制动时车轮的受力(精)
汽车制动的基本原理
汽车制动的基本原理
汽车制动的基本原理是通过摩擦力将车轮的动能转化为热能，从而减缓或停止汽车运动。
制动系统由刹车踏板、刹车片、刹车盘（或鼓）、刹车油管路等组成。
当驾驶员踩下刹车踏板时，刹车液通过油管传递到刹车片上。
刹车片被推向刹车盘（或鼓），从而形成摩擦。
由于刹车盘（或鼓）与车轮相连，车轮受到阻力而减速。
刹车片与刹车盘或刹车鼓之间的摩擦力产生的热量会散发到周围空气中，形成制动效果。
制动时，撞击刹车片和刹车盘（或鼓）之间的压力会引起摩擦磨损，因此刹车片需要定期更换。
刹车油也是制动系统的重要组成部分，因为它在传递刹车踏板力量时可以提供高压力。
制动系统还包括防抱死刹车系统（ABS），它通过电子控制单元感知车轮的阻滞情况，在急刹车时阻止车轮锁死，保持车辆的稳定性。
在车辆行驶中，制动的最佳效果取决于多重因素，包括车辆的重量、速度、路况和刹车片与刹车盘（或鼓）之间的接触面积。
不正确的制动操作可能导致刹车片过热、刹车片和刹车盘（或鼓）过度磨损、刹车失灵甚至事故。
因此，正确的制动使用和维护对驾驶安全至关重要。
轮式机械的制动性的评价指标
制动距离与制动踏板力以及路面附着条件有关，测试制动距 离时应对踏板力或制动系压力以及路面附着系数作出一定规定。 制动距离与制动器的状况也有密切的关系，若无特殊说明，一 般制动距离是在冷试验条件下测得的，开始制动时制动器的温 度在100度以下。
由于各种机械的动力性不同，对制动效能的要求也不同：一 般轻型运输车行驶车速高，要求制动效能也高；重型运输车行 驶车速低，对制动效能的要求就低一点。如我国交通管理部门 规定：车速在30km/h时，轻型货车的制动距离为7m以下，中型 货车不大于8m，重型货车不大于12m，而轿车应在6m以下。
F
M r
N
式中： M —制动器的制动力N矩m， ；
r —车轮半径。
制动器的制动力取决于制动器的型式、结构尺寸、制动器 摩擦副的摩擦系数、车轮半径以及制动系的液压或气压，当结 构参数一定时，它一般与制动踏板力、制动系的液压或气压成 正比。
三、地面制动力、制动器制动力、附着力之间的关系
在制动时，车轮的运动有滚动与抱死拖滑两种情况，当制动 踏板力较小时，制动器摩擦力矩不大，地面与轮胎间的摩擦力即 地面制动力，足以克服制动器摩擦力。此时地面的制动力等于制 动器制动力，是随踏板力的增长成正比地增长(见下图)。
但地面制动力是滑动摩擦的约束反力，其数值 不能超过附着力。即：
Fxb W 或：FxbmaxW
当制动器踏板力或制动系压力上升到某一值(上图中为制 动系液压力Pa)、地面制动力Fxb达到附着力时，车轮抱死不 转而出现拖滑现象。制动系液压力大于Pa时，制动器制动 力Fμ由于制动器摩擦力矩的增长而仍按直线关系继续上升。 但作用在车轮上的法向载荷为常数，地面制动力Fxb达到附 着力的值后就不再增加。
从以上分析可知，制动过程分为（1）驾驶员见到信号后做出 的行动反应；（2）制动器起作用时间；（3）持续制动时间； （4）制动解除时间。
驱动车轮受力分析小
驱动车轮受力分析小
1、驱动车轮受力地面制动力；在踩制动踏板对汽车实施制动时，经过制动系统的作用使制动蹄压向旋转着的制动鼓。
制动鼓和与之相连的车轮受到制动器的摩擦力矩称为制动器摩擦力矩。
其作用方向与车轮旋转方向相反。
同时，地面就给车轮一个方向与汽车行驶相反的作用力Fr，该力便是地面制动力。
在各轮地面制动力的作用下，汽车减速直至停车。
2、驱动车轮受力制动器制动力；制动器制动力表示在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需要的力，相当于把汽车支离地面、踩制动踏板并使制动器产，生摩擦力矩T。
时，在轮胎周缘沿切线方向推动车轮直至转动所需施加的力。
制动器的制动力首先取决于制动器的结构参数。
