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1、2021/2/211 第四章第四章 汽车的制动性汽车的制动性汽车的制动性汽车的制动性:汽车行驶时能在短距离内停车且维持汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力车速的能力,称为汽车的制动性。（还包称为汽车的制动性。（还包括对已停驶的汽车括对已停驶的汽车,特别是在坡道上已停特别是在坡道上已停驶的汽车，可使其可靠地驻留原地不动的驶的汽车，可使其可靠地驻留原地不动的驻车制动性能）驻车制动性能）2021/2/212 第一节第一节 汽车的制动性的评价指标汽车的制动性的评价指标 汽车的制动性能主要由汽车的制动性能主要由下列下列3 3方
2、面来评价方面来评价:（1）制动效能制动效能 汽车在好路面上以一定初速开汽车在好路面上以一定初速开始制动直到停车时的制动距离和制动减速度始制动直到停车时的制动距离和制动减速度,是最基本的是最基本的评价指标。评价指标。（2）制动效能的恒定性制动效能的恒定性 指制动器的抗热衰指制动器的抗热衰退性能退性能,即汽车在高速或下长坡连续制动时，制动器温度即汽车在高速或下长坡连续制动时，制动器温度升高后，与冷态时相比，其制动效能所能维持的程度。升高后，与冷态时相比，其制动效能所能维持的程度。（3）制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性 制动时汽制动时汽车按给定轨迹（直线或预定弯道）行驶，不发生跑偏、车按
3、给定轨迹（直线或预定弯道）行驶，不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。侧滑以及失去转向能力的性能。2021/2/213 第二节第二节 制动时车轮的受力制动时车轮的受力 地面制动力地面制动力:汽车制动时受到与行汽车制动时受到与行驶方向相反、由地面提供的外力驶方向相反、由地面提供的外力,称为地称为地面制动力。面制动力。地面制动力愈大地面制动力愈大,则汽车制动减速度则汽车制动减速度愈大，制动距离也愈短。愈大，制动距离也愈短。2021/2/214 2021/2/215 一、地面制动力一、地面制动力 忽略忽略滚动阻力偶矩滚动阻力偶矩和减速时的和减速时的惯性力惯性力、惯性力偶矩惯性力偶矩。在。在良良好的
4、硬路面好的硬路面上上制动时制动时汽车的受力如图。汽车的受力如图。从力矩从力矩平衡得到平衡得到 Fxb=Tp Fxb r=T式式中中 T制动器摩擦力矩制动器摩擦力矩;Fxb地面制动力地面制动力;Tp车轴对车轮的推力；车轴对车轮的推力；Fz地地面对车轮的法向反力；面对车轮的法向反力；W车轮垂直载荷。车轮垂直载荷。2021/2/216 地面制动力地面制动力是是使汽车制动而减使汽车制动而减速行驶的外力速行驶的外力,取决于两个取决于两个摩擦副的摩擦副的摩擦力摩擦力:（1 1）制动器内）制动器内制动摩擦片与制制动摩擦片与制动鼓动鼓或或制动盘间制动盘间的摩擦力的摩擦力;（2 2）轮胎与地面间轮胎与地面间的摩
5、擦力的摩擦力附着力附着力。2021/2/217 二、制动器制动力二、制动器制动力 1.制动器制动力制动器制动力 在轮胎周缘为了克服制动在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力。器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力。它相当于把它相当于把汽车架汽车架离地面离地面,并并踩住制动踏踩住制动踏板板,在在轮胎周缘沿切线轮胎周缘沿切线方向方向推动车轮直至它推动车轮直至它能能转动所需的力转动所需的力。2021/2/218 2.制动器制动力由制动器制动力由制动器结构参数所决定制动器结构参数所决定,并与并与制动踏板力成正比制动踏板力成正比。2021/2/219 三、三、地面制动力地面制动力、制制动器
