lecture04_汽车制动性

LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题主讲：王文林教授南昌大学机电工程学院------车辆工程技术研究中心LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动性的定义定义：汽车在行驶时能在短距离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。(另外,也包括在一定坡道上能够长时间停放的能力。)汽车制动性是汽车的重要使用性能之一。它属于汽车主动安全的范畴。行车制动：俗称脚制动或脚刹车。驻车制动：俗称手刹车或手制动。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动性的评价指标EvaluationCriteriaofBrakingPerformance1、制动效能（制动距离、制动减速度）2、制动效能的恒定性（抗热、抗水衰退性能）3、制动时汽车方向稳定性（包括抗跑偏、抗侧滑和保持转向能力的性能）LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动性的评价指标1、制动效能的定义在良好的路面上，汽车以规定的初始车速、以规定的踏板力制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能的最基本指标。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动性的评价指标2、制动效能的恒定性抗热衰退性能：汽车在高速行驶或下长坡道时制动性能的保持程度。抗水衰退性能：是指汽车涉水后对制动性能的保持能力。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动性的评价指标3、汽车制动时的方向稳定性的评价：常用制动时汽车按给定路径行驶的能力。制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，则汽车将偏离给定的行驶路径。这时，汽车的制动方向稳定性能不佳。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题项目中国GB7258ECE71/732瑞典F18美国联邦105试验路面φ≥0.7附着良好φ＝0.8SkidNo81载重空载（满载）1人或满载任何载荷轻载、满载制动初速50km/h80km/h80km/h80km/h方向稳定性偏出≤2.5m不抱死跑偏不抱死跑偏不抱死，偏出≤3.7m距离或减速度≤19(20)m≥6.2(5.9)m/s2≤50.7m,≥5.8m/s2≥5.8m/s2≤65.8m(216ft)踏板力≤500N≤490N≤490N≤66.7~667N轿车制动规范LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题制动性时车轮的受力分析auWpFTxbFFzFr1.地面制动力rTFxb)m.N(擦力矩制动摩TLongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题制动性时车轮的受力分析2.制动器制动力rTF相当于：将汽车架离地面，并踏住制动踏板，在轮胎周缘沿切线方向推动车轮直至它能转动所需的力。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题制动性时车轮的受力分析3.地面制动力、制动器制动力与附着力的关系FFFxbmaxFFxbCN踏板力，可见：地面制动力首先取决与制动器制动力，但同时受到地面附着条件的限制。因此，只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题硬路面上的附着系数仔细观察汽车的制动过程可发现，轮胎留在地面上的印痕从车轮滚动到滑动是一个渐变的过程。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。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。第三阶段：拖滑。车轮抱死拖滑，粗黑印痕，看不出花纹。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题单纯滚动边滚边滑拖滑硬路面上的附着系数LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题硬路面上的附着系数随着制动强度的增加，车轮的滑动成份越来越大。它通常用滑移率S表示。bS(%)滑移率10020pspbwr滑动附着系数峰值附着力系数与垂直载荷之比。：地面制动力制动力系数为边滚边滑为纯滑动为纯滚动%1000%100,00%10000sLongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题硬路面上的附着系数s10020~15mgFbbmgFbpmaxmgFsSmgFmgFurussbpbbwwrwmax0,%,100%1000边滚边滑LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题各种路面平均附着系数路面φpφS柏油或砼（干）0.8~0.90.75柏油（湿）0.5~0.70.45~0.60砼（湿）0.80.7砾石0.60.55土路（干）0.680.65土路（湿）0.550.4~0.5雪（压实）0.20.15冰0.10.07LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题附着系数的影响因素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）松砾石光滑冰面ssbauLongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题附着系数的影响因素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、霜类会降低附着系数。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题附着系数的影响因素区Aau区C区BWihahpuAuF34.62pFA水膜区B过渡区C接触区轮胎的滑水现象：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不接触。滑水现象严重影响汽车的制动、转向能力。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动效能概念汽车制动效能，是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。汽车制动效能的评价指标是制动距离S（单位m）和制动减速度（单位m/s2）。制动距离S，是指汽车以给定的初速u0，从踩到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。制动距离与踏板力（或者制动系管路压力）以及地面的附着情况有关，也与制动器的热工况有关。制动减速度是地面制动力的反映，而与地面制动力与制动器制动力有关。xLongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题不同制动工况时的地面制动力gxgABSgxgmxmmgFpssbbxbmaxmax)(的汽车，则对于装有力为车轮抱死时，地面制动汽车制动效能概念LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动距离分析a0tbcdefgjFp、pF制动踏板力j制动减速度11123422LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动距离分析LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题2202022max2022220222212161::kuukuudkdukdtduxussusse行驶距离行驶距离汽车制动距离公式推导a0tbcdefgjFp、pF制动踏板力j制动减速度11123422LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动距离公式推导22max203220232max030202061616161)21(21xukusxukusdkudskuudtds＝－＝a0tbcdefgjFp、pF制动踏板力j制动减速度11123422LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题汽车制动距离公式推导)21(82220,61:22max022max20max20max23max3322max20'202'2222xuuxuxuxusxxusxuusssseee，减速度末速为其初速时间的行驶距离在时间行驶距离则在LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题max2002'2002222maxmax2002'23292.25)2(6.310242)2(xuusuuxxuussssaaa取代，则用可忽略，并将（制动距离）则汽车制动距离公式推导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和起始制动车速。LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题制动器起作用时间是影响制动距离的重要因素LongitudinalDynamicsofVehicleSystemSUBTITLES动力性动力装置的匹配制动性燃油经济性复习题制动时汽车的方向稳定性方向不稳定现象：制动跑偏、侧滑、转向轮失去转向能力。制动跑偏：制动时自动向左或向右偏驶的现象。定义：汽车在制动过程中，维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。侧滑：制动时汽车的某轴或多轴发生横向移动的现象。严重的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。转向轮失去转向能力：制动时汽车不再按原来弯道行驶，而沿切线方向驶出或者直线行驶时，转动转向盘汽车仍按直线行驶的现象。LongitudinalDynamicsofVehicleSyste