汽车理论第4次专题-汽车制动距离及影响因素分析_W

1、 汽车制动距离及影响因素分析-第七组 摘要：汽车制动距离是衡量汽车制动性能的重要参数。本文从制动器作用时间、最大制动器 制动力、起始刹车车速、以及汽车本身结构、轮胎特性和路面情况等影响因素分析汽车制动 距离，同时分析汽车紧急制动过程。关键词：汽车制动距离；紧急制动过程；影响因素；制动距离是衡量汽车制动性能的重要参数之一。它指的是汽车速度0时，从 驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板），到汽车完全停止为止所行驶过的距离。其过程包括反应距离和制动距离两个部分。制动距离越小，汽车的制动性能 就越好。由于它比较直观，因此成为广泛采用的评价制动效能的指标。1.制动距离制动距离指的是汽车速度为0时，从驾驶

2、员开始操纵制动控制装置（制动踏 板）到汽车完全停住为止所驶过的距离。制动距离与制动踏板力、路面附着条件、 车辆载荷、发动机是否结合等许多因素有关。在测试制动距离时，应对踏板力或 制动压力、路面附着系数以及车辆的状态做一规定。制动距离与制动器的热状况 也有密切关系，若无特殊说明，一般制动距离是在冷试验的条件下测得的。此时， 起始制动时制动器的温度在 100以下。由于各种汽车的动力性不同，对制动效 能也提出了不同要求：一般轿车、轻型货车行驶车速高，所以要求制动效能也高； 重型货车行驶车速低，要求就稍低一点。2.制动减速度制动减速度是制动时车速对时间的导数。它反映了地面制动力的大小，因此 与制动器制

3、动力（车轮滚动时）及附着力（车轮抱死拖滑时）有关。制动时总的地面制动力 = = 故汽车能达到的减速度为 = 当前后轮同时抱死时，则 = 当装有 ABS 时 = 在评价汽车的制动性能时，由于瞬时减速度曲线的形状复杂，不好用某一点 的值来代表，所以我国行业标准采用平均减速度的概念，即21 =()12 1式中，1为制动压力达到 75%最大压力的时刻；2为到停车时总时间的23的时刻。 ECE R13 和 GB 7258 采用的是充分发出的平均减速度（2） 2 2MFDD =25.92( )式中， 为 0.80的车速（）;0为起始制动车速（）； 为 0.10的车 速（ ）； 为0到车辆经过的距离（m）；

4、 为0到车辆经过的距离（m）。 3.制动过程及距离的分析如图 1 是驾驶员在接受了紧急制动信号后，制动踏板力、汽车制动减速度与 制动时间的关系曲线（经简化）。 驾驶员接到紧急停车信号时，并没有立即行动（图 1a 中的 a 点），而要经过 后才意识到应进行紧急制动，并移动右脚，再经过后才踩着制动踏板。从 a11点到 b 点所经过的时间1= + 称为驾驶员反应时间。这段时间一般为 0.31.0s。11在 b 点以后，随着驾驶员踩踏板的动作，踏板力迅速增大，至 d 点时达到最大值。不过由于制动蹄是由回位弹簧拉着，蹄片与制动鼓间存在间隙，所以要经过 ，即至 点，地面制动力才起作用，使汽车开始产生减速度

5、。由 点到 点是cce 2。总称为制动器的作用时间。制制动器制动力增长过程所需的时间 + =2222动器作用时间一方面取决于驾驶员踩踏板的速度，另外更重要的是受制动系结构 形式的影响。2一般在 0.20.9s 之间。由 e 到 f 为持续制动时间3，其间减速度基本不变。到 f点时驾驶员松开踏板，但制动力的消除还需要一段时间，4一般在 0.21.0s 之间。这段时间过长会耽误随后起步行驶的时间。另外，如果因车轮 抱死而使汽车失去控制，驾驶员采取措施放松制动踏板时，又会使制动力不能立即释放。图 1 汽车制动过程 从制动的全过程来看，总共包括驾驶员见到信号后作出行动反应、制动器起 作用、持续制动和放

6、松制动器四个阶段。一般所指制动距离是开始踩着制动踏板 到完全停车的距离。它包括制动器起作用和持续制动两个阶段中汽车驶过的距离 2和3时间内在 2 =022在时间内2= k式中k = 2故 = 求解这个积分等式。因 = 0时，u = 0,故 1u = 0 + 22在时的车速为2122 = +02又因= 0 + 1221所以 = ( 0 + 2 2)d13而 = 0时，s=0,故 s=0 + 6 = 时的距离为 2122 = 02 26因此，在2时间内的制动距离为12 = + = + 20 20 2 2226在持续制动阶段，汽车以作匀减速运动，其初速度为，末速度为零， 故代入值，得3 = 2222

7、0= 0 2 + 23228故制动总距离为22+ 0 2s = + = ( + 2) 232 022242 2，则上式的 s（m）可写成因为2很小，故略去项，且车速的单位为2421+ 025.92s =( + 2) 2 203.64.影响汽车制动距离的因素从上面的推导可以看出，决定汽车制动距离的主要因素是：制动器起作用的 时间、最大制动减速度即附着力（或最大制动器制动力）以及起始车速。此外，汽车制动距离还与汽车本身结构、轮胎与路面的附着系数、驾驶员因素等有关。4.1 制动器起作用的时间 真正使汽车减速停车的是持续制动时间，但制动器起作用时间对制动距离的 影响是不小的。制动器起作用时间与制动系的

8、结构形式有密切的关系。当驾驶员急速踩下制动踏板时，液压制动器的制动器起作用时间可短至 0.1s 或更短；真空助力制动系和气压制动系为 0.30.9s；货车有挂车时，汽车列车的制动器起作用时间有时长达 2s，但精心设计的汽车列车制动系可缩短到 0.4s。 改动制动器结构，减少制动器起作用时间，是缩短制动距离的一项有效措施。 4.2 最大制动器制动力从上述公式中，可以看出 越大，s越小，即最大制动器制动力越大制动距离 越小。 4.3 制动起始速度图 2 为初始速度为0时，制动距离与其的关系。可以看出，制动距离随初始速度的增大而增大，且增大速度变快。 图 2 轿车的制动距离曲线 4.4 汽车本身结构

9、性能装有 ABS 系统的车辆较未配备 ABS 的车辆，驾驶员在紧急制动过程中能 较好地保持操控性，调整驾驶方向，制动距离短。 4.5 轮胎与路面的附着系数轮胎与路面的附着系数大，则地面制动力增大，制动距离短，行车安全；若 轮胎与路面的附着系数小，则制动力在短时间内增大到最大值即轮胎与路面的附 着力，车轮将出现抱死现象。在湿滑路面时，胎面受到水流作用而产生的水膜升 力是引起轮胎产生划水现象的主要原因。滑水现象与行驶速度和路面水膜厚度都 有关系。升力增大，导致轮胎与路面的附着系数小，使滑水现象严重，增加制动 距离。因此轿车普遍采用宽断面、低气压、子午线轮胎。图 34.6 驾驶员因素此外，驾驶员年龄对制动距离产生一定的影响，随着年龄的增长，驾驶员反 应能力下降，制动距离增大。5.结束语从上述分析中可知，影响汽车制动距离因素中有汽车本身的也有外界条件，所以我们在严格汽车制动系统质量的同时，在平时驾驶中要注意控制车速特别是 在湿滑路面等恶劣路