汽车的制动性_汽车理论_西南大学_冀杰

1、第四章. 汽车的制动性 汽车行驶时能在汽车行驶时能在短距离内停车短距离内停车且且维持行驶方向稳定性维持行驶方向稳定性和和在在下长坡时能维持一定车速下长坡时能维持一定车速的能力，称为汽车的的能力，称为汽车的制动性制动性。 制动性是汽车制动性是汽车主动安全性主动安全性的重要评价指标。的重要评价指标。第四章汽车的制动性返回目录返回目录第四章. 汽车的制动性制动性的评价指标包括：制动性的评价指标包括： 第一节制动性的评价指标返回目录返回目录根据对汽车制动性的定义根据对汽车制动性的定义，如何确定制动性的如何确定制动性的评价指标评价指标？思考思考 制动效能制动效能制动距离制动距离与制动减速度与制动减速度；

2、 制动制动效能恒定性，抗热衰退性能效能恒定性，抗热衰退性能； 制动时的制动时的方向稳定性，跑偏、侧滑、失去转向能力方向稳定性，跑偏、侧滑、失去转向能力。4.1 制动性的评价指标路面条件路面条件载荷条件载荷条件制动初速度制动初速度1.制动效能(基本评价指标)制动效能制动效能: 在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车 的的制动距离制动距离和制动时的汽车和制动时的汽车制动减速度制动减速度。制动距离制动距离制动距离主要与哪些因素有关？制动距离主要与哪些因素有关？思考思考4.1 制动性的评价指标制动时汽车按制动时汽车按给定路径行驶给定路径行驶的能力。的能力。即在

3、制动中不发生即在制动中不发生跑偏跑偏、侧滑侧滑或或失去转向能力失去转向能力的性能。的性能。3.制动时汽车的方向稳定性2.制动效能的恒定性制动效能的恒定性即制动效能的恒定性即抗热衰退性能和水衰退问题抗热衰退性能和水衰退问题。汽车高速行驶或长下坡连续制动时制动效能保持的程度汽车高速行驶或长下坡连续制动时制动效能保持的程度 本章研究的重点是：如何使汽车在本章研究的重点是：如何使汽车在保证方向稳定性保证方向稳定性的的前提下，获得前提下，获得最好的制动效能最好的制动效能。4.1 制动性的评价指标项目项目中国中国ZBT240071989欧洲共同体欧洲共同体（EEC） 71/320中国中国GB7258200

4、4美国美国联邦联邦135试验路面试验路面干水泥路面干水泥路面附着良好附着良好0.7Skid no81 载重载重满载满载一个驾驶员或一个驾驶员或满载满载任何载荷任何载荷轻、满载轻、满载 制动初速度制动初速度80km/h80km/h50km/h96.5km/h（60mile/h） 制动时的稳制动时的稳定性定性不许偏出不许偏出3.7m通道通道不抱死跑偏不抱死跑偏不许偏出不许偏出2.5m通道通道不抱死偏出不抱死偏出3.66m（12 ft） 制动距离或制动距离或制动减速度制动减速度50.7m50.7m，5.8m/s220m5.9m/s265.8m（216ft） 踏板力踏板力500N490N500N66.

5、7667N(15150 lbf)表表4-1 乘用车制动规范对行车制动器制动性的部分要求乘用车制动规范对行车制动器制动性的部分要求4.1 制动性的评价指标车型车型制动距离制动距离/m 捷达捷达48.8 别克别克GL845.8 桑塔纳桑塔纳200045.0 帕萨特帕萨特43.9 奥迪奥迪A6 1.8T42.3 宝来宝来1.8T40.0 宝马宝马745i37.1 制动距离有时也用在制动距离有时也用在良好路面条件良好路面条件下，汽车以下，汽车以 100km/h的初速度的初速度制动到停车的制动到停车的最短距离最短距离来表示。来表示。几种车型几种车型100km/h 0的制动距离的制动距离4.1 制动性的评

