前后制动器制动力分配 - 前后制动器制动力分配

第四章 汽车制动性

第四节 制动力分配

一、制动力分配要求

根据制动稳定性的要求，前轮的附着率应大于后轮，即b1b2j j >，也就是说μ1

1μ22Z Z F F F F >制动方向稳定性的极限条件为：

g g 210μ12g 1g g 1μ221g

20Z Z Z Z h h l F mg z

z F l h z F l l l h h l F F l h z F mg z z l l l +++====--- (4-16)式中：μ1F 、μ2F —前、后轮的理想制动力。

又由式(4-14)，得：

μ2μ1F F z mg mg

=- (4-17) 当给定一个μ1

F mg 值，即可从式(4-16)和(4-17)求出z 值和μ2

F mg 值，这样就可得出如图4-

16所示制动方向稳定性极限曲线。制动力处于该曲线上时，可使车辆制动距离最短，是理想的前后制动器制动力分配曲线，称为I 线。欧洲制动法规规定，轿车在0.150.8z ﾣﾣ范围内应满足b1b2j j >的要求。只要车辆制动力分配处于I 线下方，就可保证前轮先抱死，使车辆处于制动稳定状态。

图4-16 稳定性界限（I 曲线）和最大制动距离界限

为使制动距离不至于过长，上述法规又要求满足：

p 0.10.85(0.2)z j ﾣ+- (4-18)

因为在I 线下方，前轮先达到峰值附着率，这时前轴制动力为：

21p ()g h l F mg z l l

m j =+ (4-19)给定p j 值，即可从式(4-18)求出z 取值范围，由式(4-19)得到μ1

F mg 的范围，随即从式(4-

17)求得μ2

F mg 的范围，这样可在图4-16上画出制动距离允许的极限曲线。

车辆前后轴制动力分配不得超越上述两条极限曲线。对于前后轴制动力定比分配的车辆，有：

μ2

μμ2μ1F k F F

=+；

μ2μμ1μ1F k F mg k mg =- (4-20)式中：μk 为常数，是前后轴制动力的分配比。

按照欧洲制动法规，前后轴制动力分配比μk值的选取应保证式(4-20)决定的直线处于图4-17中的阴影区内。越向阴影区上限靠拢，制动距离就越短；但在附着系数很高的干燥路面上会出现后轮先抱死的现象，导致制动行驶方向不稳定状态的发生。

如果采用折线式分配，即后轮的制动力在高减速率时增长减慢，这样可使分配向理想的前后轴制动力分配曲线(I线)靠拢(图4-18)。

图4-17 前后轴制动力定比分配的取值范围图4-18 前后轴制动力定比分配和折线分配

二、 装载变化对制动性的影响

除了某些载荷变化不大的特种车辆外，汽车装载的变化对制动性也有影响。发动机前置，后部有行李舱的轿车，满载与空载相比，质心后移，而质心高度变化不大。由式(4-16)可知，I线将要上移(图4-19)，结果稳定区域扩大。载货汽车装货后质心后移，同时质心高度增加。一般载货汽车在载货后，I线还是上升的。

无论是轿车还是载货汽车，应以空载时的I 线来确定轴间制动力的分配。这样以来，制动力分配曲线距离满载时的I 线较远。当然，最佳方案是使轴上制动力与其动态轴荷成比例，即：

g

μ1110Z Z h F F F mg z l

ﾣ=+g

μ2220Z Z h F F F mg z

l ﾣ=-这就是说，不仅静态载荷的变化对制动性能有影响，而且减速时的轴荷转移也要影响制动效果。

图4-19 载荷变化的影响

常用的解决方法是以车轴和车身之间的距离(一般只考虑后轴)作为调节前后轴制动器制动力分配的控制参数(在不平道路上行驶时，这个距离不能完全反映动态载荷的变化)，图4-20上画出了定比式和折线式的感载比例装置对制动力分配的调节情况。显然，这种装

置可使前后轮制动力分配逼近I线，减少载荷情况的影响，从而可改善汽车不同装载时的制动性能。

图4-20 定比式和折射式的感载比例装置对制动力分配的调节

a)定比式 ；b)折射式

三、 双管路制动系统

为提高汽车安全性，法规要求汽车必须装用双管路制动系统，以避免在一套制动管路失效时，整车完全丧失制动能力。下面将简略分析四种双管路布置方案(图4-21)。

(1)“H”布置(图4-21a)。对于这类制动系统，如果一轴制动失效，将使整车制动减速率下降，即使施加驻车制动也无法补救前轴制动力的丧失。

图4-21 双管路制动系统的各种布置

(2)“X”布置(图4-21b)。如果有一套回路失效，理论上整车制动减速率将降低50％（由于轿车制动总泵为串列式结构，实际减速率下降将远超过50%）。因为一侧后轴无制动力，可承受侧向力，这时,为了避免两侧制动力不均而引起的跑偏，在轿车上可使前轮绕转向节主销的回转半径c (即前轮接地点在主销延长线与地面交点的内侧) 为负值，而在载货汽车上则应保持前轮回转半径为正值。

(3)在图4-21c)所示的布置时，无论哪一套回路失效，前轮制动力至少下降50%。如果回路2失效，将导致后轮制动能力的丧失，而前轮制动力因制动总泵的结构所决定，制动力也将下降，不会发生车轮抱死失去转向的现象。

(4)图4-21d)所示布置。一套回路失效，制动减速率至少减半。

除了某些载荷变化不大的特种车辆外，汽车装载的变化对制动性也有影响。发动机前

置，后部有行李舱的轿车，满载与空载相比，质心后移，而质心高度变化不大。由式(4-16)

可知，I 线将要上移(图4-19)，结果稳定区域扩大。载货汽车装货后质心后移，同时质心高度增加。一般载货汽车在载货后，I 线还是上升的。

无论是轿车还是载货汽车，应以空载时的I 线来确定轴间制动力的分配。这样以来，制动力分配曲线距离满载时的I 线较远。当然，最佳方案是使轴上制动力与其动态轴荷成比例，即：

g

μ1110Z Z h F F F mg z l

ﾣ=+g

μ2220Z Z h F F F mg z

l ﾣ=-这就是说，不仅静态载荷的变化对制动性能有影响，而且减速时的轴荷转移也要影响制动效果。

图4-19 载荷变化的影响

常用的解决方法是以车轴和车身之间的距离(一般只考虑后轴)作为调节前后轴制动器