汽车的制动性相关知识课件

第四章汽车的制动性汽车的制动性是指汽车按给定方向连续强制减速以至停车的能力。高速条件动力性制动性第四章汽车的制动性汽车的制动性是指汽车按给定方向连续强制1§1制动性的评价指标汽车的制动性由三方面的评价指标：1）制动效能：指汽车强制减速的能力。四种参数:制动距离、制动减速度、制动力、制动时间。2）制动效能的恒定性：制动器的抗热衰退和水衰退的能力。3）制动时的方向稳定性：制动时按给定轨迹减速行驶的能力。（制动跑偏、制动侧滑）§1制动性的评价指标汽车的制动性由三方面的评价指标：2§2制动时车轮的受力制动——外力空气阻力地面作用力——地面制动力其他力忽略§2制动时车轮的受力制动——外力空气阻力3§2制动时车轮的受力一、地面制动力在一定条件下：Tμ↑

，Fxb↑地面制动力取①制动器内决于两个摩擦②轮胎与路面间§2制动时车轮的受力一、地面制动力Tμ4§2制动时车轮的受力二、制动器制动力在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力力矩所需要的力，称为制动器制动力。用来表达制动器的制动力矩。§2制动时车轮的受力二、制动器制动力5§2制动时车轮的受力制动器制动力取决于制动力矩Tμ，Tμ取决于结构制动器参数：形式、尺寸、摩擦因素、车轮半径、踏板制动力。§2制动时车轮的受力制动器制动力取决于制动力矩Tμ6§2制动时车轮的受力三、地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系车轮的运动状态：滚动滑动管路压力（Pa是车轮刚好抱死时的压力）：P<PaP≥PaFxb与Fμ的关系：Fxb=Fμ

Fxb≤FμFxb与Fφ的关系：Fxb<Fφ

Fxb=Fφ§2制动时车轮的受力三、地面制动力、制动器制动力与附着力之7§2制动时车轮的受力§2制动时车轮的受力8§2制动时车轮的受力结论：1）地面制动力首先取决于制动器制动力。但又受地面附着条件限制。2）只有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。3）对制动器设计来说，只需要摩擦力矩达到地面制动力等于路面附着力即可。§2制动时车轮的受力结论：9§2制动时车轮的受力四、硬路面上的附着系数1、制动过程中车轮运动的三种状态：前面假设在制动过程中车轮只有滚动和抱死两种状态，事实是渐变的。印迹包括三段：纯滚动边滚边滑、纯滑动§2制动时车轮的受力四、硬路面上的附着系数10§2制动时车轮的受力三阶段的特点：纯滚动uw=rωw

边滚边滑uw>rωwuw>＞rωw

纯滑动uw=0§2制动时车轮的受力三阶段的特点：11§2制动时车轮的受力纯滚动uw=rωw边滚边滑uw>rωwuw>＞rωw纯滑动uw=02、滑动率上述滚动成分越来越少，滑动成分越来越多，用滑动率表示，定义式为：§2制动时车轮的受力纯滚动12§2制动时车轮的受力滑动率的理解：纯滚动时：uw=ua=rωwS=0纯滑动时：uw=0S=100%边滚边滑时：uw>rωw0<S<100%滑动率越大，滑动成分越多§2制动时车轮的受力滑动率的理解：13§2制动时车轮的受力3、制动力系数地面制动力与垂直载荷之比，称为制动力系数φb。制动力系数曲线，峰值附着系数φp滑动附着系数φs§2制动时车轮的受力3、制动力系数14§2制动时车轮的受力若Fz不变,

φb↑,

Fxb↑§2制动时车轮的受力若Fz不变,φb↑,Fxb↑15§2制动时车轮的受力§2制动时车轮的受力16§2制动时车轮的受力§2制动时车轮的受力17§2制动时车轮的受力4、侧向力系数侧向力系数φℓ

:侧向力极限值与垂直载荷之比。侧向力包括：侧向风离心力侧向力§2制动时车轮的受力4、侧向力系数18§2制动时车轮的受力§2制动时车轮的受力19§2制动时车轮的受力※较低滑动率时（S=15%），可以获得较大的制动力系数与较高的侧向力系数。ABS系统附着系数的数值主要决定于：道路的材料路面的状况轮胎结构等因素胎面花纹、材料汽车运动的速度§2制动时车轮的受力※较低滑动率时（S=15%），可以获得20§2制动时车轮的受力胎面、路面对附着系数的影响§2制动时车轮的受力胎面、路面对附着系数的影响21§2制动时车轮的受力※滑水现象

在某一车速下，在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫无接触，B区、C区不复存在。这就是滑水现象。

§2制动时车轮的受力※滑水现象22第三节汽车制动效能及其恒定性一、制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。评价指标：制动距制动减速度制动力制动时间1、制动过程分析第三节汽车制动效能及其恒定性一、制动效能23第三节汽车制动效能及其恒定性a：危险信号

τ1'

：意识时间

τ1''

：移脚时间τ1=τ1‘+τ1’‘驾驶员反应时间

τ2'

