单元十一汽车的制动性能(新)

单元十一汽车的制动性能单元十一汽车的制动性能

定义：汽车的制动性能是指汽车强制减速直至停车，并且在制动时不产生“跑偏”的能力。汽车制动性是汽车的重要使用性能之一。它属于汽车主动安全的范畴。汽车制动分为行车制动和驻车两种：行车制动俗称脚制动或脚刹车。驻车制动俗称手刹车或手制动。单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标

汽车受到与行驶方向相反的外力时，才能从一定速度制动到较小的车速或停车。这个外力只能由地面和空气提供。

但由于空气阻力较小，所以,实际上外力主要是由地面提供的，称之为地面制动力。地面制动力越大，制动减速度越大，制动距离越短，所以地面制动力对汽车制动具有决定性影响。单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标

汽车制动系统简介:单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标一、制动时车轮的受力1.地面制动力车轴对车轮的推力车轮垂直载荷地面对车轮的法向反作用力是车轮制动器中摩擦片与制动鼓或盘相对滑转时的摩擦力矩以车轮中心为参考点,计算力矩:单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标一、制动时车轮的受力1.地面制动力车轴对车轮的推力车轮垂直载荷地面对车轮的法向反作用力地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力,但是地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力:①一个是制动器内制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力;②一个是轮胎与在地面间的摩擦力单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标一、制动时车轮的受力2.制动器制动力假设将汽车架离地面,并踩住制动器踏板,在轮胎周缘沿切线方向推动车轮,直到车轮能转动所需的力量是多大?这就是制动器制动力!单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标一、制动时车轮的受力2.制动器制动力那么制动器的制动力又取决什么呢?制动器的制动力仅由制动器的结构参数所决定.即取决于制动器的形式、结构尺寸、摩擦副的摩擦因素、车轮半径，并与制动踏板成正比。单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标二、地面制动力、制动器制动力与附着力之间关系制动时车轮的受力在制动时，现在只考虑车轮的运动状态为滚动与抱死拖滑两种状态。①当我们骑自行车时，如果我们轻握刹车把，这时车速会有所下降,但车轮仍会滚动。

②当我们大力握住刹车时,车轮会抱死并在地面拖滑,当然车子仍会向前行驶.

你认为,第①种情况的地面制动力是多少?第②种情况的地面制动力又是多少?单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标在制动时，现在只考虑车轮的运动状态为滚动与抱死拖滑两种状态。

第①种滚动状态的地面制动力就等于制动器制动力

第②种抱死状态的地面制动力就等于地面附着力二、地面制动力、制动器制动力与附着力之间关系制动时车轮的受力单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标二、地面制动力、制动器制动力与附着力之间关系制动时车轮的受力单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标由上式可知，汽车的地面制动力首先取决于制动器的制动力，但同时又受到地面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动力，同时地面又能提供高的附着力，才能获得足够的地面制动力。二、地面制动力、制动器制动力与附着力之间关系制动时车轮的受力单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标三、硬路面上的附着系数上面曾假设车轮只有滚动和抱死两种状态。但实际制动过程是一个由滚动到抱死的渐进过程。（仔细研究轮胎留在地面上的印痕）单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标第一阶段：印痕的形状与轮胎胎面花纹基本上一致，车轮还接近于单纯滚动，可以认为：车轮中心速度车轮滚动半径车轮角速度三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标第二阶段：制动力进一步加大，轮胎开始在地面拖滑，轮胎印痕开始模糊。制动强度再加大，轮胎印痕将更加模糊。三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标第三阶段：三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标

从这三个阶段的变化情况可以看出，随着制动强度的增加，车轮滚动越来越少，而滑动成分越来越多。一般用滑动率来说明这个过程中滑动成分的多少。三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标滑动率的定义：纯滚动时s=？纯滑动时s=？边滚边滑时S=？S=0S=100%0<s<100%三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标令地面制动力与垂直载荷之比为制动力系数：

