第四章 汽车的制动性

对于ϕ = 0.2 ~ 0.8 之间的各种车辆，要求制动强度
z ≥ 0.1 + 0.85(ϕ − 0.2)
车辆在各种装载状态时，前轴利用附着系数曲线应在后轴利 用附着系数曲线之上。对于最大总质量大于 3.5t 的货车，在制动 强 度 z = 0.15 ~ 0.3 之 间 ， 每 根 轴 的 利 用 附 着 系 数 曲 线 位 于 ϕ = z ± 0.08 两条平行于理想附着系数直线的平行线之间；而制动强 度 z ≥ 0.3 时，后轴的利用附着系数满足关系式 z ≥ 0.3 + 0.74(ϕ − 0.38) ， 则认为也满足了法规的要求。但是对于轿车而言，制动强度在 0.3~0.4 之间，后轴利用附着系数曲线不超过直线ϕ = z + 0.05 的条 件下，允许后轴利用系数曲线在前轴利用附着系数曲线的上方。
⇒ 前轴利用附着系数
ϕf
Lz =
b + zhg
⇒ 前轴制动效率 E f
z =
ϕf
b/L =
1− ϕ f hg / L
代入数据
空载时： E f =0.57 满载时： E f =0.33
a)空载时 其最大动减速度 abmax = 0.8g × 0.57 = 0.456g
代入公式：
s
=
1 3.6
⎜⎛τ ⎝
计算时取制动系反应时间
τ
' 2
=
0.02s
，制动减速度上升时间
τ
'' 2
=
0.02s
。
3)求制功系前部管路损坏时汽车的制功距离，制功系后部 管路损坏时汽车的制功距离。
答案：1）
Lβz
前轴利用附着系数为： ϕ f
= b + zhg
后轴利用附着系数为：
ϕr
=
L(1− β )z
a − zhg
空载时： ϕ 0
4．5 一轿车结构参数问题 1.8 中给出的数据一样。轿车装有单 回路制动系，其制功器制动力分配系数 β = 0.65 。试求：
1)同步附着系数。 2)在ϕ = 0.7 路面上的制动效率。 * 3)汽车此时能达到的最大制动减速度(指无任何车轮抱 死时)f。 4)若将设车改为双回路制动系统(只改变制动的传动系， 见习题图 3)，而制动器总制动力与总泵输出管路压力之比称 为 制功系增益，并令原车单管路系统的增益为 G ' 。确定习题图 3 中各种双回路制动系统以及在一个回路失效时的制动系增
第四章
4．1 一轿车驶经有积水层的—良好路面公路，当车速为
100km/h 时要进行制动。问此时有无可能出现滑水现象而丧失制
动能力?轿车轮胎的胎压为 179．27kPa。
答：假设路面水层深度超过轮胎沟槽深度
估算滑水车速： µh = 6.34 pi
pi 为胎压（kPa）
代入数据得： µh = 84.89 km/h
最大动减速度 ab max
= 0.7g × 0.95 ×
1 2
=
0.33g
c) 与 b）回路的情况相同。
6） 比较优缺点：
a） 其中一个回路失效时，不易发生制动跑偏现象。但
当 1 失效时，容易后轮先抱死，发生后轴测滑的不稳
定的危险工况。
b） 实现左右侧轮制动器制动力的完全相等比较困难。
c） 实现左右侧轮制动器制动力的完全相等比较困难。
=
Lβ − hg
b
= 3.95 × 0.38 −1.85 = −0.413
0.845
ϕ > ϕ0 故空载时后轮总是先抱死。
由公式 Er
z =
ϕr
=
a/L
(1 − β ) + ϕr hg
/L
代入数据 Er
=
2.1 2.449 + 0.845ϕr
（作图如下）
满载时： ϕ 0
=
Lβ − hg
b
= 3.95 × 0.38 −1 = 0.4282
2′
+
τ 2′′ 2
⎟⎞u ⎠
a
0
+
u
2 a0
