汽车理论教程45

汽车理论第二十一讲主讲教师：杨志华学时：482第四章汽车的制动性第五节前、后制动器制动力的比例关系本节将分析地面作用在前、后车轮上的法向反力，分析前、后车轮制动器制动力的比例关系，通过I曲线、β线、f线、r线分析汽车的制动过程，介绍汽车的附着利用率（利用附着系数）、制动效率的计算方法等。本节内容是本章的难点，也是重点。返回目录3制动过程的三种可能1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑；稳定工况，但丧失转向能力，附着条件没有充分利用。2）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑；后轴可能出现侧滑，不稳定工况，附着利用率低。3）前、后轮同时抱死拖滑；可以避免后轴侧滑，附着条件利用较好。前、后制动器制动力的分配比例，将影响制动时前后轮的抱死顺序，从而影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度。第五节前、后制动器制动力的比例关系4一、地面对前、后车轮的法向反作用力g1ddhtumGbLFZg2ddhtumGaLFZdduzgt令LzhbGFZg1LzhaGFZg2z—制动强度第五节前、后制动器制动力的比例关系5bXFFgtuddg2g1haLGFhbLGFZZ当前、后轮都抱死时第五节前、后制动器制动力的比例关系zdduGmt即：地面法向反力取决于静态轴荷分配，以及制动强度（或附着系数）和质心高。给定车辆，制动强度越大，轴荷向前转移的越多。6思考：为什么有些轿车采用前盘后鼓的制动系统配置？制动管路为什么采用交叉布置？第五节前、后制动器制动力的比例关系7GFF21μμ11μZFF2μ2ZFF“理想”的条件是：前后车轮同时抱死。I曲线：在各种附着系数的路面上制动时，要使前、后车轮同时抱死，前、后轮制动器制动力应满足的关系曲线。第五节前、后制动器制动力的比例关系二、理想的前后制动器制动力分配曲线8代入将g2g1haLGFhbLGFZZgg2μ1μ2μ1μhahbFFGFF消去变量1.解析法确定I曲线第五节前、后制动器制动力的比例关系212μ1μ2μ1μZZFFFFGFF由理想的条件可得1μg1μg2g2μ2421FhGFGLhbhGF9gg2μ1μ2μ1μhahbFFGFF1.解析法确定I曲线第五节前、后制动器制动力的比例关系212μ1μ2μ1μZZFFFFGFF由理想的条件可得思考：I曲线受哪些因素影响？对特定的汽车是唯一的吗？11222421μgμggμFhGFGLhbhGF100.40.20.30.1μ1Fd/d0.1utg2μF0.3g0.2g0.4g第五节前、后制动器制动力的比例关系2.作图法确定I曲线1）按照作图，得到一组等间隔的45˚平行线。GFFμ2μ1GFF21μμtugGddddugt这组线称为“等制动减速度线组”。线上任何一点都有以下特点：gg2μ1μ2μ1μhahbFFGFF110.40.20.31.01μFd/d0.1utg2μF2）按作射线束gμ2μ1gahFFbh0.10.30.20.4I曲线0.3g0.2g0.4g第五节前、后制动器制动力的比例关系gg2μ1μ2μ1μhahbFFGFF12第五节前、后制动器制动力的比例关系1321μμμFFFμμFF1μμFF12制动器制动力分配系数β：前、后制动器制动力之比为固定值时，前轮制动器制动力与汽车总制动器制动力之比。μμ1FF第五节前、后制动器制动力的比例关系三、具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数1.β线14θ121μμFF为一直线12μμFBF1tan直线斜率β线：实际前、后制动器制动力分配线。β线Fμ2Fμ1第五节前、后制动器制动力的比例关系015Fμ1、Fμ2具有固定比值的汽车，使前、后车轮同时抱死的路面附着系数称为同步附着系数。第五节前、后制动器制动力的比例关系2.同步附着系数从图中看，同步附着系数是β线和I曲线交点处对应的附着系数。该点所对应的减速度称为临界减速度。16得由gg1hahbβg0hbLβ同步附着系数的计算满足固定比值的条件满足同时抱死的条件第五节前、后制动器制动力的比例关系gg2μ1μ2μ1μhahbFFGFF强调：同步附着系数取决于车辆结构参数，与地面实际附着能力无关。17LzhbGFZg1LzhaGFZg2g2g1haLGFhbLGFZZgg2μ1μ2μ1μhahbFFGFF前后轮都抱死时，地面法向反力18θ121μμFF为一直线12μμFBF1tan直线斜率β线：实际前、后制动器制动力分配线。β线Fμ2Fμ1第五节前、后制动器制动力的比例关系019Fμ1、Fμ2具有固定比值的汽车，使前、后车轮同时抱死的路面附着系数称为同步附着系数。第五节前、后制动器制动力的比例关系同步附着系数从图中看，同步附着系数是β线和I曲线交点处对应的附着系数。g0hbLβ同步附着系数取决于车辆结构参数，与地面实际附着能力无关。20汽车理论第二十二讲主讲教师：杨志华学时：4822后轮没有抱死、前轮抱死时，前、后轮地面制动力FXb1、FXb2间的关系曲线。