汽车制动受力

汽车制动时受力分析

1.摩擦阻力的因素

汽车在制动过程中，有两个地方会产生摩擦阻力。一个是车轮制动器产生的摩擦阻力，使车轮转速减慢；另一个是车轮与地面产生摩擦阻力使汽车减速。前者称制动器制动力，后者称地面制动力，也就是我们车在检测站检测的制动力。如果制动器产生的摩擦力偶大于轮胎与路面之间的最大摩擦力偶时,车轮即完全停止滚动,也就是车轮被抱死。在车轮未抱死前，地面制动力始终等于制动器制动力，此时制动器制摩擦力消耗一部份动能(发热)，地面制动力消耗一部份动能。在车轮抱死后，地面制动力等于地面附着力，它不再随制动器制动力的增加而增加，制动器制不再消耗动能(W=FS，∵S=0，∴W=0)，只有轮胎与地面摩擦消耗动能。由于车轮抱死后，纵向附着系数(摩擦力)下降，制动器制也不消耗动能，侧向附着系数趋于0，所以刹车距离也就变长，易产生则滑。

2.前后轴载荷重心变动的因素

车辆在静止时，其前后轴的垂直载荷之比仅决定于汽车重心的纵向位置。但在车辆行驶中制动时，由于作用在重心上的向前的惯性力使汽车俯冲前倾，因而前后轴的垂直载荷比值变大，即前轴载荷加大，而后轴载荷减少；而且制动力越强，惯性力越大，前后轴垂直载荷的比值也越大。即刹车时前轴荷随加速度变大而增大，后轴荷减少。

年后生产的国产及进口车轿车，前后轴制动力分配按欧共体的ECE R13标准制定，即按“前后轴附着糸数利用曲线”分配比例，不允许有车轮抱死现象，前轴所占总制动力通常为80％，上限为85％。各种轿车都是按自身的悬挂糸统的动态重心分配特性去设计前后轴制动力分配，原车的前后轴制动力分配是经过各种实验优化定案，提供良好的制动平衡。

根椐北京理工大学做的路试，国产及进口轿车前轴刹车力在800kg-1100kg 以上，后轴最低173kg，最高290kg(满载车重1684kg)，路试刹车减速度、距离都符合要求。实试正实，后轮刹车即使一轮失效，30km/h刹车距离变化很小，不跑偏。国内现有的检测站的测试台是无法测试真正动态刹车力的。急刹车时，前轮先抱死，汽车不能变方向，后轮先抱死则产生侧滑。后轮比前轮先抱死要危险得多！因此，我不认同随便改动“比例阀”去适应年审验车。轿车前轴的制动力决定了制动距离效能，有关刹车距离长故障重点应放在前轴。

3.车轮抱死的影响因素

车轮抱死是制动侧滑的根本原因,制动强度太大也可导致汽车制动侧滑。路面状况不同，车轮与地面附着特性不同，在制动时，如果制动强度太大，可能导致车轮滑移率超过制动稳定的范围，从而导致制动方向失稳。因此，驾驶员应熟悉制动器和路面特性，把制动强度控制在制动方向稳定范围内，并发挥较大的制动效能。

根据车轮与地面的附着特性，当车轮抱死以后，地面横向附着系数降为零，这时车轮不能承受侧向外力作用。当前轮抱死并试图转向时，尽管操纵转向盘使前轮偏转，但由于地面不能对车轮产生侧向作用力，前轮将沿汽车纵向轴线滑移，使汽车失去转向能力。

当汽车前轮或后轮抱死后，汽车在轻微的侧向力(如道路坡度、横向风引起的任何干扰)作用下就会发生前轴或后轴侧滑，如图2.2所示。其中前轴侧滑是一种稳定的工况，而后轴侧滑是一种不稳定的、危险的工况。其原因是:当汽车有一轴侧滑时，汽车将发生类似转弯的运动，绕其瞬时回转中心口O作圆周运动，这时前轴速度为Va，后轴速度为Vb，同时产生作用于质心(重心)C的惯性力Fj。

如果前轴侧滑，惯性力的方向与汽车侧滑方向相反，因此惯性力能起到减小或阻止侧滑的作用，汽车处于稳定状态。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。

而后轴侧滑恰恰相反，惯性力的方向与汽车侧滑方向相同，因此惯性力会加剧后轴侧滑，后轴侧滑又加剧惯性力，这是一种不稳定的危险工况，严重时发生汽车甩尾转向，失去控制汽车方向的能力。

制动初速度对后轴侧滑有较大影响，试验表明:在一般道路条件下，汽车速度在25-30km/h以内制动时，后轴的侧滑较轻微;当车速超过48km/h时，后轴侧滑才发生质变，成为一种危险的侧滑。

当汽车前、后轮同时抱死时，可以避免危险的后轴侧滑，但将失去转向能力。最理想的情况是防止任何车轮抱死，使前、后轮都处于接近抱死滚动状态，这样就可以确保制动时的方向稳定性。国际法规标准规定不允许刹车有车轮抱死现象，如有抱死出现(如abs故障)有严格的抱死次序：后轮不得先于前轮抱死，只有前轮抱死后，后轮方可抱死。

因此，保持汽车的制动稳定性更为重要，制动跑偏(刹车力不平衡)、侧滑和失去转向能力是造成交通事故的重要原因。失去制动方向稳定性，比稍微增加些制动距离更为危险！！！