《汽车理论》教学课件.ppt

汽车理论,第二十一讲,主讲教师：杨志华 学时：48,2,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、 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,z 制动强度,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,5,当前、后轮都抱死时,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,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,7,“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,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,由理想的条件可得,9,1.解析法确定 I 曲线,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,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？,10,0.4,0.2,0.3,0.3g,0.2g,0.4g,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。,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：,11,0.4,0.2,0.3,2）按 作射线束,0.3,0.2,0.4,I曲线,0.3g,0.2g,0.4g,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,12,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,13,制动器制动力分配系数：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。,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.线,14,线：实际前、后制动器制动力分配线。,线,F2,F1,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,0,15,F1、F2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,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,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,前后轮都抱死时，,地面法向反力,18,线：实际前、后制动器制动力分配线。,线,F2,F1,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,0,19,F1、F2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，同步附着系数是线和 I 曲线交点处对应的附着系数。,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：48,22,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,FXb1=0,FXb2=0,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,前轮抱死的条件是,24,FXb1,FXb2,f 线组,f 线组作图,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,0.2,0.3,0.4,0.5,汽车理论 吉林大学远程教育学院,FXb1=0时，,25,2. r 线组,前轮没有抱死、后轮抱死时，FXb1、FXb2间的关系曲线。,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,26,FXb1,FXb2,r 线组,I曲线,r 线组作图,f 线组,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,0.2,0.3,0.4,0.5,0.2,0.3,0.4,0.5,汽车理论 吉林大学远程教育学院,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FXb2FXb1 ？,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,30,2）r 线组,前轮制动管路失效，后轮抱死时的地面制动力。,随着FXb1FXb2？,前轮参与制动后,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,前轮制动严重滞后，后轮抱死后，前轮才将开始制动。,31,利用线、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？,32,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。,33,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,前轮先抱死,前轮抱死时,前后轮同时抱死时,结论,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点后轮抱死。 此时的制动减速度？,35,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,后轮先抱死,后轮抱死时,前后轮同时抱死时,结论,36,4）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，线与I曲线相交，前、后轮同时 抱死；,2）当 时, 线位于I曲线上方，后轮先抱死；,1）当 时，线位于I曲线下方，前轮先抱死；,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：48,39,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；,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。,制动强度不可能超过附着系数。,41,1） ，前轮先抱死,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,42,2） ，后轮先抱死,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,如果 ，前轮先抱死,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,44,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,45,只能用后轮制动,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？,只能用前轮制动,后轮制动失效,46,制动效率：车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着系数之比。,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,3.制动效率E,注意，将制动效率写成利用附着系数的函数。,47,48,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,六、对前、后制动器制动力分配的要求,1.ECE制动法规,49,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,2.具有变化值的前、后制动器制动力的分配特性,通过使用比例阀或载荷比例阀等制动力调节装置，根据制动强度、载荷等因素，改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线，满足制动法规的要求。,制动力分配曲线的设计兼顾制动稳定性和最短制动距离但优先稳定性的原则。,转折点的选择一般低于 I 曲线。,50,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,51,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,52,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,53,要点总结,从I曲线、线、f线组和r线组的关系来看，我们希望线在I曲线下方，避免后轮先抱死造成侧滑；同时希望线尽量接近I曲线，也就是前轮不要过早抱死，以提高对路面附着能力的利用率，提高制动效能。,从利用附着系数-制动强度关系来看，我们希望前轮的利用附着系数曲线在45°线上方，以确保前轮先抱死；同时尽量接近45°线，以提高地面附着能力的利用程度。,而从制动效率的角度，我们希望有意义的是前轮制动效率，而且在不同附着系数的路面上该效率都尽可能接近100%。,而在本节限定条件内，“理想”的是前后轮同时抱死，这样不会发生侧滑，地面附着条件利用的也最充分。 当然，真正“理想”的制动工况应该是有ABS（制动防抱死）装置。,汽车理论 吉林大学远程教育学院,54,汽车理论 吉林大学远程教育学院,55,汽车理论 吉林大学远程教育学院,56,57,下一节,第五节 前、后制动器制动力的比例关系,本节内容结束,