1、1,第四章 汽車行駛安全性,返回目錄,2,道路交通事故及汽車安全性分類,一、交通事故 定義：車輛在道路上行駛和停放過程中，發(fā)生碰撞、輾壓、刮擦、翻車、墜車、失火、爆炸等現(xiàn)象造成人員傷亡和車、物損壞的事件。 道路交通安全主要是和“駕駛員汽車道路及環(huán)境”系統(tǒng)有關(guān)。 內(nèi)容：研究交通事故產(chǎn)生的規(guī)律，分析其原因，消除誘發(fā)交通事故的外部因素。 具體地說，就是把人、車、道路及環(huán)境四者統(tǒng)一在一個交通系統(tǒng)中，探索各自及相互間的內(nèi)在規(guī)律性及其最佳配合，以達(dá)到減少交通事故的目的。,3,對于人、車、路及環(huán)境分別所需考慮的因素為： 人駕駛行車過程中接受外界信息的反應(yīng)特性，駕駛員生理、心理和操作特性； 車汽車結(jié)構(gòu)、性能及

2、技術(shù)狀況； 路道路幾何線型路面、道路設(shè)施及道路條件變化對交通事故的影響； 環(huán)境對人和道路的影響以及對汽車性能的影響。 汽車則是這一系統(tǒng)中潛在危機(jī)性最大的環(huán)節(jié)。 汽車安全性一般分為主動安全性、被動安全性、生態(tài)安全性。,4,1.主動安全性（Active Safety） 汽車本身防止或減少道路交通事故發(fā)生的性能，如制動性、操穩(wěn)性等。 2.被動安全性（Passive Safety） 發(fā)生汽車事故后，汽車本身減輕人員受傷和貨物受損的性能（分為內(nèi)部被動安全性和外部被動安全性） 3. 生態(tài)安全性（ecological Safety） 排放、噪聲和電波對環(huán)境的影響,5,第一節(jié)汽車的制動性能,汽車的制動性 汽車

3、行駛時能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時能維持一定車速的能力。 制動性是汽車主動安全性的重要評價指標(biāo)。,6,制動性的評價指標(biāo)包括：,第一節(jié)制動性的評價指標(biāo),返回目錄,根據(jù)對汽車制動性的定義，如何確定制動性的評價指標(biāo)？,思考,制動效能制動距離與制動減速度；,制動效能恒定性；,制動時的方向穩(wěn)定性。,7,路面條件,載荷條件,制動初速度,1.制動效能,制動效能即 制動距離 和 制動減速度。,制動距離,制動距離主要與哪些因素有關(guān)？,第一節(jié) 制動性的評價指標(biāo),思考,8,制動時汽車按給定路徑行駛的能力。 即在制動中 不發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力的性能。,3.制動時汽車的方向穩(wěn)定性,2.制動效

4、能的恒定性,制動效能的恒定性即 抗熱衰退性能。,本章研究的重點是：如何使汽車在保證方向穩(wěn)定性的前提下，獲得最好的制動效能。,第一節(jié) 制動性的評價指標(biāo),9,表4-1 乘用車制動規(guī)范對行車制動器制動性的部分要求,第一節(jié) 制動性的評價指標(biāo),10,制動距離有時也用在良好路面條件下，汽車以 100km/h的初速度制動到停車的最短距離來表示。,幾種車型100km/h 0的制動距離,第一節(jié) 制動性的評價指標(biāo),11,本節(jié)主要介紹地面制動力、制動器制動力及其與附著力的關(guān)系；介紹滑動率的概念；分析制動力系數(shù)、側(cè)向力系數(shù)與滑動率的關(guān)系。,第二節(jié) 制動時車輪的受力,返回目錄,12,制動力矩T,地面附著力,由制動力矩所

