lecture04-汽車制動性課件

主講：王文林教授

南昌大學(xué)機電工程學(xué)院------車輛工程技術(shù)研究中心汽車的制動性主講：王文林教授南昌大學(xué)機電工程學(xué)院汽汽車制動性的定義定義：汽車在行駛時能在短距離停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時能維持一定車速的能力。(另外,也包括在一定坡道上能夠長時間停放的能力。)汽車制動性是汽車的重要使用性能之一。它屬于汽車主動安全的范疇。行車制動：俗稱腳制動或腳剎車。駐車制動：俗稱手剎車或手制動。汽車制動性的定義定義：汽車在行駛時能在短距離停車且維持行駛方汽車制動性的評價指標(biāo)EvaluationCriteriaofBrakingPerformance1、制動效能（制動距離、制動減速度）2、制動效能的恒定性（抗熱、抗水衰退性能）3、制動時汽車方向穩(wěn)定性（包括抗跑偏、抗側(cè)滑和保持轉(zhuǎn)向能力的性能）汽車制動性的評價指標(biāo)EvaluationCriteria汽車制動性的評價指標(biāo)1、制動效能的定義

在良好的路面上，汽車以規(guī)定的初始車速、以規(guī)定的踏板力制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。它是制動性能的最基本指標(biāo)。汽車制動性的評價指標(biāo)1、制動效能的定義汽車制動性的評價指標(biāo)2、制動效能的恒定性

抗熱衰退性能：汽車在高速行駛或下長坡道時制動性能的保持程度。

抗水衰退性能：是指汽車涉水后對制動性能的保持能力。汽車制動性的評價指標(biāo)2、制動效能的恒定性

抗熱衰退性能：汽車汽車制動性的評價指標(biāo)3、汽車制動時的方向穩(wěn)定性的評價：常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力。制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，則汽車將偏離給定的行駛路徑。這時，汽車的制動方向穩(wěn)定性能不佳。汽車制動性的評價指標(biāo)3、汽車制動時的方向穩(wěn)定性的評價：轎車制動規(guī)范轎車制動規(guī)范制動性時車輪的受力分析1.地面制動力制動性時車輪的受力分析1.地面制動力制動性時車輪的受力分析2.制動器制動力相當(dāng)于：將汽車架離地面，并踏住制動踏板，在輪胎周緣沿切線方向推動車輪直至它能轉(zhuǎn)動所需的力。制動性時車輪的受力分析2.制動器制動力相當(dāng)于制動性時車輪的受力分析3.地面制動力、制動器制動力與附著力的關(guān)系可見：地面制動力首先取決與制動器制動力，但同時受到地面附著條件的限制。因此，只有汽車具有足夠的制動器制動力，同時地面又能提供高的附著力時，才能獲得足夠的地面制動力。制動性時車輪的受力分析3.地面制動力、制動器制動力與附著力的硬路面上的附著系數(shù)仔細(xì)觀察汽車的制動過程可發(fā)現(xiàn)，輪胎留在地面上的印痕從車輪滾動到滑動是一個漸變的過程。第一階段：單純滾動。印痕的形狀基本與輪胎胎面花紋相一致。第二階段：邊滾邊滑。可辨別輪胎花紋的印痕，但花紋逐漸模糊，輪胎胎面相對地面發(fā)生一定的相對滑動，隨著滑動成分的增加，花紋越來越模糊。第三階段：拖滑。車輪抱死拖滑，粗黑印痕，看不出花紋。硬路面上的附著系數(shù)仔細(xì)觀察汽車的制動過程可發(fā)現(xiàn)，輪胎留在單純滾動邊滾邊滑拖滑硬路面上的附著系數(shù)單純滾動邊滾邊滑拖滑硬路面上的附著系數(shù)硬路面上的附著系數(shù)

