汽车理论 课件之第4章 汽车的制动性
合集下载
第四章汽车的制动性
其中 —稳定性因数（s2m-2）
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
二、稳态响应
2．稳态响应的三种类型
K=0 — 中性转向：
K>0 — 不足转向：
，特征车速
K<0 — 过多转向：
，临界车速
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
二、稳态响应
2．稳态响应的三种类型
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
二、稳态响应
2．稳态响应的三种类型
汽车应具有适度的不足转 向特性？？
前轮转角：
转向半径：
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
二、稳态响应
3．表征稳态响应的参数（1）
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
※ 作业
证明 ：
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
第三节结束！
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/28
第四章汽车的制动性
四、侧偏特性的影响因素
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
四、侧偏特性的影响因素
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
四、侧偏特性的影响因素
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
五、回正力矩
汽车理论（PowerPoint版）
第四章汽车的制动性
五、回正力矩
汽车理论（PowerPoint版）
汽车理论课件之第4章汽车的制动性
则趋于过多转向
49
注意！！！
在侧倾力矩的作用下，汽车左右车轮的 垂直载荷发生变化，这将导致轮胎的侧偏 特性变化而使汽车稳态转向特性发生变化。
左右车轮垂直载荷差别越大，侧偏刚度 越小。
若前轴左右车轮的垂直载荷变化大，则 趋于不足转向。后轴左右车轮的垂直载荷 变化大，则为趋于过多转向。
第一阶段：单纯滚动，印痕的形状基本与
轮胎胎面花纹相一致。 uw rr0 w
第二阶段：边滚边滑－可辨别轮胎花纹的 印痕，但花纹逐渐模糊，轮胎胎面相对地面发 生一定的相对滑动，随着滑动成分的增加，花
纹越来越模糊。 uw rr0w uw rr0w
第三阶段：拖滑－车轮抱死拖滑，粗黑印
痕，看不出花纹。 uw rr0w w 0
" 2
1 6
xm
ax
"2 2
du dt
k
du
kd
Fp
u
u0
1 2
k
2
j
d
e
Fp
j f
ue
u0
1 2
k "2
0 abc
' "' "
1
12
2
1
2
gt
3
4
22
ds dt
u
u0
1 2
k
2
Fp j
d
e
Fp
j f
ds
(u0
1 2
k
2
)d
0 abc
' "' "
1
12
2
1
2
3
gt 4
s
u0
第四章汽车的制动性
26
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角 输入的响应
思考题 怎样简化为……模型 ？
本节应掌握的内容 1. 假设条件 2. 公式推导 3. 时域响应特性、频域响应特性
汽车理论（PowerPoint版）
版权所有者：南航赵又群
27
一、数学模型
1．假设
前轮转角输入 平面运动 线性轮胎 两轮摩托车。
汽车理论（PowerPoint版）
版权所有者：南航赵又群
28
一、数学模型
2．模型
k1
k2
ak1 bk2
1 u
ak1 bk2 r k mv
1 u
a 2k1
b2k2
r
ak1
u r I z
r
汽车理论（PowerPoint版）
版权所有者：南航赵又群
29
二、稳态响应
1．稳态响应
稳态时： r const， 则线、角加速度均为零。
让自己更加强大，更加专业，这才能 让自己 更好。2020年12月上 午5时33分20.12.1705:33December 17, 2020
