汽车知识讲座-汽车制动时受力分析
汽车制动的基本原理
汽车制动的基本原理
汽车制动的基本原理是通过摩擦力将车轮的动能转化为热能，从而减缓或停止汽车运动。
制动系统由刹车踏板、刹车片、刹车盘（或鼓）、刹车油管路等组成。
当驾驶员踩下刹车踏板时，刹车液通过油管传递到刹车片上。
刹车片被推向刹车盘（或鼓），从而形成摩擦。
由于刹车盘（或鼓）与车轮相连，车轮受到阻力而减速。
刹车片与刹车盘或刹车鼓之间的摩擦力产生的热量会散发到周围空气中，形成制动效果。
制动时，撞击刹车片和刹车盘（或鼓）之间的压力会引起摩擦磨损，因此刹车片需要定期更换。
刹车油也是制动系统的重要组成部分，因为它在传递刹车踏板力量时可以提供高压力。
制动系统还包括防抱死刹车系统（ABS），它通过电子控制单元感知车轮的阻滞情况，在急刹车时阻止车轮锁死，保持车辆的稳定性。
在车辆行驶中，制动的最佳效果取决于多重因素，包括车辆的重量、速度、路况和刹车片与刹车盘（或鼓）之间的接触面积。
不正确的制动操作可能导致刹车片过热、刹车片和刹车盘（或鼓）过度磨损、刹车失灵甚至事故。
因此，正确的制动使用和维护对驾驶安全至关重要。
汽车知识讲座-汽车制动时受力分析
汽车知识讲座－汽车制动时受力分析1.摩擦阻力的因素汽车在制动过程中，有两个地方会产生摩擦阻力。
一个是车轮制动器产生的摩擦阻力，使车轮转速减慢；另一个是车轮与地面产生摩擦阻力使汽车减速。
前者称制动器制动力，后者称地面制动力，也就是我们车在检测站检测的制动力。
如果制动器产生的摩擦力偶大于轮胎与路面之间的最大摩擦力偶时,车轮即完全停止滚动,也就是车轮被抱死。
在车轮未抱死前，地面制动力始终等于制动器制动力，此时制动器制摩擦力消耗一部份动能(发热)，地面制动力消耗一部份动能。
在车轮抱死后，地面制动力等于地面附着力，它不再随制动器制动力的增加而增加，制动器制不再消耗动能(W=FS，∵S=0，∴W=0)，只有轮胎与地面摩擦消耗动能。
由于车轮抱死后，纵向附着系数(摩擦力)下降，制动器制也不消耗动能，侧向附着系数趋于0，所以刹车距离也就变长，易产生则滑。
2.前后轴载荷重心变动的因素车辆在静止时，其前后轴的垂直载荷之比仅决定于汽车重心的纵向位置。
但在车辆行驶中制动时，由于作用在重心上的向前的惯性力使汽车俯冲前倾，因而前后轴的垂直载荷比值变大，即前轴载荷加大，而后轴载荷减少；而且制动力越强，惯性力越大，前后轴垂直载荷的比值也越大。
即刹车时前轴荷随加速度变大而增大，后轴荷减少。
80年后生产的国产及进口车轿车，前后轴制动力分配按欧共体的ECE R13标准制定，即按“前后轴附着糸数利用曲线”分配比例，不允许有车轮抱死现象，前轴所占总制动力通常为80％，上限为85％。
各种轿车都是按自身的悬挂糸统的动态重心分配特性去设计前后轴制动力分配，原车的前后轴制动力分配是经过各种实验优化定案，提供良好的制动平衡。
根椐北京理工大学做的路试，国产及进口轿车前轴刹车力在800kg-1100kg以上，后轴最低173kg，最高290kg(满载车重1684kg)，路试刹车减速度、距离都符合要求。
实试正实，后轮刹车即使一轮失效，30km/h刹车距离变化很小，不跑偏。
电控防抱死制动系统ABS
研究表明：
车轮与地面之间的附着系数Ø除 了与车轮状况、地面状况有关外，还 与车轮的运动状态有关
车轮的运动状态：
纯滚动
纯滑动
既有滚动又有滑动
车轮的运动状态一般用滑移率S表示
车速 滑移率
滑移率S
车轮半径 车 轮 转 动 角 速 度
v-r.W v
S=
车速
纯滚动：S=0
纯滑动：S=1 既有滚动又有滑动：0<S<1
第23页
大众车ABS系统常见故障-----轮速传感器
故障描述
经常读到右后轮速传感器不良,经清码,几天后故障 重现,用万用表测量,没有发现异常. 解决方案: 线接头 传感器 电脑编程 电脑不良 干扰----火咀
第24页
轮速传感器
