1、汽车理论汽车理论 汽车的制动性是汽车的主要性能之一。制汽车的制动性是汽车的主要性能之一。制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太大、紧急制动时发生与制动距离太大、紧急制动时发生侧滑侧滑、侧翻侧翻等情况有关，故汽车的制动性是汽车行驶的重等情况有关，故汽车的制动性是汽车行驶的重要保障。改善汽车的制动性始终是汽车设计制要保障。改善汽车的制动性始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。造和使用部门的重要任务。基本概念：基本概念：制动性的评价指标制动性的评价指标 制动时车轮的受力制动时车轮的受力 重点内容：重点内容：制动效能及其恒定性制动效能及其恒定性
2、 制动时汽车方向稳定性制动时汽车方向稳定性 前、后制动器制动力的比例关前、后制动器制动力的比例关 系及制动过程分析系及制动过程分析汽汽车车制制动动性性短距离内减速、停车短距离内减速、停车维持行驶方向的稳定性维持行驶方向的稳定性长时间停放在斜坡上长时间停放在斜坡上控制下坡速度控制下坡速度汽车的行车制动性能汽车的行车制动性能汽车的驻车制动性能汽车的驻车制动性能 汽车行驶时能在汽车行驶时能在短距离内短距离内减速、停车、减速、停车、在下在下长坡时长坡时能维持一定车速且维持行驶方向稳定性和能维持一定车速且维持行驶方向稳定性和保证保证汽车较长时间停放在斜坡上汽车较长时间停放在斜坡上的能力称为的能力称为汽车
3、汽车的制动性的制动性。前者为汽车的前者为汽车的行车制动性能行车制动性能，后者为汽车的，后者为汽车的驻车制动性能驻车制动性能。汽车制动性汽车制动性第一节第一节制制动动性性的的评评价价指指标标制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性制动效能的恒定性制动效能的恒定性制动效能制动效能制动减速度制动减速度制动距离制动距离抗热衰退性能抗热衰退性能失去转向能力失去转向能力侧滑侧滑跑偏跑偏抗水衰退性能抗水衰退性能制动力制动力l制动效能制动效能 指汽车在良好路面上，以指汽车在良好路面上，以一定的初速度制动一定的初速度制动到停车到停车所驶过的距离、制动时汽车的所驶过的距离、制动时汽车的减速度减速度或或制动力的
4、大小制动力的大小。制动性能最基本的评制动性能最基本的评价指标价指标l抗热衰退性能抗热衰退性能 指汽车指汽车高速行驶情况下制动高速行驶情况下制动或或下长坡连续制下长坡连续制动动时，制动效能保持的程度。时，制动效能保持的程度。概念概念l抗水衰退性能抗水衰退性能 指汽车在指汽车在潮湿的情况下潮湿的情况下或或涉水行驶涉水行驶后，制动后，制动效能保持的程度。效能保持的程度。l制动时汽车行驶的方向稳定性制动时汽车行驶的方向稳定性 指制动时汽车指制动时汽车按给定路径行驶按给定路径行驶的能力。若制的能力。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来的路径。车将偏
5、离原来的路径。轿车制动规范轿车制动规范汽车制动性汽车制动性第二节第二节汽车行驶汽车行驶外力外力（与行驶方向相反）（与行驶方向相反）减速或停车减速或停车制动过程制动过程地面地面空气空气地面地面制动力制动力l地面制动力地面制动力 地面提供的使汽车减速直至停车的力。地面提供的使汽车减速直至停车的力。地面制动力对汽车制动性具有决定性影响。地面制动力对汽车制动性具有决定性影响。地面制动力地面制动力制动减速度制动减速度制动距离制动距离地面制动力的大小的决定因素地面制动力的大小的决定因素 主要由制动过程中汽车制动器产生的主要由制动过程中汽车制动器产生的摩擦力摩擦力矩矩的大小决定。的大小决定。2.12.1制动
6、器制动力制动器制动力l制动器的工作过程及受力分析制动器的工作过程及受力分析2.12.1制动器制动力制动器制动力l 制动时，车轮周缘克服制动器摩擦力矩所需的制动时，车轮周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，称为力，称为制动器制动力制动器制动力。l 相当于：汽车相当于：汽车架离架离地面，踩制动踏板。地面，踩制动踏板。在轮胎周缘沿切线方向推动车轮，直至它能转动所需施在轮胎周缘沿切线方向推动车轮，直至它能转动所需施加的加的切向力切向力。rTFT T：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：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F F：制动器制动力：制动器制动力制动器制动器制动力制动力
