第一章汽车使用性能2

1.3汽车制动性,汽车制动性评价指标汽车制动原理汽车制动性分析影响汽车制动性的主要因素,汽车制动性,汽车的制动性,短距离内停车,维持行驶方向的稳定性,下长坡,维持一定的车速,汽车制动性：是指汽车行驶时，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车速，以及保证汽车长时间停驻坡道的能力。,一、制动性评价指标,制动性的评价指标,制动时汽车的方向稳定性,制动效能的恒定性,制动效能,制动减速度,制动距离,抗热衰退性能,失去转向能力,侧滑,跑偏,抗水衰退性能,制动力,二、汽车制动原理,汽车制动原理图,二、汽车制动性分析,1.汽车制动状态制动时车轮的受力,地面制动力,制动时车轮的受力分析,制动摩擦片与制动盘之间的摩擦力,轮胎与地面之间的附着力,汽车制动状态,制动器制动力,制动器制动力,克服制动器摩擦力矩,汽车制动状态,制动器制动力,制动器的形式,结构尺寸,摩擦副的摩擦因数,车轮半径,制动踏板力,制动器的结构参数,制动器制动力影响因素,汽车制动状态,地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系,汽车制动状态,制动时车轮的运动,制动时车轮的运动,单纯的滚动,边滚边滑,抱死拖滑,没有制动力时的滚动半径,汽车制动状态,滑移率,单纯的滚动,边滚边滑,抱死拖滑,汽车制动状态,汽车最佳制动状态硬路面上附着系数与滑移率变化规律,汽车制动状态,附着系数的影响因素,附着系数,道路的材料,路面的状况,轮胎的结构花纹材料,汽车的运动速度,车轮的运动状态,路面材料,各种路面平均附着系数,路面状况,各种路面平均附着系数,路面状况,几种路面特滑的危险情况结冰路面刚开始下雨的滑溜路面滑水路面,汽车的运动速度,汽车制动状态,汽车最佳制动状态,车轮抱死状态附着系数侧向附着系数轮胎磨损,车轮滑移率20%左右状态附着系数侧向附着系数轮胎磨损,最佳制动状态制动时，各车轮滑移率控制在20%左右，其制动距离最短，方向稳定性最好，轮胎磨损较少,2.汽车制动效能分析,制动时间,制动过程分析,驾驶员接到停车信号,意识到,踩制动踏板,地面制动力起作用,蹄片与制动鼓之间的间隙,制动器制动力增加至最大,松开踏板,持续制动过程,汽车制动效能分析,制动过程时间曲线,汽车制动效能分析,制动过程,驾驶员行动反应,制动器作用,制动器持续制动,放松制动器,驾驶员反应时间0.31.0s,制动器作用时间0.20.9s,持续制动时间,放松制动器时间0.21.0s,制动过程时间,制动协调时间紧急制动时，从踏板开始动作至车辆减速度（或制动力）达到标准规定的充分发出的平均减速度（或制动力）75%时所需的时间。显然，制动协调时间是制动器作用时间的主要部分,汽车制动效能分析,制动距离定义制动距离是指汽车在规定的道路条件、规定的初始车速下紧急制动时，从脚接触制动踏板起至汽车停住时止汽车驶过的距离。,制动距离,制动器起作用下的距离s2,制动器持续作用下的距离s3,汽车制动效能分析,制动距离分析,汽车的制动距离,起始的制动速度,制动器的起作用时间,最大制动减速度,附着力,制动器的结构,踩踏板的速度,制动距离s,制动器的状态,制动力,路面附着条件,车辆的状态,汽车制动效能分析,减少制动距离措施改进制动系结构，减少制动器起作用时间，采用附着性能良好的轮胎，加装防抱死制动系统，都可使制动距离缩短，提高制动效果。,汽车的制动距离,制动器起作用时间,液压制动系,真空助力制动系,气压制动系,汽车列车制动系,=0.1s,=0.30.9s,=2s,=0.30.9s,汽车制动效能分析,制动减速度制动过程,制动减速度,地面制动力,制动器的制动力,附着力,地面制动力,制动减速度,附着系数,汽车制动效能分析,充分发出的平均减速度（MFDD）MFDD是车辆在制动过程中较为稳定的数值，能够真实地反映汽车制动系统的实际情况。