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1、14.1.3 汽车制动效能及其恒定性4.1.1 汽车制动性的评价指标4.1.2 车轮制动时的受力学分析4.1.4 制动时汽车行驶方向稳定性4.1.5 前后制动器制动力分配比例Automotive Braking Performance2定义：汽车在行驶时能在短距离停 车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时 能维持一定车速的能力。另外,也包括在 一定坡道上 能 够长时间停放的能力。 汽车制动性是汽车的重要使用性能 之一。它属于 汽 车主动安全的范畴。 行车制动俗称脚制动或脚刹车。 驻车制动俗称手刹车或手制动。3三个评价指标 制动效能（含制动距离和制动减速度）； 制动效能的恒定性（抗衰退性能）； 制动
2、时汽车方向稳定性（包括抗跑偏、抗 侧滑和保持转向能力的性能）。 制动效能的定义 在良好的路面上，汽车以规定的初始车速 以规定的踏板力制动到停车的制动距离或制动时 汽车的减速度。它是制动性能的最基本指标。Evaluation Criteria of Braking Performance4制动效能的恒定性 抗热衰退性能：汽车在高速行驶或下长坡道时 制动性能的保持程度。 抗水衰退性能：是指汽车涉水后对制动性能的 保持能力汽车制动时的方向稳定性的评价： 常用制动时汽车按给定路径行驶的能力。 制动时发生跑偏、侧滑或失去转向 能力时，则汽车将偏离给定的行驶路径。 这时，汽车的制动方向稳定性能不佳。5轿车
3、制动规范61. 地面制动力2 .制动器制动力Braking Force7图41 制动时车轮受力条件 83 地面制动力、制动器制动力与附着力的关系地面制动力首先取决与制动器制动力，但同时 受到地面附着条件的限制，它们同时大才好。9仔细观察汽车 的制动过程可发现，轮胎留 在地面上的印痕从车轮滚动到滑动是一个渐变 的过程。 第一阶段：单纯滚动，印痕的形状基本与 轮胎胎面花纹相一致。 第二阶段：边滚边滑可辨别轮胎花纹的 印痕，但花纹逐渐模糊，轮胎胎面相对地面发 生一定的相对滑动，随着滑动成分的增加，花 纹越来越模糊。 第三阶段：拖滑车轮抱死拖滑，粗黑印 痕，看不出花纹。10不 同 滑 动 率 轮 胎
4、印 迹 变 化 规 律11随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。 它通常用滑动率S表示。 图4312图4313滑动率s:车轮运动中从滚动至滑动过程滑 动成分所占的比例 现象 分析14各种路面平均附着系数15道路的类型、路况 汽车运动速度 轮胎结构、花纹、 材料Adhisive Coefficient16轮胎的磨损会影响其附着能力。 路面的宏观结构应有一定的不平度而 有自排水能力；路面的微观结构应是粗糙 且有一定的棱角，以穿透水膜，让路面与 胎面直接接触。 增大轮胎与地面的接触面积可提高附 着能力：低气压、宽断面和子午线轮胎附 着系数大。 滑水现象减小了轮胎与地面的附着能 力，影响制动、转
5、向能力。 潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜 类。17高速行驶经过积水层出现滑水现象。 A水膜区 B过渡区 C接触区Home模型Hydroplanning184.1.3 汽车制动效能及其恒定性汽车制动效能，是指汽车迅速降低车速直至 停车的能力。汽车制动效能的评价指标是制动距 离S（单位m）和制动减速度 （单位m/s2）。 1. 制动距离 制动距离S，是指汽车以给定的初速u0，从踩 到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。制动距离 与踏板力（或者制动系管路压力）以及地面的附 着情况有关，也与制动器的热工况有关。 制动减速度是地面制动力的反映，而与地面 制动力与制动器制动力有关。19停车距离20不同制动工
6、况时的地面制动力212 制动距离分析222324252627制动系作用时间对制动距离影响制动系作用时间是影制动系作用时间是影 响制动距离的重要因素响制动距离的重要因素 ！28A.制动踏板力：踏板杠杆比、行车制动装置的驱 动机构、制动管路、制动气室。 B.路面附着条件：道路的材料、路面的状况、干 、湿、冰、保养情况、路面强度。 C.车辆载荷：越重，制动质量越大、惯性力越大 ，制动距 离越大。 D.轮胎结构、胎面花纹、材料、气压。 E.制动摩擦片：材料、温度、热衰退性。 F.制动器的结构型式：鼓式、盘式、间隙、气动 、液动。 G.制动初速度：越大，制动距离越大。 H.发动机是否结合。制动距离影响因