7、的决定的决定因素因素制动器的形式制动器的形式结构尺寸结构尺寸摩擦副的摩擦因数摩擦副的摩擦因数车轮半径车轮半径制动踏板力制动踏板力制动器的制动器的结构参数结构参数2.1制动器制动力制动器制动力2.22.2地面制动力地面制动力l 车轮在地面上制动车轮在地面上制动时的受力情况，见时的受力情况，见右图右图(滚动阻力偶矩、滚动阻力偶矩、减速时的惯性力、惯减速时的惯性力、惯性力偶矩均忽略性力偶矩均忽略)。rTFXbl 地面制动力地面制动力 是一个是一个外力外力 方向方向与行驶方向相反与行驶方向相反，才可使车速降低以至停止。，才可使车速降低以至停止。获取方式：获取方式：通过车轮制动器使汽车车轮受到与汽通过车
8、轮制动器使汽车车轮受到与汽车行驶方向相反的车行驶方向相反的地面切向反作用力地面切向反作用力来完成。来完成。其大小其大小取决于取决于两个摩擦副的摩擦力：两个摩擦副的摩擦力：制动器内制动摩擦片与制动鼓制动器内制动摩擦片与制动鼓(盘盘)间的摩擦力；间的摩擦力；轮胎与地面间的附着力。轮胎与地面间的附着力。2.22.2地面制动力地面制动力2.32.3地面制动力、制动器制动力与附着力的关系地面制动力、制动器制动力与附着力的关系l 在制动时，在制动时，假定假定车轮的运动为：车轮的运动为：滚动滚动和和抱死拖滑抱死拖滑状态。状态。当当制动踏板力较小制动踏板力较小时，时，T T不大，不大，F Fxbxb足以克服足
9、以克服T T而而使使车轮滚动车轮滚动。即：。即：车轮滚动时，车轮滚动时，F Fxbxb=F=F，且随制动踏板，且随制动踏板力的增长成正比增长。力的增长成正比增长。但但F Fxbxb是滑动摩擦的约束反力，受到轮胎与地面附着力是滑动摩擦的约束反力，受到轮胎与地面附着力的限制，的限制，不能超过附着力。不能超过附着力。即：即：F FxbxbFF=Fz=Fz 或最大地面制动力或最大地面制动力F Fxbmaxxbmax为：为：F Fxbmaxxbmax=Fz=Fz当当制动踏板力或制动制动踏板力或制动系油压系油压p p升到某一值升到某一值pa，F Fxbxb达到达到F F，此时，车轮，此时，车轮抱死不转抱死
10、不转而出现而出现拖滑拖滑现现象。象。(如图如图)当当ppppa a时，时，FF随随TT的增长沿直线关系上升。的增长沿直线关系上升。但但Fz=W=Fz=W=常数，即常数，即F Fxbxb达达到到F F后不再增加后不再增加。小结l汽车的地面制动力：汽车的地面制动力：首先取决于首先取决于制动器制动力制动器制动力；但同时又受地面但同时又受地面附着条件附着条件的限制；的限制；所以只有汽车具有足够的制动器制动力，所以只有汽车具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足够的地面制动力ZXbmaxZXbFF FFF即即2.4 2.4 制
11、动过程中车轮的运动状态制动过程中车轮的运动状态与附着系数的关系与附着系数的关系 汽车制动过程，胎面留在地面上的印汽车制动过程，胎面留在地面上的印痕痕从车轮滚动到抱死拖滑从车轮滚动到抱死拖滑是一个是一个渐变的过渐变的过程程，即，即纯滚动纯滚动、边滚边滑边滚边滑、完全拖滑完全拖滑。分析分析wrwwrwruru00wrwru00w制动过程中车轮的运动状态制动过程中车轮的运动状态制制动动过过程程单纯的滚动单纯的滚动边滚边滑边滚边滑抱死拖滑抱死拖滑第一第一段段第二第二段段第三第三段段U Uw w为车轮中心的速度为车轮中心的速度r rroro为没有地面制动力时的车轮滚动半径为没有地面制动力时的车轮滚动半径
12、w w为车轮的角速度为车轮的角速度%1000wwrwurus0s%1000 s滑动率滑动率s单纯的滚动单纯的滚动边滚边滑边滚边滑抱死拖滑抱死拖滑%100sl描述制动过程中描述制动过程中轮胎滑移成份的多少轮胎滑移成份的多少；l它的数值代表了车轮运动成份所占的比例，滑动它的数值代表了车轮运动成份所占的比例，滑动率越大，滑动成份越多。率越大，滑动成份越多。l定义：定义：制动力系数制动力系数b(纵向附着系数纵向附着系数)垂直载垂直载荷荷地面制动地面制动力力ZXbbFF侧向力系数侧向力系数l(侧向附着系数侧向附着系数)垂直载荷垂直载荷侧向力侧向力ZYFF1硬路面上的附着系数硬路面上的附着系数l峰值附着系
13、数峰值附着系数p p：制动力系数的最大值制动力系数的最大值l滑动附着系数滑动附着系数s s：S=100%S=100%的制动力系数的制动力系数l在在干燥路面干燥路面上，上，s s与与p p的差别较小；的差别较小；在在湿路面湿路面差别较大。差别较大。l若令若令=s s/p p ，则则在在1/3-11/3-1之间之间20100psb(%)S滑动率bl图43关关系系曲曲线线、SslbAB0.60.8l附着系数的数值主要决定于：附着系数的数值主要决定于：道路的材料道路的材料 路面的状况与轮胎结构路面的状况与轮胎结构 胎面花纹胎面花纹 材料材料 汽车运动的速度等因素汽车运动的速度等因素。在在制动过程中制动