：间隙消除时间

τ2''

：制动器制动力增长时间τ2=τ2'+τ2''：制动器反应时间

τ3

：持续制动时间

τ4

：制动消除时间第三节汽车制动效能及其恒定性a：危险信号24第三节汽车制动效能及其恒定性制动全过程包括四个阶段：驾驶员反应时间制动器起作用的时间相应制动距离持续制动放松制动器※制动距离：从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到停车为止所驶过的距离。第三节汽车制动效能及其恒定性制动全过程包括四个阶段：25第三节汽车制动效能及其恒定性2、制动距离定义：在某一车速时，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到停车为止所驶过的距离。制动距离S=S2'

+S2''

+S31）在τ2‘时间段内行驶距离S2'2）在τ2''时间段内所驶过距离S2''

3）在τ3时间段内所驶过距离S3第三节汽车制动效能及其恒定性2、制动距离26第三节汽车制动效能及其恒定性1）在τ2'时间内行驶距离S2'

S2'

=

u0τ2'

u0——制动初速度m/s

τ——制动时间sS——制动距离m第三节汽车制动效能及其恒定性1）在τ2'时间内行驶距离S27第三节汽车制动效能及其恒定性2）在τ2''时间段内所驶过距离S2''（作匀变减速）第三节汽车制动效能及其恒定性2）在τ2''时间段内所驶过28第三节汽车制动效能及其恒定性第三节汽车制动效能及其恒定性29第三节汽车制动效能及其恒定性第三节汽车制动效能及其恒定性30第三节汽车制动效能及其恒定性3）在τ3时间段内所驶过距离S3第三节汽车制动效能及其恒定性3）在τ3时间段内所驶过距离31第三节汽车制动效能及其恒定性u0-m/sua0-km/h4）制动距离S=S2'+S2''+S3第三节汽车制动效能及其恒定性u0-m/sua0-32第三节汽车制动效能及其恒定性影响制动距离的因素：1）制动初速度ua0越大，S越大2）制动最大减速度jmax越大，S小。jmax取决于Fxb，即Fμ或Fφ3）协调时间τ2′+1/2τ2″：协调时间越短，S越小(BAS系统）※对制动器起作用的时间分析（书中）第三节汽车制动效能及其恒定性影响制动距离的因素：33第三节汽车制动效能及其恒定性3、制动减速度制动减速度j----

Fxb取决于

Fμ与Fφ

制动器制动力足够的前提下，在不同路面上地面制动力为：

Fxb=Fφ=mg

φb制动减速度为jmax=gφb1）车轮制动到抱死滑动

φb=φsFxb=Fφ=mg

φs

jmax=gφs第三节汽车制动效能及其恒定性3、制动减速度34第三节汽车制动效能及其恒定性t1为制动压力达到75%最大压力Pmax的时刻t2为停车时总时间的2/3的时刻2）有ABS系统

φb=φpFxb=Fφ=mg

φp

jmax=gφp

3)j取值(1)平均减速度第三节汽车制动效能及其恒定性t1为制动压力达到75%最大35第三节汽车制动效能及其恒定性(2)充分发出的平均减速度M.F.D.D第三节汽车制动效能及其恒定性(2)充分发出的平均减速36第三节汽车制动效能及其恒定性二、制动效能的恒定性1、制动效能的热衰退1）现象汽车在繁重的工作条件下制动时，制动器温度常在300℃以上，制动器温度上升后，摩擦力矩常会有显著下降的现象。(辅助制动器）

第三节汽车制动效能及其恒定性二、制动效能的恒定性37第三节汽车制动效能及其恒定性

2）影响因素不仅与有关，还与制动器的结构形式有关。常用图说明制动器效能及稳定程度。3）气阻在汽车下长坡多次连续制动时，使制动系统中的制动液产生高温，在制动管路形成气泡，影响液压能的传递，使制动效能降低，甚至造成制动实效，这种现象称为气阻。

第三节汽车制动效能及其恒定性2）影响因素38第三节汽车制动效能及其恒定性

4）行业标准

高速低速

要求不低于最低制动效能的5.8m·s-2)60﹪15次3m·s-20.8uamax0.4uamax第三节汽车制动效能及其恒定性4）行业标准15次3m39第三节汽车制动效能及其恒定性2、制动效能的水衰退涉水行驶，因水的润滑作用使摩擦系数下降，使制动效能降低，称水衰退现象。经过若干次制动可短时间内迅速恢复原有的制动效能。第三节汽车制动效能及其恒定性2、制动效能的水衰退40第四节制动时的方向稳定性