隨著制動強度的增加，車輪的滑動成份越來越大。它通常用滑移率S表示。

硬路面上的附著系數(shù)隨著制動強度的增加，車輪的滑動成份硬路面上的附著系數(shù)硬路面上的附著系數(shù)各種路面平均附著系數(shù)各種路面平均附著系數(shù)附著系數(shù)的影響因素道路的類型、路況汽車運動速度輪胎結(jié)構(gòu)、花紋、材料附著系數(shù)的影響因素道路的類型、路況附著系數(shù)的影響因素輪胎的磨損會影響其附著能力。路面的宏觀結(jié)構(gòu)應(yīng)有一定的不平度而有自排水能力；路面的微觀結(jié)構(gòu)應(yīng)是粗糙且有一定的棱角，以穿透水膜，讓路面與胎面直接接觸。增大輪胎與地面的接觸面積可提高附著能力：低氣壓、寬斷面和子午線輪胎附著系數(shù)大?；F(xiàn)象減小了輪胎與地面的附著能力，影響制動、轉(zhuǎn)向能力。潮濕路面且有塵土、油污與冰雪、霜類會降低附著系數(shù)。附著系數(shù)的影響因素輪胎的磨損會影響其附著能力。附著系數(shù)的影響因素

A水膜區(qū)

B過渡區(qū)

C接觸區(qū)輪胎的滑水現(xiàn)象：在某一車速下，在胎面下的動水壓力的升力等于垂直載荷時，輪胎將完全漂浮在水膜上面而與路面毫不接觸。滑水現(xiàn)象嚴(yán)重影響汽車的制動、轉(zhuǎn)向能力。附著系數(shù)的影響因素A水膜區(qū)輪胎的滑水現(xiàn)象：在某一車速下汽車制動效能概念汽車制動效能，是指汽車迅速降低車速直至停車的能力。汽車制動效能的評價指標(biāo)是制動距離S（單位m）和制動減速度

（單位m/s2）。

制動距離S，是指汽車以給定的初速u0，從踩到制動踏板至汽車停住所行駛的距離。制動距離與踏板力（或者制動系管路壓力）以及地面的附著情況有關(guān)，也與制動器的熱工況有關(guān)。

制動減速度是地面制動力的反映，而與地面制動力與制動器制動力有關(guān)。汽車制動效能概念汽車制動效能，是指汽車迅速降不同制動工況時的地面制動力汽車制動效能概念不同制動工況時的地面制動力汽車制動效能概念汽車制動距離分析汽車制動距離分析汽車制動距離分析汽車制動距離分析汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)

決定汽車制動距離的主要因素是：制動器起作用的時間、最大制動減速度即附著力和起始制動車速。汽車制動距離公式推導(dǎo)決定汽車制動距離的主要因素制動器起作用時間是影響制動距離的重要因素制動器起作用時間是影響制動距離的重要因素制動時汽車的方向穩(wěn)定性方向不穩(wěn)定現(xiàn)象：制動跑偏、側(cè)滑、轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力。制動跑偏：制動時自動向左或向右偏駛的現(xiàn)象。定義：汽車在制動過程中，維持直線行駛或按預(yù)定彎道行駛的能力。側(cè)滑：制動時汽車的某軸或多軸發(fā)生橫向移動的現(xiàn)象。嚴(yán)重的跑偏必然側(cè)滑，對側(cè)滑敏感的汽車也有跑偏的趨勢。通常，跑偏時車輪印跡重合，側(cè)滑前后印跡不重合。轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力：制動時汽車不再按原來彎道行駛，而沿切線方向駛出或者直線行駛時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤汽車仍按直線行駛的現(xiàn)象。制動時汽車的方向穩(wěn)定性方向不穩(wěn)定現(xiàn)象：制動跑偏、側(cè)滑、轉(zhuǎn)向輪汽車制動跑偏

因制造或調(diào)整誤差造成汽車左、右車輪，特別是左、右轉(zhuǎn)向輪制動器制動力不等。因結(jié)構(gòu)原因使制動時懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向桿系在運動學(xué)上的不協(xié)調(diào)或干涉。汽車制動跑偏因制造或調(diào)整誤差造成汽車左、右車輪汽車制動側(cè)滑制動時發(fā)生側(cè)滑，尤其是后軸側(cè)滑，會引起汽車急劇的回轉(zhuǎn)運動，嚴(yán)重時可使汽車調(diào)頭。實驗和理論分析結(jié)果：制動時若后軸比前軸先抱死拖滑，就可能發(fā)生后軸側(cè)滑。汽車制動側(cè)滑制動時發(fā)生側(cè)滑，尤其是后軸側(cè)滑，會引起汽車