6、价指标下一节下一节本节内容结束本节内容结束第一节 制动性的评价指标4.1 制动性的评价指标 本节主要介绍本节主要介绍地面制动力地面制动力、制动器制动力制动器制动力及其及其与附着力与附着力的关系；介绍的关系；介绍滑动率滑动率的概念；分析的概念；分析制动力系数制动力系数、侧向力系数侧向力系数与与滑动率滑动率的关系。的关系。第二节制动时车轮的受力返回目录返回目录4.2 制动时车轮的受力auWpTrTbXFZFbXTFr制动力矩制动力矩T 地面附着力地面附着力bXFF由由制动力矩制动力矩所引起的、所引起的、地地面作用面作用在车轮上的在车轮上的切向力切向力。一、地面制动力 bXFbXF4.2 制动时车轮

7、的受力良好路面制动时的受力情况良好路面制动时的受力情况忽略忽略滚动阻力偶矩滚动阻力偶矩和和惯性力惯性力和惯性力偶和惯性力偶rTF二、制动器制动力F在在轮胎周缘轮胎周缘克服制动器克服制动器摩擦力矩摩擦力矩所需的所需的切向力切向力。与与附着力附着力无关无关F取决于取决于制动器的类型制动器的类型、结构尺寸结构尺寸、制动器摩擦、制动器摩擦副的副的摩擦因数摩擦因数及及车轮半径车轮半径，并与，并与踏板力踏板力成正比。成正比。4.2 制动时车轮的受力4.2 制动时车轮的受力三、 FXb、F与 的关系FFFXbmaxapFXb=FFF4.2 制动时车轮的受力只考虑只考虑滚动滚动和和抱死拖抱死拖滑滑两种状况两种

8、状况地面制动力取决于地面制动力取决于前期前期：制动器制动力：制动器制动力后期后期：地面附着条件：地面附着条件 两者兼备！两者兼备！ZXbFFFZXbFFmaxwr0wruwr0wruwr0wru0w车轮接近纯滚动车轮接近纯滚动车轮边滚边滑车轮边滚边滑车轮抱死拖滑车轮抱死拖滑四、硬路面上的附着系数4.2 制动时车轮的受力车轮车轮渐变制动渐变制动三个阶段三个阶段 从制动过程的三个阶段看，随着从制动过程的三个阶段看，随着制动强度制动强度的增加，车的增加，车轮几何中心的轮几何中心的运动速度因滚动运动速度因滚动而产生的部分而产生的部分越来越少越来越少，因，因滑动滑动而产生的部分而产生的部分越来越多越来越

9、多。1.滑动率滑动率滑动率：车轮接地处的车轮接地处的滑动速度滑动速度与与车轮中心运动速度车轮中心运动速度的的比值比值。 滑动率的数值说明了车轮运动中滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例滑动成分所占的比例。4.2 制动时车轮的受力wuur0rO（速度瞬心）rwwurr0wruwr0wuurw100%usuwr0ww100%uruw滑动率滑动率s的计算的计算4.2 制动时车轮的受力纯滚动时纯滚动时 u= 0，s = 0；纯滑动时纯滑动时 w=0， =u，s =100%；边滚边滑时边滚边滑时 0 s FX1r 使前轮偏转、汽车跑偏使前轮偏转、汽车跑偏FX1形成形成转向力矩转向力矩FY1FY

10、2地面侧向地面侧向力形成的力形成的反力矩反力矩FY1将使前轮绕主销偏转，将使前轮绕主销偏转，加剧跑偏加剧跑偏FX1对主销的力矩会对主销的力矩会使前轮发生偏转使前轮发生偏转4.4 制动时汽车的方向稳定性思考：为什么思考：为什么转向盘锁住转向盘锁住对制动跑偏有对制动跑偏有明显的抑制作用明显的抑制作用? ?4.4 制动时汽车的方向稳定性思考：为什么思考：为什么转向盘锁住转向盘锁住对对制动跑偏制动跑偏的的抑制抑制作用作用不明显不明显了？了？4.4 制动时汽车的方向稳定性2.悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上不协调4.4 制动时汽车的方向稳定性跑偏方向不变：跑偏方向不变：紧急制动时，前轴紧急制动时，前轴

