第四章汽车的制动性

§2 制动时车轮的受力
FXb F＝FZb
若Fz不变, φb↑, Fxb ↑
§2 制动时车轮的受力
§2 制动时车轮的受力
§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
§2 制动时车轮的受力
§2 制动时车轮的受力
τ——制动时间s S——制动距离m
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
速）
j kt
k
jmax
'' 2
du k du k d d
u
du k d
u0
0
u
u0
1 2
k
2
第三节 汽车制动效能及其恒定性
u
u0
1 2
k
2
u
u0
1 2
k
2
ue
u0
§2 制动时车轮的受力
三阶段的特点：
纯滚动
uw=rωw
边滚边滑 uw>rωw uw>＞rωw
纯滑动
uw=0
§2 制动时车轮的受力
纯滚动 边滚边滑 纯滑动 2、滑动率
uw=rωw
uw>rωw uw>＞rωw
uw=0
上述滚动成分越来越少，滑动成分越来越多，用
滑动率表示，定义式为：
S UW rww 100%
三、地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系
车轮的运动状态： 滚动
滑动
管路压力 ：P<P （ ） Pa是车轮刚好抱死时的压力
a
Fxb与Fμ的关系：
Fxb =Fμ
Fxb与Fφ的关系：
Fxb <Fφ
P≥Pa Fxb ≤Fμ
Fxb =Fφ
§2 制动时车轮的受力
§2 制动时车轮的受力
结论：
1）地面制动力首先取决于制动器制动力。 但又受地面附着条件限制。
1 2
k
''2
ds
d
u0
1 k 2
2
s2'' ds 0
'' 2
0
(u0
1 2
k
2
)d
第三节 汽车制动效能及其恒定性
s2'' ds 0
'' 2
0
(u0
1 2
k
2 )d
s2''
u0t2''
1 6
kt2'' 3
u0t2''
-1 6
jmaxt22
第三节 汽车制动效能及其恒定性
3）在τ3时间段内所驶
Uw
§2 制动时车轮的受力
滑动率的理解：
纯滚动时： uw=ua=rωw 纯滑动时： uw=0 边滚边滑时： uw>rωw
S=0 S=100% 0<S<100%
滑动率越大，滑动成分越多
§2 制动时车轮的受力
3、制动力系数 地面制动力与垂直载荷 之比，称为制动力系 数φb。
制动力系数曲线，
峰值附着系数φp 滑动附着系数φs
※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
附着系数的数值主要决定于：
道路的材料
路面的状况
轮胎结构
等因素
胎面花纹、材料
汽车运动的速度
§2 制动时车轮的受力
胎面、路面 对附着系数 的影响
§2 制动时车轮的受力
※滑水现象
在某一车速下，在胎面下的动水压力的升力等于 垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路 面毫无接触，B区、C区不复存在。这就是滑水现
过距离S3
u
2 f
ue2
2
jmax S3
S3
ue2 2 jmax
(u0
1 2
k
'' 2 2
)2
2 jmax
(u0
1 2
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(
jmax
)
'' 2
2
)2
2 jmax
u02 2 jmax
1 2
u0
'' 2
1 8
j '' 2
max 2
第三节 汽车制动效能及其恒定性
4）制动距离 S=S2'+S2'' +S3
第四章 汽车的制动性
汽车的制动性是指汽车按给 定方向连续强制减速以至停 车的能力。
高速条件 动力性 制动性
§1 制动性的评价指标
汽车的制动性由三方面的评价指标：
1）制动效能：指汽车强制减速的能力。四种 参数:制动距离、制动减速度、制动力、制 动时间。
2）制动效能的恒定性：制动器的抗热衰退和 水衰退的能力。
3）制动时的方向稳定性：制动时按给定轨迹 减速行驶的能力。（制动跑偏、制动侧滑）
§2 制动时车轮的受力
制动——外力 空气阻力 地面作用力——地面制动力 其他力忽略
§2 制动时车轮的受力
一、地面制动力
在一定条件下：
Fxb
T r
(Fxb F )
Tμ↑ ，Fxb↑ 地面制动力取 ①制动器内
决于两个摩擦 ②轮胎与路面间
§2 制动时车轮的受力
二、制动器制动力 在轮胎周缘为了克服
制动器摩擦力力矩所需 要的力，称为制动器制 动力。
用来表达制动器的制 动力矩。
§2 制动时车轮的受力
F
T r
制动器制动力取决于制
动力矩Tμ ， Tμ取决于结 构制动器参数：形式、
尺寸、摩擦因素、车轮 半径、踏板制动力。
§2 制动时车轮的受力
象。
第三节 汽车制动效能及其恒定性
一、制动效能 是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。 评价指标：制动距 制动减速度 制动力 制动时间
1、制动过程分析
第三节 汽车制动效能及其恒定性
a：危险信号
τ1' ：意识时间 τ1 '' ：移脚时间
τ1 = τ1‘ + τ1 ’‘ 驾驶员
反应时间
τ2' ： 间隙消除时间 τ2'' ：制动器制动力增长 时间
2、制动距离
定义：在某一车速时，从驾驶员开始操 纵制动控制装置（制动踏板）到停车为止 所驶过的距离。
制动距离S=S2' +S2'' +S3
1） 在τ2‘时间段内行驶距离S2'
2） 在τ2''时间段内所驶过距离S2'' 3） 在τ3时间段内所驶过距离S3
第三节 汽车制动效能及其恒定性
1）在τ2'时间内行驶距离 S2 ' S2' = u0τ2' u0——制动初速度m/s
2）只有足够的制动器制动力，同时地面又 能提供高的附着力时，才能获得足够的地 面制动力。
3）对制动器设计来说，只需要摩擦力矩达 到地面制动力等于路面附着力即可。
§2 制动时车轮的受力
四、硬路面上的附着系数 1、制动过程中车轮运动的三种状态： 前面假设在制动过程中 车轮只有滚动和抱死两 种状态，事实是渐变的。 印迹包括三段：纯滚动 边滚边滑、纯滑动
S
u0
' 2
u0
'' 2
1 6
j '' 2
max 2
u02 2 jmax
u0
'' 2
2
1 8
τ2= τ2' + τ2''：制动器反应
时间
τ3 ：持续制动时间 τ ：制动消除时间
第三节 汽车制动效能及其恒定性
制动全过程包括四个阶段： 驾驶员反应时间 制动器起作用的时间 相应制动距离 持续制动 放松制动器
※制动距离：从驾驶员开始操纵制动控制装 置（制动踏板）到停车为止所驶过的距离。
第三节 汽车制动效能及其恒定性