汽车原理及构造6汽车原理汽车制动性制动力分配及ABS

1、1第四章 汽车的制动性第五节前、后制动器制动力的比例关系 本节将分析地面作用在前、后车轮上的法向反力，本节将分析地面作用在前、后车轮上的法向反力，分析前、后车轮制动器制动力的比例关系，通过分析前、后车轮制动器制动力的比例关系，通过 I 曲线、曲线、 线、线、f 线、线、r 线分析汽车的制动过程，介绍汽车的附着线分析汽车的制动过程，介绍汽车的附着利用率、附着效率的计算方法，利用单轮模型分析利用率、附着效率的计算方法，利用单轮模型分析ABS的制动控制过程。的制动控制过程。 本节内容是本章的重点。本节内容是本章的重点。2制动过程的三种可能制动过程的三种可能 1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑；稳定

2、工）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑；稳定工况，但丧失转向能力，附着条件没有充分利用。况，但丧失转向能力，附着条件没有充分利用。 2）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑；后轴可）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑；后轴可能出现侧滑，不稳定工况，附着利用率低。能出现侧滑，不稳定工况，附着利用率低。 3）前、后轮同时抱死拖滑；可以避免后轴侧滑，）前、后轮同时抱死拖滑；可以避免后轴侧滑，附着条件利用较好；但丧失转向能力。附着条件利用较好；但丧失转向能力。前、后制动器制动力的分配比例，将影响制前、后制动器制动力的分配比例，将影响制动时前后轮的抱死顺序，从而影响汽车制动动时前后轮的抱死顺序，从而影响汽车制动

3、时的方向稳定性和附着条件利用程度。时的方向稳定性和附着条件利用程度。第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系3一、地面对前、后车轮的法向反作用力g1ddhtumGbLFZg2ddhtumGaLFZdduzgt令LzhbGFZg1LzhaGFZg2z z 制动强度制动强度第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系4bXFFgtuddg2g1haLGFhbLGFZZ当前、后轮都抱死时当前、后轮都抱死时第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系zdduGmt5思考：为什么有些轿车采用前盘后鼓的制动系统配置？思考：为

4、什么有些轿车采用前盘后鼓的制动系统配置？制动管路为什么采用交叉布置？制动管路为什么采用交叉布置？第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系6GFF2111ZFF22ZFF“理想理想”的条件是：前后车轮同时抱死。的条件是：前后车轮同时抱死。I 曲线曲线：在各种附着系数的路面上制动时，要使前、后：在各种附着系数的路面上制动时，要使前、后车轮同时抱死，前、后轮制动器制动力应满足的关系曲线。车轮同时抱死，前、后轮制动器制动力应满足的关系曲线。第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系二、理想的前后制动器制动力分配曲线7代入将g2g1haLGFhb

5、LGFZZgg2121hahbFFGFF消去变量消去变量1.解析法确定 I 曲线第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系212121ZZFFFFGFF由理想的条件可得由理想的条件可得g2211gg4122h LGGbFbFFhGh8gg2121hahbFFGFF1.解析法确定 I 曲线第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系212121ZZFFFFGFF由理想的条件可得由理想的条件可得思考：思考：I 曲线受哪些曲线受哪些因素影响？对特定的因素影响？对特定的汽车是唯一的吗？汽车是唯一的吗？g2211gg4122h LGGbFbFFhGh

6、90.40.20.30.11Fd /d0.1utg2F0.3g0.2g0.4g第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系2.作图法确定 I 曲线1）按照）按照 作图，得到一组等间隔的作图，得到一组等间隔的45平行线。平行线。GFF21GFF21tugGddddugt这组线称为这组线称为“等制动减速度线组等制动减速度线组”。线上任何一点都有以下特点：线上任何一点都有以下特点：100.40.20.31 . 01Fd /d0.1utg2F2）按）按 作射线束作射线束g21gahFFbh0.10.30.20.4I曲线曲线0.3g0.2g0.4g第五节第五节 前、后制动器制动

7、力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系11第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系1221FFFFF1FF 12制动器制动力分配系数制动器制动力分配系数：前、后制动器制动力之比为固：前、后制动器制动力之比为固定值时，前轮制动器制动力与汽车总制动器制动力之比。定值时，前轮制动器制动力与汽车总制动器制动力之比。1FF第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系三、具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数1.线13121FF为一直线12FBF1tan直线斜率线线：实际前、后制动器制动力分配线。：实际前、后制动器制动力分配线。线线F2F1

