摩托车制动性能及相关标准的研究与探讨

（5）
结合式（1）（2）可得到 ：
（6） （7）
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由式（7）可知，附着系数越大，则摩托车前轮的 法向反作用力越大，后轮的法向反作用力越小。
又有
代入式（6）中，则又可得到 ：
制动器制动力 Fμ1、Fμ2 分别等于各自的附着力 Fφ1、 Fφ2，即 ：
（8）
Z1、Z2 —地面对前轮、后轮的法向反作用力，N； Fb1、Fb2 —分别为摩托车前、后轮地面制动力； Fφ1、Fφ2 —分别为摩托车前、后轮地面附着力。
由水平方向力的平衡关系可得 ：
不考虑空气阻力、滚动阻力，即 ：
（3）
不计，则
（4）
当前、后轮制动力都同时达到其极限值时，摩托
车前、后轮地面制动力之和 Fb 等于摩托车与地面附着 力 Fφ，并且前、后轮地面制动力 Fb1、Fb2 分别等于各 自的附着力 Fφ1、Fφ2 ，即有 ：
由式（8）可知，制动强度越大，制动减速度值越大， 则摩托车前轮的法向反作用力越大，后轮的法向反作 用力越小。
结合式（7）可得到 ：
（9）
2 摩托车理想的前、后制动器制动力分配 [1]
在附着系数为 φ 的路面上，摩托车在制动时想要 获得最佳的制动效果，其条件是前、后轮制动器制动 力之和 Fμ 等于摩托车的附着力 Fφ，并且其前、后轮
Fμ2(N)
800
700 满载
600
500
空载
400
300
200
100
0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800
Fμ1(N)
2 000 2 200
图2 摩托车前、后轮制动器制动力理想分配曲线-I曲线
不同的附着系数的路面上所能获得的最大制动力，即 说明前后轮的制动都能最大限度地利用路面的附着力， 这是摩托车制动力的最理想分配。
Key words: Braking force Coefficient of adhesion Braking distance Mamximum branking PBC
摩托车制动器制动性能是考核摩托车安全性的重 要指标，随着摩托车工业的发展和公共安全意识的提 高，国家对摩托车产品安全性能要求日渐严格，摩托 车制动性能检验早已纳入了国家对摩托车产品的技术 管理内容，因此如何更加科学、合理地进行测量、评 价应引起相关行业检测机构和企业的高度重视。本文 从分析了摩托车在制动过程中地面对其前、后车轮作 用力与反作用力之间的关系切入，结合制动性能相关 的国家标准，从理论上推导出摩托车前、后轮制动器 制动力理想分配曲线、最大制动速率或路面峰值制动
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的法向反作用力如图 1 所示。
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Fj
Hg
Fb1
G
Fb2
Z1
a
b
Z2
L
图1 摩托车在水平路面上的受力分析
由图 1，对后轮接地点取力矩得 ：
同理，对前轮接地点取力矩，可得 ：
（1）
（2） 式中 ：Fj —摩托车惯性力，N ； Ff —摩托车滚动阻力，N ； Fw —摩托车空气阻力，N ； G —摩托车重力，N ； a、b —摩托车质心至前、后轴中心线的水平 距离，m ； Hg —摩托车质心高度，m ； L —轴距，m ； u—摩托车车速，m/s ； φ—地面附着系数 ；
方程组（9）中有三个变量 Fμ1、Fμ2 、φ，若 值 给 定（φ =0.1、0.2、0.3……1.0）， 则 用 图 解 法 求 解 可 得出 Fμ1、Fμ2 之间的关系曲线图，即为摩托车前后轮 制动器制动力理想分配曲线 - 称为 I 曲线，如图 2 所示。
I 曲线上对于的数值表示摩托车前后轮制动时在
Abstract: This papaer analyzes the forceas and reaction forces of the front and real wheels of motorcyle during the braking process. The maximum braking rate of the motorcycle or the peak braking force coefficient of the road surface (PBC) formula and the relationship between braking distance and braking deceleration, etc. are derived. It provides a theoretical basis for the research on the matching, performance and related standards of the brake system of motorcycle.
力系数（PBC）公式以及制动距离与制动减速度之间的 关系式等，为摩托车生产企业进行制动系统设计或匹 配提供理论依据，为摩托车制动性能测试相关技术人 员进行标准研究或实际道路测试提供参考。
1 摩托车制动时地面对前、后车轮的法向反作 用力 [1]
不考虑制动时的空气阻力、滚动阻力、轴承摩擦力、 传动系阻力、坡度等，制动时地面作用于前、后车轮
设计·研究 Design·Research
摩托车制动性能及相关标准的研究与探讨
毛文刚 王震武 王 毅 （国家摩托车质量监督检验中心）
摘要：本文通过分析摩托车在制动过程中地面对其前、后车轮作用力与反作用力，同时结合摩托车 制动相关标准从理论上推导出摩托车最大制动速率或路面峰值制动力系数（PBC）公式以及制动距离与 制动减速度之间的关系式等，为摩托车的制动系统匹配、性能及相关标准的研究提供了理论上的依据。
关键词：制动力 附着系数 制动距离 最大制动速率 路面峰值制动力系数
Research and Discussion on Motorcycle Braking Performance and Relevant Standards
Mao Wengang Wang Zhenwu Wang Yi (National Motorcycle Testing Center)