车辆动力学基础5上课讲义.ppt

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1、车辆动力学基础5制动原理汽车制动简单来讲，就是利用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。制动原理车辆的制动问题与车辆的加速驱动同属车辆的纵向动力学问题，前面的表达式和方程式继续有效，通常只需加一负号即可，制动力矩是负的驱动力矩，减速度是负的加速度，下坡就是负的坡度。车辆的制动装置通过以下几种方式制动：1）惯性制动：阻止下坡行驶时产生不希望的加速。2）减速制动：降低车速，必要时直到停车。3）驻车制动防止静止车辆发生不希望有的移动。制动性的评价指标包括：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？思考

2、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。路面条件载荷条件制动初速度1.制动效能制动效能即制动距离和制动减速度。制动距离制动距离主要与哪些因素有关？思考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。3.制动时汽车的方向稳定性2.制动效能的恒定性制动效能的恒定性即抗热衰退性能。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。第一节制动性的评价指标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

3、向力系数与滑动率的关系。制动时车轮的受力制动中的车辆制动中的车辆制动力矩Tµ地面附着力由制动力矩所引起的、地面作用在车轮上的切向力。一、地面制动力二、制动器制动力Fμ在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的切向力。与附着力无关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。三、FXb、Fμ与的关系FXb=FµFµ车轮接近纯滚动车轮边滚边滑车轮抱死拖滑四、硬路面上的附着系数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。

4、1.滑动率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。滑动率s的计算滑动率s的计算纯滚动时uδ=0，s=0；纯滑动时ωw=0，=uδ，s=100%；边滚边滑时0

5、向力系数大，地面可作用于车轮的侧向力大，方向稳定性好；3）减轻轮胎磨损。ABS（防抱死制动系统）将制动时的滑动率控制在15%～20%之间，有如下优点：如果汽车直线行驶，在侧向外力作用下，容易发生侧滑；如果汽车转向行驶，地面提供的侧向力不能满足转向的需要，将会失去转向能力。由、与s之间的关系可知，当滑动率s=100%时，，即地面能产生的侧向力FY很小。什么情况下汽车会受到侧向外力的作用？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？思考车身受到侧向风作用路面侧倾汽车转向行驶平地转向时，离心力Fl

6、由地面侧向力FY平衡。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。环形跑道（视频）（注意观察弯道的倾斜情况）路面峰值附着系数滑动附着系数沥青或混凝土路面0.8～0.90.75沥青（湿）0.5～0.70.45～0.6混凝土（湿）0.70.7砾石0.60.55土路（干）0.680.65土路（湿）0.550.4～0.5雪（压紧）0.20.15冰0.10.07表4-2各种路面的平均附着系数（1）路面4.影响制动力系数的因素（1）路面4.影响制动力系数的因素（

7、2）车速子午线轮胎接地面积大、单位压力小、滑移小、胎面不易损耗，制动力系数较高。轿车普遍采用宽断面、低气压、子午线轮胎。（3）轮胎结构（4）胎面花纹滑水车速与路面结构、水层厚度、水液粘度和密度、轮胎充气压力、垂直载荷、花纹形式及轮胎磨损程度有关。uh—滑水车速；pi—轮胎气压。—动水压力的升力；ρ—水密度；A—轮胎接地面积。滑水现象本节主要介绍汽车制动距离的计算方法，分析影响制动效能及其恒定性的因素。汽车的制动效能及其恒定性汽车能达到的制动减速度本章假设FW=0、Ff=0，即不计空气阻力和滚动阻力对汽车制动减速的作用。制

8、动时总的地面制动力一、制动距离及制动减速度当前、后轮同时抱死时当汽车装有ABS时当汽车没有装ABS，又不允许车轮抱死时中国行业标准采用平均减速度的概念t1—制动压力达到75%最大压力的时刻；t2—到停车时总时间的2/3的时刻。ECER13和GB72