在车轮和制动器结构一定时，制动器制动力与制动系的液压或气压成正比。
3、驱动车轮受力地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系；汽车制动时，随着制动器摩擦力矩Tu由小到大，车轮运动状态有滚动到抱死拖滑。
当制动踏板力较小时，制动器摩擦力矩不大，地面与车轮之间的摩擦力即地面制动力足以克服摩擦力矩而使车轮滚动。
此时，地面制动力等于制动器制动力，且随踏板力的增长成比例增加。
当地面制动力Ft达到极限值，车轮抱死不转而出现拖滑现象。
当制动系压力p时，制动器制动力Fu随制动器摩擦力矩的增长扔按直线关系继续上升，但若作用在车轮上的法向载荷不变而使附着力
Fa不变，地面制动力Ft就不再增加，想使地面制动力增大，只有提高路面附着系数而使Ft Fa增大。
第四章 汽车的制动性
§2 制动时车轮的受力
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§2 制动时车轮的受力
4、侧向力系数 侧向力系数φℓ : 侧向力极限值与垂直 载荷之比。
侧向力包括： 侧向风 离心力 侧向力
18
§2 制动时车轮的受力
19
§2 制动时车轮的受力
※较低滑动率时（S=15%），可以获得较大的制动 力系数与较高的侧向力系数。
ABS系统
3）在τ3时间段内所驶 过距离S3
u2f ue2 2jmaxS3
S3
u
2 e
2 jm ax
(u 0
1 2
k
'' 2 2
)
2
2 jm ax
(u 0
1 2
(
jm
ax
)
'' 2 2
)
2
2 jm ax
u 02 2 jm ax
1 2
u 0
'' 2
1 8
j '' 2
m ax 2
31
第三节 汽车制动效能及其恒定性
43
第四节 制动时的方向稳定性
一、汽车制动跑偏 跑偏原因有两个：
1）汽车左、右车轮，特别是前轴左、右转 向轮制动器制动力不等。——制造或调整 误差 2） 制动时悬架导向杆系与转向杆系在运动 学上的不协调或干涉。——结构设计原因
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第四节 制动时的方向稳定性
1）由于汽车左、右车轮，特别是前轴左、 右转向轮制动器制动力不等
τ——制动时间s S——制动距离m
27
第三节 汽车制动效能及其恒定性
2）在τ2''时间段内所驶
过距离S2'' （作匀变减
车轮制动时的受力学分析ppt课件
φp
0.8~0.9 0.5~0.7 0.8 0.6 0.68 0.55 0.2 0.1
φS
0.75 0.45~0.60 0.7 0.55 0.65 0.4~0.5 0.15 0.07
9
道路的类型、路况 汽车运动速度 轮胎结构、花纹、材料
b
柏油（干）
b
松砾石
光滑冰面
s
Adhisive Coefficient
10
ua
s
轮胎的磨损会影响其附着能力。 路面的宏观结构应有一定的不平度而有
自排水能力；路面的微观结构应是粗糙 且有一定的棱角，以穿透水膜，让路面 与胎面直接接触。 增大轮胎与地面的接触面积可提高附着 能力：低气压、宽断面和子午线轮胎附 着系数大。 滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力， 影响制动、转向能力。 潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜类。
痕，看不出花纹。 u wrr 0 w w0
4
不 同 滑 动 率 轮 胎 印 迹 变 化 规 律
5
随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。它
通常用滑动率S表示。
S u w rr 0 w 100 %
p
uw u w rr 0 为纯滚动
S 0
s
w 0 , S 100 % 为纯滑动