汽车在制动过程中维持直线或按预定弯道减速行驶的能力，称为制动时的方向稳定性。规定试车道的宽度车宽的1.5倍3.5m车初速度50km/h，制动后，车保持在该车道内为合格。第四节制动时的方向稳定性汽车在制动过程中41第四节制动时的方向稳定性1)制动跑偏：制动时，汽车自动向左或向右偏驶。2)制动侧滑：制动时，汽车某一轴或二轴发生横向移动。一旦跑偏，加剧侧滑。一旦侧滑，加剧跑偏。第四节制动时的方向稳定性1)制动跑偏：制动时，汽车自动42第四节制动时的方向稳定性严重的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。转向轮失去转向能力：制动时汽车不再按原来弯道行驶，而沿切线方向驶出或者直线行驶时，转动转向盘汽车仍按直线行驶的现象。第四节制动时的方向稳定性严重的跑偏必然侧滑，对43第四节制动时的方向稳定性一、汽车制动跑偏跑偏原因有两个：1）汽车左、右车轮，特别是前轴左、右转向轮制动器制动力不等。——制造或调整误差2）制动时悬架导向杆系与转向杆系在运动学上的不协调或干涉。——结构设计原因第四节制动时的方向稳定性一、汽车制动跑偏44第四节制动时的方向稳定性1）由于汽车左、右车轮，特别是前轴左、右转向轮制动器制动力不等设左前轮的制动力>右前轮的制动力EBD第四节制动时的方向稳定性1）由于汽车左、右车轮，特别是前45第四节制动时的方向稳定性前轴≤20%，后轴≤24%为合格。车身横向位移汽车的航向角不相等度第四节制动时的方向稳定性前轴≤20%，后轴≤24%为合46第四节制动时的方向稳定性2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调第四节制动时的方向稳定性2）制动时悬架导向杆系与转向系拉47第四节制动时的方向稳定性二、制动侧滑（后轴侧滑与前轴转向能力的丧失）1、前轴没有制动力，而后轴车轮有足够的制动器制动力。后轴侧滑——是一种不稳定状态

车速在48km/h时，航向角可达180°第四节制动时的方向稳定性二、制动侧滑（后轴侧滑与前轴转向48第四节制动时的方向稳定性2、后轴没有制动力，而前轴车轮有足够的制动器制动力。前轴侧滑——是一种稳定状态车速在65km/h时，汽车的航向角不大，最大可达10°，基本维持直线，但失去转向能力。第四节制动时的方向稳定性2、后轴没有制动力，而前轴车49第四节制动时的方向稳定性A曲线:前轮无制动力而后轮有足够制动力B曲线:后轮无制动力而前轮有足够制动力

第四节制动时的方向稳定性50第四节制动时的方向稳定性3、前后轴车轮都有足够的制动器制动力，但抱死滑拖的次序和时间间隔不同。1）前轴先抱死2）后轴先抱死第四节制动时的方向稳定性3、前后轴车轮都有足够的制动器制51第四节制动时的方向稳定性1)前轴先抱死：如同前轴没有制动力，而后轴车轮有足够的制动器制动力。汽车基本上沿直线向前行驶(减速停车)；汽车处于稳定状态，但丧失转向能力。2)前轴先抱死：如同后轴没有制动力，而前轴车轮有足够的制动器制动力。汽车在侧向力作用下会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。第四节制动时的方向稳定性1)前轴先抱死：52第四节制动时的方向稳定性※起始车速和附着系数的影响第四节制动时的方向稳定性※起始车速和附着系数的影53第四节制动时的方向稳定性试验总结：1)制动过程中，若是只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶(减速停车)；汽车处于稳定状态，但丧失转向能力。2)若后轮比前轮提前一定时间(如对试验中的汽车为0.5s以上)先抱死拖滑，且车速超过某一数值(如试验中的汽车车速超过48km/h)时，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。第四节制动时的方向稳定性试验总结：54第四节制动时的方向稳定性从保证汽车方向稳定性的角度出发：首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑；其次，尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后车轮都抱死的情况，以维持汽车的转向能力。※都远离抱死会使制动效能降低。理想的情况就是防止任何车轮抱死，前、后车轮都处于滚动、但接近抱死状态。这样就可以确保制动时的方向稳定性和制动效能。第四节制动时的方向稳定性从保证汽车方向稳定性的角度出发55第五节前后制动器制动力的比例关系对于一般汽车而言，根据其前、后轴制动器制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素，当制动器制动力足够时，制动过程可能出现如下三种情况，即：1）前轴先抱死，然后后轴再抱死——车辆稳定性好，但失去转向能力。2）后轴先抱死，然后前轴再抱死——车辆不稳定，后轴侧滑3）前后轮同时抱死——附着利用好，但会侧滑但接近同时抱死会有良好的方向稳定性。第五节前后制动器制动力的比例关系对于一般汽56第五节前后制动器制动力的比例关系一、地面对前后轴车轮的法向反作用力制动强度z：第五节前后制动器制动力的比例关系一、地面对前后轴车轮的法57第五节前后制动器制动力的比例关系当前后轴都抱死时：z=φFz1、Fz2随φ变化，轴荷再分配第五节前后制动器制动力的比例关系当前后轴都抱死时：z=φ58第五节前后制动器制动力的比例关系二、理想的前后轴制动器制动力分配曲线消去Φ得书上的方程式按方程的图第五节前后制动器制动力的比例关系二、理想的前后轴制动器制59第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系60第五节前后制动器制动力的比例关系若车辆一定，G、L、a、b、hg一定，Fμ、Fxb、Fφ随φ变化而变化取φ=0.1、0.2、0.3……、1，得出Fφ1、Fφ2间关系。第五节前后制动器制动力的比例关系若车辆一定，G、L、a、61第五节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制动力分配系数β：前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比。第五节前后制动器制动力的比例关系三、具有固定比值的前后制62第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系63第五节前后制动器制动力的比例关系同步附着系数φ0