11、向前倾转向前倾转一定角一定角度，导致度，导致转向纵拉杆变化转向纵拉杆变化，转向节转向节臂偏转臂偏转，导致，导致转向轮向右转动转向轮向右转动。FXb1FXb1前轮抱死时，前轮抱死时，Fj的的方向方向与与前轴侧滑前轴侧滑的方的方向相反，向相反，Fj能能阻止或阻止或减小减小前轴侧滑，汽车前轴侧滑，汽车处于稳定状态。处于稳定状态。uAABFY201YFuBOCFj（离心力）（离心力）1.前轮抱死拖滑二、制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失FXb2FXb24.4 制动时汽车的方向稳定性oFj后轮抱死时，后轮抱死时，Fj与与后后轴侧滑轴侧滑方向一致，惯性方向一致，惯性力力加剧后轴侧滑加剧后轴侧滑，后轴，后轴

12、侧滑又侧滑又加剧惯性力加剧惯性力，汽，汽车将急剧转动，处于不车将急剧转动，处于不稳定状态。稳定状态。ACBuAuBFY1FY202.后轮抱死拖滑FXb1FXb1FXb2FXb24.4 制动时汽车的方向稳定性3.前轮抱死或后轮抱死时汽车纵轴线转过的角度 试验是在一条一侧有试验是在一条一侧有2.5%横向坡横向坡的平直混凝土路面上的平直混凝土路面上进行。进行。 为了降低附着系数，使之容易发生侧滑，在地面上为了降低附着系数，使之容易发生侧滑，在地面上洒洒了水了水。 试验用轿车有试验用轿车有调节各个车轮制动器液压的装置调节各个车轮制动器液压的装置，以，以控控制制每根车轴的每根车轴的制动力制动力，达到，达

13、到改变前后车轮抱死拖滑改变前后车轮抱死拖滑次序的次序的目的，调节装置甚至可使车轮制动器液压为零。目的，调节装置甚至可使车轮制动器液压为零。试验条件试验条件4.4 制动时汽车的方向稳定性（1）前轮无制动力而后轮有足够的制动力（曲线A） 或后轮无制动力而前轮有足够的制动力（曲线B）4.4 制动时汽车的方向稳定性发生严重侧滑发生严重侧滑失去转向能力失去转向能力漂移（2）前、后轮都有足够的制动力，但抱死拖滑的次序和时间间隔不同4.4 制动时汽车的方向稳定性当车辆在发生抱死当车辆在发生抱死时，不仅与时，不仅与前轴前轴和和后轴后轴的抱死顺序有的抱死顺序有关，而且与关，而且与间隔时间隔时间间有关。有关。P1

14、06（3）起始车速和附着系数的影响4.4 制动时汽车的方向稳定性后轮抱死情况下，只有后轮抱死情况下，只有初始速度达到一定值初始速度达到一定值之之后才会发生后才会发生侧滑侧滑。在在低附着系数路面低附着系数路面上制动，干、湿路上制动，干、湿路面上的汽车纵轴转角在时间的横坐标面上的汽车纵轴转角在时间的横坐标下相差不大，侧滑程度的增加主要是下相差不大，侧滑程度的增加主要是由于制动时间增加由于制动时间增加的缘故。的缘故。（4）试验的总结 1）制动过程中，如果只有）制动过程中，如果只有前轮抱死前轮抱死或或前轮先抱死拖滑前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶，汽车基本上沿直线向前行驶，汽车处于稳定状态，但

15、丧失汽车处于稳定状态，但丧失转向能力；转向能力； 2）若后轮比前轮）若后轮比前轮提前一定时间提前一定时间先抱死拖滑，且先抱死拖滑，且车速超过车速超过某一数值某一数值，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑，路路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。4.4 制动时汽车的方向稳定性第四节 制动时汽车的方向稳定性下一节下一节本节内容结束本节内容结束4.4 制动时汽车的方向稳定性第五节前、后制动器制动力的比例关系 本节将分析地面作用在本节将分析地面作用在前、后车轮前、后车轮上的上的法向反力法向反力，分析分析前

