（精選）汽車制動性能的評價指標(biāo)

1、4.1 汽車制動性能的評價指標(biāo)4.1.1 制動效能制動效能是指汽車迅速降低行駛速度直至停車的能力，是制動性能最基本的評價指標(biāo)。他是由制動力、制動減速度、制動距離和制動時間來評價的。 4.1.1.1 制動力汽車在制動過程中人為地使汽車受到一個與其行駛方向相反的外力，汽車在受一外力作用下迅速地降低車速至停車，這個外力稱為汽車的制動力。 圖41為汽車在良好的路面上制動時的車輪受力圖，圖中 為車輪制動器的摩擦力矩， 為汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩， 車輪的滾動阻力矩，F(xiàn)為車軸對車輪的推力，G為車輪的垂直載荷， 是地面對車輪的法向反作用力。在制動工程中滾動阻力矩 ，慣性力矩 相對較小時可忽略不計。地面制動力

2、可寫為： 圖41 制動時車輪受力式中：r車輪半徑。地面制動力 是汽車制動時地面作用于車輪外力， 值取決于車輪的半徑與制動器的摩擦力矩 ，但其極限值受到輪胎與地面間附著力 的限制。在輪胎周緣克服車輪制動器摩擦力矩所需的力稱為制動器制動力 即式中： 車輪制動器（制動蹄與制動鼓相對滑轉(zhuǎn)時）的摩擦力矩。制動器制動力 取決于制動器結(jié)構(gòu)、型式與尺寸大小，制動器摩擦副系數(shù)和車輪半徑。一般情況下其數(shù)值與制動踏板成正比，即與制動系的液壓或氣壓大小成線性關(guān)系。對于機構(gòu)、尺寸一定的制動器而言，制動器動力主要取決于制動踏板與摩擦副的表面狀況，如接觸面積大小，表面有無油污等。圖42是在不考慮附著系數(shù) 變化的制動過程，地

3、面制動力 及附著力 隨制動系的壓力（液壓或氣壓）的變化關(guān)系。車輛制動時，車輪有滾動或抱死滑移兩種運動狀態(tài)。當(dāng)制動踏板力 ( )較小時，踏板力和制動摩擦力矩不大，地面與輪胎摩擦力即地面制動力 足以克服制動器摩擦力矩使車輪滾動。車輪滾動時的地面制動力等于制動器制動力（ ）時，且隨踏板力 的增長成正比增長。 圖42 地面制動力、制動器制動力及附著力之間的關(guān)系但當(dāng)制動踏板力 時地面制動力 等于附著力 時，車輪即抱死不轉(zhuǎn)而出現(xiàn)拖滑現(xiàn)象，顯然，地面制動力 受輪胎與路面附著條件的限制，其最大值 不可超過附著力，即當(dāng)車輪抱死而拖滑后，隨著制動踏板力繼續(xù)增大（ ），制動器制動力 由于制動器摩擦力矩的增長而直線上

4、升，當(dāng)?shù)孛嬷苿恿?達(dá)到極限值 后不再增長。因此，地面制動力 首先取決于制動器制動力 ，但同時又受到地面附著條件 的限制。所以汽車制動時必須具有足夠的制動器制動力（制動器摩擦力矩），同時路面又能提供高的附著力，才能獲得足夠的地面制動力。由上述分析可知，制動器制動力是評價汽車制動性能的最本指標(biāo)之一。通過對制動力的檢測，不僅可以測得各車輪的制動力的大小，還可了解汽車前后軸制動力合理分配，以及各軸兩側(cè)輪制動力平衡狀況。若同時測得制動協(xié)調(diào)時間便能全面的檢驗車輛的制動性能。 在試驗臺檢驗車輪制動時，與車輛行駛中情況類似，車輪也會出現(xiàn)兩種運動狀態(tài)，一種是，車輪轉(zhuǎn)動狀態(tài)，此時試驗臺將測得與制動踏板力相應(yīng)的最大

5、車輪制動力（等于制動器制動力）；另一種是車輪處于停轉(zhuǎn)（試驗臺滾筒相對車輪輪胎滑轉(zhuǎn)）狀態(tài)，此時試驗臺測得的車輪制動力（相當(dāng)于前述的地面制動力）將等于輪胎與試驗臺滾筒之間的附著力。往往小于車輪制動器制動力，而無法測得車輪制動器制動力的最大值。因為附著力大小和輪胎與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，以及車輪在試驗臺上與滾筒之間的安置角有關(guān)，在試驗檢測時該軸荷多半是車輛空載狀態(tài)。為排除這種檢測的不確切性，在GB72582003，機動車運行安全技術(shù)條件內(nèi)規(guī)定可通過增加相應(yīng)車軸上的附加質(zhì)量和作用力來獲得足夠的附著力。 4.1.1.2 制動距離制動距離與行車安全有直接關(guān)系，而且最直觀。駕駛

