汽車運用工程基礎課件：汽車制動性 -

汽車制動性

汽車制動性評價指標汽車制動性分析影響汽車制動性的主要因素學習內容：§3－1制動性評價指標汽車制動性：是指汽車行駛時，能夠強制地降低車速以至停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和下坡時維持一定車速的能力。

直接關系到交通安全保證汽車高效運輸

定義

重要性

制動性的評價指標制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動效能的恒定性制動效能制動減速度制動距離抗熱衰退性失去轉向能力側滑跑偏抗水衰退性制動力

制動性評價指標

§3－2汽車制動性分析一、汽車制動狀態(tài)分析汽車制動性分析1.制動時車輪的受力1）地面制動力制動時車輪的受力分析rWFZFXbFpTμua制動摩擦片與制動盤之間的摩擦力輪胎與地面之間的附著力滾動阻力偶矩、慣性力偶矩忽略不計

汽車制動性分析2）制動器制動力rFμTμ制動器制動力克服制動器摩擦力矩所需的力Fμ是指在車輪抬離地面踩制動時，為克服制動器摩擦力矩Tμ，在輪胎周緣沿切線方向轉動車輪所需施加的力制動器制動力制動器制動力制動器的形式結構尺寸摩擦副的摩擦系數車輪半徑制動踏板力制動器的結構參數3）地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關系2.制動時車輪的運動1)車輪的運動制動時車輪的運動純滾動邊滾邊滑抱死拖滑沒有制動力時的滾動半徑制動時車輪的運動2)滑移率純滾動邊滾邊滑抱死拖滑3.車輪制動的最佳狀態(tài)1)硬路面上附著系數路面的材料及狀況各種路面平均附著系數

路面峰值附著系數滑動附著系數路面峰值附著系數滑動附著系數瀝青或混凝土（干）0.8～0.90.75土路（干）0.680.65瀝青（濕）0.5～0.70.45～0.6土路（濕）0.550.4～0.5混凝土（濕）0.80.7雪（壓緊）0.20.15礫石0.60.55冰0.10.07車輪的運動狀態(tài)2)最佳制動狀態(tài)

車輪抱死狀態(tài)分析附著系數側向附著系數輪胎磨損

車輪滑移率20%左右狀態(tài)附著系數側向附著系數輪胎磨損最佳制動狀態(tài)制動時，各車輪滑移率控制在20%左右，其制動距離最短，方向穩(wěn)定性最好，輪胎磨損較少二、汽車制動效能分析制動過程制動減速度地面制動力制動器的制動力附著力地面制動力水平路面最大制動力1.制動力和制動減速度水平路面最大強度制動裝有ABS汽車最大強度制動無ABS汽車最大強度制動制動減速度充分發(fā)出的平均減速度（MFDD）

MFDD是車輛在制動過程中較為穩(wěn)定的數值，能夠真實地反映汽車制動系統(tǒng)的實際情況。因此，在GB7258－2012《機動車運行安全技術條件》中，用充分發(fā)出的MFDD作為評價指標。

0.8u00.1u0u0–ue的距離u0–ub的距離2.制動時間制動過程分析駕駛員接到停車信號意識到踩制動踏板地面制動力起作用蹄片與制動鼓之間的間隙制動器制動力增加至最大松開踏板持續(xù)制動過程制動過程時間曲線制動時間制動過程駕駛員行動反應制動器作用制動器持續(xù)制動放松制動器駕駛員反應時間0.3~1.0s制動器作用時間0.2~0.9s持續(xù)制動時間放松制動器時間0.2~1.0s制動時間

制動協(xié)調時間：是指在緊急制動時，從踏板開始動作至車輛減速度（或制動力）達到標準規(guī)定的充分發(fā)出的平均減速度（或制動力）75%時所需的時間。顯然，制動協(xié)調時間是制動器作用時間t2的主要部分。3.制動距離制動距離定義制動距離是指汽車在規(guī)定的道路條件、規(guī)定的初始車速下緊急制動時，從腳接觸制動踏板起至汽車停住時止汽車駛過的距離。

制動距離制動器起作用下的距離s2制動器持續(xù)作用下的距離s3制動距離制動距離分析汽車的制動距離起始的制動速度制動器的起作用時間最大制動減速度附著力制動器的結構踩踏板的速度制動距離s制動器的狀態(tài)制動力路面附著條件車輛的狀態(tài)制動距離減少制動距離措施

改進制動系結構；減少制動器起作用時間；采用附著性能良好的輪胎；加裝防抱死制動系統(tǒng)等都可使制動距離縮短，提高制動效果。汽車的制動距離三、制動效能的恒定性分析制動效能熱衰退現象制動器的溫度冷制動熱衰退<100°C＞300℃，甚至600～700℃摩擦力矩下降制動效能的恒定性抗熱衰退性能1．抗熱衰退性能