制動過程中，若只有前輪抱死或前輪先抱死拖滑，汽車基本沿直線向前行駛，汽車行駛處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。

若后輪比前輪先抱死一定時間，且車速超過某一數(shù)值，只要汽車受到輕微的側(cè)向力，就會發(fā)生側(cè)滑。制動距離越長，后軸側(cè)滑越劇烈。汽車制動側(cè)滑最理想的情況就是：防止任何車輪抱死，前、后車輪都處于滾動狀態(tài)，這樣就可以確保制動時的方向穩(wěn)定性。制動過程中，若只有前輪抱死或前輪先抱死拖滑，汽車基本沿制動器制動力在前、后軸的分配1.地面對前、后車輪的法向反作用力制動器制動力在前、后軸的分配1.地面對前、后車輪的法向反作用制動器制動力在前、后軸的分配制動器制動力在前、后軸的分配2.理想的前、后制動器制動力分配曲線制動器制動力在前、后軸的分配定義：制動時前、后車輪同時抱死時的前后制動器制動力分配關(guān)系曲線。前后車輪同時抱死的條件：2.理想的前、后制動器制動力分配曲線制動器制動力在前、后軸的制動器制動力在前、后軸的分配制動器制動力在前、后軸的分配理想的前、后制動器制動力分配曲線理想的前、后制動器制動力分配曲線同步附著系數(shù)同步附著系數(shù)同步附著系數(shù)

制動力分配系數(shù)線與理想的制動器制動力分配曲線I的交點處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)0。

同步附著系數(shù)說明，前后制動器制動力為固定比值的汽車，只能在一種路面上，即在同步附著系數(shù)的路面上才能保證前、后輪同時抱死。同步附著系數(shù)也可用解析方法求出。同步附著系數(shù)制動力分配系數(shù)線與理想的制動器制用解析方法求同步附著系數(shù)同步附著系數(shù)用解析方法求同步附著系數(shù)同步附著系數(shù)汽車制動性試驗1、待試參數(shù)：分別測試汽車在冷制動、高溫下的制動距離、制動減速度、制動時間、方向穩(wěn)定性。2、路面試驗：五輪儀、減速度計、壓力傳感器等；室內(nèi)試驗：平板式或滾筒式制動試驗臺。汽車制動性試驗1、待試參數(shù)：2、路面試驗：五輪儀、減速度計、復(fù)習(xí)題1．試用公式及曲線說明地面制動力、制動器制動力與附著力的關(guān)系。2.制動時汽車常發(fā)生哪些不穩(wěn)定現(xiàn)象？它們分別是由于什么原因引起的？復(fù)習(xí)題1．試用公式及曲線說明地面制動力、制動器制動力與附著力演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！主講：王文林教授

南昌大學(xué)機電工程學(xué)院------車輛工程技術(shù)研究中心汽車的制動性主講：王文林教授南昌大學(xué)機電工程學(xué)院汽汽車制動性的定義定義：汽車在行駛時能在短距離停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時能維持一定車速的能力。(另外,也包括在一定坡道上能夠長時間停放的能力。)汽車制動性是汽車的重要使用性能之一。它屬于汽車主動安全的范疇。行車制動：俗稱腳制動或腳剎車。駐車制動：俗稱手剎車或手制動。汽車制動性的定義定義：汽車在行駛時能在短距離停車且維持行駛方汽車制動性的評價指標(biāo)EvaluationCriteriaofBrakingPerformance1、制動效能（制動距離、制動減速度）2、制動效能的恒定性（抗熱、抗水衰退性能）3、制動時汽車方向穩(wěn)定性（包括抗跑偏、抗側(cè)滑和保持轉(zhuǎn)向能力的性能）汽車制動性的評價指標(biāo)EvaluationCriteria汽車制動性的評價指標(biāo)1、制動效能的定義