6、員可按預(yù)計停車地點的來控制制動強度，故政府職能部門通常按制動距離的要制定安全法規(guī)。 各國對制動距離的定義不一致，在我國安全法中，是指在指定的道路條件下，機動車在規(guī)定的初速度下急踩制動時，從腳接觸制動踏板（或手觸動制動手柄）時起至車輛停止車輛駛過的距離（見GB7258-2003, 6.14.1.1）。制動距離與制動過程的地面制動力以及制動傳動機構(gòu)與制動器工作滯后時間有關(guān)，而地面制動力與檢驗時在制動踏板上的踏板力或制動系的壓力（液壓或氣壓）以及路面的附著條件有關(guān)，因此，測試制動距離時必須對制動踏板力或制動系的壓力以及輪胎與地面的附著條件作出相應(yīng)的規(guī)定。 4.1.1.3 制動減速度 制動減速度j與地

7、面制動力 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； 汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。對某一具體車輛而言，制動減速度與地面制動力是等效的。因此也常用制動減速度作為評價制動效能的指標(biāo)。制動減速度在一次制動過程中是變化的，如圖所示。當(dāng)車輛制動到全部車輪抱死滑移時，回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 等于1，而此時地面制動力 ，由此可得最大減速度： 通常，車輛檢測時用平均減速度或最大減速度作為制動效能的評價指標(biāo)，在我國的安全法中則采取充分發(fā)出的平均減速度MFDD（Mean Fully Development Deceleration） （m/s）式中： ，車輛速度，km/h； ，車輛速度，km/h； 制

8、動初速度；km/h 在速度 和 之間車輛駛過的距離（m）； 在速度 和 之間車輛事故的距離（m）。充分發(fā)揮的平均減速度MFDD的表達(dá)式可通過舞體運動過程功能平衡的原理推導(dǎo)得到。當(dāng)汽車由制動初速度 經(jīng)制動到 的過程中，其動能變化為 ，應(yīng)等于地面制動力對汽車做的阻力功 ，即：圖43 制動過程中制動減速度變化式中：m汽車的總質(zhì)量； j制動過程的平均減速度。上式可簡化為： 同理，當(dāng)車輛由制動初速度經(jīng)制動減速達(dá)到 的過程，有計算式：為簡化起見假設(shè)制動過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： 、 的單位為km/h，若以基本單位進(jìn)行運算則應(yīng)乘系數(shù)1/3.6，將上式整理得： 當(dāng)制動過程比較

9、穩(wěn)定，制動減速度比較穩(wěn)定也可以認(rèn)為充分發(fā)出的平均減速度是采樣時段的平均減速度即為： 式中 為汽車速度由 降至 所用時間。4.1.1.4 制動時間 制動過程所經(jīng)歷的時間即制動時間，很少作為單純的評價指標(biāo)。但是作為分析制動過程和評價制動效能又是不可缺少的參數(shù)。如對于同一型號的兩輛汽車產(chǎn)生同樣的制動力所經(jīng)歷的時間不同，在兩輛汽車的制動距離就可能相差很大，對行駛安全將產(chǎn)生不同效果。因此通常把制動時間作為一輔助的評價指標(biāo)。制動過程各階段的時間分布大致如圖所示。圖中所示時間t1為駕駛員反應(yīng)時間，從接受制動信號到腳踩到制動踏板為止，一般需要0.7s1.0s。該時間車輛按原車速繼續(xù)行駛；t2為制動器作用時間（

10、又稱制動協(xié)調(diào)時間）。一般為0.2s0.7s主要取決于駕駛員踩制動踏板的速度和制動系的形式和結(jié)構(gòu)，該期間制動減速度逐漸增大，直至達(dá)到最大制動減速度；t3為持續(xù)制動時間，該期間制動減速度基本不變；t4為制動釋放時間，一般在0.2s1.0s之間。 在我國安全法規(guī)中還采用制動協(xié)調(diào)時間評價制動效能（見GB72582003，6.14.1.2）。該法規(guī)中所提到的制動協(xié)調(diào)時間，是指在急踩制動時從踏板開始工作至車輛減速度（或制動力）達(dá)到表4-3中規(guī)定的車輛充分發(fā)出的平均減速度（或表41中所規(guī)定的制動力）75%時所需時間。 4.1.2 制動抗熱衰退性汽車制動抗熱衰退性能是指汽車高速制動，短時間內(nèi)重復(fù)制動或下長坡連

