一. 地面制動(dòng)力:
汽車在制動(dòng)過程中是人為地使汽車受到一個(gè)與汽車行駛方向相反的外力,汽車在這一外力的作用下迅速地降低車速以至停車,這個(gè)外力稱為汽車的制動(dòng)力。一般為地面制動(dòng)力。
制動(dòng)車輪受力如圖4-4-1,公式為:
Tμ+Tf-Tj-Fxbr=0 近似為
Fxb= Tμ / r
地面制動(dòng)力決定于制動(dòng)器摩擦力矩,其極限值受輪胎與路面間附著力的限制。
在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力稱為制動(dòng)器制動(dòng)力。公式為:
Fμ= Tμ / r
制動(dòng)器的制動(dòng)力決定于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。如制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)和車輪半徑等參數(shù)。一般情況其數(shù)值大小與制動(dòng)踏板力成正比。制動(dòng)器制動(dòng)力曲線如圖4-4-2。
制動(dòng)力的極限值
由計(jì)算公式知:地面制動(dòng)力和制動(dòng)器制動(dòng)力有相同的數(shù)值,隨著踏板力的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。但是,地面制動(dòng)力受到制動(dòng)車輪和路面的附著條件的限制。其極限值不能超過附著力,公式為:
Fxb ≤ Fφ=Fzφ
Fxbmax =Fzφ
地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力及附著力的關(guān)系如圖4-4-3。
汽車制動(dòng)時(shí),只要當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力足夠大,同時(shí)提高附著力數(shù)值,才能獲得足夠的地面制動(dòng)力。
硬路面上的附著系數(shù)
汽車制動(dòng)過程時(shí),從車輪滾動(dòng)到抱死拖滑是一個(gè)漸變的過程。如圖4-4。經(jīng)過大量試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在這個(gè)過程中附著系數(shù)實(shí)際上是有很大變化的。隨著制動(dòng)強(qiáng)度的增加,車輪滾動(dòng)成分越來越小,而滑動(dòng)成分越來越大,一般用滑動(dòng)率s來說明滑動(dòng)成分的多少。
滑動(dòng)率的定義如公式4-5:
不同滑動(dòng)率時(shí),制動(dòng)力系數(shù)是不同的。如圖4-5。峰值附著系數(shù)、滑動(dòng)附著系數(shù)。
影響附著系數(shù)的因素
附著系數(shù)的數(shù)值主要決定于道路的材料、路面的狀況與輪胎結(jié)構(gòu)、胎面花紋、材料以及汽車運(yùn)動(dòng)的速度等因素。
如表4-2表示各種路面上的平均附著系數(shù)。
速度越高,附著系數(shù)越低。在潮濕路面上,水起潤(rùn)滑作用,附著系數(shù)顯著降低。增大輪胎與路面的接觸面積會(huì)提高附著性能,等等。
汽車的制動(dòng)效能及其恒定性
制動(dòng)效能是指汽車迅速降低行駛速度直至停車的能力。評(píng)價(jià)制動(dòng)效能的指標(biāo)有制動(dòng)距離,制動(dòng)減速度、制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)力。
汽車的制動(dòng)過程如圖3-6-3。
駕駛員反應(yīng)時(shí)間 制動(dòng)系反應(yīng)時(shí)間制動(dòng)減速度的增長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)制動(dòng)時(shí)間
制動(dòng)釋放時(shí)間
制動(dòng)減速度
用減速度儀測(cè)出并畫出整個(gè)制動(dòng)過程的減速度曲線。最大減速度公式:jmax=Φbg
特點(diǎn):
最大制動(dòng)減速度由路面的附著系決定。
制動(dòng)初速度的偏差對(duì)測(cè)試影響不大;
不能反映各車輪的制動(dòng)性能,而是整車性能指標(biāo);
測(cè)試精度較低。
制動(dòng)力
一般在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試制動(dòng)力。特點(diǎn):可以測(cè)出各車輪的制動(dòng)力;附著系數(shù)穩(wěn)定;測(cè)試精度可以提高。
制動(dòng)距離
制動(dòng)距離是指汽車以一定的初速度緊急制動(dòng),從駕駛員踩下制動(dòng)踏板開始到汽車停住為止所駛過的距離。它是評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)性能最直觀的參數(shù)。
制動(dòng)距離公式如4-6 :
特點(diǎn):
不能單獨(dú)反映各車輪的制動(dòng)狀況,它是一個(gè)整車制動(dòng)性能參數(shù); 要嚴(yán)格控制初速度; 用五輪儀測(cè)試,有較高的準(zhǔn)確度。
