第四章 汽车制动性

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汽车理论各章知识点

汽车理论各章知识点

第一章汽车的动力性1汽车动力性: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汽车动力性主要由三方面指标来评定:1)汽车的最高车速µamax:是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶车速2)汽车的加速时间t:表示汽车的加速能力。

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原地起步加速时间指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步,并以最大的加速强度(包括选择恰当的换挡时机)逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。

超车加速时间指用最高档或次高挡由某一较低车速权利加速至某一高速所需的时间3)汽车的最大爬坡度ⅰmax:是指Ⅰ挡最大爬坡度。

汽车的上坡能力实用满载(或某一载质量)时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax表示的。

3汽车的驱动力:地面对驱动轮的反作用力Ft(方向与Fo相反)即是驱动汽车的外力,此外力称为汽车的驱动力。

4汽车驱动力公式Ft=5汽车驱动力图6汽车的行驶阻力的分类1)滚动阻力Ff2)空气阻力Fw(汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力)空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分压力阻力又分为四部分:形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力3)坡度阻力Fi(汽车重力沿坡道的分力表现为汽车的坡度阻力)道路阻力:由于坡度阻力和滚动阻力均属于与道路有关的阻力,而且均与汽车重力成正比,故可以把这两种阻力合在一起称作道路阻力4)加速阻力Fj(汽车加速行驶时,需要克服其质量加速运动时的惯性力)7汽车行驶方程式Ft=Ff+Fw+Fi+Fj (N)Ff=Wf f-滚动阻力系数 W-车轮负荷Fw=C D Au a²/21.15 C D-空气阻力系数A-迎风面积m²u a-汽车行驶速度km/hFi=Gsinα G-汽车重力Fj=δm d u/d t δ-汽车旋转质量换算系数 m-汽车质量kg d u/d t 行驶加速度m/s²第二章汽车的燃油经济性1汽车的燃油经济性:在保证动力性的条件下,汽车以尽量少的油消耗量经济行驶的能力2汽车燃油经济性的评价指标:汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。

汽车理论

汽车理论

2)由比功率确定发动机功率
汽车比功率
1000Pe CD A fg ua m a u3 x m 3.6ηT 76.14mηT
a max
4、最小传动比的选择:原则:兼顾动力性和经济性 考虑方面:最高车速和汽车后备功率
uamax / u P =1,动力性和燃油经济性都比较好;
< 1,动力性差,燃油经济性好; >1,动力性好,燃油经济性差。 5、驾驶性能:指加速性、动力装置的转矩响应、噪声和振动。 最小传动比过小,汽车在重负荷下工作,加速性不好,出现噪声和振动。 最小传动比过大,燃油经济性差,发动机高速运转的噪声大。 6、最大传动比的选择:1)满足汽车的最大爬坡度:
16、汽车的功率平衡:汽车行驶的每一瞬间,发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率 与全部运动阻力所消耗的功率。
Pe
T
ua
F F
f
w
Fi Fj
Pe
3 Giua mua du 1 Gfua CD Au a T 3600 76140 3600 3600 dt
rr0w
rr0w
rr0w 完全拖滑时w 0
8、滑动率:车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比 值。滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
s
uw rr0w 100% uw
FZ
9、 制动力系数 FX b : 地面制动力与作用在车轮上的垂直载 b 荷的比值。 10、峰值附着系数 p :制动力系数的最大值,一般出现在 s =15%~20% 11、滑动附着系数 s :s =100%时的制动力系数 12、侧向力系数 FY :地面作用于车轮的侧向力与车轮垂直 l
FZ

汽车理论(第五版)第四章_汽车的制动性

汽车理论(第五版)第四章_汽车的制动性
在 2 时间内
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

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

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

《汽车理论》教案4-汽车制动性

《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

汽车理论:第四章 汽车制动性作业(答案)