研究发现，在不同滑动率时，制动力系数的数值不同。右图为制动力系数曲线。三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标曲线OA段近似于直线,随S的增大而迅速增大.过A点后上升缓慢,至B点达最大值。制动力系数的最大值称为峰值附着系数一般出现在S=15-20%。滑动率再增加制动力系数有所下降。三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标滑动率再增加制动力系数有所下降。直至滑动率为100%。这时的制动力系数称为滑动附着系数。在干燥路面上这两者相差较小，在湿路面上则相较大。三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标上面所研究的是汽车纵向附着随滑动率的变化情况，没有考虑到横向滑动率。试验表明，汽车的横向（侧向）附着系数随滑动率的变化情况如右图所示。三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标现在，我们将两张图放在一起，我们从图中能看出什么？要想获得最佳制动效果，滑动率应控制在什么范围？三、硬路面上的附着系数单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标四、前后轮制动力分配问题为了获得最好的制动效果，我们期望前后轮的滑动率都在15-20%之间。但前后轮的载荷不一样，如果提供同样的制动力，我们试想一下，会出现什么结果呢？单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标前后轮的载荷不一样，如果提供同样的制动力，载荷小的车轮会立即抱死，而载荷大的车轮可能还在滚动，怎么办呢？四、前后轮制动力分配问题单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标为了获得最好的制动效果，我们期望前后轮的滑动率都在15-20%之间。但前后轮的载荷不一样，如果提供同样的制动力，我们试想一下，会出现载荷小的车轮会立即抱死，而载荷大的车轮可能还在滚动，怎么办呢？四、前后轮制动力分配问题单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标五、制动性能评价指标1、制动效能：制动效能是指在良好的路面上，汽车以一定的初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能最基本的评价指标。2、制动效能的恒定性：汽车高速行驶或下长坡连续制动时，制动效能保持的程度，也称为抗热衰退性。3、制动时汽车方向的稳定性：即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。单元十一汽车的制动性能课题一汽车制动力和制动性能的评价指标五、制动性能评价指标项目中国EEC瑞典美国试验路面干水泥路面附着良好Φ=0.8SKIDNO81载重满载满载满载满载制动初速80KM/h80KM/h80KM/h60MIL/h制动时稳定性不许超3.7m车道不抱死跑偏不抱死跑偏不抱死跑偏制动距离或制动减速度≤50.7m≤50.7m≥5.8m/S2≥5.8m/S2≤65.8m踏板力＜500N＜490N＜490N＜500N单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定一、制动减速度汽车制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。制动效能的指标是制动距离和制动减速度。对于整车而言根据牛顿定律单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定一、制动减速度这就是汽车能达到的减速度！如果前后轮滑动率控制在15=20%如果前后轮

抱死：单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定二、制动距离1、制动力曲线与制动距离为反应时间，是从驾驶员发现状况到开始踩制动踏板的时间。其中包括了判断时间、将脚从油门移动到制动踏板的时间。为踩下踏板到制动器开始起作用时间。为制动力增长时间。为制动力最大的持续时间。为制动动力消失时间。单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定二、制动距离制动距离的计算非常复杂。在此不再叙述，在此只介绍经验公式。左图是《Autocar》对48辆装有真空助力器的各种轿车在干燥、良好的路面上进行制动试验结果。这个曲线表示了制动距离是初始车速的函数,即:单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定二、制动距离又是个什么样的公式呢?按最小二乘法原理拟合得到的公式为：单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定三、制动效能的恒定性长坡制动和高速制动时，制动器温度会很快上升，摩擦力矩会显著下降。这种现象称为热衰退。例如：LexusLS400汽车在冷制动时，起始制动速度为195km/h，制动距离为163.9m，减速度为8.5m/s2,而经过下山中的26次制动,前制动器温度达693℃,这时以同样的速度制动,减速度为6.0m/s2,制动距离，达到了244.5M，加长了80.6m。单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定三、制动效能的恒定性热衰退是目前不可避免的现象，只是程度上有所差别。制动效能的恒定指标主要指的是抗热衰退性能。制动器抗热衰退性能一般用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。国家标准要求：以一定的车速连续制动15次，每次制动的强度为3.0m/s2，最后的制动效能应不低于规定冷试验制动效能（5.8m/s2）的60%。山区行驶的货车和高速行驶的轿车要求更高。抗热衰退的性能与制动器的结构、制动器摩擦副的材料有关。单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定三、制动效能的恒定性单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定三、制动效能的恒定性单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定三、制动效能的恒定性抗热衰退的性能与制动器的结构、制动器摩擦副的材料有关。抗热衰退的性能常用制动效能因数与摩擦因数的关系曲线来说明各种类型制动器的效能及其稳定程度。制动效能因数是单位制动轮缸推力所产生的制动器摩擦力F，即，式中单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定三、制动效能的恒定性右图展示了不同制动器制动效能因素随摩擦因素的变化情况。你认为哪一种制动器更好？单元十一汽车的制动性能课题二制动效能及其恒定三、制动效能的恒定性良好的制动器应是：1、摩擦因素随温度的变化要小。好的材料或散热好的制动器，其摩擦因素随温度的变化小。2、摩擦因素变化时不应引起制动效能因素的大的变化。否则，在冷态和热态时的制动效果相差太大，即所谓制动热稳定性差。单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性