5、引起的、地面作用在車輪上的切向力。,第二節(jié) 制動時車輪的受力,一、地面制動力,13,二、制動器制動力F,等于在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的切向力。,與附著力無關(guān),F取決于制動器的類型、結(jié)構(gòu)尺寸、制動器摩擦副的摩擦因數(shù)及車輪半徑，并與踏板力成正比。,第二節(jié) 制動時車輪的受力,14,第二節(jié) 制動時車輪的受力,15,三、 FXb、F與 的關(guān)系,FXb=F,F,第二節(jié) 制動時車輪的受力,16,車輪接近純滾動,車輪邊滾邊滑,車輪抱死拖滑,第二節(jié) 制動時車輪的受力,四、硬路面上的附著系數(shù),17,從制動過程的三個階段看，隨著制動強(qiáng)度的增加，車輪幾何中心的運(yùn)動速度因滾動而產(chǎn)生的部分越來越少，因滑動而產(chǎn)生的

6、部分越來越多。,1.滑動率,第二節(jié) 制動時車輪的受力,滑動率：車輪接地處的滑動速度與車輪中心運(yùn)動速度的比值。,滑動率的數(shù)值說明了車輪運(yùn)動中滑動成分所占的比例。,18,19,2.制動力系數(shù) 與滑動率s,制動力系數(shù)：地面制動力與作用在車輪上的垂直載荷的比值。,峰值附著系數(shù),滑動附著系數(shù),s =15%20%,第二節(jié) 制動時車輪的受力,制動力系數(shù)隨滑動率而變化,20,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。,第二節(jié) 制動時車輪的受力,側(cè)向力系數(shù)也隨滑動率而變化,3.側(cè)向力系數(shù),21,1）制動力系數(shù)大，地面制動力大，制動距離短； 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；

7、 3）減輕輪胎磨損。,ABS（防抱死制動系統(tǒng)）將制動時的滑動率控制在15%20%之間，有如下優(yōu)點：,第二節(jié) 制動時車輪的受力,22,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，將會失去轉(zhuǎn)向能力。,第二節(jié) 制動時車輪的受力,由 、 與 s 之間的關(guān)系可知，當(dāng)滑動率 s=100% 時， ，即地面能產(chǎn)生的側(cè)向力FY很小。,23,表4-2 各種路面的平均附著系數(shù),（1）路面,4.影響附著系數(shù)的因素,第二節(jié) 制動時車輪的受力,24,（1）路面,第二節(jié) 制動時車輪的受力,4.影響附著系數(shù)的因素,25,（2）車速,第二節(jié) 制動時車輪的受力,26,

8、第二節(jié) 制動時車輪的受力,27,子午線輪胎接地面積大、單位壓力小、滑移小、胎面不易損耗，制動力系數(shù)較高。 轎車普遍采用寬斷面、低氣壓、子午線輪胎。,第二節(jié) 制動時車輪的受力,（3）輪胎結(jié)構(gòu),28,第二節(jié) 制動時車輪的受力,（4）胎面花紋,29,第二節(jié) 制動時車輪的受力,（4）胎面花紋,30,uh滑水車速；,pi輪胎氣壓。,動水壓力的升力；水密度；A輪胎接地面積。,31,第二節(jié) 制動時車輪的受力,32,本節(jié)主要介紹汽車制動距離的計算方法，分析影響制動效能及其恒定性的因素。,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,返回目錄,33,汽車能達(dá)到的制動減速度,本章假設(shè)FW=0、Ff=0，即不計空氣阻力和滾動阻

9、力對汽車制動減速的作用。,制動時總的地面制動力,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,一、制動距離及制動減速度,當(dāng)前、后輪同時抱死時,當(dāng)汽車裝有ABS時,當(dāng)汽車沒有裝ABS，又不允許車輪抱死時,34,中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采用平均減速度的概念,t1制動壓力達(dá)到75%最大壓力 的時刻； t2到停車時總時間的2/3的時刻。,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,35,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,ECE R13和GB7258采用的是充分發(fā)出的平均減速度（m/s2）, 0.8u0 的車速（km/h）； u0 起始制動車速（km/h）； 0.1u0 的車速（km/h）； u0 到 車輛經(jīng)過的距離（m）； u0 到