8、第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系014F1、F2具有固定比值具有固定比值的汽车，使前、后车轮同的汽车，使前、后车轮同时抱死的路面附着系数称时抱死的路面附着系数称为为同步附着系数。同步附着系数。第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系2.同步附着系数 从图中看，从图中看，同步附着同步附着系数是系数是线和线和 I 曲线交点曲线交点处对应的附着系数。处对应的附着系数。 该点所对应的减速度该点所对应的减速度称为称为临界减速度临界减速度。15得由gg1hahbg0hbL 同步附着系数的计算同步附着系数的计算满足固定比满足固定比值的条件值

9、的条件满足同时抱满足同时抱死的条件死的条件第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系注意注意：同步附着系数同步附着系数 是汽车结构参数决定是汽车结构参数决定的，与路面无关的，反映汽车制动性能的参数。的，与路面无关的，反映汽车制动性能的参数。016后轮没有抱死、前轮抱死时，前、后轮地面制动力后轮没有抱死、前轮抱死时，前、后轮地面制动力FXb1、FXb2间的关系曲线。间的关系曲线。第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系四、前后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析1. f 线组17 一定时，一定时，f 线为直线线为直线与

10、与 无关无关bb1b2XXXFFF将代入gb2b1b1hLFFLGbFXXXFXb1=0gXhGbFb2FXb2=0gXhLGbFb1第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系前轮抱死的条件是前轮抱死的条件是gb1ggb2hGbFhhLFXXgbgb11XXZhF hGbG duGbFFLg dt LLL18FXb1FXb2g(0,)Gbhf 线组线组1 . 0f 线组作图线组作图第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系0.20.30.40.519代入并整理得将b2b1bXXXFFF2. r 线组前轮没有抱死、后轮抱死时，前轮没有抱死、

11、后轮抱死时，FXb1、FXb2间的关系曲线。间的关系曲线。b1gXGaFhgb2hLGaFX0b1XF0b2XF第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系 一定时，一定时，r 线为直线线为直线与与 无关无关后轮抱死的条件是后轮抱死的条件是LhFLGaFFXZXgb2b2gb1ggb2hLGaFhLhFXX20FXb1FXb2g(0,)Gbh1 . 0g(,0)Gahr 线组线组I曲线曲线1 . 0r 线组作图线组作图f 线组线组第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系0.20.30.40.50.20.30.40.521第五节第五节 前、

12、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系22当当FXb20时是地面驱动力，无意义。时是地面驱动力，无意义。f 线与横坐标的交点线与横坐标的交点 后轮制动管路失后轮制动管路失效，前轮抱死时的效，前轮抱死时的地面制动力。地面制动力。 后轮制动严重滞后轮制动严重滞后，前轮抱死后，后，前轮抱死后，后轮才将开始制动。后轮才将开始制动。3. f 线组和r组线的分析第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系1）f 线组23思考：为什么随着思考：为什么随着FXb2FXb1 ？1b1ZXFF 当当 f 线与线与 r 线相交以后，前后轮线相交以后，前后轮都抱死，进入稳定状态

13、。都抱死，进入稳定状态。后轮参与制动后后轮参与制动后 FZ1 第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系bXFjFI 曲线以上的曲线以上的 f 线组没有意义线组没有意义242）r 线组 前轮制动管路前轮制动管路失效，后轮抱死失效，后轮抱死时的地面制动力。时的地面制动力。随着随着FXb1FXb2 ？前轮参与制动后前轮参与制动后2b2ZXFF FZ2 I 曲线以下的曲线以下的 r 线组没有意义线组没有意义第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系r 线与纵坐标的交点线与纵坐标的交点bXFjF 前轮制动严重滞后，前轮制动严重滞后，后轮抱死后，前

14、轮才后轮抱死后，前轮才将开始制动。将开始制动。25 利用利用线、线、I 曲线、曲线、f 和和 r 线组分析汽车线组分析汽车在不同在不同 值值路面上的制动路面上的制动过程。过程。第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系4.制动过程分析 从图中看，同从图中看，同步附着系数是多步附着系数是多少？少？3900.263). 0(10设）第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系 A点前轮抱死。点前轮抱死。此时的制动减此时的制动减速度？速度？ 点前后轮都点前后轮都抱死。抱死。 点前后轮都点前后轮都抱死时的制动器抱死时的制动器制动力。制动力。AA27

