汽车理论-余志生第四章课件.ppt

1、2021/2/2112021/2/212汽车的制动性汽车的制动性:汽车行驶时能在短距离内停车且维持汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力车速的能力,称为汽车的制动性。（还包称为汽车的制动性。（还包括对已停驶的汽车括对已停驶的汽车,特别是在坡道上已停特别是在坡道上已停驶的汽车，可使其可靠地驻留原地不动的驶的汽车，可使其可靠地驻留原地不动的驻车制动性能）驻车制动性能）2021/2/213 第一节第一节 汽车的制动性的评价指标汽车的制动性的评价指标 汽车的制动性能主要由汽车的制动性能主要由下列下列3 3方面来评价方面来评价:

2、（1）制动效能制动效能 汽车在好路面上以一定初速开汽车在好路面上以一定初速开始制动直到停车时的制动距离和制动减速度始制动直到停车时的制动距离和制动减速度,是最基本的是最基本的评价指标。评价指标。（2）制动效能的恒定性制动效能的恒定性 指制动器的抗热衰指制动器的抗热衰退性能退性能,即汽车在高速或下长坡连续制动时，制动器温度即汽车在高速或下长坡连续制动时，制动器温度升高后，与冷态时相比，其制动效能所能维持的程度。升高后，与冷态时相比，其制动效能所能维持的程度。（3）制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性 制动时汽制动时汽车按给定轨迹（直线或预定弯道）行驶，不发生跑偏、车按给定轨迹（直线或预定

3、弯道）行驶，不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。侧滑以及失去转向能力的性能。2021/2/214 第二节第二节 制动时车轮的受力制动时车轮的受力 地面制动力地面制动力:汽车制动时受到与行汽车制动时受到与行驶方向相反、由地面提供的外力驶方向相反、由地面提供的外力,称为地称为地面制动力。面制动力。地面制动力愈大地面制动力愈大,则汽车制动减速度则汽车制动减速度愈大，制动距离也愈短。愈大，制动距离也愈短。2021/2/215 2021/2/216 一、地面制动力一、地面制动力 忽略忽略滚动阻力偶矩滚动阻力偶矩和减速时的和减速时的惯性力惯性力、惯性力偶矩惯性力偶矩。在。在良良好的硬路面好的硬路面上上

4、制动时制动时汽车的受力如图。汽车的受力如图。从力矩从力矩平衡得到平衡得到 Fxb=Tp Fxb r=T式式中中 T制动器摩擦力矩制动器摩擦力矩;Fxb地面制动力地面制动力;Tp车轴对车轮的推力；车轴对车轮的推力；Fz地地面对车轮的法向反力；面对车轮的法向反力；W车轮垂直载荷。车轮垂直载荷。rTFxb2021/2/217 地面制动力地面制动力是是使汽车制动而减使汽车制动而减速行驶的外力速行驶的外力,取决于两个取决于两个摩擦副的摩擦副的摩擦力摩擦力:（1 1）制动器内）制动器内制动摩擦片与制制动摩擦片与制动鼓动鼓或或制动盘间制动盘间的摩擦力的摩擦力;（2 2）轮胎与地面间轮胎与地面间的摩擦力的摩擦

5、力附着力附着力。2021/2/218 二、制动器制动力二、制动器制动力 1.制动器制动力制动器制动力 在轮胎周缘为了克服制动在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力。器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力。它相当于把它相当于把汽车架汽车架离地面离地面,并并踩住制动踏踩住制动踏板板,在在轮胎周缘沿切线轮胎周缘沿切线方向方向推动车轮直至它推动车轮直至它能能转动所需的力转动所需的力。FrTF2021/2/219 2.制动器制动力由制动器制动力由制动器结构参数所决定制动器结构参数所决定,并与并与制动踏板力成正比制动踏板力成正比。2021/2/2110 三、三、地面制动力地面制动力、制制动器

6、制动力动器制动力与与附着力附着力之间之间的关系的关系 在在制动时制动时,分车轮的分车轮的运动为运动为滚动与抱死拖滑两滚动与抱死拖滑两种状况进行分析种状况进行分析:1.1.车轮滚动时车轮滚动时 地面制动力就等于制地面制动力就等于制动器制动力动器制动力,且随踏板力且随踏板力增长成正比地增长，但增长成正比地增长，但它的值不能超过附着力它的值不能超过附着力，即，即2021/2/21112021/2/2112 2.2.车轮抱死拖滑时车轮抱死拖滑时 地面制动力等于附着力。地面制动力等于附着力。制动器制动力制动器制动力由于制动由于制动器摩擦力矩的增长而器摩擦力矩的增长而仍按直线仍按直线关系继续上升关系继续上

