汽车理论课件 第四章 汽车的制动性.ppt
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汽车理论课件——第四章余志生版.ppt
2）起始车速ua0
s 0.0034ua0 0.00451ua20
s
1 3.6
2
2
2
ua0
ua20 25.92abmax
44
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
3）最大制动减速度 abmax
➢ abmax 主要与路面附着系数有关。
三、制动效能的恒定性
➢制动效能的恒定性即抗热衰退性能。 ➢制动器温度上升后，制动器产生的摩擦力矩常会有 显著下降，这种现象称为制动器的热衰退。 ➢山区行驶的货车和高速行驶的轿车，对抗热衰退性 能有更高的要求。
3.制动时汽车的方向稳定性
制动时汽车按给定路径行驶的能力。 即在制动中不发生跑偏、侧滑或失去转向能力的性能。
➢本章研究的重点是：如何使汽车在保证方向稳定性 的前提下，获得最好的制动效能。
4
第一节 制动性的评价指标
表4-1 乘用车制动规范对行车制动器制动性的部分要求
项目 试验路面
中国 ZBT24007
u0
1 2
k 22
由于
ds
d
u0
1 k 2
2
ds
u0
1 2
k
2
d
当
''时，将k
ab max ''
2
代入
当τ=0 时，s=0
s
u0
1 6
k
3
s2
u0 2
1 6
abmax 22
s2 s2 s2
s2
u0 2
u0 2
1 6
abmax 22
40
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
2.持续制动阶段汽车驶过的距离s3
31
s 0.0034ua0 0.00451ua20
s
1 3.6
2
2
2
ua0
ua20 25.92abmax
44
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
3）最大制动减速度 abmax
➢ abmax 主要与路面附着系数有关。
三、制动效能的恒定性
➢制动效能的恒定性即抗热衰退性能。 ➢制动器温度上升后，制动器产生的摩擦力矩常会有 显著下降，这种现象称为制动器的热衰退。 ➢山区行驶的货车和高速行驶的轿车，对抗热衰退性 能有更高的要求。
3.制动时汽车的方向稳定性
制动时汽车按给定路径行驶的能力。 即在制动中不发生跑偏、侧滑或失去转向能力的性能。
➢本章研究的重点是：如何使汽车在保证方向稳定性 的前提下，获得最好的制动效能。
4
第一节 制动性的评价指标
表4-1 乘用车制动规范对行车制动器制动性的部分要求
项目 试验路面
中国 ZBT24007
u0
1 2
k 22
由于
ds
d
u0
1 k 2
2
ds
u0
1 2
k
2
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当
''时，将k
ab max ''
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代入
当τ=0 时，s=0
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u0
1 6
k
3
s2
u0 2
1 6
abmax 22
s2 s2 s2
s2
u0 2
u0 2
1 6
abmax 22
40
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
2.持续制动阶段汽车驶过的距离s3
31
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
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k
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j
d
e
Fp
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1 2
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1
12
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1
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2
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s
u0
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 第四章 汽车的制动性
消去
Fz1、Fz2
F1 F 2 G F1 b hg F a h g 2
Gb 1 G 2 4hg L F 2 b F1 2 F1 h 2 hg G g
武汉科技大学车辆工程教研室
四、不同附着系数路面上制动过程分析
利用 线与I曲线的配合，就可以分析前、 后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路 面的制动情况。 先介绍两组线组： f线组 是后轮没有抱死，在各种路面上前轮抱 死时的前、后地面制动力关系曲线； r线组 是前轮没有抱死而后轮抱死时的前、后 地面制动力关系曲线。
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（二）、制动减速度 4. 充分发出的平均减速度
2 2 (u ab u ae ) MFDD 25 .92 ( se sb )
uab 0.8ua0
uae 0.1ua0
sb ua0 u ab
se u ae
武汉科技大学车辆工程教研室
GB7258-2004（充分发出的平均减速度）
武汉科技大学车辆工程教研室
四、硬路面上的附着系数
1 滑动率
s＝ u w－rr0w 100% uw
峰值附着系数
p
滑动附着系数
s
F 制动力系数： b＝ Xb FZ
当滑动率在15%～20% 左右具有峰值特性。
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不同路面上的附着系数
武汉科技大学车辆工程教研室
2 制动力系数与侧向力系数
侧向力系数：
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第五节 前、后制动器制动力的比例关系
对于一般汽车而言，根据其前、后轴制器 制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡 度等因素，当制动器制动力足够时，制动过程可 能出现如下三种情况，即： 1)前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。 2)后轮先抱死拖沿，然后前轮抱死拖滑。 3)前、后轮同时抱死拖滑。
Fz1、Fz2
F1 F 2 G F1 b hg F a h g 2
Gb 1 G 2 4hg L F 2 b F1 2 F1 h 2 hg G g
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四、不同附着系数路面上制动过程分析
利用 线与I曲线的配合，就可以分析前、 后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路 面的制动情况。 先介绍两组线组： f线组 是后轮没有抱死，在各种路面上前轮抱 死时的前、后地面制动力关系曲线； r线组 是前轮没有抱死而后轮抱死时的前、后 地面制动力关系曲线。
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（二）、制动减速度 4. 充分发出的平均减速度
2 2 (u ab u ae ) MFDD 25 .92 ( se sb )
uab 0.8ua0
uae 0.1ua0
sb ua0 u ab
se u ae
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GB7258-2004（充分发出的平均减速度）
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四、硬路面上的附着系数
1 滑动率
s＝ u w－rr0w 100% uw