10、車輛經(jīng)過的距離（m）。,36,放大,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,二、制動距離分析,37,汽車的制動距離是指制動器起作用和持續(xù)制動兩個階段汽車駛過的距離。,制動器起作用時間,駕駛員反應(yīng)時間,持續(xù)制動時間,放松制動器時間,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,38,當(dāng) 時,在 時間內(nèi),在 時間內(nèi),式中,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,1.制動器起作用階段汽車駛過的距離s2,當(dāng)=0時，u=u0,由于,當(dāng)=0 時，s=0,39,持續(xù)制動階段汽車以 作勻減速運(yùn)動，其初速度為 ，末速度為零。,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,2.持續(xù)制動階段汽車駛過的距離s3,將 代入,40,第三節(jié) 汽車的制動效能及

11、其恒定性,3.總制動距離,41,1）制動器起作用的時間,當(dāng) ua0=110 km/h時，1s時間汽車行駛的距離 s=30m； 如果消除制動器間隙的時間減少0.2s，制動距離可縮短6m。,表4-3 裝用不同助力制動系時CA770轎車的制動距離,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,4.影響制動距離s的因素,42,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,2）起始車速ua0,43,實際制動距離受到制動器面積、輪胎接地面積、地面摩擦系數(shù)、載重量和車速等多方面因素影響，但如果車輛超載嚴(yán)重，踩下剎車后的制動距離將大幅度的增加,主要與路面附著系數(shù)有關(guān)。,3）最大制動減速度,楚雄特大事故貨車超載釀慘劇,44,第三節(jié) 汽

12、車的制動效能及其恒定性,制動器溫度上升后，制動器產(chǎn)生的摩擦力矩常會有顯著下降，這種現(xiàn)象稱為制動器的熱衰退。 制動效能的恒定性即抗熱衰退性能。 山區(qū)行駛的貨車和高速行駛的轎車，對抗熱衰退性能有更高的要求。,三、制動效能的恒定性,45,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,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5156km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

13、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)計要求，但在事故生成段，卻存在嚴(yán)重的設(shè)計缺陷。一是第3號坡段坡度為3.99%，設(shè)計要求坡長應(yīng)小于700m，實際坡長卻為1400m，超過設(shè)計坡長的一倍；二是第四、五、六路段坡度均超過4%，按照設(shè)計要求，連續(xù)下坡的坡段坡度超過4%時，坡長不得超過1500m，而實際坡長為1600m，超過設(shè)計規(guī)范要求。這意味著這段路長距離連續(xù)下坡，汽車制動能力承受不了，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。,46,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,2004 年10月14日，一輛載著20多t汽油的東風(fēng)油罐

14、車行駛到有“死亡谷”之稱的八達(dá)嶺高速進(jìn)京方向51km處，由于制動失靈撞向?qū)橹苿邮ъ`而設(shè)計的緊急避險區(qū)，整個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。,47,抗熱衰退性能主要與制動器摩擦副材料及制動器結(jié)構(gòu)有關(guān)。,制動鼓和制動盤 用鑄鐵。 摩擦片 用無石棉或半金屬材料。,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,1）摩擦副材料,溫度/,溫度/,48,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,凱迪拉克GTS 100km/h0的制動距離,49,這里“熱”是指以100km/h的初速度連續(xù)制動10次，第10次的狀態(tài)為“熱”；數(shù)據(jù)表明：特殊的摩擦副材料使保時捷車溫升較少，熱衰退現(xiàn)象不明顯； 還應(yīng)注意到兩種車前輪

15、的溫升都大于后輪。,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,保時捷911使用了特殊的陶瓷制動盤,50,r制動鼓半徑。,制動效能因數(shù)Kef：單位制動輪缸推力 所產(chǎn)生的制動摩擦力F。,2）制動器結(jié)構(gòu)形式,51,溫度 升高,摩擦因 數(shù)下降,摩擦力明顯下降,盤式制動器 Kef有所下降,摩擦力有所下降, 盤式制動器恒定性好。,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,鼓式制動器 Kef明顯下降,52,轎車制動系統(tǒng)的配置通常是前盤、后鼓式。,盤式制動器,鼓式制動器,53,盤式制動器： 散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲 由于摩擦片的面積小，相對摩擦的工作面也較