现象分析
p
纯滚动uw rr0wቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
s 0
纯滑动w＝0
l
s 100％
b
S
FS mg
s
s
边滚边滑0 s 100%15~20
100
s
uw
rr0w
uw
100%,b
Fb mg
汽车制动抱死受力分析
汽车制动抱死受力分析一、汽车制动车轮抱死时的特点1、库仑摩擦(刚性材料干摩擦)（1）如果两个相互接触的物体有相对滑动或相对滑动趋势,在接触面之间就产生彼此阻碍滑动的摩擦力。
（2）传统的库仑摩擦理论用于描述刚性材料之间的干摩擦特性。
①若物体静止,则静摩擦力(Fs)由静衡条件确定,它与最大静摩擦力(Fsmax)的关系是:0≤Fs≤Fsmax;②在临界情况下,摩擦力达到最大值,Fsmax=fsN,其中fs为静摩擦因数,N为接触面法向反力;③物体滑动时,动摩擦力(Fk)=fkN,其中fk为动摩擦因数。
(3)动摩擦因数和静摩擦因数与作用在物体上的载荷、两物体间的名义接触面积及相对滑动速度无关,且fk<fs 。
由于存在纵向力,轮胎的侧向附着因数减小。
轮胎的综合附着因数由纵向和侧向附着因数合成得到,并随轮胎侧偏角不同而变化。
不同侧偏角轮胎合成附着因数的包络线接近于椭圆,一般称为摩擦椭圆或附着椭圆,它确定了轮胎综合附着因数的极限值。
在同一侧偏角条件下摩擦圆的特点（1）制动力和牵引力达到最大发生滑动时侧向力减小为很小，接近为零。
（2）制动力和牵引力较小车轮的侧向力大。
二、前、后轮抱死时的稳定性分析1、前轮抱死（1）前轮抱死时车轮与地面侧向附着力减小为零。
（2）前轮因扰动可能会产生偏航角（无侧向力，容易出现这种情况）。
（3）离心力是偏航产生的，偏航消失力即减小为零。
（4）离心力与偏航方向相反，且前轮没有侧向力；所以能自动纠偏。
（5）所以前轮抱死是稳定状态。
要点：①抱死侧向力为零②抱死轮偏航扰动③离心力与航向反2、后轮抱死（1）后轮抱死时车轮与地面侧向附着力减小为零。
（2）后轮因扰动可能会产生偏航角（无侧向力，容易出现这种情况）。
（3）离心力是偏航产生的，偏航角大离心力也增加。
（4）离心力与偏航方向相同，且后轮没有侧向力；所以偏航被放大，直至侧滑。
（5）所以后轮抱死是不稳定状态。
要点：①抱死侧向力为零②抱死轮偏航扰动③离心力与航向同三、车轮抱死的实际影响（1）据试验表明，车速为65km/h时，前轮抱死后汽车纵轴转角不大于10°，基本上维持直线行驶。
车辆防抱死制动系统(ABS)基本讲解
S=0，纯滚动 S=1，抱死脱滑 0<S<1，边滚边滑 2. 制动时汽车方向稳定性
指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，即不发生跑 偏、侧滑和失去转向能力。 侧滑和失去转向能力 横向附着系数 滑移率
3. 附着系数（地面制动力）与滑移率的关系
14
制动装置警告灯功能
测试条件 （附加操作）
点火开关关闭
同上
同上
同上
举升汽车，点火开关关闭，使右 后轮以约1r/s的速度转动
同上
同上
同上
点火开关关闭
同上
点火开关接通
点火开关关闭 (不踩制动踏板) (踩制动踏板)
点火开关关闭 点火开关打开
点火开关关闭 点火开关打开
额定值
1.0～1.3 kΩ 同上 同上 同上 190～1140mV的 交流电压 同上 同上 同上 10.0～14.5V 同上 同上
（一）制动压力调节器的基本组成和工作原理 1. 循环式制动压力调节器 1) 基本组成
2) 工作原理 常规制动过程：ABS不工作，电磁阀中无电流 减压制动过程：ABS工作，电磁阀中通大电流（5A） 保压制动过程：ABS工作，电磁阀中通小电流（2A） 增压制动过程：同常规制动
2. 可变容积式制动压力调节器 1) 常规制动过程（升压）
功用
