汽车制动性
汽车的制动性 (5)
FXb1
L
FXb2
hg
FXb2
L hg hg
FXb1
Gb hg
FXb2=0
FXb1=0
一定时，f 线为直线
前轮抱死后，前后地面 制动力将沿f 线变化。
FXb1
Gb L hg
FXb2
Gb hg
与 无关
18
第五节 前、后制动器制动力的比例关系
FXb2
0.1 0.2 0.3 0.4
因此，应当以所有车轮即将抱死但还没有出现任何车 轮抱死时的制动强度（制动减速度）作为汽车能产生的最 高制动强度（制动减速度）。
从图中看，同步附着系数 是β线和 I 曲线交点处对应的 附着系数。由于β不会随着路 面附着系数而变化，所以具有 固定比值制动力的汽车只能在 同步附着系数的路面上才能同 时抱死。
该点所对应的减速度称为
临界减速度，大小为 0 g 。
15
第五节 前、后制动器制动力的比例关系
同步附着系数的计算
满足固定比 值的条件
第四章 汽车的制动性
第五节 前、后制动器制动力的比例关系
本节将分析地面作用在前、后车轮上的法向反力， 分析前、后车轮制动器制动力的比例关系，通过 I 曲线、 β 线、f 线、r 线分析汽车的制动过程，介绍汽车的利用 附着系数、制动效率的计算方法，利用单轮模型分析 ABS的制动控制过程。
本节内容是本章的重点。
由 β b 0hg 得 1 a 0hg
Fμ1
Fμ1
Fμ 2
Fμ 2
满足同时抱 死的条件
0
Lβ b hg
同步附着系数 由汽车结构参 数决定。
汽车制动性能减退原因分析
汽车制动性能减退原因分析【1】汽车制动性能减退原因分析【引言】汽车制动性能是保障行车安全的重要因素之一。
然而，在车辆长期使用的过程中，我们有时会发现汽车的制动性能逐渐减退。
本文将从不同的角度对汽车制动性能减退的原因进行深入分析，帮助读者更全面地了解这一问题。
【2】汽车制动系统的基本原理为了更好地理解汽车制动性能减退的原因，首先需要了解汽车的制动系统基本原理。
汽车制动系统主要由制动踏板、主缸、制动器、制动盘（鼓）、刹车片（鞋）等组成。
当驾驶员踩下制动踏板时，主缸产生液压信号，将力传递给制动器，使其与制动盘（鼓）之间产生摩擦力，从而达到减速、停车的目的。
汽车制动性能的减退可能源自于制动系统的各个组成部分。
【3】磨损导致刹车片（鞋）效能减退刹车片（鞋）作为制动系统的关键部件之一，在长期使用中会逐渐磨损。
刹车片（鞋）的磨损主要由以下因素引起：摩擦磨损、温度变化和化学反应等。
对于现代汽车而言，刹车片（鞋）通常由摩擦材料、金属支撑板和胶合层等构成。
当刹车片（鞋）磨损到一定程度时，摩擦材料的厚度减少，摩擦系数降低，从而使得汽车的制动性能下降。
【4】制动盘（鼓）失效导致制动性能下降制动盘（鼓）是承载刹车片（鞋）的部件，是制动系统中另一个重要的组成部分。
制动盘（鼓）的减退可能源自于以下几个方面：磨损、变形和腐蚀。
长期的摩擦和高温会导致制动盘（鼓）的磨损，而过度加热则可能导致其变形。
制动盘（鼓）表面的腐蚀也会影响汽车的制动性能。
这些因素的存在都会导致制动盘（鼓）与刹车片（鞋）之间的接触面积减少，从而降低摩擦力，进而影响制动性能。
【5】制动液老化引发减退制动液作为传递制动力的介质，其性能对汽车制动性能有直接的影响。
随着时间的推移和使用频率的增加，制动液会逐渐老化，导致其性能下降。
老化后的制动液容易吸湿，产生气泡，从而降低了制动液的压缩性，影响液压系统的工作效果。
定期更换制动液是维持汽车制动性能的重要环节。
【6】其他因素对汽车制动性能的影响除了刹车片（鞋）、制动盘（鼓）和制动液的减退外，还有其他一些因素会对汽车制动性能产生影响。
如何评估一辆汽车的制动性能
如何评估一辆汽车的制动性能汽车的制动性能是保证行车安全的重要指标之一。
评估一辆汽车的制动性能需要考虑多个方面，包括刹车力度、刹车距离和刹车稳定性等。
本文将从这几个方面来介绍如何评估一辆汽车的制动性能。
1. 刹车力度刹车力度是指刹车时刹车踏板所需的力量大小。
刹车力度越大，则刹车的效果越好。
评估一辆汽车的刹车力度可以通过实际测试来进行，通常可以在汽车的制动测试场地上进行。
测试时可以逐渐增加刹车力度，观察刹车踏板的行程和刹车效果，以此来判断刹车力度的大小。
2. 刹车距离刹车距离是指汽车在刹车时从行驶速度到完全停下所需要的距离。