：β线与I

曲线相交于B点，交点处的附着系数为φ0

，所对应的制动减速度称为临界减速度是由汽车的结构参数决定的、反映汽车制动性能的一个参数。第五节前后制动器制动力的比例关系同步附着系数φ0：64第五节前后制动器制动力的比例关系同步附着系数φ0意义：实际车辆制动时不会出现前后轴同时抱死，但φ=φ0时制动时会出现前后轴同时抱死。当φ>φ0或φ<φ0，制动时，哪根轴先抱死？第五节前后制动器制动力的比例关系同步附着系数φ065第五节前后制动器制动力的比例关系解析法求φ0L、b、hg——结构参数；

β——结构参数；φ0——也是结构参数对某辆车，φ0一定，即只有在路面φ

=φ0，前后轴同时抱死。第五节前后制动器制动力的比例关系解析法求φ0L、66第五节前后制动器制动力的比例关系四、前后轴制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上的制动过程分析

φ=φ0时制动时会出现前后轴同时抱死。当φ>φ0或φ<φ0，制动时，哪根轴先抱死？

1、f线组：是指前轴车轮抱死，后轴车轮没有抱死时，在各种φ值路面上的前后轴地面制动力的关系线。第五节前后制动器制动力的比例关系四、前后轴制动器制动力具67第五节前后制动器制动力的比例关系此即为在不同Φ值路面上，只有前轮抱死时的前、后地面制动力的关系式。第五节前后制动器制动力的比例关系此即为在不同Φ值路面上，68第五节前后制动器制动力的比例关系以不同Φ值代入式，即得f线组。由线组成，当前轮抱死，后轮没有抱死，φ不同，

Fxb2——Fxb1。第五节前后制动器制动力的比例关系以不同Φ值代入式，即得f69第五节前后制动器制动力的比例关系2、R线组：是指后轴车轮抱死，前轴车轮没有抱死时，在各种φ值路面上的前后轴地面制动力的关系线。第五节前后制动器制动力的比例关系2、R线组：是指后轴车轮70第五节前后制动器制动力的比例关系此即为在不同Φ值路面上，只有后轮抱死时的前、后地面制动力的关系式。以不同Φ值代入式，即得R线组。取Fxb2=0取Fxb1=0第五节前后制动器制动力的比例关系此即为在不同Φ值71第五节前后制动器制动力的比例关系显然，第五节前后制动器制动力的比例关系显然，72第五节前后制动器制动力的比例关系3、制动过程分析第五节前后制动器制动力的比例关系3、制动过程分析73第五节前后制动器制动力的比例关系1）当φ

<φ0时分析前轴先抱死，车辆失去转向能力。2）当φ

>φ0时后轴先抱死，车辆会出现甩尾、侧滑。3）当φ

=φ0时前后轴同时抱死。第五节前后制动器制动力的比例关系1）当φ<φ0时74第五节前后制动器制动力的比例关系五、利用附着系数与制动效率1、利用附着系数的概念汽车以一定减速度制动时，除去制动强度z

=φ0以外，不发生车轮抱死所要求的（最小）路面附着系数总大于其制动强度。明确：φi

≤

φ第五节前后制动器制动力的比例关系五、利用附着系数与制动效75第五节前后制动器制动力的比例关系显然，利用附着系数越接近制动强度，地面附着条件发挥的越充分，汽车制动力分配的合理程度越高。通常以利用附着系数与制动强度的关系曲线来描述汽车制动力分配的合理性。第五节前后制动器制动力的比例关系显然，利用附76第五节前后制动器制动力的比例关系※前、后制动力分配曲线与利用附着系数是一一对应的关系。有意义的利用附无意义的着系数第五节前后制动器制动力的比例关系※前、后制动力分配曲线与77第五节前后制动器制动力的比例关系1）φ

<φ0前轴先抱死前轮的利用附着系数（前轮提前抱死时）设前轮刚抱死时，或前、后轮同时抱死时，产生的制动减速度为第五节前后制动器制动力的比例关系1）φ<φ0前轴先抱死78第五节前后制动器制动力的比例关系前轴φ1>Z后轴φ2<Z第五节前后制动器制动力的比例关系前轴φ1>Z79第五节前后制动器制动力的比例关系2）φ