16、、后车轮制动器制动力的比例关系前、后车轮制动器制动力的比例关系，通过，通过 I 曲线、曲线、 线、线、f 线、线、r 线线分析汽车的制动过程，介绍汽车的分析汽车的制动过程，介绍汽车的附着附着利用率利用率、附着效率附着效率的计算方法，利用的计算方法，利用单轮模型分析单轮模型分析ABS的制动控制的制动控制过程。过程。 本节内容是本章的重点。本节内容是本章的重点。返回目录返回目录4.5 前、后制动器制动力的比例关系制动过程的三种可能制动过程的三种可能 1）前轮先抱死拖滑前轮先抱死拖滑，然后，然后后轮抱死拖滑后轮抱死拖滑；稳定工；稳定工况，但丧失转向能力，况，但丧失转向能力，附着条件没有充分利用附着条

17、件没有充分利用。 2）后轮先抱死拖滑后轮先抱死拖滑，然后，然后前轮抱死拖滑前轮抱死拖滑；后轴可；后轴可能出现侧滑，能出现侧滑，不稳定工况，附着利用率低不稳定工况，附着利用率低。 3）前、后轮同时抱死拖滑前、后轮同时抱死拖滑；可以避免后轴侧滑，；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、后制动器制动力的前、后制动器制动力的分配比例分配比例，将影响制，将影响制动时前后轮的动时前后轮的抱死顺序抱死顺序，从而影响汽车制动，从而影响汽车制动时的时的方向稳定性方向稳定性和和附着条件利用程度附着条件利用程度。4.5 前、后制动器制动力的比例关系一、地面对前、后车轮的法向反作用力g1ddhtu

18、mGbLFZg2ddhtumGaLFZdduzgt令LzhbGFZg1LzhaGFZg2z z 制动强度制动强度4.5 前、后制动器制动力的比例关系bXFFgtuddg2g1haLGFhbLGFZZ当前、后轮都当前、后轮都抱死抱死时时zdduGmt4.5 前、后制动器制动力的比例关系思考：为什么有些轿车采用思考：为什么有些轿车采用前盘后鼓前盘后鼓的制动系统配置？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？4.5 前、后制动器制动力的比例关系GFF2111ZFF22ZFF“理想理想”的条件是：的条件是：前后车轮同时抱死前后车轮同时抱死。I 曲线曲线：在：在各种附着系数的

19、路面上各种附着系数的路面上制动时，要使制动时，要使前、后车轮前、后车轮同时抱死同时抱死，前、后轮制动器，前、后轮制动器制动力应满足的关系曲线制动力应满足的关系曲线。二、理想的前后制动器制动力分配曲线4.5 前、后制动器制动力的比例关系代入将g2g1haLGFhbLGFZZgg2121hahbFFGFF消去变量消去变量1.解析法确定 I 曲线212121ZZFFFFGFF同时抱死前提同时抱死前提1g1g2g22421FhGFGLhbhGF4.5 前、后制动器制动力的比例关系前后轮制动器前后轮制动器制动力之和制动力之和等于附着力，并等于附着力，并且，且，前、后轮制动器制动力前、后轮制动器制动力分别

20、等于分别等于各自各自的附着力的附着力。思考：思考：I 曲线受哪些因素影响？曲线受哪些因素影响？对特定的汽车是唯一的吗？对特定的汽车是唯一的吗？0.11Fd /d0.1utg2F0.3g0.2g0.4g2.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：4.5 前、后制动器制动力的比例关系1 . 01Fd /d0.1utg2F2）按）按 作射线束作射线束g21

21、gahFFbh0.4I曲线曲线0.3g0.2g0.4g4.5 前、后制动器制动力的比例关系I线是前线是前/后后制动力总制动力总和和及及比例线比例线的交点。的交点。曲线曲线上上/下空间下空间内发内发生什么运动？生什么运动？一辆车一辆车空载空载和和满载满载的的I曲线曲线相同吗？相同吗？I曲线在变化时的曲线在变化时的变变量量是什么？是什么？4.5 前、后制动器制动力的比例关系曲线上任一点曲线上任一点代表在该附着系代表在该附着系数路面数路面上前、后上前、后制动器制动力应制动器制动力应有的数值有的数值该曲线还是前该曲线还是前后轮都抱死后的后轮都抱死后的地面地面制动力关系制动力关系21F

