汽車事故工程課件

汽車事故工程第二章道路車輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)車輛動(dòng)力性第二節(jié)車輛制動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)第三節(jié)汽車橫向穩(wěn)定性分析第一節(jié)汽車動(dòng)力性一、汽車行駛方程式二、驅(qū)動(dòng)力1驅(qū)動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系

2發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線

3發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速的關(guān)系4驅(qū)動(dòng)力圖汽車驅(qū)動(dòng)力汽車速度三、汽車的行駛阻力1滾動(dòng)阻力2空氣阻力3坡度阻力4加速阻力四、車輛行駛的驅(qū)動(dòng)條件與附著條件1車輛行駛驅(qū)動(dòng)條件驅(qū)動(dòng)條件是車輛行駛的必要條件，還不是充分條件。2車輛行駛驅(qū)動(dòng)條件附著條件或內(nèi)容是：驅(qū)動(dòng)力不能超過(guò)驅(qū)動(dòng)軸的附著力和滾動(dòng)阻力之和。

則汽車的驅(qū)動(dòng)和附著條件為:五、車輛動(dòng)力性指標(biāo)1爬坡能力

2加速能力3最大車速加速度等于零時(shí)，速度達(dá)到最大值。第二節(jié)車輛制動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)一、制動(dòng)減速度國(guó)標(biāo)GB7258-87規(guī)定的汽車減速度和制動(dòng)穩(wěn)定性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)車輛類型制動(dòng)初速度滿載檢驗(yàn)充分出發(fā)的平均減速度空載檢驗(yàn)充分出發(fā)的平均減速度制動(dòng)穩(wěn)定性要求車輛任何部位不得超出的試車道寬度座位數(shù)≤9客車50≥5.9≥6.22.5總質(zhì)量＜4.5t汽車50≥5.4≥5.82.51其他汽車、汽車列車及無(wú)軌電車50≥5.0≥5.43.0汽車事故工程第三講主講教師：譚立東學(xué)時(shí)16二、制動(dòng)時(shí)間減速度達(dá)到最大停車或碰撞制動(dòng)器開(kāi)始作用腳移到制動(dòng)踏板腳從加速踏板移開(kāi)危險(xiǎn)物被察覺(jué)t1tat2

t3tb第一階段時(shí)間第一階段時(shí)間稱為駕駛員反應(yīng)時(shí)間。它包括從駕駛員發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)物，開(kāi)始意識(shí)到需要緊急制動(dòng)，然后控制右腳把它移動(dòng)到制動(dòng)踏板上為止所需的時(shí)間。這一段反應(yīng)時(shí)間與駕駛員的年齡、技術(shù)水平、健康狀況等許多因素有關(guān)。一般駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為0.3~1.0s，反應(yīng)慢的可達(dá)1.7s，酒后開(kāi)車可達(dá)2.0s以上。通常取的平均值為1.0s。

的平均值為1.0s。汽車類型制動(dòng)系協(xié)調(diào)時(shí)間,sm<4.5t≤0.33s4.5t≤m≤12t≤0.45sm>12t≤0.56s國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7258—2003規(guī)定對(duì)汽車制動(dòng)系協(xié)調(diào)時(shí)間檢查標(biāo)準(zhǔn)：第二階段制動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)時(shí)間為:第三階段時(shí)間稱為持續(xù)制動(dòng)時(shí)間，它是從達(dá)到最大減速度開(kāi)始，保持減速度不變，直到停車所經(jīng)歷的時(shí)間。根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)，可求得持續(xù)制動(dòng)時(shí)間為：車輛的總制動(dòng)時(shí)間：三、制動(dòng)距離階段車輛駛過(guò)的距離為：速度與加速度圖