在良好的路面上，汽車以規(guī)定的初始車速、以規(guī)定的踏板力制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。它是制動性能的最基本指標(biāo)。汽車制動性的評價指標(biāo)1、制動效能的定義汽車制動性的評價指標(biāo)2、制動效能的恒定性

抗熱衰退性能：汽車在高速行駛或下長坡道時制動性能的保持程度。

抗水衰退性能：是指汽車涉水后對制動性能的保持能力。汽車制動性的評價指標(biāo)2、制動效能的恒定性

抗熱衰退性能：汽車汽車制動性的評價指標(biāo)3、汽車制動時的方向穩(wěn)定性的評價：常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力。制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，則汽車將偏離給定的行駛路徑。這時，汽車的制動方向穩(wěn)定性能不佳。汽車制動性的評價指標(biāo)3、汽車制動時的方向穩(wěn)定性的評價：轎車制動規(guī)范轎車制動規(guī)范制動性時車輪的受力分析1.地面制動力制動性時車輪的受力分析1.地面制動力制動性時車輪的受力分析2.制動器制動力相當(dāng)于：將汽車架離地面，并踏住制動踏板，在輪胎周緣沿切線方向推動車輪直至它能轉(zhuǎn)動所需的力。制動性時車輪的受力分析2.制動器制動力相當(dāng)于制動性時車輪的受力分析3.地面制動力、制動器制動力與附著力的關(guān)系可見：地面制動力首先取決與制動器制動力，但同時受到地面附著條件的限制。因此，只有汽車具有足夠的制動器制動力，同時地面又能提供高的附著力時，才能獲得足夠的地面制動力。制動性時車輪的受力分析3.地面制動力、制動器制動力與附著力的硬路面上的附著系數(shù)仔細(xì)觀察汽車的制動過程可發(fā)現(xiàn)，輪胎留在地面上的印痕從車輪滾動到滑動是一個漸變的過程。第一階段：單純滾動。印痕的形狀基本與輪胎胎面花紋相一致。第二階段：邊滾邊滑。可辨別輪胎花紋的印痕，但花紋逐漸模糊，輪胎胎面相對地面發(fā)生一定的相對滑動，隨著滑動成分的增加，花紋越來越模糊。第三階段：拖滑。車輪抱死拖滑，粗黑印痕，看不出花紋。硬路面上的附著系數(shù)仔細(xì)觀察汽車的制動過程可發(fā)現(xiàn)，輪胎留在單純滾動邊滾邊滑拖滑硬路面上的附著系數(shù)單純滾動邊滾邊滑拖滑硬路面上的附著系數(shù)硬路面上的附著系數(shù)

隨著制動強度的增加，車輪的滑動成份越來越大。它通常用滑移率S表示。

硬路面上的附著系數(shù)隨著制動強度的增加，車輪的滑動成份硬路面上的附著系數(shù)硬路面上的附著系數(shù)各種路面平均附著系數(shù)各種路面平均附著系數(shù)附著系數(shù)的影響因素道路的類型、路況汽車運動速度輪胎結(jié)構(gòu)、花紋、材料附著系數(shù)的影響因素道路的類型、路況附著系數(shù)的影響因素輪胎的磨損會影響其附著能力。路面的宏觀結(jié)構(gòu)應(yīng)有一定的不平度而有自排水能力；路面的微觀結(jié)構(gòu)應(yīng)是粗糙且有一定的棱角，以穿透水膜，讓路面與胎面直接接觸。增大輪胎與地面的接觸面積可提高附著能力：低氣壓、寬斷面和子午線輪胎附著系數(shù)大?；F(xiàn)象減小了輪胎與地面的附著能力，影響制動、轉(zhuǎn)向能力。潮濕路面且有塵土、油污與冰雪、霜類會降低附著系數(shù)。附著系數(shù)的影響因素輪胎的磨損會影響其附著能力。附著系數(shù)的影響因素