16、小，需要的制動液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用。成本貴 鼓式制動器： 散熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量。制動蹄片和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動效率下降。成本相對低廉，比較經(jīng)濟(jì)。所以，汽車設(shè)計者從經(jīng)濟(jì)與實用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前輪盤式制動，后輪鼓式制動。四輪轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%80%，因此前輪制動力要比后輪大。轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用前輪盤式制動，后輪鼓式制動的方式。,54,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,法拉利跑車采用的特殊材料的鉆孔通風(fēng)盤,55,第三節(jié)

17、汽車的制動效能及其恒定性,布加迪跑車制動冷卻空氣流動示意圖,56,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,布加迪跑車制動冷卻空氣流動示意圖,57,r制動鼓半徑。,制動效能因數(shù)Kef：單位制動輪缸推力 所產(chǎn)生的制動摩擦力F。,第三節(jié) 汽車的制動效能及其恒定性,2）制動器結(jié)構(gòu)形式,增力式制動器恒定性差.,58,方向穩(wěn)定性主要是指 制動跑偏 后軸側(cè)滑 前輪失去轉(zhuǎn)向能力,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,返回目錄,59,制動跑偏,汽車在正常直線行駛時，駕駛員將轉(zhuǎn)向盤自由地置于中間位置，而汽車行駛方向總是向右或向左偏離汽車縱軸線方向,60,跑偏,側(cè)滑,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,61,制動力不相等度,1.左

18、右車輪制動力不相等,一、汽車的制動跑偏,62,FX1lFX1r 使前輪偏轉(zhuǎn)、汽車跑偏,FX1形成 轉(zhuǎn)向力矩,FY1,FY2,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,FX1對主銷的力矩會使前輪發(fā)生偏轉(zhuǎn),63,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,64,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,65,2.懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動學(xué)上不協(xié)調(diào),第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,向右跑偏,B,A,C,A,66,FXb1,FXb1,前輪抱死時，F(xiàn)j的方向與前軸側(cè)滑的方向相反，F(xiàn)j能阻止或減小前軸側(cè)滑，汽車處于穩(wěn)定狀態(tài)。,uA,A,B,FY2,uB,O,C,Fj（離心力）,1.前輪抱死拖滑,二、制動時后軸側(cè)滑與前軸轉(zhuǎn)向能力的喪

19、失,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,FXb2,FXb2,67,o,Fj,后輪抱死時，F(xiàn)j與后軸側(cè)滑方向一致，慣性力加劇后軸側(cè)滑，后軸側(cè)滑又加劇慣性力，汽車將急劇轉(zhuǎn)動，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。,A,C,B,uA,uB,FY1,FY20,2.后輪抱死拖滑,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,FXb1,FXb1,FXb2,FXb2,68,3.前輪抱死或后輪抱死時汽車縱軸線轉(zhuǎn)過的角度,試驗是在一條一側(cè)有2.5%橫向坡的平直混凝土路面上進(jìn)行。 為了降低附著系數(shù)，使之容易發(fā)生側(cè)滑，在地面上灑了水。 試驗用轎車有調(diào)節(jié)各個車輪制動器液壓的裝置，以控制每根車軸的制動力，達(dá)到改變前后車輪抱死拖滑次序的目的，調(diào)節(jié)裝置甚至可使車

20、輪制動器液壓為零。,試驗條件,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,69,（1）前輪無制動力而后輪有足夠的制動力（曲線A）或后輪無制動力而前輪有足夠的制動力（曲線B）,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,70,（2）前、后輪都有足夠的制動力，但抱死拖滑的次序和時間間隔不同,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,71,（3）起始車速和附著系數(shù)的影響,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,72,（4）試驗的總結(jié),1）制動過程中，如果只有前輪抱死或前輪先抱死拖滑，汽車基本上沿直線向前行駛，汽車處于穩(wěn)定狀態(tài)，但喪失轉(zhuǎn)向能力； 2）若后輪比前輪提前一定時間先抱死拖滑，且車速超過某一數(shù)值，汽車在輕微的側(cè)向力作用下就會發(fā)生側(cè)滑，