>φ0后轴先抱死后轮的利用附着系数（后轮提前抱死时）设后轮刚抱死时，或前、后轮同时抱死时，产生的制动减速度为第五节前后制动器制动力的比例关系2）φ>φ0后轴先抱死80第五节前后制动器制动力的比例关系前轴φ1<Z后轴φ2>Z第五节前后制动器制动力的比例关系前轴φ1<Z81第五节前后制动器制动力的比例关系2、制动效率1)定义：车轮不锁死的最大制动减速度与车轮和地面间摩擦因数的比值。也就是车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着系数之比。第五节前后制动器制动力的比例关系2、制动效率82第五节前后制动器制动力的比例关系2)前轴先抱死时的前轴的制动效率：3)后轴先抱死时的后轴的制动效率:第五节前后制动器制动力的比例关系2)前轴先抱死时的前83六、对前后制动器制动力分配的要求1、要求β线在I线之下2、要求β线尽可能接近I线几种典型的制动力调节1、限压阀2、比例阀3、感载限压阀4、感载比例阀第五节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、要求β线在I线之下第五节84第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系85第五节前后制动器制动力的比例关系七、辅助制动器发动机制动第五节前后制动器制动力的比例关系七、辅助制动器86第五节前后制动器制动力的比例关系八、制动防抱死装置汽车可能行驶在高附着系数的干燥路面上，也可能行驶于雨、雪气候条件下的湿滑路面。当汽车行驶在后一种路面上，或为了躲避障碍，或为了防止追尾碰撞作应急制动时，汽车有可能发生侧滑甩尾。如果左右车轮分别行驶在雪后一侧积雪路面和一侧已经清扫露出地面的路段上，或正行驶在弯道处，汽车有可能产生急转调头，或驶入逆行车道，或滑移出路面，呈现不稳定的失控状态。第五节前后制动器制动力的比例关系八、制动防抱死装置87第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系88第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系89第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系90第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系91第五节前后制动器制动力的比例关系防抱死制动控制循环与轮速变化图

第五节前后制动器制动力的比例关系防抱死制动控制循环与轮速92第五节前后制动器制动力的比例关系对于防抱系统来说，根据哪些运动参数来判断车轮即将抱死应该减压或抱死现象已消失需要重新加压制动是很重要的。一般常用的参数有：车轮角减(加)速度和滑动率、车轮角加速度与半径的乘积、汽车的参考车速和汽车的减速度等。图4－41为一重型货车防抱系统的特性。图上给出了随制动时间而变化的制动液压、当量车轮速度(车轮角速度与半径的乘积)、滑动率以及汽车车速等参数的变化情况。第五节前后制动器制动力的比例关系对于防抱系统来说，根据93第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系94第四章汽车的制动性汽车的制动性是指汽车按给定方向连续强制减速以至停车的能力。高速条件动力性制动性第四章汽车的制动性汽车的制动性是指汽车按给定方向连续强制95§1制动性的评价指标汽车的制动性由三方面的评价指标：1）制动效能：指汽车强制减速的能力。四种参数:制动距离、制动减速度、制动力、制动时间。2）制动效能的恒定性：制动器的抗热衰退和水衰退的能力。3）制动时的方向稳定性：制动时按给定轨迹减速行驶的能力。（制动跑偏、制动侧滑）§1制动性的评价指标汽车的制动性由三方面的评价指标：96§2制动时车轮的受力制动——外力空气阻力地面作用力——地面制动力其他力忽略§2制动时车轮的受力制动——外力空气阻力97§2制动时车轮的受力一、地面制动力在一定条件下：Tμ↑

，Fxb↑地面制动力取①制动器内决于两个摩擦②轮胎与路面间§2制动时车轮的受力一、地面制动力Tμ98§2制动时车轮的受力二、制动器制动力在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力力矩所需要的力，称为制动器制动力。用来表达制动器的制动力矩。§2制动时车轮的受力二、制动器制动力99§2制动时车轮的受力制动器制动力取决于制动力矩Tμ，Tμ取决于结构制动器参数：形式、尺寸、摩擦因素、车轮半径、踏板制动力。§2制动时车轮的受力制动器制动力取决于制动力矩Tμ100§2制动时车轮的受力三、地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系车轮的运动状态：滚动滑动管路压力（Pa是车轮刚好抱死时的压力）：P<PaP≥PaFxb与Fμ的关系：Fxb=Fμ

Fxb≤FμFxb与Fφ的关系：Fxb<Fφ

Fxb=Fφ§2制动时车轮的受力三、地面制动力、制动器制动力与附着力之101§2制动时车轮的受力§2制动时车轮的受力102§2制动时车轮的受力结论：1）地面制动力首先取决于制动器制动力。但又受地面附着条件限制。2）只有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。3）对制动器设计来说，只需要摩擦力矩达到地面制动力等于路面附着力即可。§2制动时车轮的受力结论：103§2制动时车轮的受力四、硬路面上的附着系数1、制动过程中车轮运动的三种状态：前面假设在制动过程中车轮只有滚动和抱死两种状态，事实是渐变的。印迹包括三段：纯滚动边滚边滑、纯滑动§2制动时车轮的受力四、硬路面上的附着系数104§2制动时车轮的受力三阶段的特点：纯滚动uw=rωw