14、过程中，还与轮胎在路面上的，还与轮胎在路面上的运动状态运动状态有关，即有关，即滑移率滑移率有关。有关。结论结论制动的稳定区与非稳定区制动的稳定区与非稳定区 n 稳定区稳定区在峰值滑动率左侧，近在峰值滑动率左侧，近似线性增长。路面附着似线性增长。路面附着力能跟随汽车制动力矩力能跟随汽车制动力矩的增加，提供足够的地的增加，提供足够的地面制动力面制动力(矩矩)，并且，并且，此时的横向附着系数也此时的横向附着系数也较大，具有足够的抗侧较大，具有足够的抗侧滑能力，故一般称为稳滑能力，故一般称为稳定区定区 。n 非稳定区非稳定区在峰值滑动率左侧，滑动在峰值滑动率左侧，滑动率率s s从峰值增长到从峰值增长到
15、100100几几乎是瞬间完成的（大约在乎是瞬间完成的（大约在0.1s0.1s）。在）。在S S达到达到100100时，时，纵向附着系数大约降低纵向附着系数大约降低1 131314 4。更为严重的。更为严重的是，横向附着系数接近于是，横向附着系数接近于零。从而，不但将增加汽零。从而，不但将增加汽车的停车制动距离，并使车的停车制动距离，并使车辆丧失了抗侧滑能力，车辆丧失了抗侧滑能力，故一般称为不稳定区。故一般称为不稳定区。小结小结n本节应掌握的主要内容：本节应掌握的主要内容：汽车制动时车轮受力分析汽车制动时车轮受力分析地面制动力、制动器制动力及附着力地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系之间的
16、关系硬路面上附着系数硬路面上附着系数与滑移率与滑移率s s的关系的关系汽车制动性汽车制动性第三节第三节概念概念制动效能制动效能制动减速度制动减速度a ab b制动距离制动距离s s100%LRLaaal汽车的制动效能：汽车的制动效能：指汽车迅速指汽车迅速降低车速直至停车降低车速直至停车的能力的能力评定指标评定指标l汽车制动效能的恒定性：汽车制动效能的恒定性：指制动效能保持的程度，通常称为指制动效能保持的程度，通常称为抗热衰退性抗热衰退性，用，用来表示。来表示。a aL L：为：为冷态冷态汽车制动减速度汽车制动减速度a aR R：为：为热态热态汽车制动减速度汽车制动减速度maF bbgamax制
17、动减速度制动减速度地面制动力地面制动力制动器的制动力制动器的制动力(车轮滚动时车轮滚动时)附着力附着力(车轮抱死拖滑车轮抱死拖滑)不同路面上不同路面上地面制动力地面制动力制动减速度制动减速度制动力系数制动力系数b b3.13.1制动减速度与地面制动力制动减速度与地面制动力maxmaxmaxbssbpbspagABSgagagg若前后车轮同时抱死，制动减速度为对于装有的汽车，则在预见性的非紧急制动车轮不抱死3.13.1制动减速度与地面制动力制动减速度与地面制动力21)(112ttdttatta平均减速度平均减速度)(92.25)(MFDD22beebssuu我国行业我国行业标准标准ECE R13
18、ECE R13GB7258GB7258整个制动时间的整个制动时间的2/32/3制动压力达到最大压力的制动压力达到最大压力的7575时刻时刻0.8u0.8uo o0.1u0.1uo ou uo o u ue e的距离的距离u uo o u ub b的距离的距离汽车速度汽车速度u u0 0制动开始制动开始停车停车制动距离制动距离s s制动器制动器的状态的状态制动踏制动踏板力板力路面附路面附着条件着条件车辆的车辆的状态状态3.2 3.2 制动距离的分析制动距离的分析制动距离制动距离操纵制动操纵制动控制装置控制装置汽车的制动过程汽车的制动过程l测试制动距离时，对踏板力、路面附着系数、车辆状况做一测试制
19、动距离时，对踏板力、路面附着系数、车辆状况做一规定，在冷态下测得。由于各种车辆的动力性不同，对其制动规定，在冷态下测得。由于各种车辆的动力性不同，对其制动效能的要求也不同。轿车、轻型车辆车速高，要求制动效能也效能的要求也不同。轿车、轻型车辆车速高，要求制动效能也高；重型车车速低，要求制动效能也低。高；重型车车速低，要求制动效能也低。驾驶员接到驾驶员接到停车信号停车信号意识到意识到踩制动踏板踩制动踏板1 11 1地面制动力地面制动力起作用起作用2 2蹄片与制动鼓蹄片与制动鼓之间的间隙之间的间隙制动器制动力制动器制动力增加过程增加过程松开踏松开踏板板持续制动持续制动过程过程2 23 3分析分析4