这些年的努力就为了得到相应的回报 。2020年12月17日星 期四5时 33分42秒05:33:4217 December 2020
科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。上午5时33分 42秒上 午5时33分05:33:4220.12.17
22
五、回正力矩 Tz Fy e
汽车理论（PowerPoint版）
版权所有者：南航赵又群
23
五、回正力矩
汽车理论（PowerPoint版）
版权所有者：南航赵又群
24
五、回正力矩
汽车理论（PowerPoint版）
汽车理论第四章 汽车制动性.ppt
22/16
求f线组：
Fxb1
Fz1
mg L
b hg
mgb L
Fxb hg L
Fxb Fxb1 Fxb2
Fxb1
mgb L
(Fxb1
Fxb2 L
)hg
Fxb 2
L hg hg
Fxb1
mgb hg
23/16
Fxb 2
前轮制动严重滞后，
失效，后轮抱死 后轮抱死后，前轮才
时的地面制动力。 将开始制动。
随着FXb1FXb2？
前轮参与制动后 FXb
Fj
FZ2 FXb2 FZ 2
I 曲线以下的 r 线组没有意义
30/16
对于f线组，从x轴开
Fxb2
始，由于后轮没抱死，
继续沿着f线增加，直至
配曲线I的交点处的附着系数为同步附着系数0。
同步附着系数说明，前后制动器制动力为固 定比值的汽车，只能在一种路面上，即在同步附 着系数的路面上才能保证前、后轮同时抱死。
同步附着系数也可用解析方法求出。
19/16
用解析方法求同步附着系数
F1 F F1 Fz1 F 2 Fz2
Fxb2
mgb Fxb1
(0, )
hg
25/16
求r线组：Fxb mg
Fxb2
Fz2
mg L
a hg
mga L
Fxb hg L
Fxb Fxb1 Fxb2
Fxb 2
mga L
求f线组：
Fxb1
Fz1
mg L
b hg
mgb L
Fxb hg L
Fxb Fxb1 Fxb2
Fxb1
mgb L
(Fxb1
Fxb2 L
)hg
Fxb 2
L hg hg
Fxb1
mgb hg
23/16
Fxb 2
前轮制动严重滞后，
失效，后轮抱死 后轮抱死后，前轮才
时的地面制动力。 将开始制动。
随着FXb1FXb2？
前轮参与制动后 FXb
Fj
FZ2 FXb2 FZ 2
I 曲线以下的 r 线组没有意义
30/16
对于f线组，从x轴开
Fxb2
始，由于后轮没抱死，
继续沿着f线增加，直至
配曲线I的交点处的附着系数为同步附着系数0。
同步附着系数说明，前后制动器制动力为固 定比值的汽车，只能在一种路面上，即在同步附 着系数的路面上才能保证前、后轮同时抱死。
同步附着系数也可用解析方法求出。
19/16
用解析方法求同步附着系数
F1 F F1 Fz1 F 2 Fz2
Fxb2
mgb Fxb1
(0, )
hg
25/16
求r线组：Fxb mg
Fxb2
Fz2
mg L
a hg
mga L
Fxb hg L
Fxb Fxb1 Fxb2
Fxb 2
mga L
汽车理论—制动性
车辆类型 乘用车 客车 其它汽车（三轮汽车除外） 其它汽车（三轮汽车除外） 制动 制动距离 初速度 m km/h 50 ≤38 30 30 ≤18 ≤20 MFDD m/s2 ≥2.9 ≥2.5 ≥2.2 允许操纵力不大于， 允许操纵力不大于，N 手操纵 400 600 600 脚操纵 500 700 700
§4-1 制动性的评价指标
制动距离和制动稳定性的要求（ 表1 制动距离和制动稳定性的要求（GB7258-2004） ） 机动车类型
三轮汽车 乘用车 总质量不大于 3500kg 的低速货车 其它总质量不大于 3500kg 的汽车 其它汽车、 其它汽车、汽车列车 两轮摩托车 边三轮摩托车 正三轮摩托车 轻便摩托车 轮式拖拉机运输机组 手扶变型运输机 制动 初速度 km/h 满载检验制 动距离要求, 动距离要求 m 空载检验制 动距离要求, 动距离要求 m 试验通道宽 度, m
第四章 汽车的制动性
§4-1 制动性的评价指标 §4-2 制动时车轮的受力 §4-3 汽车的制动效能及其恒定性 §4-4 制动时汽车的方向稳定性 §4-5 前、后制动器制动力的比例关系 §4-6 汽车制动性的试验