25.92ab max
=
1
⎛ ⎜
0.02
+
0.02
⎞ ⎟
×
30
+
30 2
=8.02m
3.6 ⎝
2⎠
25.92 × 0.456g
b)满载时 其最大动减速度 abmax = 0.8g × 0.33 = 0.264g 代入公式：
s
=
1 3.6
⎜⎛τ 2′ ⎝
2
失效 Fxb1
=
G g
du dt
=
Gz
G Fz1 = L (b + zhg )
⇒ 前轴利用附着系数
ϕf
Lz =
b + zhg
⇒ 前轴制动效率
Ef
z =
ϕf
b/L =
1− ϕ f hg / L
= 1.25 / 2.7 = 0.55
1 − 0.7 × 0.63 / 2.7
最大动减速度 ab max = 0.7g × 0.55 = 0.39g
其中一个管路失效时，极容易制动跑偏。
益。
5)计算：在ϕ = 0.7 的路面 L。上述各种双回路系统在一个
回路失效时的制功效率及其能达到的最大制功减速度。
6)比较各种双回路系统的优缺点。
Lβ − b 2.7 × 0.65 −1.25
答案：1）同步附着系数ϕ0 = hg =
0.63
= 0.8
2）因ϕ = 0.7 < ϕ0 所以前轮先抱死
由图或者计算可得：
满载时 制动效率为 0.87 因此其最大动减速度 a' = 0.8g × 0.87 = 0.696g
b max
制动距离
s
=
1 3.6
⎜⎛τ ⎝
2′
+
τ 2′′ 2
⎟⎞u ⎠
a
0
+
u
2 a0
25.92ab max
=
1
⎛ ⎜
0.02
+
0.02
⎞ ⎟
×
30
+
30 2
=5.34m
3.6 ⎝
2⎠
25.92 × 0.696g
3）
A
.若制动系前部管路损坏
G du Fxb2 = g dt = Gz
G Fz2 = L (a − zhg )
⇒ 后轴利用附着系数
Lz ϕr = a − zhg
⇒ 后轴制动效率 Er
z =
ϕr
a/L =
1+ ϕr hg / L
代入数据得：空载时： Er =0.45 满载时： Er =0.60
T2
1T
2
2
失效
Fu1 T1
=
βFu 1T
= 2βG'
= 1.3G '
2
b)1 失效
1 2 Fu = G ' 1T 2
2 失效
1 2 Fu = G ' 1
T 2
c) 1 失效
1 2 Fu = G ' 1
T 2
2 失效
1 2 Fu = G ' 1T 2
5）a)1
失效 Fxb2
=
G g
du dt
=
Gz
s
=
1 3.6
⎜⎛τ ⎝
2′
+
τ 2′′ 2
⎟⎞u ⎠
a
0
+
u
2 a0
25.92ab max
=
1
⎛ ⎜
0.02
+
0.02
⎞ ⎟
× 30
+
30 2
=7.63m
3.6 ⎝
2⎠
25.92 × 0.48g
B．若制动系后部管路损坏
G du Fxb1 = g dt = Gz
G Fz1 = L (b + zhg )
G Fz2 = L (a − zhg )
⇒ 后轴利用附着系数
Lz ϕr = a −源自文库zhg
⇒ 后轴制动效率 Er
z =
ϕr
a/L =
1+ ϕr hg / L
= 1.45 / 2.7 1 + 0.7 × 0.63 / 2.7
= 0.46
最大动减速度 ab max = 0.7g × 0.46 = 0.32g
a)空载时 其最大动减速度 abmax = 0.8g × 0.45 = 0.36g
代入公式：
s
=
1 3.6
⎜⎛τ ⎝
2′
+
τ 2′′ 2
⎟⎞u ⎠
a
0
+
u
2 a0
25.92ab max
=
1
⎜⎛ 0.02
+
0.02
⎞ ⎟