汽车理论:第四章 汽车制动性作业(答案)

m du dt
=
FXb1
+ FXb2
=
FZ1ϕ
+ 0.5FZ1ϕ
= 1.5FZ1ϕBiblioteka 3)汽车的制动减速度由
m
du dt
= 1.5FZ1ϕ
=
1.5ϕ L
(Gb +
m du dt
hg )
可得
(1 − 1.5ϕhg )m du = 1.5ϕ Gb L dt L
du =
1.5ϕGb
= 1.5ϕgb = 1.5 × 0.7 × 9.8 × 1.1
答:
开始制动时,前、后制动器制动力 Fu1、Fu2 按 β 线上升,因前、后车轮均未抱死,故 前、后轮地面制动力 FXb1= Fu1、FXb2= Fu2 也按 β 线上升。
到 B 点时, β 线与ϕ = 0.7 的 r 线相交,地面制动力 FXb1、FXb2 符合后轮先抱死的状
况,后轮开始抱死。
从 B 点以后,再增加制动踏板力,前、后制动器制动力 Fu1、Fu2 继续按 β 线上升,因 前轮未抱死,故前轮地面制动力 FXb1= Fu1 仍按 β 线上升,但因后轮已抱死,故其地面制动 力 FXb2 不再按 β 线上升,而是随着 FXb1 的增加而沿ϕ = 0.7 的 r 线变化而有所减小。
解: 1)质心至前轴的距离
a = L − b = 2.8 −1.1 = 1.7 m
制动时汽车的受力图
2)忽略汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩,根据汽车 在水平路面上制动时的受力分析可得
FZ1
=
1 L
(Gb
+
m
du dt
hg
)
FZ 2

汽车理论第四章汽车的制动性

汽车理论第四章汽车的制动性

一、地面对前、后车轮的反作用力
图中忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻 力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩。 下面的分析中还忽略制动时车轮边滚边滑 的过程,附着系数只取一个定值φ0。
对后轮接地点取力矩得
du Fz1L Gb m hg dt
对前轮接地点取力矩得
du Fz 2 L Ga m hg dt
1:理想的制动器制动力曲线
2:具有固定比值的制动器制动力曲线
3:地面制动力线
4:同步附着系数
5:制动过程分析
6:制动效率 7:前后制动器制动力的分配原则β
制动过程中,可能出现如下三种情况:
1:前轮先抱死拖滑,然后后轮抱死
2:后轮先抱死拖滑,然后前轮抱死
3:前、后轮同时抱死拖滑
其中,1是稳定情况;2是不稳定情况;3可 避免侧滑,同时只有在最大制动强度时才会失去 转向能力,同时附着条件利用较好。 所以,前、后制动器制动力分配的比例将影 响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度, 是设计汽车制动系统必须妥善处理的问题。
2 b 2 e
式中:
ub——0.8u0的车速(km/h);
u0 ——起始制动车速(km/h) ; ue ——0.1u0的车速(km/h) ; sb ——u0到ub车辆经过的距离(m); se ——u0到ue车辆经过的距离(m)。
二、制动距离的分析 驾驶员反应时间
1
' 1 ' 2
制动时汽车跑 偏的情形
a)制动跑偏 时轮胎在地面上留 下的印迹 b)制动跑偏 引起后轴轻微侧滑 时轮胎留在地面上 的印迹 b)
a)
制动跑偏时的受力图
一、汽车的制动跑偏 制动时汽车跑偏的原因有两个: 1)汽车左、右车轮,特别是前轴左、右车轮 (转向轮)制动器的制动力不相等。 2)制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动 学上的不协调(互相干涉)。 二、制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失 制动时发生侧滑,特别是后轴侧滑,将引起 汽车剧烈的回转运动,严重时可使汽车调头。