第四章 汽车的制动性
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 能维持一定车速的能力， 称为汽车 能维持一定车速的能力 ， 的制动性。 的制动性。
试验通 道宽度 m
20 50 30 50 30 ≥5.9 ≥5.2 ≥5.4 ≥5.0
≥3.8 ≥6.2 ≥5.6 ≥5.8 ≥5.4
2.5 2.5 2.5 2.5 3.0
§4-1 制动性的评价指标
3. 进行制动性能检验时的制动踏板力或制动气压应
符合以下要求： 符合以下要求：
①满载制动时 气压制动系：气压表的指示气压≤额定工作气压 额定工作气压； 气压制动系：气压表的指示气压 额定工作气压； 液压制动系（踏板力） 乘用车≤500N； 液压制动系（踏板力）： 乘用车 ； 其它机动车≤700N 其它机动车 ②空载制动时 气压制动系：气压表的指示气压≤600kPa； 气压制动系：气压表的指示气压 ； 液压制动系（踏板力） 乘用车≤400N； 液压制动系（踏板力）：乘用车 ； 其它机动车≤450N 其它机动车 三轮汽车、 ③ 三轮汽车 、 正三轮摩托车和拖拉机运输机组检验 踏板力不大于600N。 时，踏板力不大于 。
§4-1 制动性的评价指标
制动距离和制动稳定性的要求（ 表1 制动距离和制动稳定性的要求（GB7258-2004） ） 机动车类型
三轮汽车 乘用车 总质量不大于 3500kg 的低速货车 其它总质量不大于 3500kg 的汽车 其它汽车、 其它汽车、汽车列车 两轮摩托车 边三轮摩托车 正三轮摩托车 轻便摩托车 轮式拖拉机运输机组 手扶变型运输机 制动 初速度 km/h 满载检验制 动距离要求, 动距离要求 m 空载检验制 动距离要求, 动距离要求 m 试验通道宽 度, m
第四章 汽车的制动性
§4-1 制动性的评价指标 §4-2 制动时车轮的受力 §4-3 汽车的制动效能及其恒定性 §4-4 制动时汽车的方向稳定性 §4-5 前、后制动器制动力的比例关系 §4-6 汽车制动性的试验
第四章 汽车的制动性
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 能维持一定车速的能力， 称为汽车 能维持一定车速的能力 ， 的制动性。 的制动性。
试验通 道宽度 m
20 50 30 50 30 ≥5.9 ≥5.2 ≥5.4 ≥5.0
≥3.8 ≥6.2 ≥5.6 ≥5.8 ≥5.4
2.5 2.5 2.5 2.5 3.0
§4-1 制动性的评价指标
3. 进行制动性能检验时的制动踏板力或制动气压应
符合以下要求： 符合以下要求：
①满载制动时 气压制动系：气压表的指示气压≤额定工作气压 额定工作气压； 气压制动系：气压表的指示气压 额定工作气压； 液压制动系（踏板力） 乘用车≤500N； 液压制动系（踏板力）： 乘用车 ； 其它机动车≤700N 其它机动车 ②空载制动时 气压制动系：气压表的指示气压≤600kPa； 气压制动系：气压表的指示气压 ； 液压制动系（踏板力） 乘用车≤400N； 液压制动系（踏板力）：乘用车 ； 其它机动车≤450N 其它机动车 三轮汽车、 ③ 三轮汽车 、 正三轮摩托车和拖拉机运输机组检验 踏板力不大于600N。 时，踏板力不大于 。
汽车理论课件 第四章 汽车的制动性
由制动力矩所引起的、地
面作用在车轮上的切向力。
ua
W
Tp
制动力矩Tµ
Tμ
r
FXb
FXb
地面附着力
FXb F
FZ
10
第二节 制动时车轮的受力
二、制动器制动力Fμ
与附着力无关
Fμ
Tμ r
在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的切向力。
通常这样描述：将车轮架离地面，踩住制动踏板，在轮胎周缘施加 切向力，直到车轮转动所需要的力，就是制动器制动力。
制动力系数：地 面制动力与作用在 车轮上的垂直载荷 的比值。
b
FX b FZ
峰值附着系数
滑动附着系数 s =15%～20%
制动力系数随 滑动率而变化
19
第二节 制动时车轮的受力
3.侧向力系数 l
侧向力系数：地面 作用于车轮的侧向力 与车轮垂直载荷之比。
l
FY FZ
侧向力系数也 随滑动率而变化
20
第二节 制动时车轮的受力
制动时的稳 不许偏出