车速传感器 检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式
传感器
轮速传感器 检测轮速，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用
减速度传感器 检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面， （G传感器） 只用于四轮驱动控制系统
执行器
汽车理论考试要点
汽车理论考试要点汽车理论考试要点第十二章1、汽车动力性的概念、动力性的评价指标 P260答：：汽车的动力性是指汽车在良好路面（混凝土或沥青）上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
动力性评价指标：1）、最高车速 2）、加速时间 3）、最大爬坡度2、汽车的驱动力的影响因素P262答：1）发动机的转速特性、（外特性曲线）、2）传动系的机械效率、3）车轮的半径 4）传动系的传动比（汽车的驱动力图P265）3、行驶阻力有：1）滚动阻力、2）空气阻力、3）坡道阻力、4）加速阻力 P2664、汽车的动力方程：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj.驱动力=转矩/车轮半径。
驱动力=发动机转矩*变速器传动比*主减速器的传动比*机械效率/车轮半径。
5、汽车行驶的驱动力-----附着条件:答：1）驱动力必须大于或等于行驶阻力，否则无法起步，行驶中的汽车将减速直至停车。
这是汽车行驶的第一个条件——驱动条件，是汽车行驶的必要条件。
可以采用增加发动机转矩、加大传动比（换低档行驶）等办法来增大汽车的驱动力。
2）附着力就是地面对轮胎切向反力的极限值。
驱动力为地面切向反作用力，它不能大于附着力，否则会发生驱动轮滑转现象，即这就是汽车行驶的第二个条件。
3）汽车行驶的必要与充分条件（P278）第6行6、最佳换档时刻的确定：（难点）答：相邻两档的加速度倒数曲线若有交点，在交点处换档；否则在低档用尽（发动机转速达到最大）处换档。
7、后备功率与汽车动力性和燃油经济性的关系：（重点）（P286）答：后备功率大，动力性强，但燃油经济性差。
选Ⅲ档的后备功率最大，动力性最强，但燃油经济性差；Ⅴ档的后备功率最小，动力性最差，但燃油经济性最好，因为Ⅴ档的发动机负荷较大，燃油消耗率较低。
8、影响汽车动力性的主要因素 P291答：1）、发动机的转矩特性2）、主减速器传动比3）、变速器的档数和传动比4）、汽车总质量5）、使用因素（当节气门全开时汽车可能达到最高车速、加速能力和爬坡能力。
车轮制动受力分析 - 车轮制动受力分析
第四章 汽车制动性第二节 制动时车轮受力分析制动时的汽车行驶方程式为)(i w f j F F F F F b ++-=(4-1)式中：b F 为汽车地面制动力。
由制动性的定义可知，滚动阻力0f ≈F ；制动时车速较低且迅速降低，即0w ≈F ；坡道阻力0i ＝F 。
所以，汽车行驶方程式可近似表达为jF F b ＝(4-2)一、地面制动力、制动器制动力和附着力假设滚动阻力偶矩、车轮惯性力和惯性力偶矩均可忽略图，则车轮在平直良好路面上制动时的受力情况如图4-1所示。
图4－1 制动时车轮受力条件制动器制动力μF 等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎轮缘作用的力。
其大小为rT F /μμ＝(4-3)式中：μT 是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩。
制动器制动力μF 是由制动器结构参数所决定的。
它与制动器的型式、结构尺寸、摩擦副的而摩擦系数和车轮半径以及踏板力有关。
从力矩平衡可得地面制动力b F 为rT F /μb ＝(4-4)地面制动力b F 是使汽车减速的外力。