7、升。但是。但是,若作用若作用在车轮上的在车轮上的法向载荷为常数法向载荷为常数,地面制动力地面制动力达到附着力后达到附着力后就不就不再增加再增加。2021/2/2113 结论结论:汽车的地面制动力汽车的地面制动力首先首先取决于取决于制动器制动力制动器制动力,但同时但同时又受地面附着条件又受地面附着条件的限制的限制,所以只有汽车具所以只有汽车具有有足够的制足够的制动器制动力动器制动力，同时，同时地面地面又能提供高的又能提供高的附着力时附着力时，才能获，才能获得得足够的地面制动足够的地面制动力力。2021/2/2114 四、硬路面上的附着系数四、硬路面上的附着系数 1.汽车制动过程的三个汽车制动过程

8、的三个阶段阶段 第一阶段第一阶段,车轮接近于车轮接近于纯滚动纯滚动 轮胎花纹在地面上留下的轮胎花纹在地面上留下的印印痕的形状与轮胎花纹基本上一痕的形状与轮胎花纹基本上一致致,此时此时式中式中:uw车轮中心的速度车轮中心的速度;rr0没有车轮制动力时的车轮滚动半径没有车轮制动力时的车轮滚动半径;w车轮的角速度；车轮的角速度；2021/2/21152021/2/2116 第二阶段第二阶段,车轮处于边滚车轮处于边滚边滑状态边滑状态 轮胎花纹的印痕可以辨别轮胎花纹的印痕可以辨别出来出来,但逐渐模糊，轮胎不只但逐渐模糊，轮胎不只是单纯的滚动，胎面与地面发是单纯的滚动，胎面与地面发生一定程度的相对滑动，即

9、地生一定程度的相对滑动，即地面制动力已接近附着力，此时面制动力已接近附着力，此时 随着制动强度随着制动强度的增加，的增加，滑动成分的滑动成分的比例越来越大。比例越来越大。2021/2/2117 第三阶段第三阶段,车轮作完车轮作完全的拖滑全的拖滑 车轮被制动器抱住车轮被制动器抱住,看不看不出花纹的印痕，形成一条粗出花纹的印痕，形成一条粗黑的印痕，此时黑的印痕，此时2021/2/2118 2.2.滑动率滑动率 一般用一般用滑动率滑动率s来说明制动过程中来说明制动过程中滑动成分的多少。滑动成分的多少。滑动率定义为滑动率定义为 在纯滚动时在纯滚动时,滑动率滑动率s0;在纯拖滑时在纯拖滑时,滑动率滑动率

10、s100%;边滚边滑时，边滚边滑时，0s100%。滑动率越大，滑动成分越多。滑动率越大，滑动成分越多。2021/2/2119 （1）地面制动力与滑动率的关系）地面制动力与滑动率的关系 1）制动力系数制动力系数 地面制动力与垂直载荷之比。地面制动力与垂直载荷之比。2）制动力系数曲线制动力系数曲线（s）制动力系数与滑动制动力系数与滑动率间的关系曲线。率间的关系曲线。在不同滑动率时在不同滑动率时,制动制动力系数不同。力系数不同。a.a.峰值附着系数峰值附着系数 制动制动力系数的最大值。力系数的最大值。一般出现在一般出现在s1520%,此时地面制动力最大。此时地面制动力最大。b.b.滑动附着系数滑动附

11、着系数 s100%时的制动力系数。时的制动力系数。bpsb2021/2/21202021/2/2121 （2）侧向力与滑动率的关系）侧向力与滑动率的关系 侧向力系数侧向力系数 轮胎侧向力与垂直载荷之比。轮胎侧向力与垂直载荷之比。实验表明实验表明,滑动率越低滑动率越低,同一侧偏角条件下的侧向力同一侧偏角条件下的侧向力系数越大，即轮胎保持转向、系数越大，即轮胎保持转向、防止侧滑的能力越大。防止侧滑的能力越大。12021/2/2122 结论结论:制动时若能使滑动率制动时若能使滑动率保持在较低值保持在较低值（1520之间）之间）,便便可获得较大的可获得较大的制动力系数与较高的侧向制动力系数与较高的侧向

12、力系数力系数。这样。这样,制动性能最制动性能最好，侧向稳定性也很好。好，侧向稳定性也很好。ABS能实现这个要求，能实现这个要求，能显著地改善汽车在制动能显著地改善汽车在制动时的制动效能与方向稳定时的制动效能与方向稳定性。性。2021/2/2123 （3）附着系数的数值主要取决于）附着系数的数值主要取决于道路的材料道路的材料、路面的状况路面的状况、轮胎的结构轮胎的结构、胎面花纹胎面花纹、轮胎的材料轮胎的材料和和行驶车速行驶车速。2021/2/21242021/2/21252021/2/21262021/2/2127 路面的路面的结构结构对对排水能力排水能力有很大影响。有很大影响。为了增大为了增大