20、41112a422pFjtpFbcdefg03j驾驶员行驾驶员行动反应动反应制动器制动器作用作用制动器持制动器持续制动续制动放松放松(解除解除)制动器制动器驾驶员反应时间驾驶员反应时间0.3 1.0 s制动器作用时间制动器作用时间0.2 0.9 s持续制动时间持续制动时间3放松制动器时间放松制动器时间40.2 1.0 s意识反应时间意识反应时间1 1动作反应时间动作反应时间1 1制动器协调时间制动器协调时间2 2制动器增长时间制动器增长时间2 2减速度基本不变减速度基本不变l制动过程的四个阶段制动过程的四个阶段 222制制动动距距离离制动器起作用下制动器起作用下的距离的距离s s2 2制动器持
21、续作用制动器持续作用下的距离下的距离s s3 33l评价汽车制动性能的制动距离评价汽车制动性能的制动距离 指从驾驶员指从驾驶员踩着制动踏板踩着制动踏板开始开始到完全停车到完全停车为为止汽车所驶过的距离。止汽车所驶过的距离。制动器起作制动器起作用的时间用的时间2 2制动器持续制动器持续作用时间作用时间3 3kddu 2maxbak制动器起制动器起作用阶段作用阶段制动减速度制动减速度线性增加线性增加制动器起作用下的距离制动器起作用下的距离s2(制动速度为制动速度为u0ue)第一阶段：制动器协调时间阶段。汽车以起始初速度第一阶段：制动器协调时间阶段。汽车以起始初速度u u0 0做做匀速运动匀速运动，
22、所走过的距离为，所走过的距离为s s2 2。第二阶段：制动力增长时间阶段。汽车制动减速度第二阶段：制动力增长时间阶段。汽车制动减速度线性增线性增长长，所走过的距离为，所走过的距离为s s2 2。驾驶员踩驾驶员踩踏板阶段踏板阶段202usdkdu00 uu 22 2021kuuekddu2021kudtdsdkuds)21(20 22 2max 20 261baus202us 2 2max 2020 22261bauusss即即max3beau23max3321beausmax232beaus 制动器持续制动器持续作用阶段作用阶段maxba制动减速制动减速度不变度不变8222 2max 20ma
23、x203bbauaus制动器持续作用下的距离制动器持续作用下的距离s3(制动速度制动速度ue 0)在持续制动阶段，汽车以在持续制动阶段，汽车以 作作匀减速运动，匀减速运动，其其初速度为初速度为u uo o，末速度为，末速度为0 0。maxbal汽车的制动距离汽车的制动距离242)2(2 2maxmax20 22032bbaauusss单位换算后单位换算后max20 22092.25)2(6.31bauus汽车的制汽车的制动距离的动距离的决定因素决定因素起始的制动速度起始的制动速度制动器的起作制动器的起作用时间用时间最大制动减速度最大制动减速度附着力附着力制动器的结构制动器的结构踩踏板的速度踩踏
24、板的速度l决定汽车制动距离的主要因素决定汽车制动距离的主要因素max20 22092.25)2(6.31bauus由上看出：真正使汽车减速停车的是由上看出：真正使汽车减速停车的是持续制动阶段的持续制动阶段的a abmaxbmax和和制动初速度制动初速度u uo o。制动器起作用时间与制动系的结构形式有关。制动器起作用时间与制动系的结构形式有关。20000451.00034.0uus红旗红旗CA770不同制动系性能比较不同制动系性能比较经验的制动距离公式经验的制动距离公式由此可见：由此可见：改进制动系结构，减少制动器起作用时改进制动系结构，减少制动器起作用时间，是缩短制动距离的一项有效措施。间，
25、是缩短制动距离的一项有效措施。回顾：回顾：地面制动力、制动器制动力与附着力的关系地面制动力、制动器制动力与附着力的关系ZXbmaxZXbFF FFF地面制动力首先取决地面制动力首先取决与与制动器制动力制动器制动力，但，但同时受到同时受到地面附着条地面附着条件件的限制，它们的限制，它们同时同时大才好。大才好。bpsl制动力系数峰值附着力系数滑动附着系数侧向力系数20100psb(%)S滑动率bl图43关关系系曲曲线线、SslbAB0.60.8回顾：回顾：1112a422pFjtpFbcdefg03jmax20 22092.25)2(6.31bauus3.3制动效能的恒定性制动效能的恒定性制动器制
26、动器的温度的温度冷制动冷制动热衰退热衰退100300300C C摩擦力矩下降摩擦力矩下降制动器的热衰退制动器的热衰退抗热衰退性能抗热衰退性能制动效能的恒定性制动效能的恒定性分析：分析：抗热衰退抗热衰退性能性能连续制动连续制动1515次次制动强度为制动强度为3m/s3m/s2 2摩擦副材料摩擦副材料制动器结构制动器结构抗热衰退性能：抗热衰退性能：用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。u国家行业标准国家行业标准(ZBT-24007-89)制动效能不低于规制动效能不低于规定的冷试验制动强定的冷试验制动强度为度为5.8m/s5.8m/s2 2的的606