定性
3.7m通道
不抱死跑偏 不许偏出 不抱死偏出 2.5m通道 3.66m（12 ft）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
制动距离或 制动减速度
踏板力
≤50.7m ≤500N
≤50.7m， ≥5.8m/s2
<490N
≤20m ≥5.9m/s2 ≤500N
≤65.8m（216ft）
66.7～667N (15～150 lbf)
➢ABS（防抱死制动系统）将制动时的滑动率控制 在15%～20%之间，有如下优点：
1）制动力系数大，地面制动力大，制动距离短； 2）侧向力系数大，地面可作用于车轮的侧向力大， 方向稳定性好； 3）减轻轮胎磨损。
汽车理论课件-汽车的制动性_blue
制动距离s 制动器的状态 制动力 路面附着条件 车辆的状态
第三节 汽车的制动性效能及其恒定性
制动器的制动力 制动减速度 地面制动力 附着力 附着系数φb 地面制动力
FXb Gb
ab max gb
制动减速度
第三节 汽车的制动性效能及其恒定性 平均减速度
我国行业标准
1 t2 a t1 a(t )dt t 2 t1
FXb FZ
第二节 制动性时车轮的受力
侧向力 侧向力系数 垂直载荷
FY l FZ
第二节 制动性时车轮的受力
道路的材料 路面的状况
附着系数
轮胎的结构花纹材料 汽车的运动速度
第二节 制动性时车轮的受力 各种路面上的制动力系数与 滑移率的关系曲线 车速对制动力系数与滑移率 的关系曲线的影响
第三节 汽车的制动性效能及其恒定性
驾驶员行动反应
制动器作用 制动过程 制动器持续制动
驾驶员反应时间 0.3 ~ 1.0 s 制动器作用时间 0.2 ~ 0.9 s 持续制动时间 放松制动器时间 0.2 ~ 1.0 s
放松制动器
第三节 汽车的制动性效能及其恒定性
液压制动系 制动器 起作用时间
真空助力制动系 气压制动系 汽车列车制动系
将制动过程的总时间分为三个部分：
①τ1’+τ1’’+τ2’（驾驶员反应时间+消除间 隙时间） ②τ2’’（制动器起作用时间） ③τ3（持续制动时间）
分别计算在上述制动时间下的制动距离。
第三节 汽车的制动性效能及其恒定性
三个阶段的特点：
①车速不变（减速度为0），即初始制动速度u0；
②车速发生变化（减速度从0到最大值abmax）；
持续制动过程 松开踏板 τ3 制动器制动力 增加过程 τ2’‘ 地面制动力 起作用
汽车的制动性基础知识.pptx
车轮滚动时的地面制动力就等于制动器制动力，但地面制动力是滑动
摩擦的约束反力，它的值不能超过附着力，即Fxb≤ F =Fz 或最大地
面制动力Fxbmax为Fxbmax=Fz
当制动器踏板力或制动系压力上升到某一值（图4-3
中为制动系液压力pa），地面制动力Fxb达到附着力F 值
时，车轮即抱死不转而出现拖滑现象。制动系液压力p>pa
§4-3 汽车的制动效能及其恒定性
汽车的制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车 的能力。评定制动效能的指标是制动距离s（单位为m ）和制动减速度 j (单位为m/s2) 一、制动距离与制动减速度 制控动制距装离置是（指制汽动车踏速板度）为到u汽0时车，完从全驾停驶住员为开止始所操驶纵过制的动 距离。
图4-5 b —s 曲线
不制同动滑力若动系令率数制时曲动，线力，与b 即垂的直数b 载-值s曲荷不线之同。比。曲为图线制4在-动5给O力A出系段了数近试似验b 于，所直则得线在的
，随s的增加而迅速增大。过A点后上升缓慢，至B点达到
Hale Waihona Puke 最大值。制动力系数的最大值称为峰值附着系数 p,
一般出现在s=15%~20%。滑动率再增加，制动力系数有
制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速制动
到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性 能最基本的评价指标。汽车高速行驶或下长坡连续制动 时制动效能保持的程度，称为抗热衰退性能。因为制动 过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为 热能，所以制动器温度升高后，能否保持在冷状态时的 制动效能已成为设计制动器时要考虑的重要问题。制动 时汽车的方向稳定性，常用制动时汽车按给定路径行驶 的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能 力，则汽车将偏离原来的路径。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5