13、潮湿潮湿时的附着能力时的附着能力,路面的路面的宏观结宏观结构构应具有一定的应具有一定的不平度不平度而有而有自动排水自动排水的能的能力力;路面的路面的微观结构微观结构应是应是粗糙粗糙且有一定的且有一定的尖尖锐棱角锐棱角,以以穿透穿透水膜，让路面与胎面水膜，让路面与胎面直接接直接接触触。增大增大轮胎与地面的轮胎与地面的接触面接触面会会提高提高附着附着能力。因此，能力。因此，低气压低气压、宽断面宽断面和和子午线轮子午线轮胎胎的附着系数要较的附着系数要较一般轮胎一般轮胎为高。为高。2021/2/2128 （4）两种附着能力很小的情况两种附着能力很小的情况 刚开始下雨和滑水现刚开始下雨和滑水现象出现时。

14、象出现时。1）刚开始下雨刚开始下雨,路面上只有少量雨水时路面上只有少量雨水时 此时此时,雨水与路面上的尘土、油污相混合，形成粘度高雨水与路面上的尘土、油污相混合，形成粘度高的水液，滚动的轮胎无法排挤出胎面与路面间的水液膜的水液，滚动的轮胎无法排挤出胎面与路面间的水液膜;由由于水液膜的润滑作用，附着性能将大为降低，平滑的路面于水液膜的润滑作用，附着性能将大为降低，平滑的路面有时会同冰雪路面一样滑溜。有时会同冰雪路面一样滑溜。2）滑水现象滑水现象 在某一车速下，积水中行驶的汽车，在某一车速下，积水中行驶的汽车，车轮接地面下动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完车轮接地面下动水压力的升力等于垂直载荷

15、时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触，这种现象叫做滑水全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触，这种现象叫做滑水现象。现象。动水压力动水压力 高速滚动的车轮迅速排挤水层，由于惯性，高速滚动的车轮迅速排挤水层，由于惯性，接触区的前部水中产生动压力，其值与车速的平方成正比。接触区的前部水中产生动压力，其值与车速的平方成正比。滑水现象滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力，影响汽车的减小了轮胎与地面的附着能力，影响汽车的制动、转向等性能。制动、转向等性能。2021/2/21292021/2/21302021/2/21312021/2/2132授课章节授课章节:5.3汽车的制动效能及其恒定性汽车的制动效能

16、及其恒定性 目的要求：目的要求：掌握掌握制动效能的制动效能的评价指标评价指标;了解了解对对制动距离制动距离的分析的分析;了解了解影响影响制动效能恒定性制动效能恒定性的因素。的因素。重点难点：重点难点：制动效能的评价指标制动效能的评价指标参考书目：参考书目：余志生余志生.汽车理论汽车理论.P102-108.P102-1082021/2/2133 第三节第三节 汽车的制动效能及其恒定性汽车的制动效能及其恒定性 评定制动效能的指标评定制动效能的指标 制动距离制动距离s和制动减速和制动减速度度ab。一、制动距离与制动减速度一、制动距离与制动减速度 1.制动距离制动距离 制动距离制动距离 指的是汽车速度

17、为指的是汽车速度为u0时时,从驾驶员开从驾驶员开始操纵制动控制装置到汽车完全停住为止所驶过的距离。始操纵制动控制装置到汽车完全停住为止所驶过的距离。制动距离与汽车制动时的制动距离与汽车制动时的起始速度、制动踏板力、起始速度、制动踏板力、制动器的热状况和路面状况有关。制动器的热状况和路面状况有关。一般是在一般是在一定起始速度一定起始速度（空挡）（空挡）,制动器的制动器的温度为温度为100以下以下的的冷试验条件下冷试验条件下（路面平坦、良好干燥、（路面平坦、良好干燥、清洁）清洁）测得的测得的。2021/2/2134 2.制动减速度制动减速度 是制动时车速对时间的导数。是制动时车速对时间的导数。制动

18、减速度是检验汽车制动效能的基本指标之一制动减速度是检验汽车制动效能的基本指标之一,其大其大小直接影响制动距离的长短。小直接影响制动距离的长短。如允许前后车轮同时抱死如允许前后车轮同时抱死,则则如装有理想的如装有理想的ABSABS系统，则系统，则2021/2/2135 （1）我国行业标准采用）我国行业标准采用平均减速度来评价制动平均减速度来评价制动效能效能,即即 （2）ECER13和我国国标采用的是和我国国标采用的是充分发出的充分发出的减速度减速度评价制动效能评价制动效能,即即2021/2/2136 二、制动距离的分析二、制动距离的分析（设附着系数不变）（设附着系数不变）1.驾驶员反应时间驾驶员

19、反应时间 （0.31.0s）从驾驶员接从驾驶员接到紧急停车信号到踩着踏板所经过的时间。到紧急停车信号到踩着踏板所经过的时间。=+式中式中:接到紧急接到紧急停车信号后停车信号后,意识到应进意识到应进行紧急制动所需时间行紧急制动所需时间;移动移动右脚右脚,踩着踏板所踩着踏板所需时间。需时间。1111112021/2/21372021/2/2138 2.2.制动器的作用时间制动器的作用时间 （0.20.9s）从驾从驾驶员踩着踏板到制动减速度达到最大值所需时间。驶员踩着踏板到制动减速度达到最大值所需时间。=+式中式中:驾驶员驾驶员踩着踏板到地面制动踩着踏板到地面制动力起作用所需时间（消力起作用所需时间

