汽车制动性能检测与数据分析

1.汽车的制动系统

1.1制动系的功用

汽车作为交通运输工具，应在保证安全行驶的前提下，提高平均行驶车速，以提高运输生产率。同时在需要时，应能实现车辆的减速或停车，以及能够使停驶的车辆可靠地停住在原地不动。因此，制动系的功用是根据需要使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动。 1.2制动系的组成及类型

一般汽车应包括两套独立的制动系：行车制动系和驻车制动系。行车制动系是由驾驶员用脚来操控的，故又称脚制动系。它的功用是使正在形式中的汽车减速或在最短的距离内停车。驻车制动系是由驾驶员用手来操纵的，故又称手制动系。它的功用是使已经停在各种路面上的汽车驻留原地不动。但是，在紧急情况下，两套制动系统可通过使用，以增加汽车的制动效果。

汽车制动系主要由以下四部分组成。见图1。 ① 制动器：产生制动力矩，阻止车轮转动的装置。

② 制动操纵机构：控制制动器工作的机构，制动踏板、真空助力器等。 ③ 制动传动机构：将操纵力传到制动器。

④ 制动力的调节机构：用来调节前后车轮制动力的分配。

图1 制动系组成示意图

此外，经常在山区行驶的汽车以及某些特殊用途的汽车，为了提高行车的安全性和减轻行车制动性能的衰退及制动器的磨损，还应装配辅助制动系，用以在下坡时稳定车速。

按照制动能源不同，制动系还可分为人力制动系，动力制动系和伺服制动系三种。以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的称为人力制动系。完全靠以发动机的动力转化而成的气压或液压作为制动能源的制动系则为动力制动系。兼用人力和发动机动力作为制动能源的制动系称为伺服制动系。

按制动能量的传输方式不同，制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。

1.3制动系的工作原理

制动系的工作原理是，利用车身或车架相连的非旋转元件和和车轮或传动轴相连的旋转元件之间的相互摩擦，来阻止车轮的转动或转动趋势，并将运动着的轿车的动能转化为摩擦副的热能耗散到大气中。摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动原理是：旋转元件是制动鼓，其工作表面是圆柱面，制动蹄摩擦片与制动鼓发生摩擦，将机械能转化为热能。盘式制动原理是：旋转元件为圆盘状的制动盘，以端面为工作表面，与片状制动摩擦片发生摩擦，将机械能变为热能散发到大气中。

图2所示为一种简单的液压制动系的功过原理示意图，它由制动器、操纵机构和液压传动机构组成。

车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和张开机构组成。旋转部分是制动鼓8，它固定在车轮轮毂上，随车轮一起旋转，它的工作面是内圆柱面。固定部分包括制动蹄10和制动底板11等。制动底板用螺栓与转向节凸缘（前轮）或桥壳凸缘（后轮）固定在一起。在固定不动得制动底板上，有两个支撑销12，支撑着两个弧形制动蹄10的下端。制动蹄的外圆面上装有 摩擦片9，上端用制动蹄回位弹簧13拉紧压靠在轮缸活塞7上。制动蹄可用液压轮缸（凸轮）等张开机构使其张开。液压轮缸也装在制动底板上。

操纵机构主要是制动踏板1.

传动机构主要由推杆2、制动主缸4、制动轮缸6和油管5等组成。装在

车架上的制动主缸4用油管5与制动轮缸6相连通。主缸活塞3可由驾驶员通过制动踏板1来操纵。

图2 制动系的工作原理示意图

1—制动踏板 2—推杆 3—主缸活塞 4—制动主缸 5—油管 6—制动轮缸 7—轮缸活塞 8—制动鼓 9—摩擦片 10—制动蹄 11—制动底板 12—支撑销

13—制动蹄回位弹簧

制动系不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保留有一定的间隙，是制动鼓可以随车轮自由旋转。

制动时，踩下制动踏板1，推杆2便推动主缸活塞3，使主缸中的油液以一定压力流入制动轮缸6，通过轮缸活塞7,是两制动蹄10的上端向外张开，从而使摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上，这样，不旋转的制动蹄就对旋转着的制动鼓产生一个摩擦力矩Mμ，其作用方向与车轮旋转方向相反，摩擦力矩大小取决与轮缸的张力、摩擦因数和制动鼓及制动蹄的尺寸等。制动鼓将该力矩Mμ传到车轮后，由于车轮与路面间饿附着作用，车轮即对路面作用一个向前的周缘力Fμ，与此同时路面给车轮作用一个向后的反作用力FB，即制动

力。制动力FB由车轮经车桥和悬架传递给车架和车身，迫使整个汽车产生一定的减速度。制动力越大，减速度也越大。当松开制动踏板时，制动蹄回位弹簧13即将制动蹄拉回原位，摩擦力矩Mμ 和制动力FB消失，制动作用即行解除。

制动时车轮上的制动力FB不仅取决于制动力矩Mμ还取决于轮胎与路面间的附着条件。如果完全丧失附着，就不会产生制动效果，即车轮停止转动而被抱死，汽车仍然向前滑移。

2.汽车的制动性能

2.1汽车制动性评价指标

汽车的制动性主要由以下三方面来评价：

①制动效能，即制动距离与制动减速度。制动效能是指在良好的路面上，汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能最基本的评价指标。

②制动效能的恒定性，即抗热衰退性能。它是指汽车高速制动，短时间内重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动过程实质是把汽车的动能通过制动器吸收转化为热能。制动过程中制动器温度不断升高，制动器摩擦系数下降制动器摩擦阻力矩减小，从而使制动能力降低，这种现象称热衰退现象。因此，可以用制动器处于热状态时能否保持有冷状态时的制动效能来评价汽车制动抗热衰退性能。此外，涉水行驶后，制动器还存在水衰退问题。

③制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。制动时汽车的方向稳定性，常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来的路径。

2.1. 1汽车的制动效能及其恒定性

汽车的制动效能时指汽车迅速降低车速直至停车的能力。评定制动效能

的指标时制动距离s和制动减速度ab 。 （1）制动距离的分析

制动距离与汽车的行驶安全有直接的关系，它指的是汽车速度为v0时，