7、素29高速制动或下长坡制动，制动器温度 迅速上升，摩擦力矩显著下降，即热衰退现 象。要求汽车以规定车速连续制动15次，制 动强度为3m/s2,最后不低于冷试验效能的60 （5.8m/s2) 。 当汽车涉水后，因水进入制动器，短 时间内制动效能的降低，称为水衰退现象。30制动过程中维持直线行驶或按预定弯道 行驶 的能力称为制动时汽车的方向稳定性。制动过程中，有时会出现制动跑偏、后轴侧滑或 前轮失去转向能力而使汽车失去控制，离开原来 的行驶方向，甚至发生撞入对方行驶轨道、下沟 、滑下山坡的危险情况。31制动时问题1.制动跑偏 2.侧滑 3.甩尾 4.前轮失去转向能力321.制动跑偏制动时汽车自动向
8、右或向左偏驶。原因：（1）汽车右、左轮车轮，特别是前轴左、右车轮制动器的 制动 力不相等。（2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协 调。（3）汽车左、右主销内倾角不相等。3334352.侧滑制动时汽车的某一轴线或两轴发 生横向移动。严重的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。363.甩尾：汽车制动时，汽车后部侧滑现象。374.前轮失去转向能力（1）弯道制动时汽车不再按原来的弯 道行驶而沿弯道切线方向驶出。 （2）直线行驶制动时，虽然转动转向 盘，但汽车仍按直线方向行驶的现象。失去转向能力和后轴侧滑也是有联系 的，一般如果汽车后轴
9、不会侧滑，前轮就 可能失去转向能力；后轴侧滑，前轮仍有转向能力。385.制动时后轴侧滑与车轴转向能力分析制动时后轴侧滑，将引起汽车剧烈的回 转运动，严重可使汽车调头。（1）后轴比前轴车轮先抱死拖滑，就 可能产生后轴侧滑。（2）前、后轴车轮同时抱死或前轴车 轮先抱死，后轴车轴再抱死或不抱死，则能 防止后轴侧滑，前轴车轮抱死后将失去转向 能力。396.受力情况分析： 前轮抱死拖滑或后轮抱死拖滑的运动情况（1）前轮侧滑，后轮没有侧滑汽车绕瞬心O转动，产生的惯 性力Fj与侧滑方向相反，即Fj 有消除侧滑的作用，使汽车处 于一种稳定状态。406.受力情况分析： 前轮抱死拖滑或后轮抱死拖滑的运动情况（2）
10、后轴侧滑，前轴没有侧滑。汽车绕瞬心转动，产生的惯性 力Fj与侧滑方向基本一致，则Fj 有加剧侧滑的趋势，甚至使汽车 甩尾，使汽车处于一种不稳定的 危险状态。 最理想的情况就是防止任何车轮 抱死，前后车轮都处于滚动状态， 这样就可以确保制动时的方向稳 定性。411 地面对前后车轮的法向反作用力4243定义：制动时前、后车轮同 时抱死时的前后制动器制动 力分配关系曲线。前后车轮 同时抱死的条件：替换4445463、具有固定比值的前、后制动器 制动力与同步附着系数常用前制动器制动力与汽车总制动器制动力之 比来表明分配的比例，称为制动器制动力分配系数 ，4748制动力分配系数线与理想的制动器制动 力分
11、配曲线I的交点处的附着系数为同步附着系数 0。同步附着系数说明，前后制动器制动力 为固定比值的汽车，只能在一种路面上，即在同 步附着系数的路面上才能保证前、后轮同时抱死 。同步附着系数也可用解析方法求出。49用解析方法求同步附着系数505152空载时总是后轮先抱死。空载时总是后轮先抱死。满载或超载一般是前轮先抱死。满载或超载一般是前轮先抱死。r r线组线组f f 线组线组 53r r线组线组f f 线组线组 545556576.稳定性界限和最大制动距离界限58载荷变化的影响59定比式和折线感载比例阀60减速度传感比例阀61627.制动防抱死装置ABS制动防死装置（Antilock Brakin
12、g System）它是在制动过程中防止车轮被制动抱死， 提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，缩短 制动距离的安全装置。典型的ABS系统，它具有三个独立进行压力 调节的管路。 63轮速传感器将车轮旋转的信号传给计算机 控制单元ECU，ECU经过对转速信号的处理判断， 发出指令送到液压调节器，使之调节制动管路的 压力，保证车轮不抱死。64车轮防抱死装置控制回路制动压调节器、制动主缸、制动轮缸、ECU 、轮速传感器增压、减压、保压车轮的角速度、角加速度、滑动率65高附着系数上制动防抱死过程逻辑门限值控制（a、+a、+A） V汽车、V基准、V车轮66678.汽车制动试验1.路试（1）水平、硬路面；0.70C37C,风力不影响试验结果，试验中车辆不得偏离 行驶方向；不得越出2.5m的车道（或使航向角变动大于8C ）。航向角：制动时汽车纵车线与原来行驶方向的夹角。（2）测定参数制动距离、制动协调时间和制动减速度。（3）仪器：五轮仪、惯性式减速度计。682.冷制动试验：制动器温度低于 100 热衰退试验：制动循环周期4560S ， 循环次数15 20次。 长坡制动试验：30km/h，在6%的坡 道上，下坡行驶6km，测定剩余制动性能。693.制动防抱死试验直线行驶紧急、转向行驶紧急制动试验 各种附着系数、非对称各组合、阶跃附着系 数路面704.室内试验反力制动试验平板式制动试验台71