峰值附着系数
p
滑动附着系数
s
F 制动力系数： b＝ Xb FZ
当滑动率在15%～20% 左右具有峰值特性。
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不同路面上的附着系数
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2 制动力系数与侧向力系数
侧向力系数：
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第五节 前、后制动器制动力的比例关系
对于一般汽车而言，根据其前、后轴制器 制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡 度等因素，当制动器制动力足够时，制动过程可 能出现如下三种情况，即： 1)前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。 2)后轮先抱死拖沿，然后前轮抱死拖滑。 3)前、后轮同时抱死拖滑。
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1. 定义：
dt
2. 影响因素：制动器制动力（车轮滚动时）、附着 力（车轮抱死拖滑时）。
3. 不同路面上的减速度、平均减速度
FXb bG
ab max b g
a 1 t2 atdt
t2 t1 t1
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版权所有者：南航赵又群
20
3.2 制动距离的分析
2.1 地面制动力
车轮在制动时的受 力情况，见右图。
1. 取决于制动器内制动 摩擦片与制动鼓（制 动盘）间的摩擦力。
2. 取决于轮胎与地面间 的附着力。
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5
2.2 制动器制动力
制动时，车轮周缘克 服制动器摩擦力矩所 需的力，称为制动器 制动力。
第四章 汽车的制动性
预备知识
汽车制动系的功 能、组成、构造及工 作原理。
中心思想
首先介绍制动性 的基础知识（概念、 评价指标、动力学分 析），然后指出传统 的制动性设计中存在 的问题，最后通过现 代设计方法解决问题。
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1
引言
几个概念
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2
第一节 制动性的评价指标
制动效能
制动性最基本的评价指标？
制动效能的恒定性
制动器设计时的重要问题？
制动时汽车的方向稳定性
汽车按给定路径行驶的能力？
P71：轿车制动规范对行车制动器制动性的部分要
求
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F
T r
制动器制动力与制动
踏板力的关系曲线 ，
见右图。
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6
2.3 地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系
FXb F＝FZ FXbmax＝FZ
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7
2.4 硬路面上的附着系数
3
第二节 制动时车轮的受力
思考题
从力学的角度，回答汽车在制动时，哪些因 素导致减速直至停车；哪些因素起到了决定性作 用，为设计和使用汽车提供理论指导。
本节应掌握的内容
1. 车轮在制动时的受力图。 2. 影响汽车地面制动力的主要因素。
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4
汽车制动过 程，胎面留在地 面上的印痕从车 轮滚动到抱死拖 滑是一个渐变的 过程，即纯滚动、 边滚边滑、
完全拖滑。
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8
2.4 硬路面上的附着系数
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9
2.4.1 滑动率
s＝uw－rr0w 100%
s
s2
Байду номын сангаас
s3
2
2
2
u0
u02 2 jmax
第三节 制动效能及其恒定性
思考题 根据驾驶员的操纵特点，整个制动过
程可以分为几个阶段？ 本节应掌握的内容 1. 影响制动效能的主要因素。 2. 影响制动效能恒定性的主要因素。
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18
3.1 制动距离与制动加速度
一、制动距离
1. 定义：在某一车速时，从驾驶员开始操纵制动控 制装置（制动踏板）到停车为止所驶过的距离。
一、制动过程
1. 驾驶员反应时间 （0.3-1.0s）
2. 制动器作用时间 （0.2-0.9s）
3. 持续作用时间 4. 放松制动器时间
（0.2-1.0s） ？
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21
3.2 制动距离的分析
二、制动距离 决定汽车制动距离的主要因素是：制动
器起作用的时间、最大制动减速度即附着力 （或最大制动器制动力）以及起始制动车速。
uw
从上图可以看 到，当滑动率在 0.2左右具有峰值 特性。
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10
2.4.2 制动力系数与侧向力系数
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2.4.3 制动的稳定区与非稳定区
稳定区
在峰值滑动率左侧，近似 线性增长。路面附着力能 跟随汽车制动力矩的增加， 提供足够的地面制动力 (矩)，并且，此时的横向 附着系数也较大，具有足 够的抗侧滑能力，故一般 称为稳定区 。
非稳定区
在峰值滑动率左侧，滑动率s 从峰值增长到100％几乎是 瞬间完成的（大约在0.1s）。 在S达到100％时，纵向附着 系数大约降低1／3—1／4。 更为严重的是，横向附着系 数接近于零。从而，不但将 增加汽车的停车制动距离， 并使车辆丧失了抗侧滑能力， 故一般称为不稳定区 。
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2. 影响因素：制动踏板力、附着系数、汽车载荷、 发动机是否结合
3. 试验要求：制动踏板力、附着系数、汽车状态做 规定。
4. 设计要求：轿车、轻型货车车速高，制动效能高； 重型货车车速低，要求稍低一些。
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19
3.1 制动距离与制动减速度
二、制动减速度 du
制动性的重要性
1. 汽车制动性？
1. 汽车的主要性能之一。
2. 汽车制动系（已学）？
2. 直接关系到交通安全。重
3. 制动系工作原理（已学） ？
大交通事故往往与制动距 离太大、紧急制动时发生
侧滑等情况有关，故汽车
制动性是汽车行驶安全的
重要保障。
3. 改善汽车的制动性，始终 是汽车设计制造和使用部 门的重要任务。
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2.4.4 路面对制动力系数的影响
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2.4.5 车速对制动力系数的影响
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2.4.6
的胎 影面 响、 （路 七面 六对 页附 ）着
系 数
15
2.4.7 滑水现象
在某一车速下，在胎面下的动水压力的升力等于 垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面 毫无接触，B区、C去不复存在。这就是滑水现象。
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16
第二节结束！
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