轿车制动规范
项目 试验路面 载重 制动初速 方向稳定性
距离或减速度
中国 GB7258 EEC 71/732 φ ≥0.7 附着良好
瑞典 F18 φ ＝0.8 任何载荷 80km/h 不抱死跑偏 ≥5.8m/s2 ≤490N
美国联邦 105 Skid No81 轻载、满载 80km/h
空载（满载） 1 人或满载 50km/h 偏出≤2.5m
28
二自由度模型忽略了前、后轴及左、右轮载荷变 化、车轮外倾角、悬架导向杆系及变形对轮胎侧偏 角的影响。因此，轮胎弹性侧偏角绝对值的大小取 决于整车质心位置和轮胎无外倾角也无载荷变化下 的侧偏刚度。
与外倾角变动产生的弹 性侧偏角。 1.弹性侧偏角：垂直载荷 车厢外倾导致转向杆系 运动 2.侧倾转向角：侧向力使 销的转动。 而产生的前轮平面绕主 3.变形转向角：侧向力使 车厢外倾导致悬架导向 杆系 变形而产生的后轮平面 绕垂直地面轴线的转动 。
r
S s
GS Gu
Q
m
Q
Om
Gu 2
S s
t
F
' z
Gs
n
Fz
m m 2 F k s S s k s ( ) S t n n
' z
F m 2 kl 2k s ( ) St n
' z
两侧轮胎
38
Q
m
Q
Om
r
Gu 2
S s
1 F (Gs Gu ) 2 Q S s k s
uw rr 0 w w 0
10
不 同 滑 动 率 轮 胎 印 迹 变 化 规 律
11
随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。它 通常用滑动率S表示。
u w rr 0 w S 100% uw u w rr 0为纯滚动S 0
p
s
b
w 0 , S 100%为纯滑动 0 S 100%为边滚边滑 制动力系数 b 峰值附着力系数 p 滑动附着系数 s 侧向力系数 l
Evaluation Criteria of Braking Performance 4
制动效能的恒定性
抗热衰退性能：汽车在高速行驶或下长坡道时
制动性能的保持程度。 抗水衰退性能：是指汽车涉水后对制动性能的 保持能力
汽车制动时的方向稳定性的评价：常用 制动时汽车按给定路径行驶的能力。 制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力 时，则汽车将偏离给定的行驶路径。这 时，汽车的制动方向稳定性能不佳。
uw mg mg
14
l
FS S mg
s
s
各种路面平均附着系数
路面
柏油或砼（干）
柏油（湿） 砼（湿） 砾石 土路（干） 土路（湿） 雪（压实） 冰
φp 0.8~0.9 0.5~0.7 0.8 0.6 0.68 0.55 0.2 0.1
φS 0.75 0.45~0.60 0.7 0.55 0.65 0.4~0.5 0.15 0.07
T r
7
F
Fz
W
ua
Fp
Fxb
T
F
Fz
图4－1 制动时车轮受力条件
8
3 地面制动力、制动器制动力与附着力的关系
F F
踏板力，N
C
Fxb max F
踏板力，N
Fxb F
地面制动力首先取决与制动器制动力，但同时 受到地面附着条件的限制，它们同时大才好。
9
仔细观察汽车 的制动过程可发现，轮胎留 在地面上的印痕从车轮滚动到滑动是一个渐变 的过程。 第一阶段：单纯滚动，印痕的形状基本与 轮胎胎面花纹相一致。 uw rr 0 w 第二阶段：边滚边滑－可辨别轮胎花纹的 印痕，但花纹逐渐模糊，轮胎胎面相对地面发 生一定的相对滑动，随着滑动成分的增加，花 纹越来越模糊。 u r u r w r0 w w r0 w 第三阶段：拖滑－车轮抱死拖滑，粗黑印 痕，看不出花纹。
' 2
" 2
2 0
"2 2
0可忽略，并将 0用ua 0取代，则 u
"2 2
u 1 ' s ( 2 )ua 0 3.6 2 25.92 max x
" 2 2 a0
26
制动系作用时间对制动距离影响