整個(gè)(＋)制動(dòng)期間所對(duì)應(yīng)的面積ABCDE：總制動(dòng)距離為：階段的制動(dòng)距離為：四、地面制動(dòng)力車輛狀況空載滿載制動(dòng)力總和占整車重量的百分比(%)≥60≥50主要承載軸的制動(dòng)力占該軸軸荷的百分比(%)≥60≥50注：1.前軸左右輪制動(dòng)力不均衡應(yīng)小于空載前軸負(fù)荷的5%。2.后軸左右輪制動(dòng)力不均衡應(yīng)小于空載后軸負(fù)荷的8%。五、汽車跑偏量制動(dòng)過(guò)程中車輛維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的包括跑偏和側(cè)滑兩種情況。跑偏的原因主要是左、右輪特別是左、右轉(zhuǎn)向輪制動(dòng)力不相等引起的，通過(guò)維修和調(diào)整可以減輕，以致消除跑偏現(xiàn)象。但側(cè)滑卻不同，側(cè)滑是指車輪連車軸的側(cè)向滑移，這常常是由于緊急制動(dòng)車輪被抱死后，側(cè)向附著系數(shù)趨于零，使路面喪失了抵抗側(cè)滑的能力造成的。只要各車輪制動(dòng)力與慣性力稍不平衡，車輛就出現(xiàn)甩尾、回轉(zhuǎn)，完全失去了方向操縱穩(wěn)定性。第三節(jié)汽車橫向穩(wěn)定性分析當(dāng)平均轉(zhuǎn)向角θ較小時(shí)1．低速時(shí)車輛轉(zhuǎn)向半徑

一、車輛轉(zhuǎn)向特性2．車輪的側(cè)偏角車輛轉(zhuǎn)彎有向心加速度，需要有向心力，它只能由路面提供，也就是路面對(duì)輪胎著地點(diǎn)作用有側(cè)向力，也稱為轉(zhuǎn)向力在輪心處作用著由輪軸傳過(guò)來(lái)的離心力。由于這一對(duì)力的存在使車輪滾動(dòng)的軌跡不在自身平面線上，而是在偏離角的線上。因?yàn)檩喬ビ袕椥?，在著地點(diǎn)附近側(cè)向彎曲，使點(diǎn)不是落在點(diǎn)，而是落在點(diǎn)。緊接著點(diǎn)不落在點(diǎn)，而落在點(diǎn)，……，結(jié)果使?jié)L動(dòng)的軌跡相對(duì)車輪平面向外偏了一個(gè)角(稱偏離角或側(cè)偏角)。而且側(cè)向力越大，側(cè)偏角也越大。另外，側(cè)偏角還與輪胎構(gòu)造、胎內(nèi)氣壓、路面法向反力等因素有關(guān)。車輪的側(cè)偏角3．考慮倒偏角時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，由于向外的離心力使車輪出現(xiàn)側(cè)偏角，特別是當(dāng)車速較高時(shí)，側(cè)偏角較大。前輪在向內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)平均轉(zhuǎn)向角的基礎(chǔ)上，再向外轉(zhuǎn)過(guò)平均側(cè)偏角1，才得到前軸中點(diǎn)A的速度方向。后輪向外轉(zhuǎn)過(guò)平均側(cè)偏角2，得到后輪中點(diǎn)B的速度方向。過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)分別作速度vA和vB方向的垂線，它們的交點(diǎn)O就是該瞬時(shí)車輛的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，距離OD就是轉(zhuǎn)向半徑R。3．考慮倒偏角時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑二、車輛橫向穩(wěn)定性1．轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛的側(cè)向穩(wěn)定性1）側(cè)翻的臨界速度2）側(cè)滑的臨界速度3）路面外側(cè)超高時(shí)的臨界速度（1）根據(jù)側(cè)翻的臨界條件（2）根據(jù)側(cè)滑的臨界條件三、橫向與縱向聯(lián)合的附著條件1．路面與輪胎間附著力的各種可能狀況路面與輪胎之間的附著力(摩擦力)可以沿接觸面作用在任何方向，總是與相對(duì)滑動(dòng)的方向相反。1）輪胎沿直線自由滾動(dòng)，輪胎與路面間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)，附著力等于零。2）車輛轉(zhuǎn)彎，輪胎自由滾動(dòng)，輪胎與路面之間縱向沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)，但在橫向，輪胎有向外滑動(dòng)趨勢(shì)，因此受到路面給它向內(nèi)的轉(zhuǎn)向力，其最大值為四、橫向與縱向聯(lián)合的附著條件1．路面與輪胎間附著力的各種可能狀況車輛直線驅(qū)動(dòng)車輛直線制動(dòng)車輛轉(zhuǎn)彎驅(qū)動(dòng)