22、FFFF1FF 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：前、后制动器制动力之比为固固定值定值时，时，前轮制动器制动力前轮制动器制动力与与汽车总制动器制动力汽车总制动器制动力之比。之比。1FF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4.5 前、后制动器制动力的比例关系121FF为一直线12FBF1tan直线斜率线线：实际前、后制动器：实际前、后制动器制动力分配线制动力分配线。前、后制动力按照该曲线的比例制动。前、后制动力按照该曲线的比例制动。线线F2F104.5 前、后制动器制动力的比例关系F1、F2具有具有固定比值固定比值的汽车的汽车，使前、后车

23、轮，使前、后车轮同同时抱死时抱死的路面附着系数称的路面附着系数称为为同步附着系数。同步附着系数。2.同步附着系数 从图中看，从图中看，同步附着系同步附着系数是数是线和线和 I 曲线交点处曲线交点处对应的附着系数。对应的附着系数。 该点所对应的减速度称该点所对应的减速度称为为临界减速度临界减速度。P1114.5 前、后制动器制动力的比例关系得由gg1hahbg0hbL 同步附着系数的计算同步附着系数的计算满足满足固定比值固定比值的制动力条件的制动力条件满足满足同时抱死同时抱死的的垂直载荷条件垂直载荷条件4.5 前、后制动器制动力的比例关系后轮没有抱死后轮没有抱死、前轮抱死前轮抱死时，前、后轮地面

24、制动力时，前、后轮地面制动力FXb1、FXb2间的间的关系曲线关系曲线。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4.5 前、后制动器制动力的比例关系利用利用f组线组线和和r组线组线分析不同的制动情况分析不同的制动情况 一定时，一定时，f 线为直线线为直线与与 无关无关代入将b2b1bXXXFFFgb2b1b1hLFFLGbFXXXFXb1=0(没有意义没有意义)gXhGbFb2FXb2=0gXhLGbFb1前轮抱死的条件是前轮抱死的条件是gb1ggb2hGbFhhLFXXLhFLGbFFXZXgb1b14.5 前、后制动器制动力的比例关系P109 4-8(

25、区别区别)?FXb1FXb2g(0,)Gbhf 线组线组1 . 0f 线组作图线组作图0.54.5 前、后制动器制动力的比例关系不同附着系数下，不同附着系数下，后轮没有制动时，后轮没有制动时，只有前轮抱死时，只有前轮抱死时，总制动力为多少？总制动力为多少？当前轮抱死时，当前轮抱死时，后轮的制动力增大，后轮的制动力增大，总制动力增大，总制动力增大，制动减速度增大，制动减速度增大，前轮垂直载荷变大，前轮垂直载荷变大，前轮制动力变大，前轮制动力变大，总制动力变大！总制动力变大！代入并整理得将b2b1bXXXFFF2. r 线组前轮没有抱死前轮没有抱死、后轮抱死后轮抱死时，时，FXb

26、1、FXb2间的关系曲线。间的关系曲线。b1gXGaFhgb2hLGaFX0b1XF0b2XF 一定时，一定时，r 线为直线线为直线与与 无关，无意义无关，无意义后轮抱死的条件是后轮抱死的条件是LhFLGaFFXZXgb2b2gb1ggb2hLGaFhLhFXX4.5 前、后制动器制动力的比例关系FXb1FXb2g(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 前、后制动器制动力的比例关系4.5 前、后制动器制动力的比例关系不同附着系数下，不同附着系数下，前轮没有制动时，前轮没有制动

27、时，只有后轮抱死时，只有后轮抱死时，总制动力为多少？总制动力为多少？当后轮抱死时，当后轮抱死时，前轮的制动力增大，前轮的制动力增大，总制动力增大，总制动力增大，制动减速度增大，制动减速度增大，后轮垂直载荷变小，后轮垂直载荷变小，后轮制动力变小，后轮制动力变小，总制动力变大！总制动力变大！不同附着系数下，不同附着系数下，后轮没有制动时，后轮没有制动时，只有前轮抱死时，只有前轮抱死时，总制动力为多少？总制动力为多少？当前轮抱死时，当前轮抱死时，后轮的制动力增大，后轮的制动力增大，总制动力增大，总制动力增大，制动减速度增大，制动减速度增大，前轮垂直载荷变大，前轮垂直载荷变大，前轮制动力变大，前轮制动