27、0在山区行驶的货车必须装备在山区行驶的货车必须装备辅助制动器辅助制动器，保证其制动效能，保证其制动效能3.3.1摩擦副的材料及摩擦系数摩擦副的材料及摩擦系数一般制动器是以铸铁作制动鼓、盘，石棉摩擦材一般制动器是以铸铁作制动鼓、盘，石棉摩擦材料作摩擦片组成的。料作摩擦片组成的。铸铁的成分、金相组织、硬度以及铸铁的成分、金相组织、硬度以及石棉摩擦材料的成分、工艺过程及结构对摩擦副的摩擦性石棉摩擦材料的成分、工艺过程及结构对摩擦副的摩擦性能都有影响。能都有影响。正常制动时，摩擦副的温度在正常制动时，摩擦副的温度在200200左右，摩擦副的摩擦左右，摩擦副的摩擦系数约系数约0.30.4。此时摩擦系数是
28、稳定的。此时摩擦系数是稳定的。在更高的温度时，摩擦系数会有很大降低，而出现所谓热在更高的温度时，摩擦系数会有很大降低，而出现所谓热衰退现象。衰退现象。若制动器结构不合理或使用不当会引起制动液的温度急剧若制动器结构不合理或使用不当会引起制动液的温度急剧上升，当温度超过制动液的沸点会发生汽化现象，制动完上升，当温度超过制动液的沸点会发生汽化现象，制动完全失效。全失效。都含有有机聚合物，如合成树脂、天然或合成橡胶等。都含有有机聚合物，如合成树脂、天然或合成橡胶等。在正常和中等负荷的制动工况下，摩擦片的温度没有在正常和中等负荷的制动工况下，摩擦片的温度没有超过生产时的最高温度。超过生产时的最高温度。在
29、重负荷下，摩擦片的温度很高，大大超过生产时的在重负荷下，摩擦片的温度很高，大大超过生产时的最高温度，材料中的有机物发生分解，产生了气体和液最高温度，材料中的有机物发生分解，产生了气体和液体，在两接触面间形成有体，在两接触面间形成有润滑作用润滑作用的薄膜，使摩擦系数的薄膜，使摩擦系数下降，出现热衰退现象。下降，出现热衰退现象。摩擦材料的成分摩擦材料的成分提高摩擦材料的抗热衰退性能的方法：提高摩擦材料的抗热衰退性能的方法：采用耐热的粘结剂，如环氧树脂等改性的酚醛树采用耐热的粘结剂，如环氧树脂等改性的酚醛树脂，有时还用无机粘结剂。脂，有时还用无机粘结剂。减少有机成分的含量，增加金属添加剂的成分。减少
30、有机成分的含量，增加金属添加剂的成分。使摩擦片具有一定的气孔。使摩擦片具有一定的气孔。多数树脂模制摩擦片，经初期衰退后不再衰退，多数树脂模制摩擦片，经初期衰退后不再衰退，因此可在使用前先进行表面处理。使其产生表面因此可在使用前先进行表面处理。使其产生表面热稳定层来缓和衰退。热稳定层来缓和衰退。3.3.2 制动器的结构型式制动器的结构型式各种类型制动器的效能及其稳定程度：各种类型制动器的效能及其稳定程度：常用常用制动效能因数制动效能因数Kef与与摩擦系数摩擦系数的的关系曲线关系曲线来来说明。说明。(图图4-164-16是具有典型尺寸的各种制动器制动效能是具有典型尺寸的各种制动器制动效能因数与摩擦
31、系数的关系曲线因数与摩擦系数的关系曲线)。制动效能因数制动效能因数Kef:指单位制动泵推力指单位制动泵推力Fpu(制动蹄张开制动蹄张开装置对制动蹄的推力装置对制动蹄的推力)所产生的制动器摩擦力。即：所产生的制动器摩擦力。即：puefFFKrTFr r制动鼓半径制动鼓半径 制动效能因数曲线制动效能因数曲线鼓式制动器鼓式制动器盘式制动器盘式制动器l制动原理图制动原理图活塞活塞制动钳体制动钳体制动块制动块车桥车桥进油口进油口制动盘制动盘l桑塔纳轿车前轮制动器桑塔纳轿车前轮制动器制动盘制动盘制动钳制动钳l试验小结试验小结 对装有对装有自动增力蹄式制动器自动增力蹄式制动器的轿车、在不同起的轿车、在不同起
32、始车速时的汽车减速度：始车速时的汽车减速度：u uo o低时，制动灵活，低时，制动灵活，ab=0.80.9g；u uo o增高后，制动减速度越来越小，增高后，制动减速度越来越小，当当u uo o=119km/h=119km/h时，其时，其a ab b=0.25g=0.25g，说明，说明自动增自动增力蹄式制动器力蹄式制动器的的制动效能不稳定制动效能不稳定。对四轮都装有对四轮都装有盘式制动器盘式制动器的的Benz600Benz600轿车试验，轿车试验，u uo o提高后，其制动减速度下降很小，说明提高后，其制动减速度下降很小，说明盘式盘式制动器制动器的的制动效能稳定制动效能稳定。涉水行驶，因水的润