15、3). 0(10设）第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系 A点前轮抱死。点前轮抱死。此时的制动减此时的制动减速度？速度？ 点前后轮都点前后轮都抱死。抱死。 点前后轮都点前后轮都抱死时的制动器抱死时的制动器制动力。制动力。AA28第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系0前轮先抱死前轮先抱死27. 0z前轮抱死时前轮抱死时3 . 0z前后轮都前后轮都抱死时抱死时结论结论3). 0(10设）29第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系 点前后轮点前后轮都抱死。都抱死。 点前后轮点前后轮都抱死时的制动都抱死

16、时的制动器制动力。器制动力。B7). 0(20设） B点后轮抱死。点后轮抱死。此时的制动减速此时的制动减速度？度？B30第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系0后轮先抱死后轮先抱死60.z后轮抱死时后轮抱死时70.z前后轮都前后轮都抱死时抱死时结论结论7). 0(20设）31 4）只要）只要 ，要使两轮都不抱死所得到的制动强，要使两轮都不抱死所得到的制动强度总是小于附着系数，即度总是小于附着系数，即 。 3）当）当 时，时，线与线与I曲线相交，前、后轮同时曲线相交，前、后轮同时抱死；抱死； 2）当）当 时时, 线位于线位于I曲线上方，后轮先抱死；曲线上方，后轮先

17、抱死；000 1）当）当 时，时，线位于线位于I曲线下方，前轮先抱死；曲线下方，前轮先抱死；0z第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系3）制动过程分析得到的结论32ibiiZXFF第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系五、利用附着系数与附着效率1.利用附着系数利用附着系数：利用附着系数：对于一定的制动强度对于一定的制动强度z z，不发生车轮抱死，不发生车轮抱死所要求的最小路面附着系数。所要求的最小路面附着系数。式中式中 FXbi对应于制动强度对应于制动强度z，汽车第，汽车第 i 轴产生的地面制动力；轴产生的地面制动力；FZi制动强

18、度为制动强度为 z 时，地面对第时，地面对第 i 轴的法向反力；轴的法向反力； 第第 i 轴对应于制动强度轴对应于制动强度 z 的利用附着系数；的利用附着系数； i33第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系利用附着系数与制动强度的关系曲线最理想的情况最理想的情况是是空载时总是后空载时总是后轮先抱死；轮先抱死；满载时在满载时在的路面上后轮先的路面上后轮先抱死。抱死。z0341） ，前轮先抱死，前轮先抱死0z1b1fZXFFb11XFFtugGddGz1gZGFbzhLgf1zhbLz前轴利用附着系数前轴利用附着系数第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制

19、动器制动力的比例关系2.利用附着系数的计算352） ，后轮先抱死 0z2b2rZXFFtugGFXdd1b2Gz 12gZGFazhLgr11zhaLz后轴利用附着系数后轴利用附着系数第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系36由由 得得 如果如果 ，后轮先抱死，后轮先抱死计算计算由由 得得maxgbzLh如果如果 ，前轮先抱死，前轮先抱死0r0g0hbLfmaxg(1)azLh第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系3）由利用附着系数计算车轮不抱死条件下的maxz37gzamaxbmaxbmaxaa0auus922526312022

20、. 没有没有ABS又不允许车轮抱死时的最短制动距离又不允许车轮抱死时的最短制动距离第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系4）车轮不抱死条件下能达到的最大制动减速度38maxg(1)azLh由0FF1只能用后只能用后轮制动轮制动maxgazLh第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系5）前轮或后轮制动管路失效时的思考：前轮制动失效的特点？思考：前轮制动失效的特点？maxgbzLh11FF只能用前只能用前轮制动轮制动maxgbzLh由后轮制动失效后轮制动失效maxz39时0ffzE LhLbgf时0rrzE LhLagr1制动效率制动效率：车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附：车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着系数之比。着系数之比。第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系3.制动效率E40第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系六、对前、后制动器制动力分配的要求1.ECE制动法规41第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系2.具有变化值的前、后制动器制动力