安装位置:差速器或变速器输出轴或各车
1
轮轴上
C、若仪器显示的CODING数字与你输入的数字一样， 说明编程成功。
第43页
编码不成功的可能原因
电脑不良 编码错误 电脑错误
仪器不支持
线路不良
第44页
何时需要编程
新旧电脑的coding不一样。
出现不明故障。 ABS故障灯闪烁时。
第45页
大众车系ABS系统排气程序
电脑
液压总成
ABS指示灯 制动灯开关
进油电磁阀 回油电磁阀 回油泵
ABS电磁阀继电器、ABS油泵继电器
第21页
常见故障现象判断------轮速传感器
车辆一起动,ABS灯就亮了.
车辆经四轮保养,ABS灯就亮了.
太早工作 太迟工作
正确工作时机
工作时机不对 故障码表不准
车轮制动时的受力学分析ppt课件
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
9
道路的类型、路况 汽车运动速度 轮胎结构、花纹、材料
b
柏油（干）
b
松砾石
光滑冰面
s
Adhisive Coefficient
10
ua
s
轮胎的磨损会影响其附着能力。 路面的宏观结构应有一定的不平度而有
自排水能力；路面的微观结构应是粗糙 且有一定的棱角，以穿透水膜，让路面 与胎面直接接触。 增大轮胎与地面的接触面积可提高附着 能力：低气压、宽断面和子午线轮胎附 着系数大。 滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力， 影响制动、转向能力。 潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜类。
痕，看不出花纹。 u wrr 0 w w0
4
不 同 滑 动 率 轮 胎 印 迹 变 化 规 律
5
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。
S u w rr 0 w 100 %
p
uw u w rr 0 为纯滚动
S 0
s
w 0 , S 100 % 为纯滑动
现象分析
p
纯滚动uw rr0wቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
s 0
纯滑动w＝0
l
s 100％
b
S
FS mg
s
s
边滚边滑0 s 100%15~20
100
s
uw
rr0w
uw
100%,b
Fb mg
制动系统基础知识ppt课件
1.前轮盘式制动器 2.制动总泵 3.真空 助力器 4.制动踏板机构 5.后轮鼓式制 动器 6.制动组合阀 7.制动警示灯
XX制动系统的结构简图
1 7
2
3 4 5 6
1. 带制动主缸的真空助力器总成2.制动踏板 3.车轮
4.轮速传感器 5. 制动管路 6. 制动轮缸 7.ABS控制器
XX制动系统原理图
1、制动器效能因数低，需大大增加控制力；
2、摩擦块使用寿命短； 3、密封性差，易受尘粒磨蚀和水分锈蚀； 4、用于后轮时较难解决驻车制动问题； 5、精密件多，价格昂贵。
目录
¶ 概述 ¶ 制动系统的原理、功用
¶ 制动系统的分类及组成
¶ ¶
¶ ¶ ¶
制动系统的设计要求 制动系统的设计计算及评价
制动力调节装置 应急制动与剩余制动 制动系统设计流程
¶
实例匹配
制动系统的设计要求
1.1 标准和法规方面； 1.2 制动效能方面； 1.3 工作可靠； 1.4 制动效能的热稳定性好； 1.5 制动效能的水稳定性好； 1.6 制动时的操纵稳定性好； 1.7 制动踏板和手柄的位置应符合人机工程学的要求； 1.8 作用滞后的时间要尽可能地短； 1.9 制动时不应产生振动和噪声； 1.10 与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自 行制动； 1.11 制动系中应有报警装置以便能及时发现制动驱动机件的故障和功能失效； 1.12 能全天候使用； 1.13 制动系统的构件应使用寿命长，制造成本低，对摩擦材料的选择应考虑到 环保要求。