28、力变大，总制动力变大！总制动力变大！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1）f 线组4.5 前、后制动器制动力的比例关系思考：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。都抱死，进入稳定状态。后轮参与制动后后轮参与制动后 FZ

29、1 bXFjF4.5 前、后制动器制动力的比例关系2）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，前轮才后轮抱死后，前轮才将开始制动。将开始制动。4.5 前、后制动器制动力的比例关系 利用利用线、线、I 曲线、曲线、f 和和 r 线线组分析汽车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。4.制动过程

30、分析从图中看，从图中看，同同步附着系数步附着系数是是多少？多少？3900.4.5 前、后制动器制动力的比例关系3). 0(10设）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。AA4.5 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）4.5 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

31、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？B4.5 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前后轮同前后轮同时抱死时时抱死时结论结论7). 0(20设）4.5 前、后制动器制动力的比例关系 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）

32、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；0z3）制动过程分析得到的结论4.5 前、后制动器制动力的比例关系曲线曲线曲线Irf/ibiiZXFF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：对于对于一定的制动强度一定的制动强度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。(P114)式中式中 FXbi对应于对应于制动强度制动强度z，汽车第，汽车第 i 轴产生的轴产生的地面制动力地面制动力；FZi制动强度为制动强度为 z 时，时，地面对第地面对第 i 轴的法向反力轴的法向反力； 第第 i 轴对应于制动

33、强度轴对应于制动强度 z 的的利用附着系数利用附着系数； i4.5 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 空载时空载时总是后总是后轮先抱死；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。抱死。z04.5 前、后制动器制动力的比例关系先抱死先抱死后抱死后抱死1） ，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2.利用附着系数的计算4.5 前、后制动器制动力的比例关系2） ，后轮先抱死 0z2b2rZXFFtugGFXdd1b2Gz 1g2haL

34、GFZgr11zhaLz后轴利用附着系数后轴利用附着系数4.5 前、后制动器制动力的比例关系由由 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)azLh3）由利用附着系数计算车轮不抱死条件下的maxz4.5 前、后制动器制动力的比例关系4-12gzamaxbmaxbmaxaa0auus922526312022. 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4）车轮不抱死条件下能达到的最大制动减速度4.5 前、后制动器制动力的比例关系maxg(1)azLh由0FF1只能

35、用后只能用后轮制动轮制动maxgazLh5）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maxz4.5 前、后制动器制动力的比例关系时0ffzE LhLbgf时0rrzE LhLagr1制动效率制动效率：车轮将要抱死时的：车轮将要抱死时的制动强度制动强度与与被利用的附被利用的附着系数着系数之比。之比。3.制动效率E4.5 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4.5 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

36、力的分配特性 通过通过使用比例阀使用比例阀或或载荷比例阀载荷比例阀等制动力调节装置，根等制动力调节装置，根据据制动强度制动强度、载荷载荷等因素，改变等因素，改变前、后制动器制动力的比前、后制动器制动力的比值值，使之，使之接近于理想制动力分配曲线接近于理想制动力分配曲线，满足制动法规的要，满足制动法规的要求。求。 制动力分配曲线的设计兼顾制动力分配曲线的设计兼顾制动稳定性制动稳定性和和最短制动距最短制动距离离但但优先稳定性优先稳定性的原则。的原则。 转折点的转折点的选择一般低于选择一般低于 I 曲线曲线。4.5 前、后制动器制动力的比例关系4.5 前、后制动器制动力的比例关系4.5 前、后制动器

