从驾驶员开始操控制动控制装置(制动踏板)到汽车完全停住为止所驶过的距离。制动距离与制动踏板力、路面附着条件、车辆载荷、发动机是否结合等许多因素有关。 为了分析制动距离,需要对制动过程有一个全面了解。
图3所示为驾驶员在接受了紧急制动信号后,制动踏板力、汽车制动减速度与制动时间的关系曲线。图3(a)所示为实际测得的曲线,图3(b)所示为经过简化后的曲线。
(a)
(b)
图3 汽车的制动过程
驾驶员接到紧急停车信号时,并没有立即行动,如图3(b)所示的a点,而要经过t1’后才能意识到应进行紧急制动,并移动右脚;再经过t2”后才踩着制动踏板。从a点到b点所经过的时间(t1=t1’+t1” )称为驾驶员的
反应时间。这段时间一般为0.3s—1.0s;在b点以后,随着驾驶员踩踏板的动作,踏板力迅速增大,至d点时达到最大值。不过由于制动蹄是由回位弹簧拉着的,蹄片与制动鼓间存在间隙,所以要经过t2’,即至c点,地面制动力才起作用,使汽车开始产生减速度。由c点到e点是制动器制动力增长过程所需要的时间t2”。 t2=(t2’+t2”)称为制动器的作用时间。t2一般在0.2—0.9s之间。由e点到f点为持续制动时间(t3),其减速度基本不变。到f点时驾驶员松开踏板,单制动力的消除还需要一段时间(t4),t4一般在0.2—1.0s之间。这段时间过长会耽误随后起步行驶的时间。另外,若因车轮抱死而使汽车失去控制,驾驶员采取措施放松制动踏板时,又会使制动力不能立即释放。
从制动的全过程来看,总共包括驾驶员见到信号后作出行动反应、制动器起作用、持续制动和放松制动器四个阶段。一般所指制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的距离。它包括制动器起作用和持续制动两个阶段中汽车驶过的距离s2和s3。
在制动器起作用阶段,汽车驶过的距离s2估算如下:
2???ua?21?0?s???u??2?a03.6?2?25.92abmax2??a???很小,因?2故略去bmax22422??ua????u0?0?bmax2s?s2?s3????22?2abmax24?????2从式子可以看出,决定汽车制动距离的主要因素是:制动器起作用是时间、最大制动减速度即附着力(或最大制动器制动力)以及起始制动车速。附着力(或制动器制动力)越大、起始制动速度越低,制动距离越短,这是显而易见的。
图4是根据《Autocar》1933—1988年对48辆装有真空助力器的各种轿车在干燥、良好的路面上进行制动试验的结果,并按最小二乘法原理拟合得到的制动距离曲线。它代表了20世纪90年代轿车制动效能的水平。
图4 轿车的制动距离曲线
(2)制动减速度的分析
制动减速度是制动时车速对时间的导数,即du/dt。它反映了地面制动力的大小,因此与制动器制动力(车轮滚动时)即附着力(车轮抱死拖滑时)有关。对某一具体车辆而言,制动减速度与地面制动力是等效的。制动减速度j与地面制动力 化的。
及车辆总质量G有关。制动减速度在制动过程中是变
图5 制动过程制动减速度的变化
a.车轮滚动时
式中 G――汽车总重力;
g――重力加速度;
——汽车旋转质量换算系数。
b.当车辆制动到全部车轮抱死滑移时,回转质量换算系数 等于1,而此时地面制动力
,由此可得最大减速度:
c.车辆检测时用平均减速度或最大减速度作为制动效能的评价指标,在我国的安全法中则采取充分发出的平均减速度MFDD(Mean Fully Development Deceleration)。
式中: ―― ――
,车辆速度,km/h; ,车辆速度,km/h;
--制动初速度;km/h ――在速度 ――在速度
(3)制动效能的恒定性
制动效能的恒定性就是指抗制动效能下降的能力,只要通过制动系统的抗热衰退性和水衰退性来评价。 a.热衰退
汽车在高速下或短时间内连续制动,尤其是下长坡连续制动时,都可能由于制动器内温度过高,摩擦系数下降,制动器摩擦阻力矩减小而导致制动效能降低,这种现象称为制动效能的热衰退性。因此用制动器处于热状态时
和 和
之间车辆驶过的距离(m); 之间车辆事故的距离(m)。