关于滑水现象的分析

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1、对滑水现象的分析摘要：车在通过积水层时，可能会发生滑水现象，其危害相当严重。经过对汽车滑水现象的理论分析，讨论影响其发生的因素，和一些避免措施，以及行车中的操作建议关键词：滑水现象、车辆Abstract：WhenacargoesthroughawetroadSUlfate，itwouldloseitsorientation，andtheresultisveryserious．Throughanalysis，wecanmakeajudgement。onthephenomenonofthevehiclerunningonawetroadsurface．Relatedfactorsandme

2、asuresarebroughtforwardinthepaper．Keywords：drivingsafety；hydroplaningaccident；relatedfactors滑水现象：当高速行驶的汽车经过有积水层的路面时，就可能会发生滑水现象。当轮胎在水膜覆盖的路面上高速行驶时，由于流体的压力使轮胎上浮的现象称为“滑水现象”。如果滑水现象一旦发生，就是很危险的。滑水现象发生的原理：如图描述了滑水现象的发生原理。在A区，区域内流体动压力足以把胎面举起，从而使得胎面与路面完全脱离；在B区，轮胎与路面间有薄水膜层，由于水的粘性润滑而使轮胎部分浮起；在C区没有水膜，轮胎完全与路面接触

3、。随着轮胎速度的提高，A区和B区就会沿接触长度扩展，直到胎面与路面彻底分离发生“滑水现象”，此时C区将完全消失，影响轮胎滑水性能的因素有很多，诸如水膜厚度、车速、胎压、胎面花纹几何形状和深度等等。滑水现象分析：以一起“滑水现象”造成的车祸。其运动轨迹如图l所示。在车辆滑水过程中，轮胎受力发生了较大变化，如图2所示，发生部分滑水现象的状态，图3表示在即将发生完全滑水现象之前，后端部尚接触路面时的状态。这里存在三个区域：第—个区域在接触前部为完全上浮区，在此区域内水的流体压力足以把胎面举起，并使之与路面完全脱离；第二个区域表示水大量流散，但仍然留有一层水膜，为不完全接触区，胎面与路面部分地

4、隔开；第三个区域在接触后部，为胎面与路面完全接触的区域。当然，随着速度变化，E述三个区域的相互关系也会发生变化。例如，提高速度，第一、二区域就会沿接触长度扩展。直到胎面与路面彻底分离，这时轮胎就将发生完全“滑水现象”。图一：滑水后车辆运动轨迹图二：部分滑水现象分析图三：即将滑水时车辆运动状态如果从固定于轮胎轴的坐标来看，路面和水膜以高速向右方向前进。而且水膜变成楔子状，进入胎面内，设胎面为平板状，并且倾角非常小，那么从前。方进入的水被路面和胎面的后端拦住。这时水的流线，如图3中所示，从胎面的两侧流出。在停滞点，水的动压p彤根据伯努利定理为(1)式中v—速度(m／s)；　ρ--水的密度(

5、100kg／m3)轮胎胎面的接地压力在中心部为最高，设此压力为p1。，而且等于内压P的1．55倍，即P1=1.55p(2)若流体压力比公式(2)的P。中心部的接地压力还要高，那么轮胎就会完全浮起来。所以发生完全滑水现象的条件为(3)考虑到量纲关系，1968年Home得出如下的最小极限水上滑行速度V=6．35p^0.5式中V--速度(km／h)；p一轮胎内气压(kPa)。图4为不同气压下的发生滑水现象的最低速度值。滑水现象影响因素：出现滑水现象的起始车速与路面结构、积水深度、轮胎气压、载荷、沟槽花纹形式和磨损程度等因素有关。1)由式(1)可知，速度越高其产生水的动压力将呈平方倍的增长，所

6、以发生滑水的可能也就越高。即使有高级的主动安全设备的车辆，冲过积水层时也未必能化险为夷。因为滑水时轮胎几乎完全浮在水面上，任何ESP、TCS、ABS、EBD装备基本上极难发挥作用。当车速在1lOkm／h时，对干燥路面来说正常，但行驶在积水路面上时，却是足以致命的。2)积水越深，越容易产生滑水现象。试验表明，在混凝土路面上，水层为5ram深时，斜交轮胎在车速80km／h时，附着系数已降为干混凝土路面的1／4以下(这时的附着系数仅相当于冰雪路面)，lOOkm／h时附着系数几乎降为零，这时汽车已完全飘在水面上了。对同样的轮胎，水层为1mm深时，情况只是略好一点：车速80km／h时，附着系数降

7、为干混凝土路面的1／2以下。lOOkm／h时附着系数仅为干混凝土路面的1／8。这说明，即使是薄如lmm的积水层，在车速较高时也会造成惨重的车祸。3)轮胎载荷及结构将直接影响着汽车对地面的附着能力。轮胎垂直载荷增大后，侧偏刚度随垂直载荷的增加而加大；轮胎充气压力对侧偏刚度也有显著影响，气压增加，侧偏刚度增大；同时轮胎花纹的排水能力也非常重要，磨损后的轮胎更加危险。4)部分滑水虽然不会使轮胎完全失去转向控制，但是由于轮胎与路面的接触面积减少，附着力