它不但与制动器制动力μF 有关，受地面附着力ϕF 的制约。
图4-2 地面制动力、车轮制动力及附着力的关系图4-2给出了地面制动力、车轮制动力及附着力三者之间的关系。
当踩下制动踏板时，首先消除制动系间隙后，制动器制动力开始增加。
开始时踏板力较小，制动器制动力μF 也较小，地面制动力b F 足以克服制动器制动力μF ，而使得车轮滚动。
此时，μb F F ＝，且随踏ϕFμxb =板力增加成线性增加。
但是地面制动力是地面摩擦阻力的约束反力，其值不能大于地面附着力ϕF 或最大地面制动力bmax F ，即⎩⎨⎧==≤zz F F F F F ϕϕϕmax b b (4-5)当制动踏板力上升到一定值时，地面制动力b F 达到最大地面制动力ϕF F ＝max b ,车轮开始抱死不转而出现拖滑现象。
随着制动踏板力以及制动管路压力的继续升高，制动器制动力μF 继续增加，直至踏板最大行程，但是地面制动力b F 不再增加。
汽车理论知识(1)
3、汽车的行驶阻力
汽车的行驶阻力分为：滚动阻力、空 气阻力、坡度阻力和加速阻力
汽车行驶在任何条件下都存在的阻力 有：滚动阻力和空气阻力
（1）滚动阻力：指汽车车轮滚动时， 轮胎和路面变形造成的阻碍汽车行驶的力， 用“Fƒ”表示
汽车理论知识(1)
滚动阻力产生的原因： ①道路塑性变形损失：车轮滚动时会推移 土壤，轮胎与路面之间产生摩擦，土壤受 挤压产生塑性变形等都要消耗一定的能量。 ②轮胎弹性迟滞损失：汽车行驶时，使轮 胎在径向、切向及侧向都会产生变形，并 处于变形、恢复的循环中，其中有一部分 能量要消耗在轮胎组织的内摩擦上，称为 弹性迟滞损失。 ③其它损失：汽车行驶时，还包括从动轮轴承、油封处的损
失，悬架零件间的摩擦和减振器内的损失等。
汽车理论知识(1)
（2）空气阻力：汽车行驶时受到空气作 用 力在行驶方向上的阻力，称为空气阻力，用“Fw” 表示，其产生原因： ①汽车行驶时与周围的空气会发生相对位移，使
车前的空气不断地被排挤开，形成迎面空气 “压力”。
汽车理论知识(1)
②行驶时，车后因空气流动速度不能及时跟上 汽车的行驶速度，尤其在高速时，会形成瞬 间一定程度的真空，产生涡流，形成“吸 力”。
汽车理论知识(1)
（3）前、后车轮抱死产生的现象： ①最危险状况：只有后轴车轮抱死或后轮先抱
死，导致后轴侧滑。 ②次危险状况：只有前轴车轮抱死或前轮先抱
死，导致汽车失去转向性能。 ③最理想状况：前、后车轮都有处于滚动状态，
确保制动时方向稳定性。 ④目标状况：前、后轮同时抱死，以求较好的
利用附着系数，缩短制动距离。
由于轮胎的变形，车轮实际滚动方向并不 是沿着车轮平面 方向滚动，而是与车轮平面 方向成一个角度滚动，这种现象称为弹性轮胎 的侧偏现象。
汽车制动性能(最新)
（4）侧向附着系数φ ， 在Fy 侧向力的作用下， φ =Fy /Fz 侧向力Fy与地面垂直反 力之比。
侧 侧
φb—S关系：
（1）OB段：φb直线上升， S从0—15—20%，出现 峰值φp。 （2）S再增大，φ纵下降， φ侧也下降。
（3）S再增大，S=100% 时，φ=φS 纵向φ较小，制动距离长。 侧向φ=0，能承受的侧向 力Fy=0。 所以：极易侧滑。
4——2制动时车轮受力 一、地面制动力（ T—— 车轴的推 力；W——车轮垂直载荷） Tu FXb （ N ） r 因为：FXb受到轮胎与地面附着力， Fφ=Fzφ的限制。 T 所以： FXb u FZ
r
制动力图:
W Ua
Tp FXb
Tu
r
Fz
当 则FXb不再上升， F F 即：
最理想的制动系统 应能防止车轮抱死，工 作在S=15—20%以内。 ABS即：Antilock Braking System
ABS系统 （S=15—20%） （1）利用φp获得较大的 F 和最小的制动距离。 （ 2 ）同时φ侧较大，也可 承受较大的侧向力Fy，不 致侧滑。