刹车距离越短，则刹车效果越好。
评估一辆汽车的刹车距离可以在安全的条件下进行实地测试，例如在空旷的道路上进行测量。
测试时可以以一定的速度行驶，然后突然刹车，通过测量停车的位置来评估刹车距离的长短。
3. 刹车稳定性刹车稳定性是指在刹车时汽车是否出现抖动、偏斜或者失去控制等情况。
刹车稳定性好的汽车在刹车时能够保持良好的平稳性和方向稳定性。
评估一辆汽车的刹车稳定性可以通过在各种路况下的行驶测试来进行，包括直线行驶、急转弯等。
观察刹车过程中车辆的运动状态，判断刹车稳定性的表现。
除了以上几个方面，还可以考虑以下因素来评估一辆汽车的制动性能：4. 刹车系统刹车系统的质量和性能直接影响到汽车的制动性能。
优质的刹车系统包括刹车盘、刹车片、刹车液等部件，这些部件的质量和配套性能对制动性能有着重要影响。
可以通过查看车辆制动系统的规格和品牌，以及了解该品牌的性能和口碑等方面来评估刹车系统的质量。
5. 制动辅助系统一些汽车配备了制动辅助系统，如ABS（防抱死刹车系统）、EBD （电子制动力分配系统）等。
这些系统可以提供额外的刹车支持和辅助，提高制动性能和稳定性。
评估一辆汽车的制动性能时，可以了解其是否配备了这些系统，并了解其性能和功能特点。
总结起来，评估一辆汽车的制动性能需要考虑刹车力度、刹车距离和刹车稳定性等方面，同时还需关注刹车系统和制动辅助系统的质量和性能。
汽车理论(第五版)第四章_汽车的制动性
s2 u0 2
abmax 式中 k 2
du k d
du kd
当τ=0时，u=u0
1 u u0 k 2 2
ds 1 u0 k 2 由于 d 2
1 ds u0 k 2 d 2
8
第二节 制动时车轮的受力
一、地面制动力 FXb
FXb Tμ r
ua
W
由制动力矩所引起的、地 面作用在车轮上的切向力。
Tp
制动力矩Tµ
Tμ
FXb
FXb
地面附着力
r
FZ
9
FXb F
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。
21
第二节 制动时车轮的受力
FY
FY
平地转向时，离心力Fl由地面侧向力FY平衡。
22
第二节 制动时车轮的受力
当汽车在倾斜弯道转向时，离心力Fl可由重力的分力平衡。 弯道内倾，可以减小所需的地面侧向力；倾角依道路 转弯半径和设计车速而定。
23
第二节 制动时车轮的受力
环形跑道（视频）
（注意观察弯道的倾斜情况）
当 2 时
1 ue u0 k 2 2 2
当 ''时，将k
1 abmax 2 2 6
ab max
2''
代入
当τ=0 时，s=0
s u0
1 3 k 6
s2 u0 2
s2 s2 s2
s2 u0 2 u0 2
汽车制动性的评价指标
汽车制动性的评价指标汽车作为我们日常生活中重要的交通工具，其制动性能的优劣直接关系到行车安全。
那么，如何评价一辆汽车的制动性呢？这就需要依靠一系列的评价指标。
制动性，简单来说，就是汽车在行驶过程中能够迅速减速直至停车的能力。
而评价汽车制动性的指标主要包括制动效能、制动效能的恒定性以及制动时的方向稳定性这三个方面。
首先，制动效能是衡量汽车制动性最基本也是最重要的指标。
它通常用制动距离和制动减速度来表示。
制动距离，指的是汽车从开始制动到完全停止所行驶的距离。
这一距离越短，说明汽车的制动效能越好。
影响制动距离的因素众多，比如汽车的行驶速度、制动系统的性能、轮胎与地面的摩擦力等等。
一般来说，车速越高，制动距离就会越长；而制动系统的制动力越大、轮胎的抓地力越强，制动距离就越短。
制动减速度则是指汽车在制动过程中的加速度，其数值越大，意味着汽车能够更快地减速。
制动减速度同样受到制动系统性能、车辆重量、轮胎状况等因素的影响。
接下来，制动效能的恒定性也是不可忽视的一个指标。
在长时间或频繁制动的情况下，制动系统可能会因为温度升高而导致制动效能下降。
比如，制动盘和制动片在高温下可能会出现热衰退现象，使得制动力减弱。
因此，良好的制动系统应该具备稳定的制动效能，即在各种工况下都能保持较好的制动效果。
为了保证制动效能的恒定性，汽车制动系统的散热性能就显得尤为重要。
一些高性能的汽车会采用通风式制动盘、高性能的制动液等措施来增强散热，以减少热衰退的影响。
最后，制动时的方向稳定性也是评价汽车制动性的关键指标之一。
