汽车制动性能及检测

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1、第三章：汽车的制动性,主讲：邹城,3.1 汽车的制动过程,3.2 汽车的评价指标,制动效能：制动距离、制动力、制动减速度 制动效能的恒定性：抗热衰退性 制动方向的稳定性：,制动效能 制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力，是制动性能最基本的评价指标。他是由制动力、制动减速度、制动距离和制动时间来评价的。,制动距离 制动距离与行车安全有直接关系，而且最直观。驾驶员可按预计停车地点的来控制制动强度，故政府职能部门通常按制动距离的要制定安全法规。 各国对制动距离的定义不一致，在我国安全法中，是指在指定的道路条件下，机动车在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起至车

2、辆停止车辆驶过的距离（见GB72581997,6.14.1.1）。制动距离与制动过程的地面制动力以及制动传动机构与制动器工作滞后时间有关，而地面制动力与检验时在制动踏板上的踏板力或制动系的压力（液压或气压）以及路面的附着条件有关，因此，测试制动距离时必须对制动踏板力或制动系的压力以及轮胎与地面的附着条件作出相应的规定。,制动力 汽车在制动过程中人为地使汽车受到一个与其行驶方向相反的外力，汽车在受一外力作用下迅速地降低车速至停车，这个外力称为汽车的制动力。 图为汽车在良好的路面上制动时的车轮受力图，图中 为车轮制动器的摩擦力矩，j为汽车旋转质量的惯性力矩，f 车轮的滚动阻力矩，F为车轴对车轮的推

3、力，G为车轮的垂直载荷，Fz 是地面对车轮的法向反作用力。 在制动工程中滚动阻力矩，f 惯性力矩j 相对较小时可忽略不计。地面制动力Fx可写为： Fx=/r r:车轮半径,制动时车轮受力,地面制动力 Fx 是汽车制动时地面作用于车轮外力，Fx 值取决于车轮的半径与制动器的摩擦力矩 ，但其极限值受到轮胎与地面间附着力 F 的限制。 在轮胎周缘克服车轮制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力F 即 : F = / r 式中： 车轮制动器（制动蹄与制动鼓相对滑转时）的摩擦力矩。,制动器制动力F 取决于制动器结构、型式与尺寸大小，制动器摩擦副系数和车轮半径。一般情况下其数值与制动踏板成正比，即与制动系的

4、液压或气压大小成线性关系。对于机构、尺寸一定的制动器而言，制动器动力主要取决于制动踏板与摩擦副的表面状况，如接触面积大小，表面有无油污等。,制动距离 制动距离与行车安全有直接关系，而且最直观。驾驶员可按预计停车地点的来控制制动强度，故政府职能部门通常按制动距离的要制定安全法规。 各国对制动距离的定义不一致，在我国安全法中，是指在指定的道路条件下，机动车在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起至车辆停止车辆驶过的距离（见GB72581997,6.14.1.1）。制动距离与制动过程的地面制动力以及制动传动机构与制动器工作滞后时间有关，而地面制动力与检验时在制动踏板上的踏

5、板力或制动系的压力（液压或气压）以及路面的附着条件有关，因此，测试制动距离时必须对制动踏板力或制动系的压力以及轮胎与地面的附着条件作出相应的规定。,制动减速度,制动时单位时间内车速的变化量，反映了地面制动力的大小，与制动器制动力及附着力有关。 平均减速度：车速从0.8V0降至0.1V0之间时其次的平均减速度。,3.3 汽车制动的恒定性,制动抗热衰退性 汽车制动抗热衰退性能是指汽车高速制动，短时间内重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动过程实质是把汽车的动能通过制动器吸收转化为热能。制动过程中制动器温度不断升高，制动器摩擦系数下降制动器摩擦阻力矩减小，从而使制动能力降低，这种现象

6、称热衰退现象。因此，可以用制动器处于热状态时能否保持有冷状态时的制动效能来评价汽车制动抗热衰退性能。制动抗热衰退性是衡量制动效能恒定性的一个指标。随着高速公路的发展和车速的提高，汽车制动性能的恒定性也愈来愈高。但由于测试方法复杂，在一般汽车综合检测中较难实施。对于在用汽车也无需检测制动抗热衰退性。,热衰退与制动器摩擦副材料及制动器结构有关。 评价指标：用连续制动时制动效能占冷制动效能的百分数表示。,制动稳定性 制动稳定性是指制动时汽车的方向稳定性。通过制动时汽车按给定轨迹行驶的能力来评价，即汽车制动时维持直线行驶或预定弯道行驶的能力。制动稳定性良好的汽车，在试验时不会产生不可控制的效能使汽车偏