Xbmax
滑水现象：减小了胎面 与地面的φ， Ua=100km/n时， 水膜=10mm时。 φs≈0，滑水现象，雨天 路滑，易翻车。
G (b hg ) L
G (a hg ) L
Fu1 FZ 1 FZ 1 b hg 所以： Fu 2 FZ 2 FZ 2 a hg
Fu1 Fu 2 G Fu1 b hg Fu 2 a hg
(1)
第四章汽车的 制动性能
4-1 制动性能评价指标 制动性能：指汽车 行驶时，能在短距离内 停车，并维持行驶方向 稳定，下长坡时能维持 一定车速的能力。
汽车制动性能(最新)
例如“红旗”轿车。
改进制动系结构，减少制动 器起作用时间，是缩短制动 距离的有效措施。
3、持续制动时间 （d——e） 4、放松制动时间 （e ——f） 0.2——1秒
（二）制动距离（S——m） 经验公式： 轿车： S=0.0034Ua0+0.00451U² a0 液压制动客、货车 S=0.06ua0+0.0085ua0²m
X
X
所以：Gφb=G•amax/g
amax=φbg， m/s² 或φb=amax/g
即：当所有车轮都抱死时，
产生的amax与φb成正比。
前后轮都抱死时（前后轮同 时抱死）amax=φsg， ABS装置：amax= φpg， 汽车制动时不希望车轮都抱 死。
所以：amax＜φsg
因为：φb=amax/g，
2、减少有机成分含量，增 加金属添加剂成分。 3、使摩擦片具有一定的气 孔，便于散热。 4、用前，先进行表面处理， 使其产生表面热稳定层，缓 和衰退。
（二）制动器的结构型式 1、双向自动增力蹄（BJ130） 双增力蹄(BJ212) ，具有较大的 制动效能因数，但稳定性差。 制动效能因数Kef=F/P。 F——制动器摩擦力 P——制动泵推力
FXb FXb1 FXb2 Fj
(Gb FXb hg ) L (Ga FXb hg ) L
FZ 2 L Fj hg Ga
Ga F j hg FZ 2 L L
即： Ga FXb hg FZ 2 L L
G dv Fj , FXb Fj g dt 所以： G dv Gb hg hg d v g dt G FZ 1 (b ) L L g dt
第四章汽车的 制动性能
4-1 制动性能评价指标 制动性能：指汽车 行驶时，能在短距离内 停车，并维持行驶方向 稳定，下长坡时能维持 一定车速的能力。
4.2.2制动时车轮受力分析
4.2.2 制动时车轮受力分析制动时的汽车行驶方程式为)(i w f j b F F F F F ++-= (4-1)式中：b F 为汽车地面制动力。
由制动性的定义可知，滚动阻力0≈f F ；制动时车速较低且迅速降低，即0≈w F ；坡道阻力0＝i F 。
所以，汽车行驶方程式可近似表达为jb F F ＝ (4-2)4.2.2.1 地面制动力、制动器制动力和附着力假设滚动阻力偶矩、车轮惯性力和惯性力偶矩均可忽略图，则车轮在平直良好路面上制动时的受力情况如图4-1所示。
制动器制动力μF 等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎轮缘作用的力。
其大小为rT F /μμ＝ (4-3)式中：μT 是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩。
制动器制动力μF 是由制动器结构参数所决定的。
它与制动器的型式、结构尺寸、摩擦副的而摩擦系数和车轮半径以及踏板力有关。
从力矩平衡可得地面制动力bF 为rT F b /μ＝ (4-4)地面制动力b F 是使汽车减速的外力。
它不但与制动器制动力μF 有关，受地面附着力ϕF 的制约。
图4-1 制动时车轮受力条件图4-2 地面制动力、车轮制动力及附着力的关系图4-2给出了地面制动力、车轮制动力及附着力三者之间的关系。
当踩下制动踏板时，首先消除制动系间隙后，制动器制动力开始增加。