20、（消除制动器间隙）除制动器间隙）;制动制动器制动力增长过程器制动力增长过程所需时间。所需时间。2222222021/2/2139 3.持续制动时间持续制动时间 制动减速度维持不变所制动减速度维持不变所持续的时间。持续的时间。由由e到到f为持续制动时间为持续制动时间,其减速度基本不变。其减速度基本不变。4.放松制动器时间放松制动器时间 （0.21.0s）驾驶员驾驶员松开踏板到制动力完全消除所需时间。松开踏板到制动力完全消除所需时间。342021/2/2140 5.制动的全过程分制动的全过程分四个阶段四个阶段:驾驶员见到信号驾驶员见到信号后作出行动反应、制动器起作用、持续制动和放松后作出行动反应、

21、制动器起作用、持续制动和放松制动器。制动器。6.制动距离是制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的开始踩着制动踏板到完全停车的距离。它包括制动器起作用和持续制动两个阶段中距离。它包括制动器起作用和持续制动两个阶段中汽车驶过的距离汽车驶过的距离s s2 2和和s s3 3。2021/2/2141 结论结论:决定汽车制动距离的决定汽车制动距离的主要因素是主要因素是:制动器起制动器起作用的时间作用的时间、最大制动减速度最大制动减速度即即附着力附着力（或最大（或最大制动器制动力制动器制动力）以及）以及起始制动起始制动车速车速。附着力附着力（或（或制动器制动力制动器制动力）越大、）越大、起始车速起始车速越

22、低越低,制动距离制动距离越短。越短。真正使汽车减速停车真正使汽车减速停车的是持续制动时间的是持续制动时间,但但制动器制动器起作用时间对制动距离的影响是不小的起作用时间对制动距离的影响是不小的。制动器起作用。制动器起作用时间与时间与制动系的结构形式制动系的结构形式有密切的关系。有密切的关系。放松制动器时间放松制动器时间会影响随后会影响随后起步行驶的时间起步行驶的时间。另。另外，因外，因车轮抱死车轮抱死而使而使汽车失去控制汽车失去控制，驾驶员采取措，驾驶员采取措施放松施放松制动踏板时制动踏板时，又会使，又会使制动力制动力不能不能完全释放。完全释放。2021/2/2142 三、三、制动效能的恒定性制

23、动效能的恒定性 1.制动器的热衰退制动器的热衰退 温度升高后温度升高后,制动器摩擦系数制动器摩擦系数下降下降,摩擦力矩会显著减小，从而使制动效能显著下降，摩擦力矩会显著减小，从而使制动效能显著下降，这种现象称为制动器的热衰退。这种现象称为制动器的热衰退。2.制动器的水衰退现象制动器的水衰退现象 制动器被水浸湿，制动效制动器被水浸湿，制动效能也会降低，这种现象称为水衰退现象。能也会降低，这种现象称为水衰退现象。制动效能的恒定性主要指的是行车制动系统抗热衰制动效能的恒定性主要指的是行车制动系统抗热衰退的性能。退的性能。3.影响制动器影响制动器抗热衰退性能的因素抗热衰退性能的因素 （1）影响制动器抗

24、热衰退性能的因素是影响制动器抗热衰退性能的因素是:制动器摩制动器摩擦副材料以及制动器结构。擦副材料以及制动器结构。热衰退热衰退是目前制动器是目前制动器不可避免的现象不可避免的现象，只是，只是程度上程度上有所差别有所差别。2021/2/2143 （2）常用）常用制动效能因制动效能因数数与与摩擦因数摩擦因数的的关系曲关系曲线线来说明各种来说明各种类型制动类型制动器的效能及其稳定程度器的效能及其稳定程度。4.衡量制动器抗热衡量制动器抗热衰退性能的指标衰退性能的指标 用一用一系列连续制动时制动效系列连续制动时制动效能指标占冷制动时效能能指标占冷制动时效能的百分数来衡量。的百分数来衡量。2021/2/2

25、144授课章节授课章节:5.4 制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性 5.5 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系 目的要求：目的要求：掌握掌握有关有关概念概念;掌握掌握制动制动跑偏跑偏、制动、制动侧滑侧滑、前轮、前轮失去转向能力失去转向能力的的原原因和后果因和后果及三者之间的关系及三者之间的关系;熟练掌握熟练掌握制动过程可能出现的制动过程可能出现的三种情况三种情况。重点难点：重点难点：有关概念有关概念；制动跑偏制动跑偏、后轮侧滑后轮侧滑和和前轮失去转向能力前轮失去转向能力的的原因及三者原因及三者之间的关系之间的关系；制动过程制动过程可能可能出现的三种情况出现的三种