第五节前、后制动器制动力的比例关系四、前后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析1.f线组23一定时，f线为直线与无关代入将b2b1bXXXFFFgb2b1b1hLFFLGbFXXXFXb1=0gXhGbFb2FXb2=0gXhLGbFb1第五节前、后制动器制动力的比例关系前轮抱死的条件是gb1ggb2hGbFhhLFXXLhFLGbFFXZXgb1b1LzhbGFZg1LzhaGFZg224FXb1FXb2g(0,)Gbhf线组1.0f线组作图第五节前、后制动器制动力的比例关系0.20.30.40.5汽车理论吉林大学远程教育学院gXhGbFb2FXb1=0时，gb1ggb2hGbFhhLFXX25代入并整理得将b2b1bXXXFFF2.r线组前轮没有抱死、后轮抱死时，FXb1、FXb2间的关系曲线。b1gXGaFhgb2hLGaFX0b1XF0b2XF第五节前、后制动器制动力的比例关系一定时，r线为直线与无关后轮抱死的条件是LhFLGaFFXZXgb2b2gb1ggb2hLGaFhLhFXXLzhbGFZg1LzhaGFZg226FXb1FXb2g(0,)Gbh1.0g(,0)Gahr线组I曲线1.0r线组作图f线组第五节前、后制动器制动力的比例关系0.20.30.40.50.20.30.40.5汽车理论吉林大学远程教育学院b1gXGaFh0b2XFgb1ggb2hLGaFhLhFXX27第五节前、后制动器制动力的比例关系根据f线组的定义，在I曲线下方，只有前轮抱死；当f线遇到I曲线时，前后轮都抱死；超过I曲线后，已不符合“只有前轮抱死”的定义。所以，I曲线上方的f线无意义。同样道理，在I曲线下方，不符合“只有后轮抱死”的定义。所以，I曲线下方的r线无意义。28当FXb20时是地面驱动力，无意义。f线与横坐标的交点后轮制动管路失效，前轮抱死时的地面制动力。后轮制动严重滞后，前轮抱死后，后轮才将开始制动。3.f线组和r组线的分析第五节前、后制动器制动力的比例关系1）f线组29思考：为什么随着FXb2FXb1？1b1ZXFF当f线与r线相交以后，前后轮都抱死，进入稳定状态。后轮参与制动后FZ1第五节前、后制动器制动力的比例关系bXFjF302）r线组前轮制动管路失效，后轮抱死时的地面制动力。随着FXb1FXb2？前轮参与制动后2b2ZXFFFZ2I曲线以下的r线组没有意义第五节前、后制动器制动力的比例关系r线与纵坐标的交点bXFjF前轮制动严重滞后，后轮抱死后，前轮才将开始制动。31利用β线、I曲线、f和r线组分析汽车在不同值路面上的制动过程。第五节前、后制动器制动力的比例关系4.制动过程分析从图中看，同步附着系数是多少？3900.323).0(10设）第五节前、后制动器制动力的比例关系A点前轮抱死。此时的制动减速度？点前后轮同时抱死。点前后轮同时抱死时的制动器制动力。AA33第五节前、后制动器制动力的比例关系0前轮先抱死27.0z前轮抱死时3.0z前后轮同时抱死时结论3).0(10设）34第五节前、后制动器制动力的比例关系点前后轮同时抱死。点前后轮同时抱死时的制动器制动力。B7).0(20设）B点后轮抱死。此时的制动减速度？B35第五节前、后制动器制动力的比例关系0后轮先抱死60.z后轮抱死时70.z前后轮同时抱死时结论7).0(20设）364）只要，要使两轮都不抱死所得到的制动强度总是小于附着系数，即。3）当时，β线与I曲线相交，前、后轮同时抱死；2）当时,β线位于I曲线上方，后轮先抱死；0001）当时，β线位于I曲线下方，前轮先抱死；0z第五节前、后制动器制动力的比例关系3）制动过程分析得到的结论37汽车理论第二十三讲主讲教师：杨志华学时：4839ibiiZXFF第五节前、后制动器制动力的比例关系五、利用附着系数与附着效率1.利用附着系数利用附着系数：对于一定的制动强度z，不发生车轮抱死所要求的最小路面附着系数。式中FXbi——对应于制动强度z，汽车第i轴产生的地面制动力；FZi——制动强度为z时，地面对第i轴的法向反力；——第i轴对应于制动强度z的利用附着系数；i40第五节前、后制动器制动力的比例关系利用附着系数与制动强度的关系曲线最理想的情况是空载时总是后轮先抱死；满载时的路面上后轮先抱死；反之则是前轮先抱死。z0制动强度不可能超过附着系数。411），前轮先抱死0z1b1fZXFFb11μXFFtugGddGzg1hbLGFZgf1zhbLz前轴利用附着系数第五节前、后制动器制动力的比例关系2.利用附着系数的计算422），后轮先抱死0z2b2rZXFFtugGFXdd1b2Gz1g2haLGFZgr11zhaLz后轴利用附着系数第五节前、后制动器制动力的比例关系43由得如果，后轮先抱死计算由得maxgbzLh如果，前轮先抱死0r0g0hbLfmaxg(1)azLh第五节前、后制动器制动力的比例关系3）由利用附着系数计算车轮不抱死条件下的maxzgr11zhaLzgf1zhbLz44gzamaxbmaxbmaxaa0auus922526312022..没有ABS又不允许车轮抱死时的最短制动距离第五节前、后制动器制动力的比例关系4）车轮不抱死条件下能达到的最大制动减速度bmax20aa02292.2526.31auus45maxg(1)azLh由0μμFF1只能用后轮制动maxgazLh第五节前、后制动器制动力的比例关系5）前轮或后轮制动管路失效时的思考：前轮制动失效的特点？maxgbzLh1μμ1FF