車本身的固有特性。因此橫擺角速度響應(yīng)是否穩(wěn)定取決于在前輪角階躍輸入下的二自由度汽車模型的運動微分方程的通解。

當汽車的行駛速度較低時，汽車的橫擺角速度收斂，汽車是穩(wěn)定的。隨著汽車行駛速度的增加，且汽車為過多轉(zhuǎn)向時，有可能為負值，即發(fā)散，汽車是不穩(wěn)定的主編：

制作：

第四節(jié)汽車行駛時的側(cè)翻和側(cè)滑主編：

制作：

一、汽車的側(cè)翻1、剛性汽車的準靜態(tài)側(cè)翻剛性汽車準靜態(tài)側(cè)翻模型主編：

制作：

汽車開始側(cè)翻時所受到的側(cè)向加速度(g)稱為側(cè)翻閾值。可由下式給出（考慮道路的坡道角很?。?/p>

汽車的側(cè)翻閾值表征了汽車抗側(cè)翻的能力，但用汽車的速度以及曲線運動時的半徑能更直接的反映汽車不發(fā)生側(cè)翻的條件。

不發(fā)生側(cè)翻的條件可寫為

或

主編：

制作：

2、帶懸架汽車的準靜態(tài)側(cè)翻帶懸架汽車在側(cè)傾平面內(nèi)的模型

為懸掛質(zhì)量；為車廂的側(cè)傾角；為車廂的側(cè)傾中心到路面的距離。

側(cè)傾閾值可表示為

主編：

制作：

3、汽車的瞬態(tài)側(cè)翻4、汽車防側(cè)翻的控制二、汽車的側(cè)滑水平圓周運動時汽車的受力分析

汽車作圓周運動不發(fā)生側(cè)滑的條件為

或

主編：

制作：

三、提高汽車操縱穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)1、直接橫擺力偶矩控制（DYC）2、電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)（ESP）主編：

制作：

第五節(jié)

汽車操縱穩(wěn)定性的試驗主編：

制作：

汽車的操縱穩(wěn)定性是汽車的一個非常重要的性能。雖然對汽車進行了物理模型建立，對汽車的性能進行了一些定性和定量的分析，為汽車操縱穩(wěn)定性的評價提供了理論依據(jù)。但是汽車是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，理論模型往往不能全面的反映汽車的性能。因此試驗的研究顯得尤為重要。

主編：

制作：

汽車操縱穩(wěn)定性試驗系統(tǒng)流程圖

主編：

制作：

一、試驗儀器與設(shè)備1、角速度陀螺儀2、垂直陀螺儀3、側(cè)（縱）向加速度計4、車速測量儀5、轉(zhuǎn)向盤測力儀6、操縱穩(wěn)定性試驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主編：

制作：

二、汽車操縱穩(wěn)定性道路試驗1、轉(zhuǎn)向輕便性試驗（GB/T6323.5－94）2、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗（GB/T6323.6－94）3、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗（GB/T6323.2－94）4、轉(zhuǎn)向回正性能試驗（GB/T6323.4－94）5、轉(zhuǎn)向盤角脈沖輸入試驗（GB/T6323.3－94）主編：

制作：

主編：

制作：

第七章

汽車行駛平順性主編：

制作：

7.1

路面的統(tǒng)計特性7.2汽車振動系統(tǒng)的簡化7.3單質(zhì)量系統(tǒng)的振動7.4“人體——座椅”系統(tǒng)參數(shù)對振動的影響7.5人體對振動的反應(yīng)以及平順性的評價7.6影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素7.7汽車平順性試驗和數(shù)據(jù)處理主要內(nèi)容主編：

制作：

振動：路面不平或發(fā)動機力矩不均勻原因引起汽車振動，它影響舒適性和身體健康。

保持振動環(huán)境的舒適性，以保持駕駛員在復(fù)雜行駛和操縱條件下，具有良好的心理狀態(tài)和準確靈敏的反應(yīng)。汽車的平順性影響“人－汽車”系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性以及行駛安全性。概述主編：