26、情况；参考书目：参考书目：余志生余志生.汽车理论汽车理论.P102-108.P102-1082021/2/2145 第四节第四节 制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性 制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性（automobile directional stability during braking）制动时汽车按给定轨迹行驶制动时汽车按给定轨迹行驶,不不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。用制动时汽车按用制动时汽车按给定路径行驶的能力给定路径行驶的能力来评价。来评价。一、一、制动跑偏制动跑偏 二、二、制动时后轴侧滑与制动时后轴侧滑与 前轴

27、转向能力的丧失前轴转向能力的丧失2021/2/2146 一、制动跑偏一、制动跑偏 1.制动跑偏定义制动跑偏定义:汽车制动时未按原定方向行驶汽车制动时未按原定方向行驶,而是自而是自动向左或向右偏驶。动向左或向右偏驶。2.制动跑偏的主要原因制动跑偏的主要原因:汽车汽车左右车轮左右车轮制动器制动力制动器制动力不相等和不相等和结构问题。结构问题。2021/2/2147 （1 1）汽车）汽车左右车轮左右车轮,特别是特别是左右转向轮左右转向轮制动器制动器制制动力动力不相等。不相等。是制造和调整误差造成的是制造和调整误差造成的,向左或向右跑偏，要据具体向左或向右跑偏，要据具体情况而定。对于具有正主销偏移距的

28、汽车来说，向情况而定。对于具有正主销偏移距的汽车来说，向制动器制制动器制动力大的一方动力大的一方跑偏。跑偏。2021/2/21482021/2/2149 1）制动器制动力）制动器制动力不相等度不相等度Fr 试验证明试验证明:不相等度不相等度越大越大,制动跑偏制动跑偏越厉害越厉害;方向盘撒手方向盘撒手,制制动动跑偏越厉害跑偏越厉害;后轮制动抱死后轮制动抱死时，时，制动跑偏越厉害制动跑偏越厉害。2）航向角（偏航角）航向角（偏航角）制动时汽车纵轴线与原制动时汽车纵轴线与原定行驶方向的夹角。定行驶方向的夹角。我国我国GB 7258GB 725820042004规定规定:前轴前轴的的不相等度不相等度不应

29、大于不应大于20，后轴后轴的不应大于的不应大于24。（2）结构问题结构问题 制动时制动时悬架导向杆系悬架导向杆系与与转向系拉转向系拉杆杆在运动学上在运动学上不协调不协调。这是这是设计设计造成的，制动时汽车总是造成的，制动时汽车总是向一个方向跑偏向一个方向跑偏。2021/2/21502021/2/21512021/2/21522021/2/2153 二、制动时二、制动时后轴侧滑后轴侧滑与与前轴转向能力前轴转向能力的丧失的丧失 1.制动侧滑制动侧滑 是指汽车制动时某一轴的车轮或两轴的车轮是指汽车制动时某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象。发生横向滑动的现象。（1）制动侧滑危害制动侧滑危害:在

30、高速制动时的在高速制动时的后轴侧滑后轴侧滑,会使汽车发生会使汽车发生不规则的急剧不规则的急剧回转运动回转运动而而部分或完全失去控制部分或完全失去控制（俗称甩尾）。俗称甩尾）。（2）制动侧滑制动侧滑原因原因:由于由于车轮抱死后拖滑车轮抱死后拖滑,无法抵抗无法抵抗侧向干扰力造成的。侧向干扰力造成的。（3）制动）制动跑偏跑偏和制动和制动侧滑侧滑的的联系联系:严重的跑偏会引起后轴的侧滑，容易发生侧滑的汽车严重的跑偏会引起后轴的侧滑，容易发生侧滑的汽车也加剧跑偏。也加剧跑偏。单纯制动跑偏单纯制动跑偏时时后轮沿前轮后轮沿前轮轨迹运动。制动轨迹运动。制动跑偏引跑偏引起制动侧滑时起制动侧滑时前后轮的前后轮的行

31、驶轨迹不重合行驶轨迹不重合。2021/2/21542021/2/2155 2.前轮失去转向能力前轮失去转向能力 定义定义:是指是指弯道制动弯道制动时汽车不再按原来的时汽车不再按原来的弯道行驶弯道行驶而而沿弯道切线方向驶出沿弯道切线方向驶出;直线行驶制动时直线行驶制动时,虽然虽然转转动方向盘动方向盘,但汽车但汽车仍然按直线方向行驶仍然按直线方向行驶的现象。的现象。原因原因:前轮抱死时前轮抱死时，不能产生，不能产生地面侧向地面侧向反作用力，汽车无反作用力，汽车无法法按弯道行驶按弯道行驶。2021/2/2156 3.制动时制动时后轴侧滑后轴侧滑与与前轴转向能力前轴转向能力丧失的关丧失的关系系 （1）