第四章 汽车的制动性

第四章 汽车的制动性
16
§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

汽车制动性

汽车制动性

第4章 汽车的制动性 学习目标通过本章的学习,要求掌握制动性的评价指标;掌握制动时汽车的受力情况以及地面制动力、制动器制动力与地面附着力之间的关系;掌握汽车制动距离的概念和计算方法;能对制动跑偏和制动侧滑进行正确的受力分析和运动分析;熟练分析前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上的制动过程;了解自动防抱死系统的原理。

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。

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。

节 制动性的评价指标制动性主要用以下三方面指标来评价:4.1.1 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肩速度。

它是制动性能最基本的评价指标。

4.1.2 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,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一个重要问题。

此外,涉水行驶后,制动器还存在水衰退问题。

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。

若制动器发生跑片、侧滑或失去转向能力,则汽车将偏离原来的路径。

节 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μT (N ·m)所需的力,称为制动器制动力,用μF (N)表示,显然rT F μμ=式中 r ——车轮半径(m)。

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k22
由于
ds
d
u0
1k2
2
dsu0
1k2d
2
当 ''时, k将 abm 2'' ax代入
当τ=0 时,s=0
s
u0
1 k 3
6
s2 u02 1 6abmax 2 2
s2 s2 s2
s2u02 u02 1 6abmax2 2
42
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
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)
24
第二节 制动时车轮的受力
4.影响制动力系数的因素
(1)路面
表4-2 各种路面的平均附着系数
路面
➢八达岭高速公路是北京通往大西北的一条重要交通干道。2019 年该公路建成开通,至2019年5月底,已经发生一般性交通事故458 起,造成236人受伤、94人死亡。特别是在高速路进京方向51~ 56km路段内就造成50人受伤、36人死亡。这段5km长的道路和道路 右侧葬送了众多生命的深渊,被驾驶员称为“死亡谷”。
滑动率s的计算
uw rw
rr0w uδ uδ uwrr0w
s uδ 100% uw
纯滚动时 uδ= 0,s = 0; 纯滑动时 ωw=0,
u w =uδ,s =100%;
边滚边滑时 0 < s <100%。
uwrr0w 100%
uw
16
第二节 制动时车轮的受力
2.制动力系数 b 与滑动率s
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。
➢持续制动阶段汽车以a b m a x 作 匀减速运动,其初速度为 u e ,末
速度为零。
s3 ue2 / 2abmax

ue
u0
1 2
k 2 2
代入
k a bm ax
2
s32aub02maxu022 abm 8a2 x2
43
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
3.总制动距离
ss2 s3
2 22 u02aub0 2m axab2 ma4 2 2 x
滑动率:车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的 比值。
➢滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
14
第二节 制动时车轮的受力
滑动率s的计算
uw rw
rr0w uδ uδ uwrr0w
s uδ 100%
uw
r
uwrr0w 100%
uw
w
uw

rr0
O(速度瞬心)
15
第二节 制动时车轮的受力
表4-3 装用不同助力制动系时CA770轿车的制动距离
性能指标 制动系形式
真空助力制动系 压缩空气—液压制动系
制动时间 制动距离 最大制动减速
/s
/m
度/(m·s-2)
2.12
12.25
7.25
1.45
8.25
7.65
s31 .6 2 2 2 ua025.9 u 2 a 2a 0bm ax
45
因2很小,故略去 abm2a4x22 s31.62 22 ua02.59ua2a 0 2bmax
44
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
4.影响制动距离s的因素 1)制动器起作用的时间
➢当 ua0=110 km/h时,1s时间汽车行驶的距离 s=30m; ➢如果消除制动器间隙的时间减少0.2s,制动距离可缩短6m。
➢制动距离有时也用在良好路面条件下,汽车以 100km/h 的初速度制动到停车的最短距离来表示。
几种车型100km/h→ 0的制动距离
车型
制动距离/m
捷达
48.8
别克GL8
45.8
桑塔纳2000
45.0
帕萨特
43.9
奥迪A6 1.8T
42.3
宝来1.8T
40.0
宝马745i
37.1
6
第一节 制动性的评价指标 本节内容结束 下一节
峰值附着系数 滑动附着系数
沥青或混凝土路面 沥青(湿) 混凝土(湿)
0.8~0.9 0.5~0.7
0.7
0.75 0.45~0.6
0.7
砾石
0.6
0.55
土路(干) 土路(湿)
0.68
0.65
0.55
0.4~0.5
雪(压紧)
0.2
0.15