33、滑作用使摩擦系数下降，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。经过若干次制动使制动效能降低，称水衰退。经过若干次制动可短时间内迅速恢复原有的制动效能。可短时间内迅速恢复原有的制动效能。气阻气阻 在汽车下长坡多次连续制动时，使制动系统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，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，甚至造影响液压能的传递，使制动效能降低，甚至造成制动失效，这种现象称为气阻。成制动失效，这种现象称为气阻。抗水衰退性抗水衰退性第三节结束！第三节结束！汽车制动性汽车制动性第四节第四节l 制动
34、过程中，有时会出现：制动过程中，有时会出现：制动制动跑偏、跑偏、后轴侧滑后轴侧滑前轮失去转向能力前轮失去转向能力 而使汽车失去控制离开原而使汽车失去控制离开原来的行驶方向。来的行驶方向。上述三种情况是汽车制动上述三种情况是汽车制动时方向不稳定的主要现象。时方向不稳定的主要现象。制动时易发生的现象制动时易发生的现象概念制动时汽车的方向稳定性：制动时汽车的方向稳定性：汽车在制动过程中维汽车在制动过程中维 持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。制动跑偏：制动跑偏：制动时汽车自动向左或向右偏驶的现象。制动时汽车自动向左或向右偏驶的现象。制动侧滑：制动侧滑：是指制动时汽车的
35、某一轴或两轴发生横是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动的现象。向移动的现象。前轮失去转向能力：前轮失去转向能力：是指是指弯道制动时弯道制动时汽车不再按原汽车不再按原来的弯道行驶而沿弯道切线方向驶出；来的弯道行驶而沿弯道切线方向驶出；直线行驶制动直线行驶制动时时，虽然转动转向盘但汽车仍按直线方向行驶的现象。，虽然转动转向盘但汽车仍按直线方向行驶的现象。失去转向能力与后轴侧滑有联系失去转向能力与后轴侧滑有联系。若后轴不会侧滑，。若后轴不会侧滑，前轮就可能失去转向能力；后轴侧滑，前轮常仍有转前轮就可能失去转向能力；后轴侧滑，前轮常仍有转向能力。向能力。4.1 4.1 汽车的制动跑偏汽车的制动跑偏
36、l制动时，汽车跑偏的原因：制动时，汽车跑偏的原因：汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮(转转向轮向轮)制动器的制动器的制动力不相等制动力不相等。制造、调整制造、调整误差误差造成的造成的制动时，悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学制动时，悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的上的不协调不协调(互相干涉互相干涉)。设计设计造成的造成的 原因一：原因一：制造、调整误差造成的左、右制动器制动力不等制造、调整误差造成的左、右制动器制动力不等 分析：分析：设前左轮的制动器制动力大于前右轮，故地面制动力设前左轮的制动器制动力大于前右轮，故地面制动力F Fx1lx1lFFx1rx
37、1r。此时前、后轴分别受到的地面侧向反作用力为。此时前、后轴分别受到的地面侧向反作用力为F FY1Y1和和F FY2Y2。显然。显然F Fx1lx1l绕主销的力矩大于绕主销的力矩大于F Fx1rx1r绕主销的力矩。虽然绕主销的力矩。虽然转向盘不动，由于转向系各处的间隙及零部件的弹性变形，转向盘不动，由于转向系各处的间隙及零部件的弹性变形，转向轮仍产生一向左转动的角度而使汽车有轻微的转向行驶，转向轮仍产生一向左转动的角度而使汽车有轻微的转向行驶，即即跑偏跑偏。同时由于主销有后倾，也使。同时由于主销有后倾，也使F FY1Y1对转向轮产生一同对转向轮产生一同方向的偏转力矩，这样也增大了向左转动的角度
38、。方向的偏转力矩，这样也增大了向左转动的角度。左右车轮制动力之差用左右车轮制动力之差用不相等度不相等度F F表示。表示。F=式中式中F Fbb-大的制动器制动力大的制动器制动力 F Fl l-小的制动器制动力小的制动器制动力制动跑偏程度的表示制动跑偏程度的表示 用车身用车身横向位移横向位移和汽车的和汽车的航向角航向角表示表示由图可见：制动跑偏随由图可见：制动跑偏随FF的增加而增大；当后的增加而增大；当后轮抱死时，跑偏的程度加大。轮抱死时，跑偏的程度加大。造成左右转向轮制动力不等的原因主要有：造成左右转向轮制动力不等的原因主要有：同轴两侧车轮的制动蹄片接触情况不同。同轴两侧车轮的制动蹄片接触情况