制动过程中，有时会出现制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力而使汽车失去控制离开原来的行驶方向，甚至发生撞入对方车道、下沟、滑下山坡的危险情况。这三种情况是造成交通事故的重要原因！一般称汽车在制动过程中维持直线行驶或按规定弯道行驶的能力为制动时汽车的方向稳定性。单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性①汽车制动跑偏：制动时汽车向左或向右偏驶称为“汽车制动跑偏”。②侧滑：是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。最危险是后轴发生侧滑。跑偏与侧滑是有联系的，严重的跑偏有时会引起后轴侧滑，易于侧滑的汽车也有加剧跑偏的趋势。③前轮失去转向能力：是指弯道制动时汽车不再按原来的弯道行驶，而沿弯道切线方向驶；直线行驶制动时，虽然转动方向盘，但汽车仍然按直线方向行驶的现象。单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性一、汽车制动跑偏制动时跑偏的原因：1）汽车左右轮，特别是前轮左右制动器的制动力不相等。2）制动时两车轮所处道路的附着系数不同。3）制动时导向杆系与转向系拉杆在运动学不协调（运动干涉）。单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性A一、汽车制动跑偏单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性一、汽车制动跑偏单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性一、汽车制动跑偏单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性二、制动时后轴侧滑与前轴失去转向能力

制动时发生侧滑，特别是后轴侧滑，将会引起汽车剧烈的回转运动，严重时可使汽车调头。前轮发生侧滑时的前进方向O车辆回转中心FJ汽车行进方向离心力将汽车向外推，阻止汽车向内运动，对稳定性的影响较小后轮发生侧滑时的前进方向O车辆回转中心FJ汽车行进方向离心力将汽车向外推，而汽车尾部也向外运动，造成汽车更严重的甩尾转向时前轮行进方向离心力方向地面对前轮的侧向反力

侧向反力是保证前轮按照驾驶人员意志前进的必须条件。侧向反力没有，则前轮无法转向，即失去转向能力。前轮的运动趋势汽车如何实现转向？单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性二、制动时后轴侧滑与前轴失去转向能力试验结果表明：当前轮无制动力，而后轮有足够制动力时，结果如曲线A所示。随着制动初速的增加，车辆的纵轴线发生偏转角度也将不断增大。单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性二、制动时后轴侧滑与前轴失去转向能力试验结果表明：当后轮无制动力，而前轮有足够制动力时，结果如曲线B所示。随着制动初速的增加，车辆的纵轴线发生偏转角度也变化不大。单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性二、制动时后轴侧滑与前轴失去转向能力对照表明：当后轮制动抱死时，汽车会产生航向角大的偏离；而前轮抱死，汽车航向角偏离不大。单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性二、制动时后轴侧滑与前轴失去转向能力上面研究了一个轮抱死，另一个无制动力的情况。如果两个车轮同时抱死，或者先后抱死，情况又如何呢？单元十一汽车的制动性能课题三制动时汽车方向的稳定性二、制动时后轴侧滑与前轴失去转向能力由试验与理论分析可知:

制动时若后轴比前轴先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑。前后轴同时抱死或前轴先抱死，后轴再抱死或不抱死，则能防止后轴侧滑。不过前轴先抱死后将失去转向能力。？单元十一汽车的制动性能课题四前后制动器制动力的比例关系试验表明：1）制动过程中，若只是前轮抱死或前轮先抱死，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段时间（如试验中的为0.5秒）先抱死拖滑，且车速超过某一数值时，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，后轴侧滑越严重。单元十一汽车的制动性能课题四前后制动器制动力的比例关系对于一般汽车而言，根据前后轴制动器制动力分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素，当制动力足够时，制动过程可能出现三种情况，即：1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。2）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。3）前、后轮同时抱死拖滑。是稳定工况，但制动时丧失转向能力，附着条件没充分利用后轴可能出现侧滑，是不稳定工况，附着利用率也低可以避免后轴侧滑，同时前转向轮只有在最大制动强度下才使汽车失去转向能力，较前两种工况，附着条件利用都好。单元十一汽车的制动性能课题四前后制动器制动力的比例关系

所以前后制动力的分配比例将影响汽车制动时的方向稳定性和附着利用程度，是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。单元十一汽车的制动性能课题四前后制动器制动力