制作：

汽車的行駛平順性是指汽車能吸收行駛時所產(chǎn)生的各種沖擊和振動的能力，保持汽車在行駛過程中產(chǎn)生的振動和沖擊環(huán)境對乘員舒適性的影響在一定界限之內(nèi)。

評價方法：根據(jù)乘員舒適程度評價汽車振動系統(tǒng)及其評價指標主編：

制作：

輸入－振動系統(tǒng)－輸出－評價指標輸入：路面不平度、車速。振動系統(tǒng)：彈性元件、阻尼元件、質(zhì)量。輸出：懸掛質(zhì)量或人體加速度、車輪動載荷。評價指標：人體對振動的響應(yīng)、輪胎的接地性。主編：

制作：

第一節(jié)

路面的統(tǒng)計特性

主編：

制作：

路面縱向斷面曲線

汽車行駛平順性的好壞主要取決于由路面不平度引起的低頻隨機振動強度的大小。通常把路面相對基準平面的高度沿道路走向I的變化稱為路面縱剖面曲線或不平度函數(shù)，如下圖所示主編：

制作：

一、隨機過程的統(tǒng)計特性路面不平度函數(shù)是一個平穩(wěn)隨機過程，此過程亦可計為時間的函數(shù)，即；其數(shù)字特征有：1.均值或數(shù)學(xué)期望2.均方值，即的均值，為：

主編：

制作：

3.方差，即的均值，為則4.自相關(guān)函數(shù)均值和方差是刻劃隨機過程在各個孤立時刻統(tǒng)計特性的重要數(shù)字特征。主編：

制作：

5.譜密度函數(shù)則因為所以主編：

制作：

1.路面不平度的功率譜通常把相對基準平面的高度q

，沿著道路走向長度l的變化q(l)

稱為道路縱(斷面)曲線或不平度函數(shù)。

根據(jù)測量的路面不平度隨機數(shù)據(jù)，在計算機上處理得到路面不平度功率譜或方差

。二、路面不平度的自功率譜密度函數(shù)——路面譜主編：

制作：

按路面功率譜密度把路面按不平度分為8級，A~H主編：

制作：

主編：

制作：

第二節(jié)

汽車振動系統(tǒng)的簡化

主編：

制作：

汽車是一個復(fù)雜的多質(zhì)量振動系統(tǒng)，在汽車質(zhì)心處建立的三軸空間坐標系上，汽車有垂直（Z向）、縱向（X向）和橫向（Y向）的直線振動，和繞Y軸線的顛簸（φ）、繞X軸線的搖擺（β）和繞Z軸線的扭擺（γ）角振動，所以座位上的駕駛員也承受此六個自由度的振動。

由于六個自由度或更多個自由度的振動系統(tǒng)的分析相當復(fù)雜，為了突出主要的研究目的而略去次要因素的影響，選擇自由度時需要根據(jù)研究的具體情況進行簡化。下圖所示為一經(jīng)過簡化的立體模型。主編：

制作：

1.汽車振動系統(tǒng)的簡化

7自由度模型

4車輪，IxIyZ主編：

制作：

由于汽車是縱軸對稱的，當左、右車撤的不平度函數(shù)x(I)=y(I)時，汽車只有車身的垂直振動z和俯仰振動，汽車可以簡化為平面模型。三個假設(shè)主編：

制作：

主編：

制作：

兩自由度輪胎懸架振動模型主編：

制作：

兩自由度車身振動模型主編：

制作：

第三節(jié)

單質(zhì)量系統(tǒng)的振動主編：

制作：

一、單質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動

單質(zhì)量系統(tǒng)受力分析其運動方程為

主編：

制作：

簡化得二階常系數(shù)齊次方程對應(yīng)的齊次方程為

n稱為系統(tǒng)的阻尼系數(shù)，ω0稱為系統(tǒng)的固有頻率

主編：

制作：

主編：

制作：

阻尼比ζ對衰減振動的影響