制動(dòng)效能的恒定性
制動(dòng)效能的恒定性是指制動(dòng)器抗熱衰退能力。
制動(dòng)效能指標(biāo)是指制動(dòng)器工作溫度在100°c以下的冷制動(dòng)狀態(tài)下的指標(biāo)。
當(dāng)制動(dòng)器溫度常在300°c以上時(shí),制動(dòng)器的摩擦力矩顯著降低,制動(dòng)效能指標(biāo)明顯下降,這種現(xiàn)象稱為制動(dòng)器的熱衰退現(xiàn)象。
標(biāo)準(zhǔn)要求:以一定的車速連續(xù)制動(dòng)15次、每次j=3m/s?、最后的制動(dòng)效能不低于冷制動(dòng)狀態(tài)下的指標(biāo)60%。
汽車制動(dòng)力是指什么
制動(dòng)性能是汽車最基本的主動(dòng)安全功能,它的作用就是讓汽車安全的減速停車,并且可以可靠的停放在原地不動(dòng)。所有的汽車在出廠時(shí),都必須做制動(dòng)性能測(cè)試,合格之后才能出廠銷售。汽車在后期的使用過程中,每年都要進(jìn)行的汽車年檢,其中很重要的一個(gè)項(xiàng)目就是汽車制動(dòng)性能的檢測(cè)。那么你知道汽車制動(dòng)性能是如何檢測(cè)的嗎?我們自己可不可以檢測(cè)呢?下面我們就來說一說關(guān)于汽車制動(dòng)性能測(cè)試的話題。
其實(shí)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)是極為復(fù)雜的,從功能上可以分為行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、緊急制動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng),從結(jié)構(gòu)上可以分為盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器,從制動(dòng)介質(zhì)上可以分為氣壓制動(dòng)和液壓制動(dòng)。在普通的乘用車上,普遍用液壓制動(dòng)、盤式制動(dòng)器;在以載貨為主的卡車上,一般用氣壓制動(dòng)、鼓式制動(dòng)器,為了減輕行車制動(dòng)器的負(fù)擔(dān)以及在行車制動(dòng)器失效時(shí)仍然能夠讓汽車可靠的減速、停駛,還會(huì)匹配不同類型的緊急制動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)。這些不同的制動(dòng)系統(tǒng),對(duì)它們的性能要求也略有差別。同時(shí)現(xiàn)在的汽車上還附加了大量的制動(dòng)系統(tǒng),比如制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、車身穩(wěn)定系統(tǒng)、制動(dòng)力系統(tǒng)、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)、剎車優(yōu)先系統(tǒng),以及更先進(jìn)的主動(dòng)剎車系統(tǒng),等等,它們都可以在某些方面增強(qiáng)制動(dòng)系統(tǒng)的性能。
為了能定性、定量的評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)性能的優(yōu)劣,在汽車行業(yè)普遍用三個(gè)通用的指標(biāo)來評(píng)價(jià)汽車的制動(dòng)性能:制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的恒定性以及制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。其中制動(dòng)效能是汽車最基本的制動(dòng)能力,也可以簡(jiǎn)單的看做汽車制動(dòng)力的大??;制動(dòng)效能的恒定性主要指制動(dòng)系統(tǒng)的熱衰退性能,反映的是汽車持續(xù)制動(dòng)的能力;制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性反映的是汽車在制動(dòng)時(shí)是否跑偏。在測(cè)試方法上,有試驗(yàn)臺(tái)定量檢測(cè)以及道路試驗(yàn)定性檢測(cè)兩種方法。在檢測(cè)之前,要求汽車輪胎磨損在正常范圍內(nèi),輪胎氣壓正常,制動(dòng)系統(tǒng)無故障,制動(dòng)控制系統(tǒng)與車輪制動(dòng)器活動(dòng)自由無卡滯,地面附著良好。
先來說說試驗(yàn)臺(tái)定量檢測(cè)。
汽車從生產(chǎn)線上組裝完成,駛下生產(chǎn)線后,就要開上一個(gè)制動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái),測(cè)試汽車各車輪的制動(dòng)力。還有汽車在后期使用過程中,每年都要進(jìn)行一次汽車安全技術(shù)檢測(cè),其中的一個(gè)重要項(xiàng)目是把汽車開上檢測(cè)線,檢查汽車的制動(dòng)性能。在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上,可以檢測(cè)每一個(gè)車輪上的制動(dòng)力,并由此計(jì)算出汽車的總制動(dòng)力、制動(dòng)力和、制動(dòng)力差、制動(dòng)均衡性、駐車制動(dòng)力等指標(biāo),以此來判斷汽車的制動(dòng)性能是否合格。測(cè)試的設(shè)備通常是滾筒式制動(dòng)力檢測(cè)儀或滑板式制動(dòng)力檢測(cè)儀,現(xiàn)在更多的用滾筒式。