制动系作用时间是影响 制动距离的重要因素！
27
高速制动或下长坡制动，制动器温度迅速 上升，摩擦力矩显著下降，即热衰退现象。 要求汽车以规定车速连续制动15次，制动 强度为3m/s2,最后不低于冷试验效能的60％ （5.8m/s2) 。 当汽车涉水后，因水进入制动器，短时间 内制动效能的降低，称为水衰退现象。
40
r
车厢的侧倾角：车厢在侧向力的作用下绕 侧倾轴线的转角。 车厢侧倾角是操纵稳定性和汽车平顺性 的重要参数。 侧倾角r 影响汽车r 动态和稳态响应， 是操纵稳定性的重要评价指标。 r 过大， 会使驾驶员感觉不稳定、不安全、不舒服。 r 过小，在不平路面车厢冲击大。 汽车稳态圆周运动时，车厢的侧倾角为
17
高速行驶经过积水层出现滑水现象。 A水膜区 W B过渡区 C接触区
Fp
ua
Fh Au
2 a
u h 6.34 pi
Home模型
Hydroplanning
A区
B区
C区
18
4.3 汽车制动效能及其恒定性
汽车制动效能，是指汽车迅速降低车速直至 停车的能力。汽车制动效能的评价指标是制动距 离S（单位m）和制动减速度 （单位m/s2）。 x
30
Fy
E F
无侧向力 有侧向力
ms g
D
G
Fl
Fr
单横摆臂独立悬架及车 厢
31
C C
mg
Fy
Om
E F
d
Fl
D
g
G
Fr
32
Or
Ol
D
G
33
d
Or
Ol
D
Om
g
G
34
商用车
Om
Om
纵置半椭圆板簧上车厢 的侧倾中心
轿车
35
悬架的侧倾角刚度：侧倾时，单位侧倾转角 下悬架给车厢总弹性恢复力偶矩。K r dT d r
'
Fp
Fp
j
f
e
"
'
"
2
g
1
1
2
t
1
2
3
4
1 "3 1 " "2 s u k 2 ＝u0 2 max 2 x 6 6
" 2 " 0 2
24
则在 2时间行驶距离 2 : s 1 "2 s2 s s u u max 2 x 6 在 3时间的行驶距离 3 s
20
2 制动距离分析
21
Fp
j
Fp
j
d
e
f
0
ab c ' " ' " 2 2 1 2 1
1
g
t
3
22
4
汽车的制动过程
2 行 驶 距 离 2 : s2 u0 2 s 1 " max 22 行驶距离 : s u x s 6 du k du kd dt F d j 1 2 u u0 k e 2 1 "2 ab c 0 ue u0 k 2
29
1.
车身侧倾轴线：车厢相对地面转动时瞬 时轴线。 侧倾中心：侧倾轴线通过车厢在前后轴 处横断面的瞬时转动中心。 侧倾中心的位置由悬架的导向机构所决 定。 可用解析和图解两种方法获得侧倾中心。 图解方法是利用可逆原理，即假设车厢 不动而地面相对车厢发生转动，求出地 面相对车厢的瞬时转动中心，它也是车 厢的侧倾中心。
到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。制动距离 与踏板力（或者制动系管路压力）以及地面的附 着情况有关，也与制动器的热工况有关。 制动减速度是地面制动力的反映，而与地面 制动力与制动器制动力有关。
19
1. 制动距离 制动距离S，是指汽车以给定的初速u0，从踩
不同制动工况时的地面制动力
车轮抱死时，地面制动力为 Fxb b mg m m( b g ) x max s g x 对于装有ABS的汽车，则 s g max p g x 在预见性的非紧急制动车轮不抱死。 s g p g x
39
d r
B d r 2
d r
K r
dQ
Om
B
1 B 2 kl 2
dQ
B dl d r 2
dQ kldl
B B B dT 2dQ 2kl d r 2 2 2 2 S s 2 m kl k s ( ) ks St n
1 dT klB 2 d r 2 1 2 K r klB 2 1 Bm 2 ks ( ) 2 n
1
4.1 汽车制动性的评价指标 4.2 车轮制动时的受力学分析
4.3 汽车制动效能及其恒定性 4.4 制动时汽车行驶方向稳定性 4.5 前后制动器制动力分配比例
Automotive Braking Performance
2