7、离一定的试验通道。我国安全法规中对制动稳定性有相应的规定（见GB72581997，6.14.1）。 汽车丧失制动稳定性表现为制动跑偏和车轴侧滑现象，特别是后轴侧滑，是造成交通事故的重要原因。,汽车跑偏是指汽车制动时不能按直线方向减速停车，而无法控制地向左和向右偏驶的现象。汽车制动时出现某一轴或两轴的车轮相对地面同时发生横行移到的现象称为制动侧滑现象。 产生制动跑偏的主要原因是汽车左右车轮制动时制动力增长快慢不一致或左右轮制动力不等，特别是转向轮左右车轮制动器制动力不相等。另外轮胎的机械特性、悬架系统的结构与刚度、前轮定位、道路状况、车辆轮荷分布状况等因素也会影响制动跑偏。为了控制制动跑偏，在安

8、全法规中对左右轮制动力的平衡有相应要求（见GB72581997，6.15.1.2）。 汽车在制动过程中，当车轮未抱死制动时，车辆具有承受一定侧向力的能力。汽车在一般横向干扰力的作用下不会发生制动侧滑现象。当车轮抱死制动时，车轮承受侧向力的能力几乎全部丧失，汽车在横向干扰力作用下极易发生侧滑。,制动时前后轮抱死的顺序取决于设计时制动力在各轴之间的合理分配，道路状况。为了改善制动稳定性，在有的汽车上装有制动力分配调节装置如限压阀、比例阀、感载阀等，目前以发展到采用计算机如控制的汽车防抱死装置。汽车制动跑偏与汽车制动时车轮侧滑也是有联系的。严重的跑偏常会引起后轮侧滑。 上述几方面的评价指标主要评价汽

9、车制动时制动性能的好坏，然而一旦需要解除制动力时制动装置能否迅速、彻底、解除往往也会影响行车安全严重时也会造成交通事故。例如当车轮抱死制动而汽车又失去控制时，驾驶员通过放松制动踏板不能迅速解除制动，此时汽车将可能丧失制动稳定性。,在行车中，若踩下制动踏板后再抬起踏板而不能迅速解除制动，这种现象称为制动拖滞。除上例外，一般情况下这种现象不会立即引起行车事故，但如果不及时排除其故障，将会导致制动系统损坏，特别时引起制动系过热，制动蹄片烧蚀，降低车辆制动性能，增加车辆行驶阻力。因此车轮阻滞力也应列入汽车制动性能检测项目。但需要指出的是这里所检测的车轮阻滞力除包含制动系的因素外，还与车轮安装有关，如轴

10、承安装紧度、车轴变形以及车轮与试验台滚筒之间的安置角等。,3.3汽车制动性检测,3.2.1 台试检验制动性能 3.2.1.1 制动性能台试检验的主要检测项目： （1） 制动力； （2） 制动力平衡要求； （3） 车轮阻滞力； （4） 制动协调时间。,3.2.1.2 制动性能检测方法 （1）用反力式滚筒试验台检验 制动试验台滚筒表面应干燥，没有松散物质即油污。驾驶员将车辆驶上滚筒，位置摆正，变速器置于空档，启动滚筒，使用制动，测取各轮制动力、每轴左右轮在制动力增长全过程中的制动力差、制动协调时间、车轮阻滞力和驻车制动力等参数值，并记录车轮是否抱死。 在测量制动时，为了获得足够的附着力以避免车轮抱

11、死，允许在车辆上增加足够的附加质量和施加相当于附加质量的作用力（附加质量和作用力不计入轴荷；也可采取防止车轮移动的措施（例如加三角垫块或采取牵引等方法）。,（2）用平板制动试验台检验 制动试验台平板表面应干燥，没有松散物质或油污。驾驶员以5km/h10km/h的速度将车辆对正平板台并驶上平板，置变速器于空档，急踩制动，使车辆停住，测得 的各轮制动力、每轴左右轮在制动力增长全过程的制动力差、制动协调时间、车轮阻滞力和驻车制动力等参数值。,3.2.1.3 制动性能台试检验的技术要求,（2）制动力平衡要求 在制动力增长全过程中，左、右轮制动力差与该左、右轮中制动力大者比较对前轴不得大于20%，对于后