32、试验结果分析试验结果分析 试验表明（弯道试验类似）试验表明（弯道试验类似）:制动制动过程中过程中,若是若是只有前轮抱死只有前轮抱死或或前轮先抱死拖滑前轮先抱死拖滑,汽汽车基本上车基本上沿直线向前行驶沿直线向前行驶;处于稳定状态处于稳定状态，但，但丧失转向能力丧失转向能力。若若后轮比前轮后轮比前轮提前提前一定时间一定时间先先抱死拖滑抱死拖滑，且，且车速超车速超过某一数值时过某一数值时，汽车在轻微的，汽车在轻微的侧向力作用侧向力作用下就会下就会发生侧滑，发生侧滑，汽车汽车处于不稳定状态处于不稳定状态。路面路面越滑、越滑、制动距离制动距离和和制动时间制动时间越越长，长，后轴侧滑后轴侧滑越剧烈。越剧烈

33、。后轴侧滑后轴侧滑将引起汽车将引起汽车剧烈的回转运动剧烈的回转运动，严重时可，严重时可使汽使汽车调头车调头，汽车，汽车处于不稳定状态处于不稳定状态。2021/2/2157 1）制动时）制动时只有后轮只有后轮抱死拖滑抱死拖滑,前轮仍在滚动前轮仍在滚动 后轴后轴发生侧滑发生侧滑,且且随着车随着车速的提高速的提高，侧滑程度，侧滑程度加剧加剧。2）制动时）制动时只有前轮只有前轮抱死拖滑，后轮仍在滚抱死拖滑，后轮仍在滚动动 汽车基本上汽车基本上维持直线行维持直线行驶驶，但，但前轮抱死后前轮抱死后，汽车将汽车将失去转向能力失去转向能力。2021/2/2158 3）前后轮抱死拖滑的）前后轮抱死拖滑的次序次序

34、和和时间间隔不同时间间隔不同 若若前轮前轮比比后轮后轮提前抱死拖滑（此时提前抱死拖滑（此时丧失转向能力丧失转向能力）,或或后轮后轮比比前轮先抱死拖滑前轮先抱死拖滑时间时间小于某一值小于某一值t,则汽车则汽车基本上按直线行驶基本上按直线行驶;若若后轮后轮比比前轮先抱死拖滑前轮先抱死拖滑时间超过时间超过t，后轴将发生严重的侧滑后轴将发生严重的侧滑。2021/2/2159 4）起始车速起始车速和和附着系数附着系数的影响的影响 只有只有起始车速起始车速超过超过一定值时一定值时,后轴才会后轴才会发生严重的发生严重的侧滑侧滑。路面越滑路面越滑,侧滑越严重，缘于制动时间的增加。侧滑越严重，缘于制动时间的增加

35、。2021/2/2160 （2）两种制动情况两种制动情况的受力分析的受力分析 1）前轮抱死拖滑前轮抱死拖滑后轮后轮仍在滚动仍在滚动 汽车汽车处于稳定状态处于稳定状态。2021/2/2161 2）后轮后轮抱死拖滑抱死拖滑前轮前轮仍在滚动仍在滚动 汽车处于不稳定状态。汽车处于不稳定状态。2021/2/2162 （3）制动时）制动时后轴侧滑后轴侧滑与与前轴转向能力丧失前轴转向能力丧失的的关系关系 制动时制动时若后轴车轮比前轴车轮若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖滑先抱死拖滑,在一定车速下在一定车速下,就可能就可能发生后轴侧滑发生后轴侧滑。若能使。若能使前、前、后轴车轮同时后轴车轮同时抱死或抱死或前轴车轮先

36、抱死前轴车轮先抱死，后轴车轮，后轴车轮再抱死或不抱死再抱死或不抱死，则能，则能防止后轴侧滑防止后轴侧滑。但前轴车但前轴车轮抱死后轮抱死后将将失去转向能力失去转向能力。2021/2/21632021/2/21642021/2/2165 从保证从保证汽车方向稳定性汽车方向稳定性的角度出发的角度出发,首先首先不能出现不能出现只有只有后轴车轮抱死后轴车轮抱死或或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况,以以防止防止危险的危险的后轴侧滑后轴侧滑;其次其次，尽量少出现只有前轴车轮抱死或前尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后车轮都抱死的情况后车轮都抱死的情况，以维持汽车的，以维持汽车的转向

37、能力转向能力。最理想最理想的的情况就是情况就是防止任何车轮抱死防止任何车轮抱死，前、后车轮，前、后车轮都处于滚动状态都处于滚动状态，这样就可以这样就可以确保制动时的方向稳定性确保制动时的方向稳定性。2021/2/2166 第五节第五节 前、后制动器制动力的比例关系前、后制动器制动力的比例关系 对于一般汽车对于一般汽车,当制动器制动力足够时当制动器制动力足够时,制动过程可制动过程可能出现如下三种情况能出现如下三种情况:1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑 稳定稳定工况，丧失工况，丧失转向能力转向能力，附着条件，附着条件没有充分利用没有充分利用;2）后轮先抱死拖滑，