6、制动力动器制动力与与附着力附着力之间之间的关系的关系 在在制动时制动时,分车轮的分车轮的运动为运动为滚动与抱死拖滑两滚动与抱死拖滑两种状况进行分析种状况进行分析:1.1.车轮滚动时车轮滚动时 地面制动力就等于制地面制动力就等于制动器制动力动器制动力,且随踏板力且随踏板力增长成正比地增长，但增长成正比地增长，但它的值不能超过附着力它的值不能超过附着力，即，即2021/2/2110 2.2.车轮抱死拖滑时车轮抱死拖滑时 地面制动力等于附着力。地面制动力等于附着力。制动器制动力制动器制动力由于制动由于制动器摩擦力矩的增长而器摩擦力矩的增长而仍按直线仍按直线关系继续上升关系继续上升。但是。但是,若作用
7、若作用在车轮上的在车轮上的法向载荷为常数法向载荷为常数,地面制动力地面制动力达到附着力后达到附着力后就不就不再增加再增加。2021/2/2112 结论结论:汽车的地面制动力汽车的地面制动力首先首先取决于取决于制动器制动力制动器制动力,但同时但同时又受地面附着条件又受地面附着条件的限制的限制,所以只有汽车具所以只有汽车具有有足够的制足够的制动器制动力动器制动力，同时，同时地面地面又能提供高的又能提供高的附着力时附着力时，才能获，才能获得得足够的地面制动足够的地面制动力力。2021/2/2113 四、硬路面上的附着系数四、硬路面上的附着系数 1.汽车制动过程的三个汽车制动过程的三个阶段阶段 第一阶
8、段第一阶段,车轮接近于车轮接近于纯滚动纯滚动 轮胎花纹在地面上留下的轮胎花纹在地面上留下的印印痕的形状与轮胎花纹基本上一痕的形状与轮胎花纹基本上一致致,此时此时式中式中:uw车轮中心的速度车轮中心的速度;rr0没有车轮制动力时的车轮滚动半径没有车轮制动力时的车轮滚动半径;w车轮的角速度；车轮的角速度；2021/2/2114 第二阶段第二阶段,车轮处于边滚车轮处于边滚边滑状态边滑状态 轮胎花纹的印痕可以辨别轮胎花纹的印痕可以辨别出来出来,但逐渐模糊，轮胎不只但逐渐模糊，轮胎不只是单纯的滚动，胎面与地面发是单纯的滚动，胎面与地面发生一定程度的相对滑动，即地生一定程度的相对滑动，即地面制动力已接近附
9、着力，此时面制动力已接近附着力，此时 随着制动强度随着制动强度的增加，的增加，滑动成分的滑动成分的比例越来越大。比例越来越大。2021/2/2116 第三阶段第三阶段,车轮作完车轮作完全的拖滑全的拖滑 车轮被制动器抱住车轮被制动器抱住,看不看不出花纹的印痕，形成一条粗出花纹的印痕，形成一条粗黑的印痕，此时黑的印痕，此时2021/2/2117 2.2.滑动率滑动率 一般用一般用滑动率滑动率s来说明制动过程中来说明制动过程中滑动成分的多少。滑动成分的多少。滑动率定义为滑动率定义为 在纯滚动时在纯滚动时,滑动率滑动率s0;在纯拖滑时在纯拖滑时,滑动率滑动率s100%;边滚边滑时，边滚边滑时，0s10
10、0%。滑动率越大，滑动成分越多。滑动率越大，滑动成分越多。2021/2/2118 （1）地面制动力与滑动率的关系）地面制动力与滑动率的关系 1）制动力系数制动力系数 地面制动力与垂直载荷之比。地面制动力与垂直载荷之比。2）制动力系数曲线制动力系数曲线（s）制动力系数与滑动制动力系数与滑动率间的关系曲线。率间的关系曲线。在不同滑动率时在不同滑动率时,制动制动力系数不同。力系数不同。a.a.峰值附着系数峰值附着系数 制动制动力系数的最大值。力系数的最大值。一般出现在一般出现在s1520%,此时地面制动力最大。此时地面制动力最大。b.b.滑动附着系数滑动附着系数 s100%时的制动力系数。时的制动力
11、系数。2021/2/2119 （2）侧向力与滑动率的关系）侧向力与滑动率的关系 侧向力系数侧向力系数 轮胎侧向力与垂直载荷之比。轮胎侧向力与垂直载荷之比。实验表明实验表明,滑动率越低滑动率越低,同一侧偏角条件下的侧向力同一侧偏角条件下的侧向力系数越大，即轮胎保持转向、系数越大，即轮胎保持转向、防止侧滑的能力越大。防止侧滑的能力越大。2021/2/2121 结论结论:制动时若能使滑动率制动时若能使滑动率保持在较低值保持在较低值（1520之间）之间）,便便可获得较大的可获得较大的制动力系数与较高的侧向制动力系数与较高的侧向力系数力系数。这样。这样,制动性能最制动性能最好，侧向稳定性也很好。好，侧向