11、續(xù)制動時制動效能的熱穩(wěn)定性。因為制動過程實質(zhì)是把汽車的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)化為熱能。制動過程中制動器溫度不斷升高，制動器摩擦系數(shù)下降制動器摩擦阻力矩減小，從而使制動能力降低，這種現(xiàn)象稱熱衰退現(xiàn)象。因此，可以用制動器處于熱狀態(tài)時能否保持有冷狀態(tài)時的制動效能來評價汽車制動抗熱衰退性能。制動抗熱衰退性是衡量制動效能恒定性的一個指標(biāo)。隨著高速公路的發(fā)展和車速的提高，汽車制動性能的恒定性也愈來愈高。但由于測試方法復(fù)雜，在一般汽車綜合檢測中較難實施。對于在用汽車也無需檢測制動抗熱衰退性。 4.1.3 制動穩(wěn)定性 制動穩(wěn)定性是指制動時汽車的方向穩(wěn)定性。通過制動時汽車按給定軌跡行駛的能力來評價，即汽車制動時維

12、持直線行駛或預(yù)定彎道行駛的能力。制動穩(wěn)定性良好的汽車，在試驗時不會產(chǎn)生不可控制的效能使汽車偏離一定的試驗通道。我國安全法規(guī)中對制動穩(wěn)定性有相應(yīng)的規(guī)定（見GB72581997，6.14.1）。 汽車喪失制動穩(wěn)定性表現(xiàn)為制動跑偏和車軸側(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。 汽車跑偏是指汽車制動時不能按直線方向減速停車，而無法控制地向左和向右偏駛的現(xiàn)象。汽車制動時出現(xiàn)某一軸或兩軸的車輪相對地面同時發(fā)生橫行移到的現(xiàn)象稱為制動側(cè)滑現(xiàn)象。 產(chǎn)生制動跑偏的主要原因是汽車左右車輪制動時制動力增長快慢不一致或左右輪制動力不等，特別是轉(zhuǎn)向輪左右車輪制動器制動力不相等。另外輪胎的機械特性、懸架系統(tǒng)的結(jié)

13、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影響制動跑偏。為了控制制動跑偏，在安全法規(guī)中對左右輪制動力的平衡有相應(yīng)要求（見GB72581997，6.15.1.2）。 汽車在制動過程中，當(dāng)車輪未抱死制動時，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發(fā)生制動側(cè)滑現(xiàn)象。當(dāng)車輪抱死制動時，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。 制動時前后輪抱死的順序取決于設(shè)計時制動力在各軸之間的合理分配，道路狀況。為了改善制動穩(wěn)定性，在有的汽車上裝有制動力分配調(diào)節(jié)裝置如限壓閥、比例閥、感載閥等，目前以發(fā)展到采用計算機如控制的汽車防抱死裝置。汽車制動跑偏與

14、汽車制動時車輪側(cè)滑也是有聯(lián)系的。嚴(yán)重的跑偏常會引起后輪側(cè)滑。 上述幾方面的評價指標(biāo)主要評價汽車制動時制動性能的好壞，然而一旦需要解除制動力時制動裝置能否迅速、徹底、解除往往也會影響行車安全嚴(yán)重時也會造成交通事故。例如當(dāng)車輪抱死制動而汽車又失去控制時，駕駛員通過放松制動踏板不能迅速解除制動，此時汽車將可能喪失制動穩(wěn)定性。 在行車中，若踩下制動踏板后再抬起踏板而不能迅速解除制動，這種現(xiàn)象稱為制動拖滯。除上例外，一般情況下這種現(xiàn)象不會立即引起行車事故，但如果不及時排除其故障，將會導(dǎo)致制動系統(tǒng)損壞，特別時引起制動系過熱，制動蹄片燒蝕，降低車輛制動性能，增加車輛行駛阻力。因此車輪阻滯力也應(yīng)列入汽車制動性能檢測項目。但需要指出的是這里所檢測的車輪阻滯力除包含制動系的因素外，還與車輪