×
30
+
30 2
=10.09m
3.6 ⎝
2⎠
25.92 × 0.36g
b)满载时 其最大动减速度 abmax = 0.8g × 0.6 = 0.48g 代入公式：
+
τ 2′′ 2
⎟⎞u ⎠
a
0
+
u
2 a0
25.92ab max
计算τ
' 2
+
1 2
τ
'' 2
的数值。
可以认为制动器起作用时间的减少是缩短制动距离的主要
原因。
4．3 一中型货车装有前、后制动器分开的双管路制功系，其有
关参数如下；
1)计算并绘制利用附着系数曲线与制动效率曲线。
2)求行驶车速 30km/h，在 ϕ = 0.80 路面上车轮不抱死的制动距离 。
b)由第 2）问 知：前轮先抱死
1 失效与 2 失效情况相同。
Fxb1
=
β
G g
du dt
=
βGz
G Fz1 = L (b + zhg )
⇒ 前轴利用附着系数
ϕf
βLz =
b + zhg
⇒ 前轴制动效率
Ef
z =
ϕf
= b/L =
1.25 / 2.7
=0.95
β − ϕ f hg / L 0.65 − 0.7 × 0.63 / 2.7
而 µ > µh 故有可能出现滑水现象而失去制动能力。
4．2 在第四章第三节二中．举出了 CA700 轿车的制动系由真空
助力改为压缩空气助力后的制动试验结果。试由表中所列数据估
算τ
' 2
+
1τ 2
'' 2
的数值，以说明制动器作用时间的重要性。
提示：由表
4-3
的数据以及公式
s
=
1 3.6
⎜⎛τ 2′ ⎝
1.17
ϕ < ϕ0 时：前轮先抱死
z
b/L
Ef
= ϕf
= β − ϕ f hg / L
代入数据
E
f
=
1
1.501 −1.17ϕ
f
（作图如下）
ϕ > ϕ0 时：后轮先抱死
Er
z =
ϕr
=
a/L
(1 − β ) + ϕr hg
/L
代入数据 Er =
2.95 2.449 + 1.17ϕr
（作图如下）
2）由图或者计算可得：
空载时 ϕ = 0.8制动效率约为 0.7
因此其最大动减速度 ab max = 0.8g × 0.7 = 0.56g 代入公式：
s
=
1 3.6
⎜⎛τ ⎝
2′
+
τ 2′′ 2
⎟⎞u ⎠
a
0
+
u
2 a0
25.92ab max
=
1
⎛ ⎜
0.02
+
0.02
⎞ ⎟
×
30
+
30 2
=6.57m
3.6 ⎝
2⎠
25.92 × 0.56g
+
τ 2′′ 2
⎟⎞u ⎠
a
0
+
u
2 a0
25.92ab max
=
1
⎛ ⎜
0.02
+
0.02
⎞ ⎟
×
30
+
30 2
=13.67m
3.6 ⎝
2⎠
25.92 × 0.264g
4．4 在汽车法规中，对双轴汽车前、后轴制功力的分配有 何规定。说明作出这种规定的理由?
答：为了保证制动时汽车的方向稳定性和有足够的制动效率， 联合国欧洲经济委员会制定的 ECE R13 制动对双轴汽车前、后 轮制动器制动力提出了明确的要求。我国的行业标准 ZBT240007—89 也提出了类似的要求。下面以轿车和最大总质量 大于 3.5t 的货车为例予以说明。法规规定：
Ef
z =
ϕf
b/L =
β − ϕ f hg / L
ϕ f = 0.7
=
1.25 / 2.7
=0.951
0.65 − 0.7 × 0.63 / 2.7
3）最大制动减速度：
abmax = E f × 0.7 × g = 6.53m / s 2
4） G '
=
Fu T
β = 0.65
a) 1 失效 Fu2 = (1 − β )Fu = 2(1 − β )G ' = 0.7G '