制动器
一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加 制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车 轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以 使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面 的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器 。目前汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两 大类。
(完整版)汽车理论知识点.docx
第一章 汽车的动力性 1.1 汽车的动力性指标１）汽车的动力性指：汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
2）汽车动力性的三个指标：最高车速、加速时间、最大爬坡度。
3）常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。
4）汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度 imax 表示的。
货车的imax=30% ≈ 16.7 °,越野车的 imax= 60%≈ 31 °。
1.2 汽车的驱动力与行驶阻力 1）汽车的行驶方程式F tF fF wF iF jT tq i g i0 TC A2duGf cosDu aG sinmr21.15dtT tq i g i0 TC D A 2durGf21.15u aGimdt2）驱动力 F t ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生 驱动力矩 T t ，驱动轮在 T t 的作用下给地面作用一圆周力 F 0 ，地面对驱动轮的反作用力F t 即为驱动力。
3）传动系功率 P T 损失分为机械损失和液力损失。
4）自由半径 r ：车轮处于无载时的半径。
静力半径 r s ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
滚动半径 r r ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
5)汽车行驶阻力 : F F f F w F i F j6)滚动阻力 Ff：在硬路面上，由轮胎变形产生；在软路面上，由轮胎变形和路面变形产生。
7）轮胎的迟滞损失指：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
8）滚动阻力系数 f 指：车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比。
故Ff=W*f 。
9）驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
汽车理论课件第四章
相关项目及限值要求。P118-119 注意，标准规定了“…附着系数大于等于0.7”的条件，这是
为了在统一的试验条件下重点体现车辆的性能。在本章研究中，并 不限定路面条件，路面条件对制动性的影响是一个重要研究内容。
未制动
制动时
紧急制动时，力矩FXb r使前轴向前转。前板簧刚度较低，则转 角θ较大；且上述球销距轴心较高 位移δ=hθ应较大，例如3mm。
该球销又与转向纵拉杆相连，只能在转向杆系的间隙和弹性的