37、制动力的比例关系4.5 前、后制动器制动力的比例关系七、辅助制动器和发动机制动对制动力分配和制动效能的影响 商用车连续制商用车连续制动时，容易导致制动时，容易导致制动器的动器的温度大幅度温度大幅度升高升高，从而使，从而使摩擦摩擦因数下降因数下降，磨损加磨损加大大，结果将，结果将导致制导致制动器失去或部分失动器失去或部分失去制动效能去制动效能。4.5 前、后制动器制动力的比例关系1.汽车缓速器的制动力4.5 前、后制动器制动力的比例关系发动机制动发动机制动和和排气制动排气制动时，制动力与车速的关系时，制动力与车速的关系4.5 前、后制动器制动力的比例关系r2rFFFr1FF 1rTiF0r2.汽

38、车缓速器对制动力分配的影响T缓速器的制动力矩。缓速器的制动力矩。11ZFFghbLGrggr11FhbLGhbLGFFgghahb01r2gGLFbah0gLbh4.5 前、后制动器制动力的比例关系都小于不都小于不带缓速器带缓速器时的同步时的同步附着系数附着系数八、防抱制动装置 在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高汽车在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离的安的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离的安全装置。全装置。4.5 前、后制动器制动力的比例关系1.ABS系统的组成4.5 前、后制动器制动力的比例关系2.ABS的液压原理4.5 前、后制动器制动

39、力的比例关系mTFZbbZXFFbddTrFtIX3.ABS单轮模型aubXF4.5 前、后制动器制动力的比例关系11ssssssssppspspppb10为了分析方便，假设为了分析方便，假设1）车轮抱死过程很快，忽略车速的降低。）车轮抱死过程很快，忽略车速的降低。2）车轮的载荷是一个常数，）车轮的载荷是一个常数，FZ=mg 。3）附着力滑移曲线可以用两直线段来近似，即）附着力滑移曲线可以用两直线段来近似，即4.5 前、后制动器制动力的比例关系 kefsrKFtpT 4）制动力矩是时间的线性函数。）制动力矩是时间的线性函数。 设车轮制动器的制动效能为设车轮制动器的制动效能为Kef，制动轮缸的压

40、，制动轮缸的压力力 = p0t，p0液压增长斜率。液压增长斜率。 制动器的制动力矩制动器的制动力矩Fs轮缸面积；轮缸面积； rk制动器摩擦力的等效作用半径。制动器摩擦力的等效作用半径。kefs00rKFpT 令tTT0( )p t为了分析方便，假设为了分析方便，假设4.5 前、后制动器制动力的比例关系p0ss 1）当4.求解微分方程011ruurusBIT0HIsmgrppBtHHt0ddtTmgrstI00pp1ddtTrFsstIZ0ppdd4.5 前、后制动器制动力的比例关系解方程得解方程得220002200HBtHBHBtHe忽略过渡过程忽略过渡过程HB0p00mgrsTpBIT0HI

41、smgrpptHBHB200101spp0p0ppmgrIsTmgrHsBHt20ppHBtHBstHHBtHB0e112004.5 前、后制动器制动力的比例关系1p ss2）当）当解方程得解方程得tImgrsImgrsmgrsT0psp10pspsp0p0e11tImgrstmgrsTsrgmTIs0psp1sp0p0sp0ps2222sp0202pe111ITImgrImgrst001spspddtTmgrsstI0psps11dd4.5 前、后制动器制动力的比例关系路面路面峰值附着峰值附着系数系数滑动附着滑动附着系数系数 干沥青干沥青0.90.78309.11.019462.223.16

42、湿沥青湿沥青0.60.5213.51.529364.322.64雪路雪路0.20.15103.74.244239.721.75冰路冰路0.10.0786.16.048212.421.68ps /ms/g /ms/g表表4-5 用用 法解算的实例法解算的实例stptRunge-Kutta4.5 前、后制动器制动力的比例关系4.5 前、后制动器制动力的比例关系4.5 前、后制动器制动力的比例关系5.制动抱死过程4.5 前、后制动器制动力的比例关系5.制动抱死过程4.5 前、后制动器制动力的比例关系5.制动抱死过程4.5 前、后制动器制动力的比例关系5.制动抱死过程4.5 前、后制动器制动力的比例关