21、路面越滑、制動距離和制動時間越長，后軸側(cè)滑越劇烈。,第四節(jié) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,73,第五節(jié)前、后制動器制動力的比例關(guān)系 （重點）,本節(jié)將分析地面作用在前、后車輪上的法向反力，分析前、后車輪制動器制動力的比例關(guān)系，通過 I 曲線、 線、f 線、r 線分析汽車的制動過程，介紹汽車的附著利用率、附著效率的計算方法，利用單輪模型分析ABS的制動控制過程。,返回目錄,74,制動過程的三種可能,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、后輪同時抱死拖滑；可以避免后

22、軸側(cè)滑，附著條件利用較好。,前、后制動器制動力的分配比例，將影響制動時前后輪的抱死順序，從而影響汽車制動時的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,75,一、地面對前、后車輪的法向反作用力,z 制動強(qiáng)度,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,76,當(dāng)前、后輪都抱死時,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,77,思考：為什么有些轎車采用前盤后鼓的制動系統(tǒng)配置？,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,78,“理想”的條件是：前后車輪同時抱死。,I 曲線：在各種附著系數(shù)的路面上制動時，要使前、后車輪同時抱死，前、后輪制動器制動力應(yīng)滿足的關(guān)系曲線。,第五節(jié) 前、后制動器制

23、動力的比例關(guān)系,二、理想的前后制動器制動力分配曲線,79,消去變量,1.解析法確定 I 曲線,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,由理想的條件可得,80,1.解析法確定 I 曲線,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,由理想的條件可得,思考：I 曲線受哪些因素影響？對特定的汽車是唯一的嗎？,81,0.4,0.2,0.3,0.3g,0.2g,0.4g,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,2.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“等制動減速度線組”。,線上任何一點都有以下特點：,82,0.4,0.2,0.3,2）按 作射線束,0.3,0.2,0.4,I

24、曲線,0.3g,0.2g,0.4g,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,83,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,理想的前后促動管路壓力分配曲線隨汽車質(zhì)量、重心高度不同而不同。,84,制動器制動力分配系數(shù)：前、后制動器制動力之比為固定值時，前輪制動器制動力與汽車總制動器制動力之比。,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,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.線,85,線：實際前、后制動器制動力分配線。,線,F2,F1,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,0,86,F1、F2具有固定比值的汽車，使前、后車輪同時抱死的路面附著系數(shù)稱為同步附著系數(shù)。,第五節(jié) 前、后制動器制動

25、力的比例關(guān)系,2.同步附著系數(shù),從圖中看，同步附著系數(shù)是線和 I 曲線交點處對應(yīng)的附著系數(shù)。,該點所對應(yīng)的減速度稱為臨界減速度。,87,同步附著系數(shù)的計算,滿足固定比值的條件,滿足同時抱死的條件,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,88,后輪沒有抱死、前輪抱死時，前、后輪地面制動力FXb1、FXb2間的關(guān)系曲線。,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,四、前后制動器制動力具有固定比值的汽車在各種路面上制動過程的分析,1. f 線組,89,一定時，f 線為直線,與 無關(guān),FXb1=0,FXb2=0,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,前輪抱死的條件是,90,FXb1,FXb2,f 線組,f

26、線組作圖,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,0.2,0.3,0.4,0.5,91,2. r 線組,前輪沒有抱死、后輪抱死時，F(xiàn)Xb1、FXb2間的關(guān)系曲線。,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,一定時，r 線為直線,與 無關(guān),后輪抱死的條件是,92,FXb1,FXb2,r 線組,I曲線,r 線組作圖,f 線組,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,0.2,0.3,0.4,0.5,0.2,0.3,0.4,0.5,93,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,94,當(dāng)FXb20時是地面驅(qū)動力，無意義。,f 線與橫坐標(biāo)的交點,后輪制動管路失效，前輪抱死時的地面制動力。,后輪制動嚴(yán)重滯后，前輪抱死