容许下稍许向前运动，例如δ’=2mm 相对于无跑偏的δ=3mm ， 球销向后运动了1mm 。于是车轮向右转。
真实的
汽车理论 吉林大学汽车工程学院
3
§4-2 制动力分析
真正使汽车减速的是地面制动力FXb。
地面制动力实际上同时受到两对摩擦副的限制：
➢ 制动器内部摩擦副。该摩擦副产生制动器制动力Fμ，在给定制
动系参数的条件下，Fμ取决于制动踏板力Fp。
➢ 轮胎—地面摩擦副。两者之间的纵向力不会超过附着力Fϕ (FZ ϕ)。
比较常见的一个指标是充分发出的平均减速度，符号为MFDD， 单位为m/s2。
其含义是：制动全过程的车速由u0 （km/h）变化到0，其中 0.8u0 →0.1u0就是制动效能的“充分发出”阶段，将此阶段看做匀 减速过程而得到的平均值，就得到:
MFDD (0.8u0 )2 (0.1u0 )2 25.92S
换言之，地面制动力FXb等于制动器制动力Fμ与附着力Fϕ二者
中的较小者。
当制动踏板力Fp不大时，车轮未抱死
汽车制动系统工作原理详解
汽车制动系统工作原理详解为了确保行车安全，汽车制动系统成为车辆中最为关键的部件之一。
它负责控制和减缓车辆速度，使车辆能够稳定地停下或减速。
本文将详细解析汽车制动系统的工作原理，包括液压制动和刹车片的协同作用，以及制动过程中的主要部件。
一、液压制动系统的作用及构成部分液压制动系统是汽车制动系统的重要组成部分，通过将驾驶员的制动操作转化为液压信号，从而实现刹车效果。
它由主缸、助力器、制动管路以及刹车器等几个关键部分构成。
1. 主缸：主缸位于驾驶舱内，通过驾驶员的制动踏板操作来产生制动信号。
当驾驶员踏下制动踏板时，主缸内液体压力增加，将制动信号传递给制动器。
2. 助力器：助力器旨在减轻驾驶员的制动操作力度。
它通过感应驾驶员的制动踏板力度变化，产生相应的助力信号，从而降低制动的难度。
3. 制动管路：制动管路是液压制动系统中连接主缸、助力器和刹车器的管道。
它起到传递制动信号和液压力的作用。
4. 刹车器：刹车器负责把液压力转换为制动力，并施加在车轮上，从而减速或停车。
它由制动卡钳、刹车盘和刹车鼓构成。
二、刹车片的作用和工作原理刹车片是汽车制动系统中非常关键的部件，它通过与刹车盘或刹车鼓的摩擦来产生制动力。
常见的刹车片包括盘式刹车片和鼓式刹车片。
1. 盘式刹车片：盘式刹车片主要应用于轿车和一些商用车上。
当驾驶员踏下制动踏板时，制动系统会产生液压力，使得刹车盘固定在车轮轴上的刹车卡钳夹紧刹车盘。
同时，刹车片与刹车盘之间的摩擦力产生制动力，使车辆减速或停车。
2. 鼓式刹车片：鼓式刹车片常用于汽车的后轮制动系统。
它由鼓式刹车盘、刹车鼓和刹车片组成。
当制动信号传递到刹车器时，刹车鼓会扩张开，使刹车片与刹车鼓内壁之间产生摩擦力，从而减速或停车。
三、制动过程中的关键部件除了液压制动和刹车片，汽车制动系统中还有一些关键部件，它们也对制动效果发挥重要作用。
1. 刹车盘和刹车鼓：刹车盘和刹车鼓是车轮中心固定的圆盘或圆筒形零件，它们承载着制动片对刹车器施加的摩擦力。
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汽车知识讲座－汽车制动时受力分析
1.摩擦阻力的因素
汽车在制动过程中，有两个地方会产生摩擦阻力。
一个是车轮制动器产生的摩擦阻力，使车轮转速减慢；另一个是车轮与地面产生摩擦阻力使汽车减速。
前者称制动器制动力，后者称地面制动力，也就是我们车在检测站检测的制动力。
如果制动器产生的摩擦力偶大于轮胎与路面之间的最大摩擦力偶时,车轮即完全停止滚动,也就是车轮被抱死。
在车轮未抱死前，地面制动力始终等于制动器制动力，此时制动器制摩擦力消耗一部份动能(发热)，地面制动力消耗一部份动能。
在车轮抱死后，地面制动力等于地面附着力，它不再随制动器制动力的增加而增加，制动器制不再消耗动能(W=FS，∵S=0，∴W=0)，只有轮胎与地面摩擦消耗动能。