12、轴不得大于24%。 （3）车轮阻滞力 汽车和无轨电车车轮阻滞力均不得大于该轴轴荷5%。 （4）驻车制动性能检验 当采用制动试验台检验车辆驻车制动的制动力时，车辆空载，乘坐一名驾驶员，使用驻车制动装置，驻车制动了的总和应不小于该车在测试状态下整车重量的20%。对总质量为整备质量1.2倍以下的车辆此值为15%。,（5）机动车制动完全释放时间限制 机动车制动完全释放时间（从松开制动踏板到制动消除所需要的时间）对单车不得大于0.8s。 根据GB7528-1997机动车运行安全技术条件中6.15.3的规定，当汽车经台架检验后对制动性能 有质疑时，可用道路试验检验，并以满载的检验结果为准。,3.2.2 路

13、试检验制动性能 3.2.2.1 制动性能路试检验项目 制动性能路试检验的主要检测项目 （1） 制动距离； （2） 充分发出的平均减速度； （3） 制动稳定性； （4） 制动协调时间； （5） 驻车制动坡度。,3.2.2.2路试制动性能检验方法 测试路面应平坦（坡度不超过1%）、干燥和清洁的水泥或沥青路面。轮胎与路面之间的附着系数不小于0.7，风速不大于5m/s。在试验路面上应画出标准中规定的制动稳定性要求相应宽度试车道的边线。被测车辆沿着试验车道的中线行驶至高于规定的初速度后，置变速器于空档。当滑行到规定得初速度时急踩制动，使车辆停止。 用速度计，第五轮仪或用其他测试方法测量车辆制动距离。 用

14、速度计，制动减速度仪或用其他测试方法测量车辆重复发出的平均减速度（MFDD）与制动协调时间。充分发出的平均减速度应在测得公式（MFDD）中相关参数后计算确定。,3.2.2.3制动性能路试检测项目的技术要求,3.2.3 两种检验方法比较,路试法检验制动性能的优点是直观、简便、能真实的反映实际工程中汽车动态的制动性能，能综合反映汽车其他系统的结构性能对汽车制动性能的影响，如转向机构、悬架系统机构和形式对制动方向稳定性的影响，且不需要大型设备与厂房。但也存在下列不足之处。 （1） 只能反映整车制动性能的好坏，而对于各轮的制动状况及制动力的分配，虽能从拖、压印作出定性分析，但不易取得定量的数值。 （2

15、） 不易诊断故障发生的部位。,（3） 重复性较差。制动距离的长短和制动减速度的大小，往往因驾驶员操作方法、路面状况和交通状况而异。只有在专用试验仪器的情况下才能获得重复性较好的检验结果。 （4） 除道路条件外，路试还将受到气候条件等的限制，且油发生事故的危险性。 （5）消耗燃料，磨损轮胎，紧急制动时的冲击载荷对汽车各部件都有不良的影响。 台试法检验制动性能的优点是迅速、准确、安全，不受外界条件的限制，重复性较好，能测得各车轮的制动全过程（制动力随时间增长的过程）。有利于分析前、后轴制动力的分配及每轴制动力的平衡状态、制动协调时间等参数，给故障诊断提供可靠依据。,台试法检验的不足之处有： （1）

16、 通常台试法被检车辆处于空载状态，且制动时没有因惯性作用而引起的轴荷前移作用，故前轴车轮容易抱死而不易测得前轴制动器可能提供的最大制动力 （2） 同一试验台对于不同型号的车辆（主要是轮胎直径不同的车辆），因其轮胎在试验台滚筒间的安置角不同而影响其制动测定能力（即最大制动力的测定）。,（3） 制动测试滚筒的制动速度较低与实际制动状况相差甚远。这将影响所测试制动力上升速度使制动协调时间延长，若与采用时间不能很良好匹配时甚至影响所测制动力值的大小。 不能反映汽车其他系统（如转向机构、悬架）的结构、性能对制动性能的影响。,3.4 汽车制动试验台,基本结构 单轴反力式滚筒制动试验台的结构简图如图所示。它由结构完全相同左右两套车轮制动力测试单元和一套指示控制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架(有的试验台将左右测试单元由框架制成一体)、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。,（1）驱动装置 驱动装置由电动机、减速器和链传动组成。电动机通过减速器两级减速后驱动(或再通过链传动