12、稳定性也很好。ABS能实现这个要求，能实现这个要求，能显著地改善汽车在制动能显著地改善汽车在制动时的制动效能与方向稳定时的制动效能与方向稳定性。性。2021/2/2122 （3）附着系数的数值主要取决于）附着系数的数值主要取决于道路的材料道路的材料、路面的状况路面的状况、轮胎的结构轮胎的结构、胎面花纹胎面花纹、轮胎的材料轮胎的材料和和行驶车速行驶车速。2021/2/21232021/2/21242021/2/21252021/2/2126 路面的路面的结构结构对对排水能力排水能力有很大影响。有很大影响。为了增大为了增大潮湿潮湿时的附着能力时的附着能力,路面的路面的宏观结宏观结构构应具有一定的应
13、具有一定的不平度不平度而有而有自动排水自动排水的能的能力力;路面的路面的微观结构微观结构应是应是粗糙粗糙且有一定的且有一定的尖尖锐棱角锐棱角,以以穿透穿透水膜，让路面与胎面水膜，让路面与胎面直接接直接接触触。增大增大轮胎与地面的轮胎与地面的接触面接触面会会提高提高附着附着能力。因此，能力。因此，低气压低气压、宽断面宽断面和和子午线轮子午线轮胎胎的附着系数要较的附着系数要较一般轮胎一般轮胎为高。为高。2021/2/2127 （4）两种附着能力很小的情况两种附着能力很小的情况 刚开始下雨和滑水现刚开始下雨和滑水现象出现时。象出现时。1）刚开始下雨刚开始下雨,路面上只有少量雨水时路面上只有少量雨水时
14、 此时此时,雨水与路面上的尘土、油污相混合，形成粘度高雨水与路面上的尘土、油污相混合，形成粘度高的水液，滚动的轮胎无法排挤出胎面与路面间的水液膜的水液，滚动的轮胎无法排挤出胎面与路面间的水液膜;由由于水液膜的润滑作用，附着性能将大为降低，平滑的路面于水液膜的润滑作用，附着性能将大为降低，平滑的路面有时会同冰雪路面一样滑溜。有时会同冰雪路面一样滑溜。2）滑水现象滑水现象 在某一车速下，积水中行驶的汽车，车在某一车速下，积水中行驶的汽车，车轮接地面下动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全轮接地面下动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触，这种现象叫做滑水现漂浮在水膜
15、上面而与路面毫不接触，这种现象叫做滑水现象。象。动水压力动水压力 高速滚动的车轮迅速排挤水层，由于惯性，高速滚动的车轮迅速排挤水层，由于惯性，接触区的前部水中产生动压力，其值与车速的平方成正比。接触区的前部水中产生动压力，其值与车速的平方成正比。滑水现象滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力，影响汽车的减小了轮胎与地面的附着能力，影响汽车的制动、转向等性能。制动、转向等性能。2021/2/21282021/2/21292021/2/21302021/2/2131授课章节授课章节:5.3汽车的制动效能及其恒定性汽车的制动效能及其恒定性 目的要求：目的要求：掌握掌握制动效能的制动效能的评价指标评价指标
16、;了解了解对对制动距离制动距离的分析的分析;了解了解影响影响制动效能恒定性制动效能恒定性的因素。的因素。重点难点：重点难点：制动效能的评价指标制动效能的评价指标参考书目：参考书目：余志生余志生.汽车理论汽车理论.P102-108.P102-1082021/2/2132 第三节第三节 汽车的制动效能及其恒定性汽车的制动效能及其恒定性 评定制动效能的指标评定制动效能的指标 制动距离制动距离s和制动减速和制动减速度度ab。一、制动距离与制动减速度一、制动距离与制动减速度 1.制动距离制动距离 制动距离制动距离 指的是汽车速度为指的是汽车速度为u0时时,从驾驶员开从驾驶员开始操纵制动控制装置到汽车完全停住为止所驶过的距离。始操纵制动控制装置到汽车完全停住为止所驶过的距离。制动距离与汽车制动时的制动距离与汽车制动时的起始速度、制动踏板力、起始速度、制动踏板力、制动器的热状况和路面状况有关。制动器的热状况和路面状况有关。一般是在一般是在一定起始速度一定起始速度（空挡）（空挡）,制动器的制动器的温度为温度为100以下以下的的冷试验条件下冷试验条件下（路面平坦、良好干燥、清（路面平坦、良好干燥、清洁）