27、后，后輪才將開始制動。,3. f 線組和r組線的分析,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,1）f 線組,95,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)。,后輪參與制動后,FZ1,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,96,2）r 線組,前輪制動管路失效，后輪抱死時的地面制動力。,隨著FXb1FXb2？,前輪參與制動后,FZ2,I 曲線以下的 r 線組沒有意義,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,r 線與縱坐標(biāo)的交點,前輪制動嚴(yán)重滯后，后輪抱死后，前輪才將開始制動。,97,利用線、I 曲線、f 和 r 線組分析汽車在不同 值路面上的制動過

28、程。,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,4.制動過程分析,從圖中看，同步附著系數(shù)是多少？,98,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,A點前輪抱死。此時的制動減速度？,點前后輪同時抱死。,點前后輪同時抱死時的制動器制動力。,99,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,前輪先抱死,前輪抱死時,前后輪同時抱死時,結(jié)論,100,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,點前后輪同時抱死。,點前后輪同時抱死時的制動器制動力。,B點后輪抱死。 此時的制動減速度？,101,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,后輪先抱死,后輪抱死時,前后輪同時抱死時,結(jié)論,102,4）只要 ，要使兩輪都不抱死所得到的制動

29、強(qiáng) 度總是小于附著系數(shù)，即 。,3）當(dāng) 時，線與I曲線相交，前、后輪同時 抱死；,2）當(dāng) 時, 線位于I曲線上方，后輪先抱死；,1）當(dāng) 時，線位于I曲線下方，前輪先抱死；,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,3）制動過程分析得到的結(jié)論,103,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,五、利用附著系數(shù)與附著效率,1.利用附著系數(shù),利用附著系數(shù)：對于一定的制動強(qiáng)度z，不發(fā)生車輪抱死所要求的最小路面附著系數(shù)。,式中 FXbi對應(yīng)于制動強(qiáng)度z，汽車第 i 軸產(chǎn)生的地面制動力； FZi制動強(qiáng)度為 z 時，地面對第 i 軸的法向反力； 第 i 軸對應(yīng)于制動強(qiáng)度 z 的利用附著系數(shù)；,104,第五節(jié) 前、后

30、制動器制動力的比例關(guān)系,利用附著系數(shù)與制動強(qiáng)度的關(guān)系曲線,最理想的情況是 空載時總是前輪先抱死； 滿載時 的路面上前輪先抱死。,105,1） ，前輪先抱死,前軸利用附著系數(shù),第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,2.利用附著系數(shù)的計算,106,2） ，后輪先抱死,后軸利用附著系數(shù),第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,107,由 得,如果 ，后輪先抱死,計算,由 得,如果 ，前輪先抱死,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,3）由利用附著系數(shù)計算車輪不抱死條件下的,108,沒有ABS又不允許車輪抱死時的最短制動距離,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,4）車輪不抱死條件下能達(dá)到的最大制動減速

31、度,109,只能用后輪制動,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,5）前輪或后輪制動管路失效時的,思考：前輪制動失效的特點？,只能用前輪制動,后輪制動失效,110,制動效率：車輪將要抱死時的制動強(qiáng)度與被利用的附著系數(shù)之比。,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,3.制動效率E,111,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,六、對前、后制動器制動力分配的要求,1.ECE制動法規(guī),112,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,2.具有變化值的前、后制動器制動力的分配特性,通過使用比例閥或載荷比例閥等制動力調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)制動強(qiáng)度、載荷等因素，改變前、后制動器制動力的比值，使之接近于理想制動力分配曲線