制動效能的恒定性影響因素制動器摩擦系數當200℃為0.3～0.4，溫度升高時，其摩擦系數大幅下降。制動器結構為了進行定量比較，采用制動效能因數這一指標kef

，其kef越大，則摩擦系數對制動器的影響就越大，抗熱衰退性能就越差；kef

越小，抗熱衰退性能就越好。盤式制動器抗熱衰退性最好。

2．抗水衰退性能

汽車制動器涉水時，制動效能的保持程度，稱為制動器的抗水衰退性能。

四、制動方向穩(wěn)定性分析方向穩(wěn)定性含義制動過程制動跑偏制動側滑前輪失去轉向能力制動時的方向穩(wěn)定性向左、向右偏駛一軸或兩軸橫向移動不能按照給定方向行駛1.制動跑偏定義制動時汽車自動向左或向右偏駛的現象稱為制動跑偏。

制動跑偏原因左、右車輪，特別是轉向軸的左、右車輪制動器制動力不相等。

制動跑偏受力圖FX1lFX1rFX2lFX2rFju2u1FY1FY2制動跑偏原因懸架導向桿系與轉向桿系運動干涉

a）未制動時b）制動時前軸轉動角2.制動側滑制動側滑原因車輪抱死拖滑使其喪失抵抗側向力的能力。側向力作用是側滑的根源。較高的制動初始速度為側滑提供了有利條件。輪胎與路面的附著系數小為側滑提供了可靠條件。制動跑偏可加劇側滑，它為側滑提供了較大的側向力。

定義制動時汽車某一軸車輪或兩軸車輪發(fā)生橫向滑動的現象稱為制動側滑。制動側滑單軸制動側滑分析前軸側滑

Fj的作用效果將減少或阻止前軸的側滑。前軸側滑對汽車前進方向的改變不大，汽車處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。ABCFjuBuAOαFy前軸側滑受力圖制動側滑后軸側滑

Fj的作用效果將加劇后軸的側滑。因此，后軸側滑后軸側滑是一種不穩(wěn)定的、危險的工況，它嚴重威協(xié)行車安全。

ABCFjuBuAαOFy后軸側滑受力圖3.失去轉向能力定義彎道制動時汽車不再按原來的彎道行駛而沿彎道切線方向駛出，而直線行駛制動時雖然轉動轉向盤但汽車仍按直線方向行駛的現象稱為失去轉向能力。原因汽車失去轉向能力通常是前輪制動抱死而不能承受側向力引起的。五、前、后制動器制動力分配前、后軸制動器制動力分配載荷情況道路附著系數制動過程前輪先抱死拖滑后輪再抱死拖滑后輪先抱死拖滑前輪再抱死拖滑前、后輪同時抱死拖滑前、后制動器制動力比例關系制動時汽車受力圖GFjabLFZ1FZ2FXb1FXb2hg對后輪接地點取矩對前輪接地點取矩

地面法向反作用力前、后制動器制動力比例關系

對于前后輪都抱死情況

前、后輪的法向反作用力分別為前、后制動器制動力比例關系前、后輪同時抱死前輪制動器制動力后輪制動器制動力理想的前、后輪制動器制動力分配附著條件的充分利用、方向穩(wěn)定性較為有利

理想的前、后制動器制動力分配前、后制動器制動力比例關系前、后輪同時抱死的條件I曲線方程前、后制動器制動力比例關系制動器制動力分配曲線I曲線與坐標軸成-45°的一組平行線經過原點的一組射線不同的φ理想的制動器制動力分配地面制動力關系前、后制動器制動力比例關系I曲線前、后制動器制動力比例關系實際前后制動器制動力分配前后制動器制動力之比為一固定值制動器制動力分配系數實際的前后制動器制動力分配曲線β曲線

制動力分配系數前、后制動器制動力比例關系β線與I曲線前、后制動器制動力比例關系同步附著系數I曲線β曲線交點處的附著系數同步附著系數汽車的結構參數汽車的制動性能固定制動力分配的汽車只有一種附著系數時才能達到前后輪同時抱死前、后制動器制動力比例關系不同路面上制動過程分析

當時，汽車制動時總是前輪先抱死，后輪后抱死，是一種穩(wěn)定工況。

當時，汽車制動時總是后輪先抱死，前輪后抱死，易發(fā)生后軸側滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性，是一種不穩(wěn)定工況。

