汽車制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)

1、汽 車 制 動(dòng) 性 能 的 評(píng) 價(jià) 指 標(biāo) 制動(dòng)效能 制動(dòng)效能是指汽車迅速降低行駛速度直至停車的能力，是制動(dòng)性能最基本的評(píng)價(jià) 指標(biāo)。他是由制動(dòng)力、制動(dòng)減速度、制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)的。 汽車在制動(dòng)過(guò)程中人為地使汽車受到一個(gè)與其行駛方向相反的外力，汽車在受 外力作用下迅速地降低車速至停車，這個(gè)外力稱為汽車的制動(dòng)力。 圖4 一 1為汽車在良好的路面上制動(dòng) 圖4 1制動(dòng)時(shí)車輪受力 時(shí)的車輪受力圖，圖中耳為車輪制動(dòng)器 的摩擦力矩，兀為汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣 性力矩，寫 車輪的滾動(dòng)阻力矩，F(xiàn)為 車軸對(duì)車輪的推力，G為車輪的垂直載 荷，碼 是地面對(duì)車輪的法向反作用 力。 制動(dòng)力耳可寫為: 式中：r車輪半徑。

2、地面制動(dòng)力是汽車制動(dòng)時(shí)地面作用于車輪外力，值取決于車輪的半徑與 制動(dòng)器的摩擦力矩兀，但其極限值受到輪胎與地面間附著力 瞪的限制。 在輪胎周緣克服車輪制動(dòng)器摩擦力矩所需的力稱為制動(dòng)器制動(dòng)力 即 車輪制動(dòng)器（制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓相對(duì)滑轉(zhuǎn)時(shí)）的摩擦力矩。在制動(dòng)工程中滾動(dòng)阻力矩 與 ，慣性 力矩兀相對(duì)較小時(shí)可忽略不計(jì)。 地面 T 式中：戶 制動(dòng)器制動(dòng)力用少取決于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)、型式與尺寸大小，制動(dòng)器摩擦副系數(shù)和車輪 半徑。一般情況下其數(shù)值與制動(dòng)踏板成正比，即與制動(dòng)系的液壓或氣壓大小成線性關(guān) 系。對(duì)于機(jī)構(gòu)、尺寸一定的制動(dòng)器而言，制動(dòng)器動(dòng)力主要取決于制動(dòng)踏板與摩擦副的 表面狀況，如接觸面積大小，表面有無(wú)油污等。 圖

3、4- 2是在不考慮附著系數(shù)卩 變化的制動(dòng)過(guò)程，地面制動(dòng)力 及附著力必隨制動(dòng)系的壓力（液 壓或氣壓）的變化關(guān)系。 車輛制動(dòng)時(shí)，車輪有滾動(dòng)或抱死 滑移兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)制動(dòng)踏板力 耳（礙 Y 禺）較小時(shí)，踏板力和制 動(dòng)摩擦力矩不大，地面與輪胎摩擦力 即地面制動(dòng)力盡足以克服制動(dòng)器 摩擦力矩使車輪滾動(dòng)。車輪滾動(dòng)時(shí)的 地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力及附著力之 地面制動(dòng)力等于制動(dòng)器制動(dòng)力 間的關(guān)系 （禺二耳）時(shí)，且隨踏板力碼 的增長(zhǎng)成正比增長(zhǎng)。 大值不可超過(guò)附著力，即但當(dāng)制動(dòng)踏板力理=禺 時(shí)地面制動(dòng)力 理 等于附著力聲=禺時(shí)，車輪即抱 死不轉(zhuǎn)而出現(xiàn)拖滑現(xiàn)象，顯然，地面制動(dòng)力 理 受輪胎與路面附著條件的限制，其最