当汽车制动时，如果出现跑偏、侧滑或者失去转向能力等情况，都可能导致严重的交通事故。
影响制动方向稳定性的因素较为复杂。
车辆的悬架系统、轮胎的磨损情况、制动系统左右轮制动力的分配等都可能对其产生影响。
例如，如果车辆左右轮的制动力不均衡，就容易在制动时发生跑偏现象；而轮胎磨损不均或者悬架系统出现故障，也可能导致车辆在制动时侧滑。
影响汽车制动性能的主要因素
影响汽车制动性能的主要因素汽车制动性能是指汽车在制动过程中能否正常停车并且具备稳定的制动效果。
影响汽车制动性能的主要因素包括以下几个方面：1.制动系统的设计与性能：制动系统的设计和性能直接决定了汽车制动的效果。
制动系统由制动踏板、制动液、制动器以及制动盘/制动鼓等组成，其中制动器是制动系统的重要组成部分。
制动器与制动盘/制动鼓之间的接触面积大小、材料选择以及制动力的传递效率都会影响制动性能。
2.制动器片材料与磨损：制动器片材料的摩擦特性直接影响制动性能。
常见的制动器片材料有非铝基材料（如无石棉有机材料）、半金属材料、陶瓷材料等。
不同材料的制动器片具有不同的制动特性，如刹车感、制动力等。
此外，制动器片材料的磨损也会影响制动性能，过度磨损会导致制动效果不佳，并且缩短制动器片的使用寿命。
3.制动液的性能与变质：制动液在制动系统中起到传递压力的作用，其性能直接影响制动系统的灵敏度和制动效果。
常见的制动液有矿物油制动液和聚醚醇制动液。
制动液容易吸湿和变质，当制动液中的湿气过高时，会导致制动液沸腾和气泡形成，从而降低制动系统的传递压力和制动效果。
4.制动器盘/鼓的磨损与变形：制动器盘/鼓的磨损和变形也会影响制动性能。
制动器盘/鼓的磨损会使制动器片与制动盘/鼓的接触面积减小，从而降低制动力，并增加制动器片的磨损速度。
此外，制动器盘/鼓的变形会导致制动减震不均匀，从而影响制动效果。
5.制动方面的车辆状态与故障：一些车辆状态和故障也会影响汽车的制动性能。
例如，制动管路的漏气、制动盘的裂纹、制动钳卡住等故障都会导致制动效果不佳。
此外，车辆的负载情况、悬挂系统的状态以及轮胎的磨损也会对制动性能产生一定的影响。
综上所述，影响汽车制动性能的主要因素包括制动系统的设计与性能、制动器片材料与磨损、制动液的性能与变质、制动器盘/鼓的磨损与变形，以及车辆状态和故障等。
车主需要定期检查和维护这些关键部件，以确保汽车具备良好的制动性能，从而保证行车安全。
《汽车理论》教案4-汽车制动性
3. 汽车的制动效能及其恒定性（60’）
（1）制动减速度（10’） 1）车辆制动时整车受力分析 2）最大制动减速度的推导
abmax s g , abmax p g
3）平均制动减速度 （2）制动过程分析（15’） 1）制动踏板力、汽车制动减速度与制动时间的关系曲线 2）阶段划分 驾驶员反应时间
（7）同步附着系数φ0 的选择（15’）
4
预习 思考题
《汽车理论 A》教案
1）轿车同步附着系数φ0 的选择 2）货车同步附着系数φ0 的选择 本章节的重点，介绍完轿车的φ0 选择后采用提问式教学让学生 自己分析货车φ0 的选择 （8）对前、后制动器制动力分配的要求（15’） ECE 制动法规 （9）制动力的调节（15’） 1）限压阀 2）比例阀 3）感载比例阀、感载射线阀 （10）制动防抱死系统（ABS）（40’） 1）ABS 的理论依据 2）ABS 的优缺点 3）ABS 的基本组成 4）ABS 的液压原理 5）ABS 的控制原理 ABS 的理论依据和优点是本章节的重点，应认真分析到位。结 合视频文件和实际案例进行教学 本章共 10 学时，5 次课，各次课的预习思考题： 第 1 次课预习思考题 汽车制动性从哪些方面进行评价？ 什么是地面制动力、制动器制动力？它们和附着力的关系如何？ 什么是滑动率？ 什么是制动力系数？它与滑动率的关系如何？ 什么是侧向力系数？它与滑动率的关系如何？ 影响制动力系数的因素有哪些？ 第 2 次课预习思考题 制动过程分成哪几个阶段？哪几个阶段与制动距离有关？ 盘式制动器和鼓式制动器的制动性能比较？ 什么制动跑偏？其产生原因有哪些？ 前后轴的抱死次序有哪几种？各是何含义？ 什么制动侧滑？哪种情况下易发生制动侧滑？为什么？ 第 3 次课预习思考题 什么情况下会发生失去转向能力？ 制动时地面对前、后车轮的法向反作用力的计算公式（4-6）与（4-7）的