因此，在GB72582004机动车运行安全技术条件中，用MFDD作为评价指标。,0.8v0,0.1v0,v0ve的距离,v0vb的距离,3.制动效能恒定性分析,制动效能热衰退现象,制动器的温度,冷制动,热衰退,100C,300，甚至600700,摩擦力矩下降,制动效能的恒定性,抗热衰退性能,制动效能恒定性分析,制动效能恒定性试验,抗热衰退性能,连续制动15次制动强度为3m/s2,制动效能不低于制动强度为5.8m/s2的60,国家行业标准,冷制动,摩擦副材料,制动器结构,制动效能恒定性分析,影响因素制动器摩擦系数当200为0.30.4，温度升高时，其摩擦系数大幅下降。制动器结构为了进行定量比较，采用制动效能因数这一指标，即：kefF/p其意义为单位制动泵推力p所产生的制动器摩擦力F。kef越大，则摩擦系数对制动器的影响就越大，抗热衰退性能就越差；kef越小，抗热衰退性能就越好。盘式制动器抗热衰退性最好。,5.制动方向稳定性分析,方向稳定性含义,制动过程,制动跑偏,制动侧滑,前轮失去转向能力,制动时的方向稳定性,向左、向右偏驶,一轴或两轴横向移动,不能按照给定方向行驶,制动方向稳定性分析,制动跑偏定义制动时汽车自动向左或向右偏驶的现象称为制动跑偏。,制动方向稳定性分析,原因左、右车轮，特别是转向轴的左、右车轮制动器制动力不相等。,制动跑偏受力图,制动方向稳定性分析,车身变形、车轮定位失准、前后车轴不平行以及两边钢板弹簧刚度不等。汽车悬架导向杆系与转向系拉杆运动学不协调，如图所示时，导致向右跑偏。,制动方向稳定性分析,制动侧滑定义制动时汽车某一轴车轮或两轴车轮发生横向滑动的现象称为制动侧滑。制动侧滑试验,制动试验,一侧有坡度的路面,低的附着系数（洒水）,制动器有调压装置,制动方向稳定性分析,制动侧滑原因车轮抱死拖滑使其丧失抵抗侧向力的能力。侧向力作用是侧滑的根源。较高的制动初始速度为侧滑提供了有利条件。轮胎与路面的附着系数小为侧滑提供了可靠条件。制动跑偏可加剧侧滑，它为侧滑提供了较大的侧向力。,制动方向稳定性分析,单轴制动侧滑分析前轴侧滑Fj的作用效果将减少或阻止前轴的侧滑。前轴侧滑对汽车前进方向的改变不大，汽车处于一种稳定状态。,A,B,C,O,前轴侧滑受力图,制动方向稳定性分析,后轴侧滑Fj的作用效果将加剧后轴的侧滑。因此，后轴侧滑是一种不稳定的、危险的工况，它严重威协行车安全。,A,B,C,O,后轴侧滑受力图,制动方向稳定性分析,失去转向能力定义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，而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称为失去转向能力。原因汽车失去转向能力通常是前轮制动抱死而不能承受侧向力引起的。,6.前、后制动器制动力比例关系,前、后轴制动器制动力分配,载荷情况,道路附着系数,制动过程,前轮先抱死拖滑后轮再抱死拖滑,后轮先抱死拖滑前轮再抱死拖滑,前、后轮同时抱死拖滑,前、后制动器制动力比例关系,制动时汽车受力图,对后轮接地点取矩,对前轮接地点取矩,地面法向反作用力,前、后制动器制动力比例关系,对于前后轮都抱死情况,前、后轮的法向反作用力分别为,前、后制动器制动力比例关系,前、后轮同时抱死,前轮制动器制动力,后轮制动器制动力,理想的前、后轮制动器制动力分配,附着条件的充分利用、方向稳定性较为有利,理想的前、后制动器制动力分配,前、后制动器制动力比例关系,前、后轮同时抱死的条件,I曲线方程,前、后制动器制动力比例关系,制