定义：汽车在行驶时能在短距离停 车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时 能维持一定车速的能力。另外,也包括在 一定坡道上 能 够长时间停放的能力。 汽车制动性是汽车的重要使用性能 之一。它属于 汽 车主动安全的范畴。 行车制动俗称脚制动或脚刹车。 驻车制动俗称手刹车或手制动。
轿车制动规范
项目 试验路面 载重 制动初速 方向稳定性
距离或减速度
中国 GB7258 EEC 71/732 φ ≥0.7 附着良好
瑞典 F18 φ ＝0.8 任何载荷 80km/h 不抱死跑偏 ≥5.8m/s2 ≤490N
美国联邦 105 Skid No81 轻载、满载 80km/h
空载（满载） 1 人或满载 50km/h 偏出≤2.5m
28
二自由度模型忽略了前、后轴及左、右轮载荷变 化、车轮外倾角、悬架导向杆系及变形对轮胎侧偏 角的影响。因此，轮胎弹性侧偏角绝对值的大小取 决于整车质心位置和轮胎无外倾角也无载荷变化下 的侧偏刚度。
与外倾角变动产生的弹 性侧偏角。 1.弹性侧偏角：垂直载荷 车厢外倾导致转向杆系 运动 2.侧倾转向角：侧向力使 销的转动。 而产生的前轮平面绕主 3.变形转向角：侧向力使 车厢外倾导致悬架导向 杆系 变形而产生的后轮平面 绕垂直地面轴线的转动 。
r
S s
GS Gu
Q
m
Q
Om
Gu 2
S s
t
F
' z
Gs
n
Fz
m m 2 F k s S s k s ( ) S t n n
' z
F m 2 kl 2k s ( ) St n
' z
两侧轮胎
38
Q
m
Q
Om
r
Gu 2
S s
1 F (Gs Gu ) 2 Q S s k s
uw rr 0 w w 0
10
不 同 滑 动 率 轮 胎 印 迹 变 化 规 律
11
随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。它 通常用滑动率S表示。
u w rr 0 w S 100% uw u w rr 0为纯滚动S 0
p
s
b
w 0 , S 100%为纯滑动 0 S 100%为边滚边滑 制动力系数 b 峰值附着力系数 p 滑动附着系数 s 侧向力系数 l
Evaluation Criteria of Braking Performance 4
制动效能的恒定性
抗热衰退性能：汽车在高速行驶或下长坡道时
制动性能的保持程度。 抗水衰退性能：是指汽车涉水后对制动性能的 保持能力
汽车制动时的方向稳定性的评价：常用 制动时汽车按给定路径行驶的能力。 制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力 时，则汽车将偏离给定的行驶路径。这 时，汽车的制动方向稳定性能不佳。
uw mg mg
14
l
FS S mg
s
s
各种路面平均附着系数
路面
柏油或砼（干）
柏油（湿） 砼（湿） 砾石 土路（干） 土路（湿） 雪（压实） 冰
φp 0.8~0.9 0.5~0.7 0.8 0.6 0.68 0.55 0.2 0.1
φS 0.75 0.45~0.60 0.7 0.55 0.65 0.4~0.5 0.15 0.07
T r
7
F
Fz
W
ua
Fp
Fxb
T
F
Fz
图4－1 制动时车轮受力条件
8
3 地面制动力、制动器制动力与附着力的关系
F F
踏板力，N
C
Fxb max F
踏板力，N
Fxb F
地面制动力首先取决与制动器制动力，但同时 受到地面附着条件的限制，它们同时大才好。
9
仔细观察汽车 的制动过程可发现，轮胎留 在地面上的印痕从车轮滚动到滑动是一个渐变 的过程。 第一阶段：单纯滚动，印痕的形状基本与 轮胎胎面花纹相一致。 uw rr 0 w 第二阶段：边滚边滑－可辨别轮胎花纹的 印痕，但花纹逐渐模糊，轮胎胎面相对地面发 生一定的相对滑动，随着滑动成分的增加，花 纹越来越模糊。 u r u r w r0 w w r0 w 第三阶段：拖滑－车轮抱死拖滑，粗黑印 痕，看不出花纹。
' 2
" 2
2 0
"2 2
0可忽略，并将 0用ua 0取代，则 u
"2 2
u 1 ' s ( 2 )ua 0 3.6 2 25.92 max x
" 2 2 a0
26
制动系作用时间对制动距离影响
制动系作用时间是影响 制动距离的重要因素！
27