38、然后前轮抱死拖滑后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑 后轴后轴可能出现可能出现侧滑侧滑，不稳定不稳定工况，附着条件工况，附着条件没有充分利用没有充分利用;3）前、后轮同时抱死拖滑前、后轮同时抱死拖滑 稳定稳定工况，前转向轮工况，前转向轮只有在最大制动强度只有在最大制动强度下才使汽车下才使汽车失去失去转向转向能能力力，附着条件利用情况较好附着条件利用情况较好。结论结论:前、后制动器前、后制动器制动力分配的比例制动力分配的比例将影响汽车制动时的将影响汽车制动时的方向稳定性方向稳定性和和附着条件利用程度附着条件利用程度。2021/2/21672021/2/2168 一、地面对前、后车轮的法向反作用力一、

39、地面对前、后车轮的法向反作用力 忽略汽车的忽略汽车的滚动阻力偶矩滚动阻力偶矩、空气阻力空气阻力以及旋转质量减以及旋转质量减速时产生的速时产生的惯性力偶矩惯性力偶矩,且且附着系数附着系数为为一定值一定值,汽车在汽车在水平路水平路面面上制动时的上制动时的受力如图受力如图。对后轮接地点取力矩得对后轮接地点取力矩得对前轮接地点取力矩得对前轮接地点取力矩得2021/2/2169令令 du/dt=zgdu/dt=zg（z z制动强度制动强度）则则地面地面法相法相反作用力为反作用力为 F FZ1Z1=G(b+zh=G(b+zhg g)/L)/L F FZ2Z2=G(a-zh=G(a-zhg g)/L)/L

40、由此可见由此可见,地面法向反地面法向反力与制动强度有关。力与制动强度有关。当前、后轮都抱死当前、后轮都抱死有有即即 Z=Z=2021/2/2170则则地面法向反力为地面法向反力为式中式中:Fz1地面对前轮的法向反作用力地面对前轮的法向反作用力,N;Fz2地面对后轮的法向反作用力地面对后轮的法向反作用力,N;a质心距前轴距离；质心距前轴距离；b质心距后轴距离；质心距后轴距离；G汽车重力；汽车重力；L轴距；轴距；附着系数。附着系数。结论结论:当前、后轮都抱死时，地面法向反力与当前、后轮都抱死时，地面法向反力与附着系数有关。附着系数有关。2021/2/21712021/2/2172 二、理想的前、后

41、制动器制动力分配曲线二、理想的前、后制动器制动力分配曲线 1.理想的前、后轮制动器制动力分配曲线理想的前、后轮制动器制动力分配曲线 制制动时前、后车轮同时抱死时的前、后轮制动器制动动时前、后车轮同时抱死时的前、后轮制动器制动力的关系曲线力的关系曲线,简称简称I曲线。曲线。2.制动时前、后车轮同时抱死的充要条件制动时前、后车轮同时抱死的充要条件 前、后轮制动器制动力之和等于附着力前、后轮制动器制动力之和等于附着力,并且并且前、前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力。后轮制动器制动力分别等于各自的附着力。设前、后车轮设前、后车轮同时抱死时同时抱死时，前、后轮，前、后轮制动器制动器制动力为制动力为

42、 和和 ，有，有F1F22021/2/2173或或即即得得 2021/2/2174 3.I曲线上的任一点代曲线上的任一点代表了表了在某一附着系数的路面在某一附着系数的路面上上,前、后车轮同时抱死时前、后车轮同时抱死时前、前、后制动器制动力应达到的数后制动器制动力应达到的数值。值。4.车轮同时抱死时车轮同时抱死时 所以所以I曲线也是曲线也是车轮同时抱死时车轮同时抱死时 和和 以及以及F Fxb1xb1和和F Fxb2xb2 的关系曲线。的关系曲线。F1F22021/2/2175 三、具有三、具有固定比值固定比值的前、后制动器的前、后制动器制动力制动力与与同步附同步附着系数着系数 1.制动器制动力

43、分配系数制动器制动力分配系数（）对于前、后制动对于前、后制动器制动力之比为一固定值的两轴汽车器制动力之比为一固定值的两轴汽车,其前制动器制动力其前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比与汽车总制动器制动力之比,称为制动器制动力分配系数。称为制动器制动力分配系数。式中式中:F1前制动器制动力前制动器制动力;F汽车总制动器制动力，汽车总制动器制动力，F=F1+F2，F2为制动器制动力。为制动器制动力。2021/2/2176 2.实际前、后制动器制动力分配线实际前、后制动器制动力分配线（线）线）前、后制动器制动力之比为一固定值的两轴汽车前、后制动器制动力之比为一固定值的两轴汽车,其后制动其后制动器制动