4、當(dāng)車輪抱死而拖滑后，隨著制動(dòng)踏板力繼續(xù)增大（F ??；），制動(dòng)器制動(dòng)力用嚴(yán) 由于制動(dòng)器摩擦力矩的增長(zhǎng)而直線上升，當(dāng)?shù)孛嬷苿?dòng)力理 長(zhǎng)。 件吒 的限制。所以汽車制動(dòng)時(shí)必須具有足夠的制動(dòng)器制動(dòng)力 同時(shí)路面又能提供高的附著力，才能獲得足夠的地面制動(dòng)力。 由上述分析可知，制動(dòng)器制動(dòng)力是評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)性能的最本指標(biāo)之一。通過(guò)對(duì)制 動(dòng)力的檢測(cè)，不僅可以測(cè)得各車輪的制動(dòng)力的大小，還可了解汽車前后軸制動(dòng)力合理 分配，以及各軸兩側(cè)輪制動(dòng)力平衡狀況。若同時(shí)測(cè)得制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間便能全面的檢驗(yàn)車 輛的制動(dòng)性能。 在試驗(yàn)臺(tái)檢驗(yàn)車輪制動(dòng)時(shí)，與車輛行駛中情況類似，車輪也會(huì)出現(xiàn)兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 一種是，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)試驗(yàn)臺(tái)將測(cè)得與制

5、動(dòng)踏板力相應(yīng)的最大車輪制動(dòng)力（等 于制動(dòng)器制動(dòng)力）；另一種是車輪處于停轉(zhuǎn)（試驗(yàn)臺(tái)滾筒相對(duì)車輪輪胎滑轉(zhuǎn)）狀態(tài), 此時(shí)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)得的車輪制動(dòng)力（相當(dāng)于前述的地面制動(dòng)力）將等于輪胎與試驗(yàn)臺(tái)滾筒 之間的附著力。往往小于車輪制動(dòng)器制動(dòng)力，而無(wú)法測(cè)得車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的最大值。 因?yàn)楦街Υ笮『洼喬ヅc滾筒之間的正壓力及附著系數(shù)有關(guān)。 正壓力與軸荷大小，以及車輪在試驗(yàn)臺(tái)上與滾筒之間的安置角有關(guān)，在試驗(yàn)檢測(cè) 時(shí)該軸荷多半是車輛空載狀態(tài)。為排除這種檢測(cè)的不確切性，在 GB7258 2003，機(jī) 動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件內(nèi)規(guī)定可通過(guò)增加相應(yīng)車軸上的附加質(zhì)量和作用力來(lái)獲得足 夠的附著力。 制動(dòng)距離與行車安全有直接關(guān)系，而且

6、最直觀。駕駛員可按預(yù)計(jì)停車地點(diǎn)的來(lái)控 制制動(dòng)強(qiáng)度，故政府職能部門通常按制動(dòng)距離的要制定安全法規(guī)。達(dá)到極限值瞪后不再增 因此，地面制動(dòng)力碼首先取決于制動(dòng)器制動(dòng)力乙 但同時(shí)又受到地面附著條 （制動(dòng)器摩擦力矩）， 制動(dòng)減速度j與地面制動(dòng)力兀及車輛總質(zhì)量有關(guān)，以下式表示: 式中：G汽車總重力; g重力加速度; “一一汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。 對(duì)某一具體車輛而言，制動(dòng)減速度與地面制動(dòng)力是等效的。因此也常用制動(dòng)減速 度作為評(píng)價(jià)制動(dòng)效能的指標(biāo)。制動(dòng)減速度在一次制動(dòng)過(guò)程中是變化的，如圖所示。當(dāng) 車輛制動(dòng)到全部車輪抱死滑移時(shí)，回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 占 等于1,而此時(shí)地面制動(dòng)力 Fmm，由此可得最大減速度: 通常，車輛