在國標(biāo)中,汽車的制動(dòng)力和不得小于汽車整備質(zhì)量的60%,制動(dòng)不均衡性不得大于20%,駐車制動(dòng)力不得小于汽車整備質(zhì)量的20%。制動(dòng)力和反映的是汽車的整車制動(dòng)力,如果它過小,說明汽車的車輪制動(dòng)力不足,汽車的制動(dòng)距離就會(huì)過長(zhǎng);制動(dòng)不均衡性反映的是汽車各車輪制動(dòng)力的反應(yīng)時(shí)間以及制動(dòng)力的差值,如果制動(dòng)不均衡性過大,汽車就會(huì)發(fā)生制動(dòng)跑偏、側(cè)滑等現(xiàn)象;駐車制動(dòng)力過小,汽車就無法可靠的停放在坡路上,等等。
汽車出廠時(shí)制動(dòng)性能都是合格的,但是在后期使用過程中,由于制動(dòng)系統(tǒng)的磨損,制動(dòng)效能會(huì)下降,在年檢時(shí)可能就會(huì)不合格,這種情況下我們就要修理制動(dòng)系統(tǒng)了,比如更換剎車片、剎車盤、換剎車油等。特別是大型卡車的制動(dòng)系統(tǒng),由于車輪較多,載重量大,制動(dòng)使用頻繁,在年檢時(shí)很難各項(xiàng)指標(biāo)都符合要求,在這種情況下就只能各顯神通了。不過這種試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)無法測(cè)試制動(dòng)效能的恒定性,一般制動(dòng)效能的恒定性是由車輪制動(dòng)器的材質(zhì)、通風(fēng)、冷卻等因素決定的。
再來看看在道路試驗(yàn)中如何檢測(cè)汽車的制動(dòng)性能。
道路試驗(yàn)通常是汽車評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試汽車制動(dòng)性能的方法,它測(cè)試出來的結(jié)果可以定性的判斷汽車制動(dòng)性能,更符合我們?nèi)粘q{駛感受,因此對(duì)我們更有實(shí)際意義。測(cè)試的指標(biāo)依然是制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的恒定性以及制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。
道路測(cè)試制動(dòng)效能不能測(cè)試出每個(gè)車輪的制動(dòng)力,但是卻可以測(cè)試出整車的制動(dòng)能力。通常用百公里制動(dòng)距離來表述,具體的方法是:把汽車加速到時(shí)速?一百公里之上,然后自由減速,等車速降低到100公里/小時(shí)時(shí),駕駛員全力踩下剎車,讓汽車在最短的距離內(nèi)停下來。然后我們測(cè)量從踩下剎車的那一點(diǎn)到汽車完全停止那一點(diǎn)的距離,這個(gè)距離就是汽車的百公里制動(dòng)距離。對(duì)于普通的乘用車來說,制動(dòng)距離一般在33~48米之間,我們的判定標(biāo)準(zhǔn)為:33~37米為優(yōu)秀,37~41米為良好,41~45米為合格,如果制動(dòng)距離超過了45米,也不能說制動(dòng)性能不合格,只能說這款車的制動(dòng)性能比較差。
不過這種測(cè)試方法還是有很大局限性和誤差的,其中駕駛員的操作是最大的影響因素。因?yàn)槠囋谥苿?dòng)過程可以分為六個(gè)階段,分別是駕駛員反應(yīng)時(shí)間、制動(dòng)機(jī)構(gòu)反應(yīng)時(shí)間、制動(dòng)力增長(zhǎng)時(shí)間、?制動(dòng)器作用時(shí)間、持續(xù)制動(dòng)時(shí)間以及制動(dòng)解除時(shí)間,可以看出,如果駕駛員反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng),就會(huì)影響汽車的制動(dòng)距離。此外,制動(dòng)器的型式以及技術(shù)狀況,也會(huì)也會(huì)影響制動(dòng)機(jī)構(gòu)反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)力增長(zhǎng)時(shí)間,比如盤式制動(dòng)器的制動(dòng)機(jī)構(gòu)反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)力增長(zhǎng)時(shí)間就優(yōu)于鼓式制動(dòng)器,同樣的車型使用盤式制動(dòng)器就會(huì)縮短制動(dòng)距離;還有剎車片與剎車盤(鼓)之間的間隙、摩擦面積、蹄鐵軸銹蝕狀態(tài)等,也會(huì)影響汽車的制動(dòng)過程,進(jìn)而影響制動(dòng)距離。