39、不同。同轴两侧车轮制动蹄、鼓间隙不一致。同轴两侧车轮制动蹄、鼓间隙不一致。同轴两侧车轮的胎压不一致或胎面磨损不均。同轴两侧车轮的胎压不一致或胎面磨损不均。前轮定位参数失准。前轮定位参数失准。左右轴距不等。左右轴距不等。原因二：原因二：设计造成的悬架导向杆系与转向系拉杆运动干涉设计造成的悬架导向杆系与转向系拉杆运动干涉 1 1、制动时，若制动时，若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖后轴车轮比前轴车轮先抱死拖滑滑，可能发生，可能发生后轴侧滑后轴侧滑。2 2、制动时，若能、制动时，若能使前、后车轮同时抱死使前、后车轮同时抱死或或前前轴车轮先抱死轴车轮先抱死，后轴车轮再抱死或不抱死后轴车轮再抱死或不抱死，则能
40、防，则能防止后轴侧滑，但前轴车轮抱死后，汽车将止后轴侧滑，但前轴车轮抱死后，汽车将失去转向失去转向能力能力。4.2 4.2 制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失由试验与理论分析得知：由试验与理论分析得知：直线行驶制动试验直线行驶制动试验制制动动试试验验的的条条件件一侧有横向坡度的路面一侧有横向坡度的路面低的附着系数（洒水）低的附着系数（洒水）制动器有调压装置制动器有调压装置四项制动试验及结果：四项制动试验及结果：前轮无制动力而后轮有足够的制动力前轮无制动力而后轮有足够的制动力。从曲线从曲线A A看出：看出：随着车速提高，侧滑的程度更剧烈。随着车速提高，侧滑的程度
41、更剧烈。后轮无制动力而前轮有足够的制动力后轮无制动力而前轮有足够的制动力。从曲线从曲线B B看出：看出：随着车速提高，汽车的纵轴转角不大；汽车基本上随着车速提高，汽车的纵轴转角不大；汽车基本上维持直线行驶。维持直线行驶。前后车轮都有足够的制动力，但他们抱死拖滑的次前后车轮都有足够的制动力，但他们抱死拖滑的次序和时间间隔不同序和时间间隔不同。若前轮比后轮先抱死拖滑若前轮比后轮先抱死拖滑(此时前轮丧失转向能力此时前轮丧失转向能力)，或后轮比前轮先抱死且时间间隔在或后轮比前轮先抱死且时间间隔在0.5s0.5s内，则汽车内，则汽车基本上维持直线行驶。基本上维持直线行驶。若后轮比前轮先抱死拖滑超过若后轮
42、比前轮先抱死拖滑超过0.5s0.5s，则后轴将发生，则后轴将发生严重的侧滑。严重的侧滑。前轴或后轴的两个车轮也不是同时抱死的。若只前轴或后轴的两个车轮也不是同时抱死的。若只有一个后轮抱死，也不会发生侧滑，其程度取决有一个后轮抱死，也不会发生侧滑，其程度取决于先抱死的后轮与晚抱死的前轮的时间间隔。于先抱死的后轮与晚抱死的前轮的时间间隔。起始车速和附着系数的影响。起始车速和附着系数的影响。通过试验说明，在起始车速超过通过试验说明，在起始车速超过48km/h时，后时，后轴侧滑才成为一种危险的侧滑。轴侧滑才成为一种危险的侧滑。在低附着系数路面上制动，侧滑程度的增加主要在低附着系数路面上制动，侧滑程度的
43、增加主要是由于是由于制动时间增长制动时间增长的原因。的原因。A A曲线曲线:前轮无制动力而前轮无制动力而后轮有足够制动力后轮有足够制动力B B曲线曲线:后轮无制动力而后轮无制动力而前轮有足够制动力前轮有足够制动力 若若后轮后轮比前比前轮轮先抱死拖滑先抱死拖滑超过超过0.5s0.5s，则，则后轴将发生严后轴将发生严重的侧滑。重的侧滑。1)1)制动过程中，若是只有前轮抱死或前轮先抱死制动过程中，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拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶(减速停车减速停车)；汽车汽车处于稳定状态，但丧失转向能力处于稳定状态，但丧失转向能力(因为汽车制动时，车轮的因为汽车
44、制动时，车轮的滑动率增大，侧向力系数减小，汽车的转向能力降低。当前轴车轮抱滑动率增大，侧向力系数减小，汽车的转向能力降低。当前轴车轮抱死拖滑时，死拖滑时，s=100%s=100%，此时的侧向力系数接近与，此时的侧向力系数接近与0 0，则无侧向力作用，则无侧向力作用，故失去转向能力故失去转向能力)。2)2)若后轮比前轮提前一定时间若后轮比前轮提前一定时间(如对试验中的汽如对试验中的汽车为车为0.5s0.5s以上以上)先抱死拖滑，且车速超过某一数值先抱死拖滑，且车速超过某一数值(如如试验中的汽车车速超过试验中的汽车车速超过48km/h)48km/h)时，时，汽车在轻微的侧汽车在轻微的侧向力作用下就