5）車輛轉(zhuǎn)彎同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪上既受到向內(nèi)的轉(zhuǎn)向力，又受到向前的驅(qū)動(dòng)力，如右圖所示。把兩者按矢量合成，其合力不能超過(guò)路面所能提供的附著力，即3）車輛直線驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪胎有向后滑動(dòng)的趨勢(shì)，因此受到路面給它的向前的驅(qū)動(dòng)力，如左圖所示。它的最大值：4）車輛直線制動(dòng)，制動(dòng)輪有向前滑動(dòng)趨勢(shì)，因此受到路面給它的向后的制動(dòng)力，如中圖所示，它的最大值為：6）車輛轉(zhuǎn)彎同時(shí)制動(dòng)時(shí)，在制動(dòng)輪胎上既受到向內(nèi)的轉(zhuǎn)向力，又受到向后的制動(dòng)力。把兩者按矢量合成，其合力不能超過(guò)路面所能提供的附著力，即：

當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎同時(shí)驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，路面作用在輪胎上附著力的方向，既不是橫向，也不是縱向，而是兩者合成的方向。隨著橫向轉(zhuǎn)向力和縱向的驅(qū)動(dòng)力風(fēng)或制動(dòng)力的變化，由它們合成的附著力的方向也跟著變化。把可能的矢量尖端連起來(lái)是一個(gè)圓，通常稱為摩擦圖，也可稱為附著圓。在驅(qū)動(dòng)條件下，車輪滑轉(zhuǎn)率s為：在制動(dòng)條件下，車輪的滑動(dòng)率s為：不同側(cè)偏角時(shí)輪胎的側(cè)向附著力和橫向附著力也不同。側(cè)偏角增加，使得橫向附著力增加。把附著力近似地看作沿各個(gè)方向大小相等而引入附著圓的概念，也適用于分析車輛在各種行駛條件下的受力狀態(tài)。縱向與橫向附著系數(shù)

2．制動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)向的影響(1）若前輪抱死，后輪沒(méi)有抱死，雖然后輪仍有相當(dāng)?shù)臋M向附著力，不至于發(fā)生側(cè)滑，但前輪不能提供橫向轉(zhuǎn)向力，即使前輪轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，車輛仍將向前滑動(dòng)，以致沖出彎道，也就是說(shuō)，前輪的轉(zhuǎn)向控制失效。(2）若后輪抱死，前輪沒(méi)有抱死，雖然前輪轉(zhuǎn)向仍有效，但后輪卻得不到足夠的橫向附著力而向外甩尾，甚至整個(gè)車輛旋轉(zhuǎn)180°而造成事故。(3）為了防止上述兩種情況，現(xiàn)代汽車采用制動(dòng)防抱死裝置（ABS），使車輪又滾又滑，既有較大的縱向制動(dòng)力，又有相當(dāng)?shù)臋M向轉(zhuǎn)向力，避免側(cè)滑的發(fā)生。根據(jù)附著圓的概念，在轉(zhuǎn)向過(guò)程中進(jìn)行制動(dòng)，路面所能提供的橫向附著力將比減小。當(dāng)車輪全抱死(＝100%)時(shí)，將趨近于零，從而導(dǎo)致車輪側(cè)滑。在車輛轉(zhuǎn)向的同時(shí)制動(dòng)時(shí)，路面上留下軌跡曲線。如果軌跡上不僅有縱向的拖印，而且還有橫向的擦印，就能表明路面附著力已達(dá)到最大值，可用于計(jì)算制動(dòng)開(kāi)始時(shí)車輛的速度?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定弦長(zhǎng)與矢高

3．根據(jù)側(cè)滑軌跡估算制動(dòng)初速度要測(cè)定車輛質(zhì)心軌跡曲線的弦長(zhǎng)與矢高有兩種方法。第一種方法是直接在現(xiàn)場(chǎng)確定車輛質(zhì)心的軌跡

第二種方法是先測(cè)定各車輪留在路面上的拖擦印，按縮小的比例畫在紙上，在此基礎(chǔ)上量取弦長(zhǎng)和矢高。思考題試說(shuō)明車輛制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。分析汽車橫向穩(wěn)定性。若