0.1
0.07
25
第二节 制动时车轮的受力
4.影响制动力系数的因素 (1)路面
➢制动效能—制动距离与制动减速度; ➢制动效能恒定性; ➢制动时的方向稳定性。
返回目录 2
第一节 制动性的评价指标
1.制动效能
制动效能即制动距离和制动减速度。
思考
制动距离主要与哪些因素有关?
制动距离
路面条件 载荷条件 制动初速度
3
第一节 制动性的评价指标
2.制动效能的恒定性
制动效能的恒定性即抗热衰退性能。
1
t2
atdt
t2 t1 t1
t1—制动压力达到75%最大压力 p a m a x 的时刻;
t2—到停车时总时间的2/3的时刻。
38
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
ECE R13和GB7258采用的是充分发出的平均减速度(m/s2)
MFDD ub2 ue2
25.92se sb
➢u b —0.8u0 的车速(km/h);
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。
s31 .6 2 2 2 ua025.9 u 2 a 2a 0bm ax
47
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
Tp
制动力矩Tµ

r
F Xb
FXb
地面附着力
FXb F
FZ制动力Fμ
与附着力无关

Tμ r
在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的切向力。
Fµ取决于制动器的类型、结构尺寸、制动器摩擦
副的摩擦因数及车轮半径,并与踏板力成正比。
10
第二节 制动时车轮的受力
11
第二节 制动时车轮的受力
7
第四章 汽车的制动性
第二节 制动时车轮的受力
➢本节主要介绍地面制动力、制动器制动力及其与附 着力的关系;介绍滑动率的概念;分析制动力系数、侧 向力系数与滑动率的关系。
返回目录 8
第二节 制动时车轮的受力
一、地面制动力F X b
F Xb
Tμ r
由制动力矩所引起的、地
面作用在车轮上的切向力。
ua
W
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,称为汽车的制动性。
➢制动性是汽车主动安全性的重要评价指标。
返回目录 1
第四章 汽车的制动性
第一节 思考 制动性的评价指标
根据对汽车制动性的定义,如何确定制动性的评价指标? 制动性的评价指标包括:
制动时总的地面制动力
FXb bG
G g
du dt
汽车能达到的制动减速度
abmax bg
abmax g?
当前、后轮同时抱死时
abmax sg
当汽车装有ABS时
abmax pg
当汽车没有装ABS, 又不允许车轮抱死时
abmax?
37
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
中国行业标准采用平均减速度的概念
a
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
20
第二节 制动时车轮的受力
思考
什么情况下汽车会受到侧向外力的作用?
车身受到侧向风作用 路面侧倾
汽车转向行驶
➢为什么弯道要有一定的侧倾角? ➢向内倾还是向外倾? ➢倾角的大小依什么而定?
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
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
2)起始车速ua0
s0.00u3a04 0.004ua250 1
s31 .6 2 2 2 ua025.9 u 2 a 2a 0bm ax
46
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
3)最大制动减速度 a b m a x ➢ a b m a x 主要与路面附着系数有关。
三、 FXb、Fμ与 F 的关系
F
FXbmaxF
pa
12
第二节 制动时车轮的受力
四、硬路面上的附着系数
车轮接近纯滚动
uw rr0w
车轮边滚边滑
uw rr0w
车轮抱死拖滑
uwrr0w w 0
13
第二节 制动时车轮的受力
1.滑动率
➢从制动过程的三个阶段看,随着制动强度的增加,车 轮几何中心的运动速度因滚动而产生的部分越来越少,因 滑动而产生的部分越来越多。
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