44、力与前制动器制动力之间为一直线关系器制动力与前制动器制动力之间为一直线关系,这条直线称这条直线称为实际前、后制动器制动力分配线，简称为实际前、后制动器制动力分配线，简称 线。线。3.同步附着系数同步附着系数 线与线与I曲线交点处的曲线交点处的附着系数为同步附着系数。附着系数为同步附着系数。结论结论:前、后制动器制动力为前、后制动器制动力为固定比值的汽车固定比值的汽车，只有，只有在在一种附着系数一种附着系数，即，即同步附着系数路面上制动时才能使前、后同步附着系数路面上制动时才能使前、后车轮同时抱死。车轮同时抱死。同步附着系数是由同步附着系数是由汽车结构参数决定汽车结构参数决定的、反映的、反映汽车

45、制动汽车制动性能性能的一个参数。的一个参数。4.临界减速度临界减速度 线与线与I曲线交点处所对应的曲线交点处所对应的制动减速度称为临界减速度。制动减速度称为临界减速度。02021/2/21772021/2/21782021/2/2179 四、前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面四、前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析上制动过程的分析 1.f f线组线组 是后轮没有抱死是后轮没有抱死,在各种在各种 值路面上前轮抱死值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。时的前、后地面制动力关系曲线。2.r r线组线组 是前轮没有抱死是前轮没有抱死,在各种在各种 值路面上

46、后轮抱死值路面上后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。时的前、后地面制动力关系曲线。f线组的推导如下线组的推导如下 2021/2/21802021/2/2181 3.前、后制动器制动力具有固定比值的汽车前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各在各种路面上制动过程的分析种路面上制动过程的分析 结论结论:1）线位于线位于I曲线下方曲线下方 制动时总是前轮先抱死。制动时总是前轮先抱死。前轮先抱死虽前轮先抱死虽是一种稳定工况是一种稳定工况,但但丧失转向能力。丧失转向能力。2）线位于线位于I曲线上方曲线上方 制动时总是后轮先抱死制动时总是后轮先抱死,因而因而容易发生后轴侧滑使汽车容易发生后轴侧滑使汽车失

47、去方向稳定性。失去方向稳定性。3）线与线与I曲线相交处曲线相交处 在制动时汽车的前、后轮将同时抱死，此时也是一种稳在制动时汽车的前、后轮将同时抱死，此时也是一种稳定工况，但也失去转向能力。定工况，但也失去转向能力。这类汽车在这类汽车在设计中常使设计中常使 偏大，以防在一般道路偏大，以防在一般道路上制动时出现上制动时出现 的情况。的情况。000002021/2/21822021/2/2183 五、利用附着系数与制动效率五、利用附着系数与制动效率 1.应当以即将应当以即将出现车轮抱死但还没有任何车轮出现车轮抱死但还没有任何车轮抱死时的制动减速度作为汽车能产生的最高制动抱死时的制动减速度作为汽车能产

48、生的最高制动减速度。减速度。2.汽车汽车以一定减速度制动时以一定减速度制动时,除去制动强度除去制动强度z 以外以外,不发生车轮抱死所要求的（最小）路面附着不发生车轮抱死所要求的（最小）路面附着系数总大于其制动强度。系数总大于其制动强度。3.利用附着系数（又称为被利用的附着系数）利用附着系数（又称为被利用的附着系数）其定义为其定义为 02021/2/2184式中式中,Fxbi对应于制动强度对应于制动强度z,汽车第汽车第i轴产轴产生的地面制动力生的地面制动力;Fzi制动强度为制动强度为z时，地面对第时，地面对第i轴的轴的法向反力法向反力;第第i轴对应于制动强度轴对应于制动强度z的利用附的利用附着系

49、数。着系数。结论结论:利用附着系数利用附着系数越接近制动强度越接近制动强度，地面的地面的附着条件发挥得越充分附着条件发挥得越充分，汽车，汽车制动制动力分配的合理程度越高。力分配的合理程度越高。i2021/2/2185 4.通常通常以利用附以利用附着系数与制动强度的着系数与制动强度的关系曲线关系曲线来描述汽车来描述汽车制动力分配的合理性。制动力分配的合理性。最理想的最理想的情况情况是是利用附着系数总是等利用附着系数总是等于制动强度于制动强度这一关系。这一关系。前、后制动力分前、后制动力分配曲线与利用附着系配曲线与利用附着系数曲线数曲线是一一对应的。是一一对应的。2021/2/2186 5.前轮或

50、后轮提前抱死时前轮或后轮提前抱死时,前轴和后轴的利用附前轴和后轴的利用附着系数着系数 （1）前轮提前抱死时前轮提前抱死时,前轴的利用附着系数前轴的利用附着系数 设汽车前轮刚要抱死或前、后轮同时刚要抱死时设汽车前轮刚要抱死或前、后轮同时刚要抱死时产生的减速度为产生的减速度为du/dt=zgdu/dt=zg，则，则而而故故2021/2/2187 （2）后轮提前抱死时后轮提前抱死时,后轴的利用附着系数后轴的利用附着系数 同理同理,后轴的利用附着系数后轴的利用附着系数可求得如下可求得如下故故2021/2/2188 6.制动效率制动效率 车轮将要抱死时的制动强度与被车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着