高速制动或下长坡制动，制动器温度迅速 上升，摩擦力矩显著下降，即热衰退现象。 要求汽车以规定车速连续制动15次，制动 强度为3m/s2,最后不低于冷试验效能的60％ （5.8m/s2) 。 当汽车涉水后，因水进入制动器，短时间 内制动效能的降低，称为水衰退现象。
40
r
车厢的侧倾角：车厢在侧向力的作用下绕 侧倾轴线的转角。 车厢侧倾角是操纵稳定性和汽车平顺性 的重要参数。 侧倾角r 影响汽车r 动态和稳态响应， 是操纵稳定性的重要评价指标。 r 过大， 会使驾驶员感觉不稳定、不安全、不舒服。 r 过小，在不平路面车厢冲击大。 汽车稳态圆周运动时，车厢的侧倾角为
17
高速行驶经过积水层出现滑水现象。 A水膜区 W B过渡区 C接触区
Fp
ua
Fh Au
2 a
u h 6.34 pi
Home模型
Hydroplanning
A区
B区
C区
18
4.3 汽车制动效能及其恒定性
汽车制动效能，是指汽车迅速降低车速直至 停车的能力。汽车制动效能的评价指标是制动距 离S（单位m）和制动减速度 （单位m/s2）。 x
30
Fy
E F
无侧向力 有侧向力
ms g
D
G
Fl
Fr
单横摆臂独立悬架及车 厢
31
C C
mg
Fy
Om
E F
d
Fl
D
g
G
Fr
32
Or
Ol
D
G
33
d
Or
Ol
D
Om
g
G
34
商用车
Om
Om
纵置半椭圆板簧上车厢 的侧倾中心
轿车
35
悬架的侧倾角刚度：侧倾时，单位侧倾转角 下悬架给车厢总弹性恢复力偶矩。K r dT d r
'
Fp
Fp
j
f
e
"
'
"
2
g
1
1
2
t
1
2
3
4
1 "3 1 " "2 s u k 2 ＝u0 2 max 2 x 6 6
" 2 " 0 2
24
则在 2时间行驶距离 2 : s 1 "2 s2 s s u u max 2 x 6 在 3时间的行驶距离 3 s
20
2 制动距离分析
21
Fp
j
Fp
j
d
e
f
0
ab c ' " ' " 2 2 1 2 1
1
g
t
3
22
4
汽车的制动过程
2 行 驶 距 离 2 : s2 u0 2 s 1 " max 22 行驶距离 : s u x s 6 du k du kd dt F d j 1 2 u u0 k e 2 1 "2 ab c 0 ue u0 k 2
29
1.
车身侧倾轴线：车厢相对地面转动时瞬 时轴线。 侧倾中心：侧倾轴线通过车厢在前后轴 处横断面的瞬时转动中心。 侧倾中心的位置由悬架的导向机构所决 定。 可用解析和图解两种方法获得侧倾中心。 图解方法是利用可逆原理，即假设车厢 不动而地面相对车厢发生转动，求出地 面相对车厢的瞬时转动中心，它也是车 厢的侧倾中心。
到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。制动距离 与踏板力（或者制动系管路压力）以及地面的附 着情况有关，也与制动器的热工况有关。 制动减速度是地面制动力的反映，而与地面 制动力与制动器制动力有关。
19
1. 制动距离 制动距离S，是指汽车以给定的初速u0，从踩
不同制动工况时的地面制动力
车轮抱死时，地面制动力为 Fxb b mg m m( b g ) x max s g x 对于装有ABS的汽车，则 s g max p g x 在预见性的非紧急制动车轮不抱死。 s g p g x
39
d r
B d r 2
d r
K r
dQ
Om
B
1 B 2 kl 2
dQ
B dl d r 2
dQ kldl
B B B dT 2dQ 2kl d r 2 2 2 2 S s 2 m kl k s ( ) ks St n
1 dT klB 2 d r 2 1 2 K r klB 2 1 Bm 2 ks ( ) 2 n
1
4.1 汽车制动性的评价指标 4.2 车轮制动时的受力学分析
4.3 汽车制动效能及其恒定性 4.4 制动时汽车行驶方向稳定性 4.5 前后制动器制动力分配比例
Automotive Braking Performance
2
定义：汽车在行驶时能在短距离停 车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时 能维持一定车速的能力。另外,也包括在 一定坡道上 能 够长时间停放的能力。 汽车制动性是汽车的重要使用性能 之一。它属于 汽 车主动安全的范畴。 行车制动俗称脚制动或脚刹车。 驻车制动俗称手刹车或手制动。