第四章 汽车的制动性
§2 制动时车轮的受力
17
§2 制动时车轮的受力
4、侧向力系数 侧向力系数φℓ : 侧向力极限值与垂直 载荷之比。
侧向力包括： 侧向风 离心力 侧向力
18
§2 制动时车轮的受力
19
§2 制动时车轮的受力
※较低滑动率时（S=15%），可以获得较大的制动 力系数与较高的侧向力系数。
ABS系统
3）在τ3时间段内所驶 过距离S3
u2f ue2 2jmaxS3
S3
u
2 e
2 jm ax
(u 0
1 2
k
'' 2 2
)
2
2 jm ax
(u 0
1 2
(
jm
ax
)
'' 2 2
)
2
2 jm ax
u 02 2 jm ax
1 2
u 0
'' 2
1 8
j '' 2
m ax 2
31
第三节 汽车制动效能及其恒定性
43
第四节 制动时的方向稳定性
一、汽车制动跑偏 跑偏原因有两个：
1）汽车左、右车轮，特别是前轴左、右转 向轮制动器制动力不等。——制造或调整 误差 2） 制动时悬架导向杆系与转向杆系在运动 学上的不协调或干涉。——结构设计原因
44
第四节 制动时的方向稳定性
1）由于汽车左、右车轮，特别是前轴左、 右转向轮制动器制动力不等
τ——制动时间s S——制动距离m
27
第三节 汽车制动效能及其恒定性
2）在τ2''时间段内所驶
过距离S2'' （作匀变减
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
汽车制动性实验报告
汽车制动性实验报告一、实验目的本次实验旨在通过对汽车制动性能的测试和分析，探究汽车制动系统的可靠性和工作性能，为汽车制动系统的改进提供科学依据。
二、实验原理汽车制动系统主要由制动踏板、主缸、助力器、制动分泵、制动油管、制动器等部分组成。
当驾驶员踏下制动踏板时，制动踏板通过杠杆作用，将力量传递给主缸，主缸产生液压压力，通过助力器将压力传递到制动分泵。
制动分泵将液压压力传到制动油管中，使制动器产生摩擦。
汽车制动性能实验主要测试制动距离、制动力和刹车灵敏度。
三、实验设备和材料1.实验车辆2.制动测功机3.测距装置4.数据采集仪5.计算机6.手动测量工具7.实验软件四、实验步骤1.车辆准备将实验车辆停稳在测试区域内，并调整车辆制动系统，保证制动系统正常工作。
2.实验装置安装将制动测功机固定在地面上，并与车辆制动系统相连。
安装测距装置，并调整到适当位置。
3.数据采集仪和计算机设置将数据采集仪连接到实验车辆的传感器上，并设置合适的参数。
连接计算机，并打开实验软件。
4.实验操作驾驶员踏下制动踏板，使车辆减速。
实验软件会自动记录制动距离、制动力和刹车灵敏度。
5.数据处理将实验数据导入计算机，进行数据处理和分析。
计算平均制动距离、平均制动力和平均刹车灵敏度，并进行比较和讨论。
五、实验结果与分析根据实验数据，我们得到了以下结果：平均制动距离为X米，制动力为X牛顿，刹车灵敏度为Xms-2经过分析和比较，我们可以得出以下结论：1.制动距离与制动力成正比，即制动力越大，制动距离越短。
2.刹车灵敏度越高，车辆制动反应时间越短，制动效果越好。
3.制动系统的可靠性与制动距离和制动力密切相关，需要对制动系统进行定期维护和检查，确保其正常工作。
六、实验结论通过对汽车制动性能的测试和分析，我们得出以下结论：1.制动距离与制动力成正比，刹车灵敏度对制动效果有重要影响。
2.制动系统的可靠性与制动距离和制动力密切相关，需要定期维护和检查。
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不同滑动率时，附着系数是不 一样的。图4.3为试验所得的车轮附 一样的。图4.3为试验所得的车轮附 着系数曲线，即 ϕ − s 曲线。图上除 了纵向附着系数曲线外，还给出了 侧向附着系数曲线。侧向附着系数 是研究制动时侧向稳定性有关的参 数。
图4.3
ϕ−s 曲线
图4.4 各种路面上的 ϕ − s 曲线
图4.2 制动过程中地面制动力、 制动器制动力及附着力的关系
4.2.4 附着系数与滑动率的关系 前面曾假设附着系数在制动过程中是常数。但实际上， 附着系数与车轮的运动状态，即滑动程度有关。滑动所占的 s 比例为滑移率，用符号 表示，其表达式为