边滚边滑uw>rωwuw>＞rωw

纯滑动uw=0§2制动时车轮的受力三阶段的特点：105§2制动时车轮的受力纯滚动uw=rωw边滚边滑uw>rωwuw>＞rωw纯滑动uw=02、滑动率上述滚动成分越来越少，滑动成分越来越多，用滑动率表示，定义式为：§2制动时车轮的受力纯滚动106§2制动时车轮的受力滑动率的理解：纯滚动时：uw=ua=rωwS=0纯滑动时：uw=0S=100%边滚边滑时：uw>rωw0<S<100%滑动率越大，滑动成分越多§2制动时车轮的受力滑动率的理解：107§2制动时车轮的受力3、制动力系数地面制动力与垂直载荷之比，称为制动力系数φb。制动力系数曲线，峰值附着系数φp滑动附着系数φs§2制动时车轮的受力3、制动力系数108§2制动时车轮的受力若Fz不变,

φb↑,

Fxb↑§2制动时车轮的受力若Fz不变,φb↑,Fxb↑109§2制动时车轮的受力§2制动时车轮的受力110§2制动时车轮的受力§2制动时车轮的受力111§2制动时车轮的受力4、侧向力系数侧向力系数φℓ

:侧向力极限值与垂直载荷之比。侧向力包括：侧向风离心力侧向力§2制动时车轮的受力4、侧向力系数112§2制动时车轮的受力§2制动时车轮的受力113§2制动时车轮的受力※较低滑动率时（S=15%），可以获得较大的制动力系数与较高的侧向力系数。ABS系统附着系数的数值主要决定于：道路的材料路面的状况轮胎结构等因素胎面花纹、材料汽车运动的速度§2制动时车轮的受力※较低滑动率时（S=15%），可以获得114§2制动时车轮的受力胎面、路面对附着系数的影响§2制动时车轮的受力胎面、路面对附着系数的影响115§2制动时车轮的受力※滑水现象

在某一车速下，在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫无接触，B区、C区不复存在。这就是滑水现象。

§2制动时车轮的受力※滑水现象116第三节汽车制动效能及其恒定性一、制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。评价指标：制动距制动减速度制动力制动时间1、制动过程分析第三节汽车制动效能及其恒定性一、制动效能117第三节汽车制动效能及其恒定性a：危险信号

τ1'

：意识时间

τ1''

：移脚时间τ1=τ1‘+τ1’‘驾驶员反应时间

τ2'

：间隙消除时间

τ2''

：制动器制动力增长时间τ2=τ2'+τ2''：制动器反应时间

τ3

：持续制动时间

τ4

：制动消除时间第三节汽车制动效能及其恒定性a：危险信号118第三节汽车制动效能及其恒定性制动全过程包括四个阶段：驾驶员反应时间制动器起作用的时间相应制动距离持续制动放松制动器※制动距离：从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到停车为止所驶过的距离。第三节汽车制动效能及其恒定性制动全过程包括四个阶段：119第三节汽车制动效能及其恒定性2、制动距离定义：在某一车速时，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到停车为止所驶过的距离。制动距离S=S2'

+S2''

+S31）在τ2‘时间段内行驶距离S2'2）在τ2''时间段内所驶过距离S2''

3）在τ3时间段内所驶过距离S3第三节汽车制动效能及其恒定性2、制动距离120第三节汽车制动效能及其恒定性1）在τ2'时间内行驶距离S2'

S2'

=

u0τ2'

u0——制动初速度m/s

τ——制动时间sS——制动距离m第三节汽车制动效能及其恒定性1）在τ2'时间内行驶距离S121第三节汽车制动效能及其恒定性2）在τ2''时间段内所驶过距离S2''（作匀变减速）第三节汽车制动效能及其恒定性2）在τ2''时间段内所驶过122第三节汽车制动效能及其恒定性第三节汽车制动效能及其恒定性123第三节汽车制动效能及其恒定性第三节汽车制动效能及其恒定性124第三节汽车制动效能及其恒定性3）在τ3时间段内所驶过距离S3第三节汽车制动效能及其恒定性3）在τ3时间段内所驶过距离125第三节汽车制动效能及其恒定性u0-m/sua0-km/h4）制动距离S=S2'+S2''+S3第三节汽车制动效能及其恒定性u0-m/sua0-126第三节汽车制动效能及其恒定性影响制动距离的因素：1）制动初速度ua0越大，S越大2）制动最大减速度jmax越大，S小。jmax取决于Fxb，即Fμ或Fφ3）协调时间τ2′+1/2τ2″：协调时间越短，S越小(BAS系统）※对制动器起作用的时间分析（书中）第三节汽车制动效能及其恒定性影响制动距离的因素：127第三节汽车制动效能及其恒定性3、制动减速度制动减速度j----

Fxb取决于

Fμ与Fφ

制动器制动力足够的前提下，在不同路面上地面制动力为：

Fxb=Fφ=mg

φb制动减速度为jmax=gφb1）车轮制动到抱死滑动

φb=φsFxb=Fφ=mg

φs

jmax=gφs第三节汽车制动效能及其恒定性3、制动减速度128第三节汽车制动效能及其恒定性t1为制动压力达到75%最大压力Pmax的时刻t2为停车时总时间的2/3的时刻2）有ABS系统