7、檢測(cè)時(shí)用平均減速度或最大減速度作為制動(dòng)效能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在我國(guó) 的安全法中則采取充分發(fā)出的平均減速度 MFDD （Mean Fully Development Deceleration) 皿凡心 （m/s） ，車輛速度，km/h ； % 制動(dòng)初速度；km/h 充分發(fā)揮的平均減速度MFDD的表達(dá)式可通過(guò)舞體運(yùn)動(dòng)過(guò)程功能平衡的原理推導(dǎo) 得到。當(dāng)汽車由制動(dòng)初速度經(jīng)制動(dòng)到的過(guò)程中，其動(dòng)能變化為2 剛 應(yīng)等于地面制動(dòng)力對(duì)汽車做的阻力功曲，即: 圖4 3制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)減速度變化 式中：m汽車的總質(zhì)量; 制動(dòng)過(guò)程的平均減速度。 式中：咚 8%，車輛速度，km/h ； 在速度 %和眄 之間車輛駛過(guò)的距離（m）；

8、 在速度 %和耳 之間車輛事故的距離（m）。 上式可簡(jiǎn)化為: 同理，當(dāng)車輛由制動(dòng)初速度經(jīng)制動(dòng)減速達(dá)到巧 的過(guò)程，有計(jì)算式: 為簡(jiǎn)化起見(jiàn)假設(shè)制動(dòng)過(guò)程中車輛的平均減速度是相同的，則上面兩式可合并得: 式中：乞、咋 的單位為km/h，若以基本單位進(jìn)行運(yùn)算則應(yīng)乘系數(shù)1/,將上式整 理得: 當(dāng)制動(dòng)過(guò)程比較穩(wěn)定，制動(dòng)減速度比較穩(wěn)定也可以認(rèn)為充分發(fā)出的平均減速度是 采樣時(shí)段的平均減速度即為: 式中G為汽車速度由降至耳 所用時(shí)間。 制動(dòng)過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間即制動(dòng)時(shí)間，很少作為單純的評(píng)價(jià)指標(biāo)。但是作為分析 制動(dòng)過(guò)程和評(píng)價(jià)制動(dòng)效能又是不可缺少的參數(shù)。如對(duì)于同一型號(hào)的兩輛汽車產(chǎn)生同樣 的制動(dòng)力所經(jīng)歷的時(shí)間不同，在兩輛汽

9、車的制動(dòng)距離就可能相差很大，對(duì)行駛安全將 產(chǎn)生不同效果。因此通常把制動(dòng)時(shí)間作為一輔助的評(píng)價(jià)指標(biāo)。制動(dòng)過(guò)程各階段的時(shí)間 分布大致如圖所示。圖中所示時(shí)間tl為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，從接受制動(dòng)信號(hào)到腳踩到制動(dòng) 踏板為止，一般需要。該時(shí)間車輛按原車速繼續(xù)行駛；t2為制動(dòng)器作用時(shí)間（又稱制 動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間）。一般為-主要取決于駕駛員踩制動(dòng)踏板的速度和制動(dòng)系的形式和結(jié)構(gòu), 該期間制動(dòng)減速度逐漸增大，直至達(dá)到最大制動(dòng)減速度； t3為持續(xù)制動(dòng)時(shí)間，該期間制 動(dòng)減速度基本不變；t4為制動(dòng)釋放時(shí)間，一般在-之間。 制動(dòng)抗熱衰退性汽車制動(dòng)抗熱衰退性能是指汽車高速制動(dòng)， 短時(shí)間內(nèi)重復(fù)制動(dòng)或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能的 熱穩(wěn)定性。

10、因?yàn)橹苿?dòng)過(guò)程實(shí)質(zhì)是把汽車的動(dòng)能通過(guò)制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)化為熱能。 不斷升高，制動(dòng)器摩擦系數(shù)下降制動(dòng)器摩擦阻力矩減小，從而使制動(dòng)能力降低，這種現(xiàn)象稱熱衰退 現(xiàn)象。因此，可以用制動(dòng)器處于熱狀態(tài)時(shí)能否保持有冷狀態(tài)時(shí)的制動(dòng)效能來(lái)評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)抗熱衰退 性能。制動(dòng)抗熱衰退性是衡量制動(dòng)效能恒定性的一個(gè)指標(biāo)。隨著高速公路的發(fā)展和車速的提高，汽 車制動(dòng)性能的恒定性也愈來(lái)愈高。但由于測(cè)試方法復(fù)雜，在一般汽車綜合檢測(cè)中較難實(shí)施。對(duì)于在 用汽車也無(wú)需檢測(cè)制動(dòng)抗熱衰退性。 制動(dòng)穩(wěn)定性 制動(dòng)穩(wěn)定性是指制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性。通過(guò)制動(dòng)時(shí)汽車按給定軌跡行駛的能力 來(lái)評(píng)價(jià)，即汽車制動(dòng)時(shí)維持直線行駛或預(yù)定彎道行駛的能力。制動(dòng)穩(wěn)定性良好的