开始时踏板力较小，制动器制动力μF 也较小，地面制动力b F 足以克服制动器制动力μF ，而使得车轮滚动。
此时，μF F b ＝，且随踏板力增加成线性增加。
但是地面制动力是地面摩擦阻力的约束反力，其值不能大于地面附着力ϕF 或最大地面制动力max b F ，即⎩⎨⎧==≤z b zb F F F F F ϕϕϕmax (4-5)当制动踏板力上升到一定值时，地面制动力b F 达到最大地面制动力ϕF F b ＝max ,车轮开始抱死不转而出现拖滑现象。
随着制动踏板力以及制动管路压力的继续升高，制动器制动力μF 继续增加，直至踏板最大行程，但是地面制动力bF 不再增加。
汽车理论第四章
本章内容
摘要 第一节 制动性的评价指标 第二节 制动时车轮的受力 第三节 汽车的制动效能及其恒定性 第四节 制动时汽车的方向稳定性 第五节 前、后车轮制动器制动力的比例关系 第六节 汽车制动防抱装置 第七节 驻车制动性 第八节 汽车制动性试验
实例 总结 思考题
摘要
➢ 汽车的制动性是汽车的主要使用性能之一，直接关系到交 通安全。重大交通事故往往与制动距离太长、制动时发生 严重侧滑或方向失控、下长坡制动稳定性差等情况有关。 因此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。
三、具有固定比值的前、后车轮制动器制动力与同步附着系 数
不少两轴汽车的前、后车轮制动器制动力之比为固定常数。
常用前轮制动器制动力与汽车总制动器制动力之比来表明
制动力分配的比例，称为制动器制动力分配系数，用β表
示 ，即
β F1
F
式中 F1 ——前轮制动器别动力；
F——汽车总制动器制动力，F F1 F2 ，F2 为后制 动器制动力
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
汽车的制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。评定制动效 能的指标是制动距离S(m)、制动减速度j(m/s2)和地面制动力Fxb(N) 。 一、制动效能的评价指标 ➢ 制动距离
制动距离与汽车的行驶安全有直接的关系。它指的是汽车在附着性 能 停车良为好的止水汽车平所路驶面过上以的车距离速。u0滑制行动时距，离从与驾汽驶车员制踩动着前制的动车踏速板、开制始动到踏 板力、路面附着条件以及制动系统的型式有关。
➢ ABS一般由轮速传感器、电子控制 器与压力调节器三部分组成，如右 图
第七节 驻车制动性
➢ 汽车的驻车制动性是衡量汽车长期停放在坡道上的能力。 驻车制动一般靠手操纵的驱动机构使后轴制动器或中央制 动器产生制动力矩并传到后轮，路面对后轮产生地面制动 力，以实现整车制动(即驻车制动)。
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地面制动力
地面制动力：Fx F =hFz
地面最大制动力：Fx，max= F = hFz
这表明制动踏板力上升到一定值，制动力达到地面附
着力时，车轮不转——即发生抱死。
结论①制动力是由制动器产生；②制动力是受地面附着Байду номын сангаас
力限制的
3 地面制动力、制动器制动力与附着力的关系
F F
踏板力，N
C
Fxb max F
一、车轮与地面间的附着与滑移
第二阶段——印迹模糊（边滑边滚）。特点是地面上轮胎花纹
的印痕可以辨别出来，但变得模糊。车轮在MR作用下，与地
面发生一定的相对滑动，车轮不只是单纯滚动，轮胎面与地 面发生一定程度的相对滑动，此时
v r0
随着制动强度的增加，滑动成分的比例越来越大
v r0
一、车轮与地面间的附着与滑移
uw mg mg
s
各种路面平均附着系数
路面
柏油或砼（干）
柏油（湿） 砼（湿） 砾石 土路（干） 土路（湿） 雪（压实） 冰