φb=φpFxb=Fφ=mg

φp

jmax=gφp

3)j取值(1)平均减速度第三节汽车制动效能及其恒定性t1为制动压力达到75%最大129第三节汽车制动效能及其恒定性(2)充分发出的平均减速度M.F.D.D第三节汽车制动效能及其恒定性(2)充分发出的平均减速130第三节汽车制动效能及其恒定性二、制动效能的恒定性1、制动效能的热衰退1）现象汽车在繁重的工作条件下制动时，制动器温度常在300℃以上，制动器温度上升后，摩擦力矩常会有显著下降的现象。(辅助制动器）

第三节汽车制动效能及其恒定性二、制动效能的恒定性131第三节汽车制动效能及其恒定性

2）影响因素不仅与有关，还与制动器的结构形式有关。常用图说明制动器效能及稳定程度。3）气阻在汽车下长坡多次连续制动时，使制动系统中的制动液产生高温，在制动管路形成气泡，影响液压能的传递，使制动效能降低，甚至造成制动实效，这种现象称为气阻。

第三节汽车制动效能及其恒定性2）影响因素132第三节汽车制动效能及其恒定性

4）行业标准

高速低速

要求不低于最低制动效能的5.8m·s-2)60﹪15次3m·s-20.8uamax0.4uamax第三节汽车制动效能及其恒定性4）行业标准15次3m133第三节汽车制动效能及其恒定性2、制动效能的水衰退涉水行驶，因水的润滑作用使摩擦系数下降，使制动效能降低，称水衰退现象。经过若干次制动可短时间内迅速恢复原有的制动效能。第三节汽车制动效能及其恒定性2、制动效能的水衰退134第四节制动时的方向稳定性

汽车在制动过程中维持直线或按预定弯道减速行驶的能力，称为制动时的方向稳定性。规定试车道的宽度车宽的1.5倍3.5m车初速度50km/h，制动后，车保持在该车道内为合格。第四节制动时的方向稳定性汽车在制动过程中135第四节制动时的方向稳定性1)制动跑偏：制动时，汽车自动向左或向右偏驶。2)制动侧滑：制动时，汽车某一轴或二轴发生横向移动。一旦跑偏，加剧侧滑。一旦侧滑，加剧跑偏。第四节制动时的方向稳定性1)制动跑偏：制动时，汽车自动136第四节制动时的方向稳定性严重的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。转向轮失去转向能力：制动时汽车不再按原来弯道行驶，而沿切线方向驶出或者直线行驶时，转动转向盘汽车仍按直线行驶的现象。第四节制动时的方向稳定性严重的跑偏必然侧滑，对137第四节制动时的方向稳定性一、汽车制动跑偏跑偏原因有两个：1）汽车左、右车轮，特别是前轴左、右转向轮制动器制动力不等。——制造或调整误差2）制动时悬架导向杆系与转向杆系在运动学上的不协调或干涉。——结构设计原因第四节制动时的方向稳定性一、汽车制动跑偏138第四节制动时的方向稳定性1）由于汽车左、右车轮，特别是前轴左、右转向轮制动器制动力不等设左前轮的制动力>右前轮的制动力EBD第四节制动时的方向稳定性1）由于汽车左、右车轮，特别是前139第四节制动时的方向稳定性前轴≤20%，后轴≤24%为合格。车身横向位移汽车的航向角不相等度第四节制动时的方向稳定性前轴≤20%，后轴≤24%为合140第四节制动时的方向稳定性2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调第四节制动时的方向稳定性2）制动时悬架导向杆系与转向系拉141第四节制动时的方向稳定性二、制动侧滑（后轴侧滑与前轴转向能力的丧失）1、前轴没有制动力，而后轴车轮有足够的制动器制动力。后轴侧滑——是一种不稳定状态

车速在48km/h时，航向角可达180°第四节制动时的方向稳定性二、制动侧滑（后轴侧滑与前轴转向142第四节制动时的方向稳定性2、后轴没有制动力，而前轴车轮有足够的制动器制动力。前轴侧滑——是一种稳定状态车速在65km/h时，汽车的航向角不大，最大可达10°，基本维持直线，但失去转向能力。第四节制动时的方向稳定性2、后轴没有制动力，而前轴车143第四节制动时的方向稳定性A曲线:前轮无制动力而后轮有足够制动力B曲线:后轮无制动力而前轮有足够制动力

