第10讲 4 3 汽车的制动效能及其恒定性 4 4 制动时汽车的方向稳定性

第10讲2学时
教学目的及要求：
通过本次课的学习，使学生掌握制动距离的计算，理解制动力矩恒定性的概念及其影响因素，制动跑偏和侧滑的概念，能够分析汽车制动跑偏和侧滑机理。

主要内容：
§4-3汽车的制动效能及其恒定性
§4-4制动时汽车的方向稳定性
教学重难点：
1．制动距离的计算，影响制动效能恒定性的因素
2．侧滑与跑偏概念的理解，前后轮抱死对制动时方向稳定性的影响，悬架和转向系统干涉
教学过程：
§4—3汽车的制动效能及其恒定性
——汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力。

其评价指标：制动距离，s（m）；
制动减速度，j（m/s2）。

一、制动时整车的受力分析：
沿行驶方向：F j=F Xb+∑F≈F Xb
i=0（水平路），F f=0（坚硬路），F W=0（制动初速度不高）。

其中F j=mj为减速惯性力
二、制动减速度：j
j=F Xb/m
汽车在不同的路面上能达到的最大制动减速度为：
j max=F Xbmax/m=φb G/m=φb g
允许前后轮都抱死：j max=φs g
装有ABS的汽车：j max=φp g
三、制动距离：s
指汽车车速为u a0(空档)时，从驾驶员踩着制动踏板开始到汽车停住为止，所驶过的距离。

1、制动过程：
驾驶员的反应时间：τ1=τ1’+τ1”
（驾驶员精神反应+生理反应）
制动器的作用时间：τ2=τ2’+τ2”
（制动器滞后时间+制动力增长时间）持续时间：τ3（j基本不变）
消除制动时间：τ4
（τ4过长，影响随后起步或加速行驶）2、制动距离的大小估算：
制动距离应是τ2’、τ2”和τ3期间驶过的距离。

1）τ2’期间驶过的距离：S2'=u0τ2',m
2）τ2"期间驶过的距离：S2"
∵制动减速度线性增长，即：du
dτ
=kτ
其中k=-j max τ2"
∴∫du=∫kτdτ又∵τ=0时u=u0
故u=u0+1
2
kτ2
则τ=τ2"时u e=u0+1
2
kτ2"2(求S3用)
S2"=∫u dτ=错误!
=u0τ2"-1
6
j maxτ2"2
∴S2=S2'+S2"
3）τ3期间驶过的距离：S3
∵作匀减速运动，且知初速为u e,末速为0，则：
S3=u e2
2j max =u02
2j max
-1
2
u0τ2"+1
8
j maxτ2"2
总制动距离：
S =S 2+S 3
=u 0(τ2'+τ2"2
)+u 022j max -124j max τ2"2≈u 0(τ2'+τ2"2
)+u 022j max S =13.6(τ2’+τ2"2)u a0+u a02254φb
，m
3、影响制动距离的因素：
⑴附着系数：φ↗→S ↘
⑵起始车速：u a0↗→S ↗↗
⑶制动器作用时间：τ2——主要原因（与τ3比）
四、制动效能的恒定性：
取决于摩擦副的材料、制动器的结构。

1、抗热衰退性：
2、抗水衰退性：
§4—4制动时汽车的方向稳定性
——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能力。

跑偏——制动时，汽车自动向左或向右偏驶。

侧滑——制动时，汽车的某一轴或两轴车轮横向滑移。

前轮失去转向能力——指弯道制动时，汽车不再按原来弯道行驶而沿弯道切线方向驶出或直线制动时转动方向盘汽车仍按直线方向行驶的现象。

一、汽车的制动跑偏：
1、汽车的左右车轮特别是转向轮左右车轮制动器制动力F μ不相等；
——由制造、调整的误差造成的，有向左或向右。

2、制动时悬架导向杆系与转向杆系在运动学上的不协调。

——由设计原因造成的，总向左（或向右）跑偏。

例：一试制中的货车，制动总向右跑偏，分析原因：转向节上节臂处球头销离前轴中心线太高，且悬架钢板弹簧刚度太小（软）。

二、制动时后轴的侧滑：
试验分析：
1、前轮无制动力、后轮有足够的制动力：
——会侧滑；
2、后轮无制动力、前轮有足够的制动力：
——不会侧滑，但前轮失去转向能力；
3、前、后轮都有足够的制动力，但它们抱死拖滑的次序和时间间隔不同：（u a0
=64.4km/h）
⑴前轮比后轮先抱死，或后轮比前轮先抱死的时间间隔<0.5s
——不会侧滑，但前轮失去转向
⑵后轮比前轮先抱死的时间间隔>0.5s
——严重侧滑；
4、起始车速u a0和附着系数φ的影响：
⑴u a0：
只有u a0>u a1时，后轴侧滑才成为一种危险的侧滑。

⑵φ：φ↘→侧滑程度↗
原因：φ↘→制动时间↗→侧滑程度↗
试验结论：
1、制动过程中，若只有前轮抱死、或前轮先抱死，汽车不侧滑（稳定状态），
但丧失转向能力；
2、若后轮比前轮提前一定时间先抱死，且u a0>u a1时，汽车在轻微侧向力作用下
就会侧滑。

路面愈滑、制动距离和制动时间愈长，后轴侧滑愈剧烈。

（一）受力分析：
1、前轮抱死、后轮滚动：
在侧向力作用下，前轴侧滑使汽车转向，离心力F j与侧滑方向相反，F j减小或抑制侧滑——稳定工况
2、后轮抱死、前轮滚动：
在侧向力作用下，后轴侧滑使汽车转向，离心力F j与侧滑方向相同，F j加剧后轴侧滑——非稳定工况（危险）
（二）结论：
为保证制动方向稳定性，
首先，不能出现：只有后轮抱死、或后轮比前轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑；
其次，尽量少出现：只有前轮抱死、或前后轮都抱死的情况，以维持汽车的转向能力；
最理想的情况：防止任何车轮抱死。

（三）出现后轴侧滑时的解决办法：
——松制动，并向侧滑方向打方向。