φp 0.8~0.9 0.5~0.7 0.8 0.6 0.68 0.55 0.2 0.1
φS 0.75 0.45~0.60 0.7 0.55 0.65 0.4~0.5 0.15 0.07
滑动率s：车轮运动中从滚动至滑动过程滑动成分所占的比例
现象分析
纯滚动u w rr 0 w
s 0
p
l
b
FS S mg
s
纯滑动 w＝0 s 100％ 15 ~ 20 100 边滚边滑 0 s 100% u w rr 0 w Fb Fb max s 100%, b , p
• 第三阶段——印迹拖滑。特点是印痕形成一条粗黑的印痕， 看不出花纹，车轮被抱死，在路面上做完全拖滑，此时
ω=0 ，v≠0
• 随着制动强度的增加，车轮滚动成分越来越少，而滑动成 分越来越多。 • 一般用滑动（移）率 s 来说明这个过程中滑动成分的多少。 • 制动力系数（附着率）：地面制动力与垂直载荷的比值， 用φ 或表示。
踏板力，N
Fxb F
一、车轮与地面间的附着与滑移
• 小结：
地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附 着条件的限制； 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，才能获得足够的地面制动力；
当车轮在地面上完全滑移时，传递的切向力为：
Fx , g g FZ
道路的类型、路况 汽车运动速度 轮胎结构、花纹、材料
b
柏油（干） 松砾石 光滑冰面
b
ua
Adhisive Coefficient
s
s
轮胎的磨损会影响其附着能力。
路面的宏观结构应有一定的不平度而有自排水 能力；路面的微观结构应是粗糙且有一定的棱 角，以穿透水膜，让路面与胎面直接接触。 增大轮胎与地面的接触面积可提高附着能力：
1 地面制动力
Fxb
T r
Fxb
W
T
ua
Fp
2 制动器制动力
F
Braking Force
T r
Fz
F
W
ua
Fp
Fxb
T
Fz
F
图4－1 制动时车轮受力条件
制动器制动力
制动器制动力由制动器结构参数决定，取决于制 动器的形式、结构尺寸、摩擦副的摩擦因数以及 车轮半径，并与踏板力成正比。
低气压、宽断面和子午线轮胎附着系数大。
滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力，影响
制动、转向能力。
潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜类
高速行驶经过积水层出现滑水现象。 A水膜区 W B过渡区 C接触区
Fp
ua
Fh Au
2 a
u h 6.34 pi
A区 B区 C区
滑水现象：某一车速下，胎面下动水压力的升力等于垂直载荷 轮胎将完全漂浮在水膜上而不与路面接触， B、C区不存在
随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。它 通常用滑动率（滑移率）S表示。
p
s
b
u w rr 0 w s 100% l b uw u w rr 0为纯滚动s 0 w 0, s 100%为纯滑动 滑动率s 0 s 100%为边滚边滑 20 100 制动力系数b 峰值附着系数(制动力的最大值） p， b s、l－s 一般出现在s 15 ~ 20%之间。 关系曲线 滑动附着系数 s：s 100%时的b 侧向力系数l
μg——滑移系数（100%滑移时的附着率，通常μg <<μh）
不 同 滑 动 率 轮 胎 印 迹 变 化 规 律
第一阶段
第二阶段
第三阶段
一、车轮与地面间的附着与滑移
• 第一阶段——清晰花纹。特点是地面上的轮胎印痕花纹清晰， 基本上未发生变形，车轮接近于单纯的滚动状态。
v r0
v——车轮中心速度； r0——没有制动力时车轮的动态半径； ω——车轮旋转角速度。