11、汽車, 在試驗(yàn)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生不可控制的效能使汽車偏離一定的試驗(yàn)通道。我國(guó)安全法規(guī)中對(duì)制 動(dòng)穩(wěn)定性有相應(yīng)的規(guī)定（見(jiàn) GB725 汽車喪失制動(dòng)穩(wěn)定性表現(xiàn)為制動(dòng)跑偏和車軸側(cè)滑現(xiàn)象，特別是后軸側(cè)滑，是造成交 通事故的重要原因。 的現(xiàn)象。汽車制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)某一軸或兩軸的車輪相對(duì)地面同時(shí)發(fā)生橫行移到的現(xiàn)象稱為 制動(dòng)側(cè)滑現(xiàn)象。 產(chǎn)生制動(dòng)跑偏的主要原因是汽車左右車輪制動(dòng)時(shí)制動(dòng)力增長(zhǎng)快慢不一致或左右輪 制動(dòng)力不等，特別是轉(zhuǎn)向輪左右車輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。另外輪胎的機(jī)械特性、懸 架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與剛度、前輪定位、道路狀況、車輛輪荷分布狀況等因素也會(huì)影響制動(dòng) 跑偏。為了控制制動(dòng)跑偏，在安全法規(guī)中對(duì)左右輪制動(dòng)力的平衡有相應(yīng)要求（

12、見(jiàn) GB7258-制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)器溫度 汽車跑偏是指汽車制動(dòng)時(shí)不能按直線方向減速停車, 而無(wú)法控制地向左和向右偏駛 汽車在制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)車輪未抱死制動(dòng)時(shí)，車輛具有承受一定側(cè)向力的能力。汽車 在一般橫向干擾力的作用下不會(huì)發(fā)生制動(dòng)側(cè)滑現(xiàn)象。當(dāng)車輪抱死制動(dòng)時(shí)，車輪承受側(cè) 向力的能力幾乎全部喪失，汽車在橫向干擾力作用下極易發(fā)生側(cè)滑。 制動(dòng)時(shí)前后輪抱死的順序取決于設(shè)計(jì)時(shí)制動(dòng)力在各軸之間的合理分配，道路狀況。 為了改善制動(dòng)穩(wěn)定性，在有的汽車上裝有制動(dòng)力分配調(diào)節(jié)裝置如限壓閥、比例閥、感 載閥等，目前以發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)如控制的汽車防抱死裝置。汽車制動(dòng)跑偏與汽車制 動(dòng)時(shí)車輪側(cè)滑也是有聯(lián)系的。嚴(yán)重的跑偏常會(huì)引起后輪側(cè)滑。 上述幾方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)時(shí)制動(dòng)性能的好壞， 然而一旦需要解除制 動(dòng)力時(shí)制動(dòng)裝置能否迅速、徹底、解除往往也會(huì)影響行車安全嚴(yán)重時(shí)也會(huì)造成交通事 故。例如當(dāng)車輪抱死制動(dòng)而汽車又失去控制時(shí)，駕駛員通過(guò)放松制動(dòng)踏板不能迅速解 除制動(dòng)，此時(shí)汽車將可能喪失制動(dòng)穩(wěn)定性。 在行車中，若踩下制動(dòng)踏板后再抬起踏板而不能