A水膜區(qū)

B過渡區(qū)

C接觸區(qū)輪胎的滑水現(xiàn)象：在某一車速下，在胎面下的動水壓力的升力等于垂直載荷時，輪胎將完全漂浮在水膜上面而與路面毫不接觸?；F(xiàn)象嚴(yán)重影響汽車的制動、轉(zhuǎn)向能力。附著系數(shù)的影響因素A水膜區(qū)輪胎的滑水現(xiàn)象：在某一車速下汽車制動效能概念汽車制動效能，是指汽車迅速降低車速直至停車的能力。汽車制動效能的評價指標(biāo)是制動距離S（單位m）和制動減速度

（單位m/s2）。

制動距離S，是指汽車以給定的初速u0，從踩到制動踏板至汽車停住所行駛的距離。制動距離與踏板力（或者制動系管路壓力）以及地面的附著情況有關(guān)，也與制動器的熱工況有關(guān)。

制動減速度是地面制動力的反映，而與地面制動力與制動器制動力有關(guān)。汽車制動效能概念汽車制動效能，是指汽車迅速降不同制動工況時的地面制動力汽車制動效能概念不同制動工況時的地面制動力汽車制動效能概念汽車制動距離分析汽車制動距離分析汽車制動距離分析汽車制動距離分析汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)汽車制動距離公式推導(dǎo)

決定汽車制動距離的主要因素是：制動器起作用的時間、最大制動減速度即附著力和起始制動車速。汽車制動距離公式推導(dǎo)決定汽車制動距離的主要因素制動器起作用時間是影響制動距離的重要因素制動器起作用時間是影響制動距離的重要因素制動時汽車的方向穩(wěn)定性方向不穩(wěn)定現(xiàn)象：制動跑偏、側(cè)滑、轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力。制動跑偏：制動時自動向左或向右偏駛的現(xiàn)象。定義：汽車在制動過程中，維持直線行駛或按預(yù)定彎道行駛的能力。側(cè)滑：制動時汽車的某軸或多軸發(fā)生橫向移動的現(xiàn)象。嚴(yán)重的跑偏必然側(cè)滑，對側(cè)滑敏感的汽車也有跑偏的趨勢。通常，跑偏時車輪印跡重合，側(cè)滑前后印跡不重合。轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力：制動時汽車不再按原來彎道行駛，而沿切線方向駛出或者直線行駛時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤汽車仍按直線行駛的現(xiàn)象。制動時汽車的方向穩(wěn)定性方向不穩(wěn)定現(xiàn)象：制動跑偏、側(cè)滑、轉(zhuǎn)向輪汽車制動跑偏

因制造或調(diào)整誤差造成汽車左、右車輪，特別是左、右轉(zhuǎn)向輪制動器制動力不等。因結(jié)構(gòu)原因使制動時懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向桿系在運動學(xué)上的不協(xié)調(diào)或干涉。汽車制動跑偏因制造或調(diào)整誤差造成汽車左、右車輪汽車制動側(cè)滑制動時發(fā)生側(cè)滑，尤其是后軸側(cè)滑，會引起汽車急劇的回轉(zhuǎn)運動，嚴(yán)重時可使汽車調(diào)頭。實驗和理論分析結(jié)果：制動時若后軸比前軸先抱死拖滑，就可能發(fā)生后軸側(cè)滑。汽車制動側(cè)滑制動時發(fā)生側(cè)滑，尤其是后軸側(cè)滑，會引起汽車

制動過程中，若只有前輪抱死或前輪先抱死拖滑，汽車基本沿直線向前行駛，汽車行駛處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。

若后輪比前輪先抱死一定時間，且車速超過某一數(shù)值，只要汽車受到輕微的側(cè)向力，就會發(fā)生側(cè)滑。制動距離越長，后軸側(cè)滑越劇烈。汽車制動側(cè)滑最理想的情況就是：防止任何車輪抱死，前、后車輪都處于滾動狀態(tài)，這樣就可以確保制動時的方向穩(wěn)定