當時，汽車制動時總是前后輪同時抱死，汽車具有良好的制動效能和方向穩(wěn)定性，是一種較為理想的制動工況。前、后制動器制動力比例關系同步附著系數的選擇

同步附著系數一般根據車型及使用條件來選擇。對于經常在多雨的山區(qū)彎多的路面行駛的汽車，同步附著系數應選低些，以避免制動時前輪失去控制方向的能力。對于高速行駛的汽車，同步附著系數應選高些，保證制動時讓前輪先抱死，以避免高速制動時后軸側滑的危險。對于一般汽車，應與經常行駛的路面附著系數相當，以保證汽車在經常行駛的路面制動具有良好的制動效能和方向穩(wěn)定性。目前，汽車同步附著系數的取值，轎車約為0.6～0.9，貨車約為0.5～0.8?！?－3影響汽車制動性的主要因素1．制動系管路布置雙管路制動系統(tǒng)的布置1－制動總泵；2－一套管路；3－另一套管路影響汽車制動性的主要因素

2．車輪制動器車輪制動器是制動力的源泉，若要具有良好的制動效能，必須要有足夠的制動器制動力。制動器制動力則取決于車輪制動器的結構型式、技術狀況和制動系的工作介質壓力等。車輪制動器不但應能產生足夠大的制動力，同時還應有較好的制動效能恒定性。盤式制動器效能恒定性好。

3．制動力調節(jié)裝置固定比值的前后制動器制動力分配β曲線I曲線制動效率低前輪可能抱死喪失轉向能力后輪可能抱死產生側滑制動力調節(jié)裝置載荷比例閥比例閥危險工況變比值的前后制動器制動力分配…制動力調節(jié)調節(jié)原則：盡量使β線在I線下方；盡量使β線靠近I線制動力的調節(jié)限壓閥制動力的調節(jié)比例閥制動力的調節(jié)感載比例閥制動力的調節(jié)感載射線閥4．汽車防抱死制動系統(tǒng)

汽車防抱死制動系統(tǒng)（Anti-LockBrakingSystem）是指汽車在制動過程中防止車輪制動抱死拖滑的控制系統(tǒng)，簡稱ABS。ABS對汽車的制動性產生重要影響。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1）ABS的理論依據2）ABS基本組成ABS主要由輪速傳感器、ABS電控單元（即ABSECU）、ABS壓力調節(jié)器和警告燈等組成

3）ABS工作原理4）ABS的合理使用

緊急制動時，將制動踏板一腳踩到底，始終不放松在溜滑路面行車緊急制動時，應將制動踏板踩到底，不用點制動駕駛ABS車輛制動時，也應謹慎從事，不可粗心大意當ABS出現故障時，對汽車的制動操作應與未裝ABS的汽車相同5．電子制動力分配系統(tǒng)基本概念

電子制動力分配系統(tǒng)（ElectricBrakeforceDistribution）簡稱EBD，它是ABS的附加裝置，用來改善和提高ABS的功效。

EBD在制動時可根據每個車輪的附著條件，合理分配和平衡每個車輪的有效制動力，縮短制動距離，改善制動平衡，配合ABS提高制動時的方向穩(wěn)定性。電子制動力分配系統(tǒng)EBD工作原理高速計算機在汽車制動的瞬間，利用傳感器分別對汽車4個車輪的不同地面附著狀態(tài)進行感應、計算，得出不同的附著力數值，進而控制4個車輪的制動裝置以不同的方式和力度實施制動，并在運動中快速調整，使制動力與附著力相匹配，從而保證車輛在制動過程中平穩(wěn)、安全地行駛。EBD特點汽車緊急制動時，EBD在ABS之前進行動作，自動根據重力和路面條件，去分配和平衡每個車輪的制動力，而當ABS起作用時，可獲得最大制動效能和良好的方向穩(wěn)定性。這樣，可克服ABS低選控制時犧牲部分制動效能或高選控制時降低方向穩(wěn)定性的不足。6．制動輔助系統(tǒng)基本概念制動輔助系統(tǒng)（BrakeAssistSystem）簡稱BAS，它可優(yōu)化緊急制動操作過程中車輛的制動能力，改善汽車的操縱性。尤其是對力不從心、猶豫不決、反應遲鈍的駕駛者，在緊急情況下制動，具有重要的幫助作用。制動輔助系統(tǒng)BAS原理

BAS通過駕駛者踩踏制動踏板的速率和制動壓力增長的速率來理解和判斷制動行為。系統(tǒng)時刻監(jiān)控制動踏板的運動，一旦監(jiān)測到踩踏制動踏板的速度陡增，而且駕駛者繼續(xù)大力踩踏制動踏板，或察覺到制動踏板的制動壓力恐慌性的急速增加，BAS會在幾毫秒內啟動，建立最大的制動壓力，使制動減速度很快上升到最大值產生最大的制動力。BAS特點響應速度快、制動距離短7．