43、系5.制动抱死过程左侧轮滑动率左侧轮滑动率4.5 前、后制动器制动力的比例关系4.5 前、后制动器制动力的比例关系下一节下一节第五节第五节 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本节内容结束本节内容结束4.5 前、后制动器制动力的比例关系第六节汽车制动性的试验返回目录返回目录4.6 汽车制动性的试验一、高附着系数路面的制动试验1.基本条件 试验路段应为试验路段应为干净干净、平整平整、坡度不大于坡度不大于1%的硬路面。的硬路面。 路面附着系数不应小于路面附着系数不应小于0.720.75。 风速应风速应小于小于5m/s，气温在，气温在035。 试验前汽车应试验前汽车应充分预热充分

44、预热，以，以(0.80.9)uamax行驶行驶1h以上。以上。2.试验仪器 路面试验需要路面试验需要第五轮仪第五轮仪、减速度计减速度计和和压力传感器压力传感器。4.6 汽车制动性的试验3.冷制动试验 制动器温度制动器温度不能超过不能超过100 。 汽车加速超过起始制动车速汽车加速超过起始制动车速35km/h，摘挡滑行摘挡滑行，待待车速降至起始制动车速车速降至起始制动车速时，时，紧急制动直至停车紧急制动直至停车。 如果汽车如果汽车航向角变动大于航向角变动大于8或或超过试验路段宽度超过试验路段宽度3.5m界限界限时，应时，应重新调整被试汽车的制动系重新调整被试汽车的制动系，再进行，再进行试验。试验

45、。4.6 汽车制动性的试验1）加热制动器与测定制动性指标 令汽车加速到令汽车加速到0.8uamax，以，以3m/s2减速度减速度制动到制动到0.4uamax。 再加速再加速，再制动再制动，每次的时间间隔，每次的时间间隔为为4060s，共制动，共制动1520次次。 加热前加热前后后及及中间中间应进行应进行数次制动性指标测定数次制动性指标测定，以评价制，以评价制动系统的动系统的热衰退性能热衰退性能。4.高温工况试验2）下长坡连续制动 令汽车由坡度为令汽车由坡度为6%10%、长长710km的坡道上以车的坡道上以车速速30km/h制动下坡制动下坡，最后，最后检查制动性指标检查制动性指标。4.6 汽车制

46、动性的试验5.汽车转弯制动试验 制动的初始条件制动的初始条件：转弯半径为转弯半径为40m或或50m，侧向加速度，侧向加速度为（为（50.5）m/s2，车速为，车速为51km/h或或57km/h或转弯半径为或转弯半径为100m，侧向加速度为（，侧向加速度为（40.4）m/s2，车速为车速为72km/h。 保持保持转向盘转角不变动转向盘转角不变动，关节气门关节气门，迅速踩制动踏板，迅速踩制动踏板，离合器可脱开或不脱开，使汽车离合器可脱开或不脱开，使汽车以不同的等减速度制动以不同的等减速度制动。 记录记录制动减速度制动减速度、汽车、汽车横摆角速度横摆角速度、汽车、汽车航向角的变化航向角的变化量量、制

47、动时侧向路径偏离量制动时侧向路径偏离量等参数。等参数。 绘制绘制最大横摆角速度最大横摆角速度、汽车航向角变动量汽车航向角变动量、制动时侧向制动时侧向路径偏离量路径偏离量等参数与等参数与制动减速度制动减速度的关系曲线。的关系曲线。4.6 汽车制动性的试验4.6 汽车制动性的试验 试验时测量试验时测量附着系数利用率附着系数利用率。 附着系数利用率是防抱制动装置工作时的附着系数利用率是防抱制动装置工作时的最大制动最大制动强度强度与与附着系数附着系数的的比值比值 。 附着系数利用率附着系数利用率应在应在 和和 的两种路的两种路面上测量，且面上测量，且 。 同时还应保证在对接路面和对开路面上，以同时还应保证在对接路面和对开路面上，以50km/h起始制动车速制动，车轮不能抱死。起始制动车速制动，车轮不能抱死。6.采用防抱制动装置的轿车3 . 08 . 075.