45、会发生侧滑向力作用下就会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。动时间越长，后轴侧滑越剧烈。l试验总结：试验总结：前轴侧滑受力图前轴侧滑受力图l受力分析受力分析汽车前轮抱死拖滑的运动情况汽车前轮抱死拖滑的运动情况后轴侧滑受力图后轴侧滑受力图后轮抱死拖滑的运动情况后轮抱死拖滑的运动情况 从保证汽车方向稳定性的角度出发，从保证汽车方向稳定性的角度出发，首先首先不能不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴轴车轮先抱车轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑；死的情况，以防止危险的后轴侧滑；其次其次，尽量少，尽量少出现只有前出现
46、只有前轴轴车轮抱死或前、后车轮都抱死的情况，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。以维持汽车的转向能力。理想的情况理想的情况就是防止任何车轮抱死，前、后车就是防止任何车轮抱死，前、后车轮都处于滚动状态，这样就可以确保制动时的方向轮都处于滚动状态，这样就可以确保制动时的方向稳定性。稳定性。小结小结第四节结束！第四节结束！汽车制动性汽车制动性第五节第五节n在什么情况下，汽车才能最大限度的利用地面提在什么情况下，汽车才能最大限度的利用地面提供的附着力，并安全行驶？供的附着力，并安全行驶？n解释前、后制动器制动力分配的比例将影响汽车解释前、后制动器制动力分配的比例将影响汽车制动时的方
47、向稳定性和附着条件的利用程度？制动时的方向稳定性和附着条件的利用程度？本节应掌握的内容本节应掌握的内容n概念：制动强度、概念：制动强度、I曲线、曲线、曲线、同步附着系数、曲线、同步附着系数、利用附着系数、制动效率。利用附着系数、制动效率。n对前、后制动器制动力分配的要求。对前、后制动器制动力分配的要求。l思考题思考题 对于一般汽车而言，根据其前、后轴对于一般汽车而言，根据其前、后轴制动制动器制动力器制动力的的分配情况分配情况、载荷情况载荷情况及及道路附着系道路附着系数数和和坡度坡度等因素，当制动器制动力足够时，制等因素，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：动过程可能出现如下
48、三种情况，即：1)前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。稳定工况。稳定工况。但制动时丧失转向能力，附着但制动时丧失转向能力，附着条件没充分利用条件没充分利用 分析分析2)2)后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。不稳定工况。不稳定工况。后轴可能出现侧滑，附着利用后轴可能出现侧滑，附着利用率低。率低。3)3)前、后轮同时抱死拖滑前、后轮同时抱死拖滑。可避免后轴侧滑，前转向轮只有在可避免后轴侧滑，前转向轮只有在最大制动最大制动强度强度下才使汽车失去转向能力。下才使汽车失去转向能力。结论结论：前、后制动器制动力分配的比例，将影响汽前、后制动
49、器制动力分配的比例，将影响汽车制动时的车制动时的方向稳定性方向稳定性、附着条件利用附着条件利用程度。程度。5.1 5.1 制动时地面对前后车轮的法向反作用力制动时地面对前后车轮的法向反作用力 分析时分析时，忽略，忽略Tf、Fw以及旋转质量减速以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩。时产生的惯性力偶矩。且忽略制动时车轮边且忽略制动时车轮边滚边滑的过程，附着滚边滑的过程，附着系数只取一个定值。系数只取一个定值。建立力矩方程建立力矩方程l对后轮接地点取力矩对后轮接地点取力矩gZhdtdumGbLF1l对前轮接地点取力矩对前轮接地点取力矩gZhdtdumGaLF2F FZ1Z1:地面对前轮的法向反作用力地
50、面对前轮的法向反作用力F FZ2Z2:地面对后轮的法向反作用力地面对后轮的法向反作用力zgdtdugzgzzhaLGFzhbLGF21制动强度制动强度z：l令：令：得出：得出：1 1式式 若在不同路面上制动，前、后轮都抱死若在不同路面上制动，前、后轮都抱死(不不管先后管先后)，此时，此时gzgzhaLGFhbLGF21则则 或或 GFFXbgdtdu即：即：z1式、式、2式均为直线方程式均为直线方程2 2式式当制动强度当制动强度z z或附着系数或附着系数改变时，前、后轮法改变时，前、后轮法向反作用力的变化很大。向反作用力的变化很大。例如例如BJ1041BJ1041汽车，当汽车，当 时，亦即时，