此外還有一點(diǎn)需要注意,就是在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試合格的車型,在道路試驗(yàn)中制動(dòng)性能不一定就會(huì)合格。這主要是受到道路附著條件的限制。因?yàn)槲覀冊(cè)谥苿?dòng)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試的是車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力,但是在實(shí)際駕駛中,影響汽車制動(dòng)性能的是地面制動(dòng)力。影響地面制動(dòng)力的主要因素有地面的附著系數(shù)、輪胎的型式、氣壓等,比如在冰雪路面,濕滑路面,地面附著力低,汽車的制動(dòng)距離就會(huì)延長(zhǎng);而輪胎與地面之間的附著力,會(huì)極大的影響汽車制動(dòng)距離,現(xiàn)在的汽車受成本的限制,簡(jiǎn)配越來越嚴(yán)重,很多家用車都使用較低級(jí)別的輪胎,與地面的附著系數(shù)較小,汽車的制動(dòng)距離就會(huì)延長(zhǎng),有些車型如果換一套輪胎,汽車的制動(dòng)距離就會(huì)大大縮短,就是這個(gè)緣故。
制動(dòng)效能的恒定性測(cè)試就是制動(dòng)系統(tǒng)抗熱衰退的能力。一般用短時(shí)間內(nèi)連續(xù)制動(dòng)的方式,來看制動(dòng)效能衰退的程度。比如在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)測(cè)試汽車的百公里制動(dòng)距離,如果汽車的制動(dòng)距離越來越長(zhǎng),甚至制動(dòng)失靈,就說明該車型制動(dòng)效能的恒定性較差。影響制動(dòng)效能恒定性的主要因素是車輪制動(dòng)器的散熱、通風(fēng)以及剎車片與剎車盤的材質(zhì),比如現(xiàn)在很多車型用的盤式制動(dòng)器,抗熱衰退能力就優(yōu)于鼓式制動(dòng)器,還有通風(fēng)盤式制動(dòng)器,抗熱衰退效能也比較好,而一些高端車用的陶瓷剎車片,能耐較高的溫度,也有較好的抗熱衰退能力。而一些經(jīng)常跑山區(qū)道路的大卡車,用給車輪制動(dòng)器淋水的方式來降低剎車片的溫度,也是提高制動(dòng)恒定性的一種方法。
制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性其實(shí)就是指汽車在制動(dòng)時(shí)是否跑偏。在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上可以根據(jù)各車輪的制動(dòng)力差值,精確的分析出汽車是否存在制動(dòng)跑偏。在道路測(cè)試中,通常用把汽車在平直的道理上提高到一定的車速(比如60公里/小時(shí)),然后以各種不同的踏板力踩下剎車,看汽車是否能夠保持直線行駛。如果汽車自動(dòng)的向一側(cè)偏離,就說明該車型存在制動(dòng)跑偏的現(xiàn)象,也就是制動(dòng)方向穩(wěn)定性不好。影響制動(dòng)方向穩(wěn)定性的因素也是比較多的,有些是設(shè)計(jì)因素,有些是后期使用因素,具體的原因在此就不詳聊了。
以上就是對(duì)汽車制動(dòng)性能測(cè)試方法的分析。在實(shí)際使用中,汽車的百公里制動(dòng)距離可以最直觀的反映汽車的制動(dòng)能力。我們?cè)谶x購汽車時(shí),可以把這一項(xiàng)做為主要的參考指標(biāo),而其它的各種花里胡哨的制動(dòng)系統(tǒng),在實(shí)際應(yīng)用中作用并不大。
本文來源于汽車之家車家號(hào)作者,不代表汽車之家的觀點(diǎn)立場(chǎng)。
汽車制動(dòng)力一般指的是汽車制動(dòng)系統(tǒng)可以達(dá)到的最大滾動(dòng)摩擦力,而制動(dòng)一般指的就是汽車的剎車,制動(dòng)力不僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定,還會(huì)跟制動(dòng)踏板力的大小成正比。
制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)一般是包括制動(dòng)器的形式、結(jié)構(gòu)尺寸、制動(dòng)器摩擦面數(shù)還有車輪半徑,制動(dòng)踏板力一般指的是制動(dòng)系統(tǒng)的液壓或者是空氣壓力。
當(dāng)汽車在行駛過程中,人為地給汽車施加一個(gè)與汽車行駛方向相反的外力,汽車在受到外力作用后速度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)降低,這個(gè)外力就是汽車的制動(dòng)力。
汽車一般用的是車輪制動(dòng)器產(chǎn)生與行駛方向相反的切向反作用力,那么這種情況下產(chǎn)生的汽車制動(dòng)力稱為地面制動(dòng)力。
當(dāng)制動(dòng)踏板力不大時(shí),制動(dòng)器的摩擦力矩比較小,那么車輪在行駛中的地面制動(dòng)力跟制動(dòng)器的制動(dòng)力完全相等,并且會(huì)跟著制動(dòng)系統(tǒng)氣壓或者油壓的增大而增大,但是車輪會(huì)減速滾動(dòng)。
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