由于车轮抱死后，纵向附着系数(摩擦力)下降，制动器制也不消耗动能，侧向附着系数趋于0，所以刹车距离也就变长，易产生则滑。
2.前后轴载荷重心变动的因素
车辆在静止时，其前后轴的垂直载荷之比仅决定于汽车重心的纵向位置。
但在车辆行驶中制动时，由于作用在重心上的向前的惯性力使汽车俯冲前倾，因而前后轴的垂直载荷比值变大，即前轴载荷加大，而后轴载荷减少；而且制动力越强，惯性力越大，前后轴垂直载荷的比值也越大。
即刹车时前轴荷随加速度变大而增大，后轴荷减少。
80年后生产的国产及进口车轿车，前后轴制动力分配按欧共体的ECE R13标准制定，即按“前后轴附着糸数利用曲线”分配比例，不允许有车轮抱死现象，前轴所占总制动力通常为80％，上限为85％。
各种轿车都是按自身的悬挂糸统的动态重心分配特性去设计前后轴制动力分配，原车的前后轴制动力分配是经过各种实验优化定案，提供良好的制动平衡。
根椐北京理工大学做的路试，国产及进口轿车前轴刹车力在800kg-1100kg以上，后轴最低173kg，最高290kg(满载车重1684kg)，路试刹车减速度、距离都符合要求。
实试正实，后轮刹车即使一轮失效，30km/h刹车距离变化很小，不跑偏。
国内现有的检测站的测试台是无法测试真正动态刹车力的。
急刹车时，前轮先抱死，汽车不能变方向，后轮先抱死则产生侧滑。
后轮比前轮先抱死要危险得多！因此，我不认同随便改动“比例阀”去适应年审验车。
轿车前轴的制动力决定了制动距离效能，有关刹车距离长故障重点应放在前轴。
3.车轮抱死的影响因素
车轮抱死是制动侧滑的根本原因,制动强度太大也可导致汽车制动侧滑。
路面状况不同，车轮与地面附着特性不同，在制动时，如果制动强度太大，可能导致车轮滑移率超过制动稳定的范围，从而导致制动方向失稳。
因此，驾驶员应熟悉制动器和路面特性，把制动强度控制在制动方向稳定范围内，并发挥较大的制动效能。
根据车轮与地面的附着特性，当车轮抱死以后，地面横向附着系数降为零，这时车轮不能承受侧向外力作用。
当前轮抱死并试图转向时，尽管操纵转向盘使前轮偏转，但由于地面不能对车轮产生侧向作用力，前轮将沿汽车纵向轴线
滑移，使汽车失去转向能力。
当汽车前轮或后轮抱死后，汽车在轻微的侧向力(如道路坡度、横向风引起的任何干扰)作用下就会发生前轴或后轴侧滑，如图2.2所示。
其中前轴侧滑是一种稳定的工况，而后轴侧滑是一种不稳定的、危险的工况。
其原因是:当汽车有一轴侧滑时，汽车将发生类似转弯的运动，绕其瞬时回转中心口O作圆周运动，这时前轴速度为Va，后轴速度为Vb，同时产生作用于质心(重心)C的惯性力Fj。
如果前轴侧滑，惯性力的方向与汽车侧滑方向相反，因此惯性力能起到减小或阻止侧滑的作用，汽车处于稳定状态。
据试验表明，车速为65km/h时，前轮抱死后汽车纵轴转角不大于10°，基本上维持直线行驶。
而后轴侧滑恰恰相反，惯性力的方向与汽车侧滑方向相同，因此惯性力会加剧后轴侧滑，后轴侧滑又加剧惯性力，这是一种不稳定的危险工况，严重时发生汽车甩尾转向，失去控制汽车方向的能力。
制动初速度对后轴侧滑有较大影响，试验表明:在一般道路条件下，汽车速度在25-30km/h以内制动时，后轴的侧滑较轻微;当车速超过48km/h时，后轴侧滑才发生质变，成为一种危险的侧滑。
当汽车前、后轮同时抱死时，可以避免危险的后轴侧滑，但将失去转向能力。
最理想的情况是防止任何车轮抱死，使前、后轮都处于接近抱死滚动状态，这样就可以确保制动时的方向稳定性。
国际法规标准规定不允许刹车有车轮抱死现象，如有抱死出现(如abs故障)有严格的抱死次序：后轮不得先于前轮抱死，只有前轮抱死后，后轮方可抱死。
因此，保持汽车的制动稳定性更为重要，制动跑偏(刹车力不平衡)、侧滑和失去转向能力是造成交通事故的重要原因。
失去制动方向稳定性，比稍微增加些制动距离更为危险！！！。