第四节制动时的方向稳定性144第四节制动时的方向稳定性3、前后轴车轮都有足够的制动器制动力，但抱死滑拖的次序和时间间隔不同。1）前轴先抱死2）后轴先抱死第四节制动时的方向稳定性3、前后轴车轮都有足够的制动器制145第四节制动时的方向稳定性1)前轴先抱死：如同前轴没有制动力，而后轴车轮有足够的制动器制动力。汽车基本上沿直线向前行驶(减速停车)；汽车处于稳定状态，但丧失转向能力。2)前轴先抱死：如同后轴没有制动力，而前轴车轮有足够的制动器制动力。汽车在侧向力作用下会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。第四节制动时的方向稳定性1)前轴先抱死：146第四节制动时的方向稳定性※起始车速和附着系数的影响第四节制动时的方向稳定性※起始车速和附着系数的影147第四节制动时的方向稳定性试验总结：1)制动过程中，若是只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶(减速停车)；汽车处于稳定状态，但丧失转向能力。2)若后轮比前轮提前一定时间(如对试验中的汽车为0.5s以上)先抱死拖滑，且车速超过某一数值(如试验中的汽车车速超过48km/h)时，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。第四节制动时的方向稳定性试验总结：148第四节制动时的方向稳定性从保证汽车方向稳定性的角度出发：首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑；其次，尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后车轮都抱死的情况，以维持汽车的转向能力。※都远离抱死会使制动效能降低。理想的情况就是防止任何车轮抱死，前、后车轮都处于滚动、但接近抱死状态。这样就可以确保制动时的方向稳定性和制动效能。第四节制动时的方向稳定性从保证汽车方向稳定性的角度出发149第五节前后制动器制动力的比例关系对于一般汽车而言，根据其前、后轴制动器制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素，当制动器制动力足够时，制动过程可能出现如下三种情况，即：1）前轴先抱死，然后后轴再抱死——车辆稳定性好，但失去转向能力。2）后轴先抱死，然后前轴再抱死——车辆不稳定，后轴侧滑3）前后轮同时抱死——附着利用好，但会侧滑但接近同时抱死会有良好的方向稳定性。第五节前后制动器制动力的比例关系对于一般汽150第五节前后制动器制动力的比例关系一、地面对前后轴车轮的法向反作用力制动强度z：第五节前后制动器制动力的比例关系一、地面对前后轴车轮的法151第五节前后制动器制动力的比例关系当前后轴都抱死时：z=φFz1、Fz2随φ变化，轴荷再分配第五节前后制动器制动力的比例关系当前后轴都抱死时：z=φ152第五节前后制动器制动力的比例关系二、理想的前后轴制动器制动力分配曲线消去Φ得书上的方程式按方程的图第五节前后制动器制动力的比例关系二、理想的前后轴制动器制153第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系154第五节前后制动器制动力的比例关系若车辆一定，G、L、a、b、hg一定，Fμ、Fxb、Fφ随φ变化而变化取φ=0.1、0.2、0.3……、1，得出Fφ1、Fφ2间关系。第五节前后制动器制动力的比例关系若车辆一定，G、L、a、155第五节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制动力分配系数β：前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比。第五节前后制动器制动力的比例关系三、具有固定比值的前后制156第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系157第五节前后制动器制动力的比例关系同步附着系数φ0

：β线与I

曲线相交于B点，交点处的附着系数为φ0

，所对应的制动减速度称为临界减速度是由汽车的结构参数决定的、反映汽车制动性能的一个参数。第五节前后制动器制动力的比例关系同步附着系数φ0：158第五节前后制动器制动力的比例关系同步附着系数φ0意义：实际车辆制动时不会出现前后轴同时抱死，但φ=φ0时制动时会出现前后轴同时抱死。当φ>φ0或φ<φ0，制动时，哪根轴先抱死？第五节前后制动器制动力的比例关系同步附着系数φ0159第五节前后制动器制动力的比例关系解析法求φ0L、b、hg——结构参数；

β——结构参数；φ0——也是结构参数对某辆车，φ0一定，即只有在路面φ

=φ0，前后轴同时抱死。第五节前后制动器制动力的比例关系解析法求φ0L、160第五节前后制动器制动力的比例关系四、前后轴制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上的制动过程分析

φ=φ0时制动时会出现前后轴同时抱死。当φ>φ0或φ<φ0，制动时，哪根轴先抱死？

1、f线组：是指前轴车轮抱死，后轴车轮没有抱死时，在各种φ值路面上的前后轴地面制动力的关系线。第五节前后制动器制动力的比例关系四、前后轴制动器制动力具161第五节前后制动器制动力的比例关系此即为在不同Φ值路面上，只有前轮抱死时的前、后地面制动力的关系式。第五节前后制动器制动力的比例关系此即为在不同Φ值路面上，162第五节前后制动器制动力的比例关系以不同Φ值代入式，即得f线组。由线组成，当前轮抱死，后轮没有抱死，φ不同，

Fxb2——Fxb1。第五节前后制动器制动力的比例关系以不同Φ值代入式，即得f163第五节前后制动器制动力的比例关系2、R线组：是指后轴车轮抱死，前轴车轮没有抱死时，在各种φ值路面上的前后轴地面制动力的关系线。第五节前后制动器制动力的比例关系2、R线组：是指后轴车轮164第五节前后制动器制动力的比例关系此即为在不同Φ值路面上，只有后轮抱死时的前、后地面制动力的关系式。