二轴汽车制动性能的研究

作者：杨策 马朝臣 王航 老大中

欢迎访问e展厅 展厅 3 传动/转向/制动系统展厅 变速箱, 离合器, 制动系统... 1 前言 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之为汽车的制动性。汽车的制动性能是非常重要的。它是汽车安全行驶的重要保障，关系到人民生命财产的安全。据统计40%的交通事故是由于制动距离太长、制动侧滑和跑偏造成的，因此在设计制动系统前，需要对制动力学和制动性能各参数进行分析，才能设计出适合可靠的产品。 2 制动受力分析 2.1静止时的受力 当二轴汽车静止在水平的地面上时，仅受到重力和地面的支撑反力，从而构成平衡，如图1。 FZ1+FZ2=G -----------（1） 式中FZ1——地面对前轮的支撑反力 FZ2——地面对后轮的支撑反力 G——汽车总重 2.2制动时的受力 加速力和制动力通过轮胎和地表的接触面从车辆传送到路面。惯性力作用于车辆的重心，引起一阵颠簸。在这个过程中当刹车时，前后轮的负载各自增加或减少。制动和加速的过程只能通过纵向的加速度ax加以区分。 最终产生结果的前后轮负载F′ZV和F′Zh，在制动过程中，如图2随着静止平衡和制动减速的条件而变为： 设作用于前后轴的摩擦系数分别为fV和fh，那么制动力为： 它们的总和便是作用于车辆上的减速力。 对于制动过程，fV和fh是负的。如果要求两轴上的抓力相等，这种相等使fV=fh=ax/g，理想的制动力分配是： 3 制动性能计算 汽车的制动性主要由下面三个方面来评价。 （1）制动效能：即制动距离与制动减速度； （2）制动效能的恒定性：即抗衰退性能； （3）制动性能的方向稳定性：即制动时汽车不发生跑偏，侧滑以及失去转向能力的性能。 当制动器的制动力足够时，制动过程可能出现下列三种情况，即：①前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑；②后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑；③前后轮同时抱死拖滑。 3.1前后轮同时抱死时制动力分配曲线 制动时前后轮同时抱死，对附着条件的利用，制动时的方向间稳定性均有利。 在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死的条件是：前后轮制动器之和等于附着力；并且前后轮制动器制动力分别等于各自的附着力，即hg 前后轮同时抱死时的前后制动器制动力分配曲线，简称I曲线。 3.2制动力分配系数 常用前制动器制动力与汽车总制动力之比来表明分配的比例，称为制动器制动力分配系数β，即 若以FXh=β（FXV）表示，则FXh=β（FXV）是一条直线，此直线通过坐标原点，且其斜率为 β曲线与I曲线交点处的附着系数为同步附着系数。它是由汽车结构参数决定，反映汽车制动性能的一个参数。 3.3前后轮在不同情况下制动关系 利用β线与I曲线的配合，就可以分析前，后制动器制动力具有固定比的汽车在各种路面上的制动情况。f线组是假定后轮没有抱死，在各种$值的路面上前轮抱死时的前，后地面制动力的关系曲线：r线组是假定前轮没有抱死而后轮抱死时的前，后地面制动力关系曲线。 1 ）f线组 当前轮抱死时 这是在不同的附着系数值路面上只有前轮抱死时的前，后地面制动力的关系式。 2 ）r线组 当后轮抱死时 此即在不同值路面上只有后轮抱死时的前，后地面制动力的关系式。 1）当φ<φ0时，β线位于I线的下方，制动时总是前轮先抱死。前轮抱死虽然是一种稳定工况，但丧失转向能力。 2）当φ>φ0时，β线位于I线的上方，制动时总是后轮先抱死，因而易发生后轴先侧滑使汽车失去方向稳定性。 3）当φ=φ0时，在汽车制动时，前后轮同时抱死，此时的减速度为!0即0.39g，也是一种稳定工况，但失去转向能力。 以即将出现车轮抱死但还没有任何车轮抱死时的制动减速度作为汽车能产生的最高制动减速度。 汽车前轮刚要抱死或前、后轮同时刚要抱死时产生的减速度为，式中z为制动强度，则 附着效率是制动强度与轮胎将要抱死时的利用附着系数之比。 前轴的附着效率为 后轴的附着效率为 4 结论 通过对制动力学和制动性能各参数进行数学建模，当输入新车型的基本参数后就能在计算机上仿真制动过程，从而找出设计漏洞和缺陷，减少图纸设计修改和台架实验次数，最大限度节省人力物力。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/20/2007)