汽车理论-教学--45ppt课件

1、第二十一讲第二十一讲主讲教师：杨志华主讲教师：杨志华学时：学时：482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利用附着系数）、制动效率的计算方法等。利用率利用附着系数）、制动效率的计算方法等。 本节内容是本章的难点，也是重点。本节内容是本章的难点，也是重点。返回目录返回目录3制动过程的三种

2、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。附着条件利用较好。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

3、顺序，从而影响汽车制动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4一、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5bXFFgtuddg2g1haLGFhbLGFZZ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zdduGmt即：地面法向反力取决于静态轴荷分配，

4、以及制动强度或附着系即：地面法向反力取决于静态轴荷分配，以及制动强度或附着系数和质心高。给定车辆，制动强度越大，轴荷向前转移的越多。数和质心高。给定车辆，制动强度越大，轴荷向前转移的越多。6考虑：为什么有些轿车采用前盘后鼓的制动系统配置？考虑：为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7GFF2111ZFF22ZFF“理想的条件是：前后车轮同时抱死。理想的条件是：前后车轮同时抱死。I 曲线：在各种附着系数的路面上制动时，要使前、后曲线：在各种附着系数的路面上制动时，要使

5、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8代入将g2g1haLGFhbLGFZZgg2121hahbFFGFF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1g1g2g22421FhGFGLhbhGF9gg2121hahbFFGFF1.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

6、、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考虑：考虑：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？11222421gggFhGFGLhbhGF100.40.20.30.11Fd /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依照依照 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

7、有以下特点：线上任何一点都有以下特点：gg2121hahbFFGFF110.40.20.31 . 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、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系gg2121hahbFFGFF12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1321FFFFF1FF 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

8、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14121FF为一直线12FBF1tan直线斜率线：实际前、后制动器制动力分配线。线：实际前、后制动器制动力分配线。线线F2F1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015F1、F2具有固定比具有固定比值的汽车，使前、后车轮值的汽车，使前、后车轮同时抱死的路面附着系数同时抱死的路面附着系数称为同步附着系数。称为同步附着系数。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

9、着系数 从图中看，同步附着从图中看，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临界减速度。称为临界减速度。16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gg2121hahbFFGFF强调：同步附着系数取决于车辆结构参数，与地面实强调：同步附着系数取决于车辆结构参数，与地面实际附着能力无关。际附着能力无关。17LzhbGFZg1LzhaGFZg2g

10、2g1haLGFhbLGFZZgg2121hahbFFGFF前后轮都抱死时，前后轮都抱死时，地面法向反力地面法向反力18121FF为一直线12FBF1tan直线斜率线：实际前、后制动器制动力分配线。线：实际前、后制动器制动力分配线。线线F2F1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019F1、F2具有固定比具有固定比值的汽车，使前、后车轮值的汽车，使前、后车轮同时抱死的路面附着系数同时抱死的路面附着系数称为同步附着系数。称为同步附着系数。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同步附着系数 从图中看，同步附着从图中看，同步附着系数是

11、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。g0hbL 同步附着系数取决于车辆结构参数，与地面实际附着能力无关。同步附着系数取决于车辆结构参数，与地面实际附着能力无关。20第二十二讲第二十二讲主讲教师：杨志华主讲教师：杨志华学时：学时：4822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23 一定时，一定时，f 线为直线线为直线与与

12、 无关无关代入将b2b1bXXXFFFgb2b1b1hLFFLGbFXXXFXb1=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gb1ggb2hGbFhhLFXXLhFLGbFFXZXgb1b1LzhbGFZg1LzhaGFZg224FXb1FXb2g(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0.20.30.40.5汽车理论汽车理论 吉林大学远程教育学院吉林大学远程教育学院gXhGbFb2FXb1=0时，时

13、，gb1ggb2hGbFhhLFXX25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、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LhFLGaFFXZXgb2b2gb1ggb2hLGaFhLhFXXLzhbGFZg1LzhaGFZg226FXb1FXb2g(0,)Gbh1 . 0g(,0)Gahr 线组线组I曲线曲线1 . 0r 线