uW − rr 0ωW s= × 100% uW
式中 rr 0 —自由滑动的车轮动态半径(m)； 自由滑动的车轮动态半径(m)； uW —车轮中心的速度(m/s) 车轮中心的速度(m/s) ωW—车轮的角速度(rad/s)。 车轮的角速度(rad/s)。
Fxb =
Tµ r
Hale Waihona Puke = FP地面制动力是使汽车制动而减速 行驶的外力， 但是 ， 行驶的外力 ， 但是， 地面制动力取决于 两个摩擦副的摩擦力；一个是制动器摩 擦副间的摩擦力；另一个是轮胎与地面 间的附着力。 间的附着力。
图4.1 车轮在制动时的受力情况
4.2.3 制动器制动力、地面制 动力及附着力之间的关系
1. 制动性的评价指标 制动性主要用以下三方面指标来评价： 1.1 制动效能。包括制动减速度、制动距离、 制动时间及制动力等。 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。
1.2 制动效能的恒定性。包括抗热衰退和水衰 退的能力。 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，仍能保持冷状态时的制动 效能；涉水行驶后，制动器还存在水衰退问题。
汽车制动性
为了保障汽车行驶安全和使汽车的动力性得以发 挥，汽车必须具有良好的制动性。 对于行车制动而言，汽车的制动性能是指汽车行 驶时，能在短距离内停车且维持行驶方向稳定， 在下长坡时能维持较低车速的能力。 汽车的制动性是汽车的主要性能之一。制动性直 接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距 离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽 车的制动性是汽车行驶的重要保障。
Fµ =
式中 r —车轮半径(m)。 车轮半径(m)。
Tµ r
由此可知，制动器制动力是由制动系的设计参 数所决定的。即取决于制动器型式、尺寸、摩擦系 数、车轮半径。它与制动系的油压或气压成正比。
4.2.2 地面制动力
图4.1为在良好的硬路面上制动时， 为在良好的硬路面上制动时， 车轮的受力情况。 车轮的受力情况 。 图中滚动阻力偶矩和 减速时的惯性力、 惯性力矩均忽略不计。 减速时的惯性力 、 惯性力矩均忽略不计 。 Fxb 为地面制动力， 为车轮垂直载荷， 为地面制动力， 为车轮垂直载荷， 为 W FZ 车轴对车轮的推力， 车轴对车轮的推力， 为地面对车轮的法 FP 向反作用力。 向反作用力。从力矩平衡得
制动器制动力、地面制动力及附着 力三者的关系如图4.2所示。由图可见，制 力三者的关系如图4.2所示。由图可见，制 动器制动力可以随制动系油压的增大而增大， 而地面制动力在达到附着力的值后，就不再 增加了。此时若想提高地面制动力，以使汽 车具有更大的制动效能、只有提高附着系数。 由此可见，汽车的地面制动力，首 先取决于制动器制动力，但同时又受到地面 附着条件的限制。所以，只有汽车具有足够 的制动器制动力，同时，地面又能提供高的 附着力时，才能获得足够的地面制动力。
4.1.3 制动时的方向稳定性。指制动时汽车按照 驾驶员给定方向行驶的能力，即是否会发生制动跑 偏、侧滑和失去转向能力等。 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。若制动器发生跑偏、 侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来的路径。
4.2 制动时车轮受力 4.2.1 制动器制动力 在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩(N·m)所需的 在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩(N·m)所需的 力，称为制动器制动力，用(N)表示，公式 力，称为制动器制动力，用(N)表示，公式
图4.5车速对附着系数曲线的影响
图4.4和图4.5分别表示了不同路面上和不同行驶车速时 4.4和图4.5分别表示了不同路面上和不同行驶车速时 滑动率与附着系数的关系。