32、，滿足制動法規(guī)的要求。,制動力分配曲線的設(shè)計兼顧制動穩(wěn)定性和最短制動距離但優(yōu)先穩(wěn)定性的原則。,轉(zhuǎn)折點的選擇一般低于 I 曲線。,113,限壓閥,114,比例閥,115,限壓閥和比例閥的局限性,由于汽車滿載和空載的理想促動管路的壓力分配特性不一致，限壓閥和比例閥的特性不能同時符合空載和滿載的要求。,在經(jīng)常滿載行駛的汽車上，一般將調(diào)節(jié)作用點設(shè)在滿載促動力分配曲線上，或在其附近。這將影響空載時的制動特性。 在載荷變化較大的汽車上，將調(diào)節(jié)點設(shè)在空載與滿載促動力分配曲線之間；但在二者差別較大時，這將影響空載和滿載的制動特性。,為克服上述缺點，需要調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)作用隨汽車的載荷情況變化，以獲得更好的制動性

33、能。,116,117,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,118,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,119,120,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,121,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,七、輔助制動器和發(fā)動機(jī)制動對制動力分配和制動效能的影響,商用車連續(xù)制動時，容易導(dǎo)致制動器的溫度大幅度升高，從而使摩擦因數(shù)下降，磨損加大，結(jié)果將導(dǎo)致制動器失去或部分失去制動效能。,122,液力緩速器,123,電渦流緩速器 是客車輔助制動的重要方式，利用發(fā)電機(jī)反向電流原理，施加反向電壓，產(chǎn)生強(qiáng)大的非接觸式制動效能，是目前較為理想的高速減速“制動”方式。,124,電渦流緩速 當(dāng)汽車行駛時，如果緩速

34、器通電，電流流過線圈，產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子在鐵芯磁極兩端旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)與其轉(zhuǎn)向相反的電渦流，使得汽車得以減速。此過程中電渦流將汽車的部分動能轉(zhuǎn)化為熱量,125,發(fā)動機(jī)緩速 在變速器處于某一前進(jìn)檔的狀況下，利用對運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)動機(jī)停止燃料供給，讓汽車通過驅(qū)動輪和傳動系反推發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生制動效果的輔助制動方法。,126,發(fā)動機(jī)排氣制動,汽車頻繁制動，造成蹄鼓發(fā)熱，會引起腳制動性能下降，為減輕腳制動的負(fù)擔(dān)，特別是常在山區(qū)行車，采用發(fā)動機(jī)排氣制動，可降低車速。為此，現(xiàn)代大型高速汽車（主要是柴油車）上都裝有排氣緩速式輔助制動系。排氣緩速式輔助制動系的基本工作原理是利用設(shè)置在排氣通道內(nèi)的排氣節(jié)流閥阻塞發(fā)動機(jī)排氣

35、通道，以增加發(fā)動機(jī)內(nèi)進(jìn)氣、排氣、壓縮等行程的功率損失，迫使發(fā)動機(jī)降低轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到在短時間內(nèi)降低車速的目的。,127,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,1.汽車緩速器的制動力,128,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,發(fā)動機(jī)制動和排氣制動時，制動力與車速的關(guān)系,129,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,2.汽車緩速器對制動力分配的影響,T緩速器的制動力矩。,130,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,八、防抱制動裝置,在制動過程中防止車輪被制動抱死，提高汽車的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，縮短制動距離的安全裝置。,131,1.ABS系統(tǒng)的組成,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,1

36、32,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,2.ABS的液壓原理,133,m,FZ,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,3.ABS單輪模型,134,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,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,135,4）制動力矩是時間的線性函數(shù)。,設(shè)車輪制動器的制動效能為Kef，制動輪缸的壓力 = p0t，p0液壓增長斜率。,制動器的制動力矩,Fs輪缸面積；,rk制動器摩擦力的等效作用半徑。,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,為了分析方便，假設(shè),136,1）當(dāng),第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,4.求解微分方程,137,解方程得,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,忽略過渡過程,138,2）當(dāng),第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,解方程得,139,/ms,/g,/ms,/g,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,表4-5 用 法解算的實例,140,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,141,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,142,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,5.制動抱死過程,143,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,5.制動抱死過程,144,第五節(jié) 前、后制動器制動力的比例關(guān)系,5.制動抱死過程,145,第五節(jié) 前