14、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0.20.30.40.50.20.30.40.5汽车理论汽车理论 吉林大学远程教育学院吉林大学远程教育学院b1gXGaFh0b2XFgb1ggb2hLGaFhLhFXX27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根据根据f线组的定义，在线组的定义，在I曲线下曲线下方，只有前轮抱死；当方，只有前轮抱死；当f线遇线遇到到I曲线时，前后轮都抱死；超曲线时，前后轮都抱死；超过过I曲线后，已不符合曲线后，已不符合“只有前只有前轮抱死的定义。所以，轮抱死的定义。所以，I曲线曲线上方

15、的上方的f线无意义。线无意义。同样道理，在同样道理，在I曲线下方，不曲线下方，不符合符合“只有后轮抱死的定只有后轮抱死的定义。所以，义。所以，I曲线下方的曲线下方的r线无线无意义。意义。28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，后轮制动严重滞后，前轮抱死后，后轮才前轮抱死后，后轮才将开始制动。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1f 线组29考虑：为什么随着

16、考虑：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。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bXFjF302r 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

17、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，前轮才后轮抱死后，前轮才将开始制动。将开始制动。31 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？3900.323). 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？ 点前后轮同点前后轮同时抱死。时抱

18、死。 点前后轮同点前后轮同时抱死时的制动时抱死时的制动器制动力。器制动力。AA33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前后轮同前后轮同时抱死时时抱死时结论结论3). 0(10设）34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 点前后轮点前后轮同时抱死。同时抱死。 点前后轮点前后轮同时抱死时的制同时抱死时的制动器制动力。动器制动力。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？B35第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后

19、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前后轮同前后轮同时抱死时时抱死时结论结论7). 0(20设）36 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

20、得到的结论37第二十三讲第二十三讲主讲教师：杨志华主讲教师：杨志华学时：学时：4839ibiiZXFF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：对于一定的制动强度利用附着系数：对于一定的制动强度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

21、制动强度 z 的利用附着系数；的利用附着系数； i40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是最理想的情况是 空载时总是后空载时总是后轮先抱死；轮先抱死； 满载时满载时的路面上后轮先的路面上后轮先抱死；反之则是抱死；反之则是前轮先抱死。前轮先抱死。z0制动强度不可能超制动强度不可能超过附着系数。过附着系数。411） ，前轮先抱死，前轮先抱死0z1b1fZXFFb11XFFtugGddGzg1hbLGFZgf1zhbLz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、后制动器制动力的比例关系

22、2.利用附着系数的计算422） ，后轮先抱死 0z2b2rZXFFtugGFXdd1b2Gz 1g2haLGFZgr11zhaLz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43由由 得得 假如假如 ，后轮先抱死，后轮先抱死计算计算由由 得得maxgbzLh假如假如 ，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maxzgr11zhaLzgf1zhbLz44gzamaxbmaxbmaxaa0auus9225263

23、12022. 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bmax20aa02292.2526 . 31auus 45maxg(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考虑：前轮制动失效的特点？考虑：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maxz46时0f

24、fzE LhLbgf时0rrzE LhLagr1制动效率：车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附制动效率：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.制动效率制动效率Egr11zhaLzgf1zhbLz注意，将制动效率写成利用附着注意，将制动效率写成利用附着系数的函数。系数的函数。4748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49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、后制动器制动力的分配特性 通过使用比例阀或载荷比例阀等制动力调节装置，根通过使用比例阀或载荷比例阀等制动力调节装置，根据制动强度、载荷等因素，改变前、后制动器制动力的比据制动强度、载荷等因素，改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线，满足制动法规的要值，使之接近于理想制动力分配曲线，满足制动法规的要求。求。 制动力分配曲线的设计兼顾制动稳定性和最短制动距制动力分配曲线的设计兼顾制动稳定性和最短制动距离但优先稳定性的原则。离但优先稳定性的原则。 转折点的选择一般低于转折点的选择一般低于 I 曲线。曲线。50