图2.2 制动过程中地面制动力、制动器制动力及地面附着力的关系
3)继续增加制动器踏板力Fp,制动器制动力F?继续增加,若车轮上的法向载荷Fz为常数,则地面制动力Fxb不再增加(如图2.2的A-B段),此时车轮完全抱死拖滑。地面制动力、制动器制动力变化如图2.2所示。由此可见,汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力,但同时又受地面附着条件的限制,所以只有汽车具有足够的制动器制动力,同时又能提供高的附着力时,才能获得足够的地面制动力,才能保障较高的制动效能。
2.3汽车制动时滑移率与附着系数的关系
汽车制动时是利用地面与轮胎之间的摩擦力来减速的。制动时车轮速度减小,这样就在车速与轮速之间产生一个速度差(如图2.3所示)。
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图2.3 制动时车速与轮速
车速与轮速之间存在着速度差的现象称为滑移现象。经常用滑移率来衡量制动时车轮的滑移程度,是指车轮的滑移速度(车轮的实际速度与周向速度之差)与实际速度之比。即:
??滑移率
Vx?V?Vx?10000
由上式可以看出,当车速Vx等于轮速V?时滑移率S为零,此时车轮在道路上作纯滚动。汽车制动时,两者速度差别越大,滑移率越大,轮速为零,滑移率S达到100%,此时车轮完全抱死,汽车在道路上100%拖滑。当0
纵向附着系数?s、侧向附着系数?l,和滑移率S存在着密切的关系,通常具有如图2.4所示的关系。从图中可以看出,在非制动条件下(S=O),纵向附着系数?s=0,在制动开始后,纵向附着系数?s随着滑移率的提高快速增长,滑移率到达某一数值时纵向附着系数?s最大,之后随着滑移率的增大纵向附着系数?s反而减小,纵向附着系数?s最大时的滑移率为Sopt,此时的纵向附着系数?s称为峰值附着系数?p。当S=0时,侧向附着系数?l最大,之后随着S的增大而减少,当车轮完全抱死,即S=100%时,侧向附着系数?l很小,汽车的方向稳定性和转弯能力将几乎完全消失,此时车辆最为危险。
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图2.4 制动时附着系数与滑移率的关系
2.4汽车制动车轮抱死时的运动状况分析
没有ABS的汽车或ABS不起作用的汽车在制动过程中,有时会出现跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力而使汽车控制离开原来的行驶方向,此时极易发生危险。制动时汽车自动向左或向右偏称为“制动跑偏”。侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴同时发生横向移动,最危险的情况是在高速制动时发生的后轴侧滑,此时汽车常发生不规则的急剧回转运动而失去控制,严重时可使汽车调头。
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图2.5 汽车制动跑偏时的受力
如图2.5所示为转向车轮制动力不相等而引起的跑偏分析,由于转向系各处的间隙及零部件的弹性变形,转向轮仍产生一向左转动的角度而使汽车有轻微的转弯行驶一跑偏,同时由于主销有后倾,FY1使转向车轮产生一同方向的偏转力矩,这样也增大了向左转动的角度,加剧了制动时跑偏。
a)前轴侧滑 b)后轴侧滑
a)图2.6 汽车侧滑时的运动
图2.6a是前轮抱死而后轮滚动,此时汽车处于一种稳定状态,但因此时侧向力系数为零,不能产生任何地面侧向反作用力,汽车无法按原弯道行驶而沿切线方向驶出(如图2.7a
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