动器制动力分配曲线,I曲线,与坐标轴成-45的一组平行线,经过原点的一组射线,不同的,理想的制动器制动力分配,地面制动力关系,前、后制动器制动力比例关系,I曲线,前、后制动器制动力比例关系,实际前后制动器制动力分配,前后制动器制动力之比为一固定值,制动器制动力分配系数,实际的前后制动器制动力分配曲线,曲线,制动力分配系数,前、后制动器制动力比例关系,线与I曲线,前、后制动器制动力比例关系,同步附着系数,I曲线,曲线,交点处的附着系数,同步附着系数,汽车的结构参数,汽车的制动性能,固定制动力分配的汽车只有一种附着系数时才能达到前后轮同时抱死,前、后制动器制动力比例关系,不同路面上制动过程分析,当时，汽车制动时总是前轮先抱死，后轮后抱死，是一种稳定工况。,当时，汽车制动时总是后轮先抱死，前轮后抱死，易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳定性，是一种不稳定工况。,当时，汽车制动时总是前后轮同时抱死，汽车具有良好的制动效能和方向稳定性，是一种较为理想的制动工况。,前、后制动器制动力比例关系,同步附着系数的选择同步附着系数一般根据车型及使用条件来选择。对于经常在多雨的山区弯多的路面行驶的汽车，同步附着系数应选低些，以避免制动时前轮失去控制方向的能力。对于高速行驶的汽车，同步附着系数应选高些，保证制动时让前轮先抱死，以避免高速制动时后轴侧滑的危险。对于一般汽车，应与经常行驶的路面附着系数相当，以保证汽车在经常行驶的路面制动具有良好的制动效能和方向稳定性。目前，汽车同步附着系数的取值，轿车约为0.60.9，货车约为0.50.8。,四、影响汽车制动性的主要因素,1制动系管路的布置,双管路制动系统的布置1制动总泵；2一套管路；3另一套管路,影响汽车制动性的主要因素,2车轮制动器车轮制动器是制动力的源泉，若要具有良好的制动效能，必须要有足够的制动器制动力。而制动器制动力则取决于车轮制动器的结构型式、技术状况和制动系的工作介质压力等。3.汽车质心位置汽车质心位置发生改变，会引起前后轮地面制动力和同步附着系数发生变化，从而影响汽车的制动性能。,影响汽车制动性的主要因素,4汽车装载质量对于前后轮制动器制动力具有固定比值的汽车，满载同步附着系数最大，随着装载质量的下降，则同步附着系数逐渐减小。因此，对于空载或轻载的汽车，制动时易导致后轮先抱死而发生危险的侧滑。汽车制动距离与装载质量有关。装载质量3t以上的汽车，每增加载质量1t，其制动距离约增大0.51.0m。,影响汽车制动性的主要因素,固定比值的前后制动器制动力分配,曲线,I曲线,制动效率低,前轮可能抱死丧失转向能力,后轮可能抱死产生侧滑,制动力调节装置,载荷比例阀,比例阀,不重合,变比值的前后制动器制动力分配,制动力调节调节原则：尽量使线在I线下方；尽量使线靠近I线,5.制动力调节装置,影响汽车制动性的主要因素,6道路与轮胎道路和轮胎的附着力限制了最大制动力。制动初速度相同时，路面越好，附着系数越大，最大制动力越大，制动距离就越短。轮胎的结构，诸如轮胎花纹、胎面曲率、轮胎直径和宽度等对附着系数都有影响。细而浅花纹的轮胎，在硬路面上滚动有较大的附着系数；宽而深花纹的轮胎，在软路面上滚动可获得较大的附着系数。宽系列轮胎、低气压轮胎在硬路面上行驶，与路面具有较大的接触面积，可获得较大的附着系数。轮胎花纹被磨损后，胎面与路面微观突起间的机械啮合作用、嵌入作用减少，使附着系数降低。,影响汽车制动性的主要因素,7发动机制动与排气制动山区行驶的车辆下长坡时，为避免车轮制动器长时间工作而发生过热，造成制动效果降低，或冬季行驶在冰雪路面上，为避免左右轮制动力不等而引起侧滑，常用发动机制动或排气制动。发动机制动与排气制动制