汽车的制动效能可以用汽车以一定初速制动到停车的制动距离评价。为了分析制动距离,需要对汽车的制动过程进行研究。
1.汽车的制动过程
紧急制动时,制动踏板力Fp、制动减速度j与制动时间t的关系曲线如图5-8所示。
由图5-8可见,汽车的整个制动过程包括如下几个时间段:
①驾驶人反应时间t1:即从驾驶人识别障碍,到把踏板力Fp施加到制动踏板上所经历的时间。其中包括驾驶人发现、识别障碍,并作出紧急制动的决定所经历的时间t1′;驾驶人移动右脚,从加速踏板换到制动踏板上所经历的时间t″1。驾驶人反应时间t1的长短因人而异,一般为0.3~1.0s。
②制动器起作用时间t2:即从制动踏板力Fp开始上升到地面制动力Fb增长到最大值所需的时间,t2=t2′+t″2。随着驾驶人踩制动踏板的动作,制动踏板力迅速增长,至d点时达到最大值。但地面制动力比制动踏板力Fp滞后t2′的时间产生,以消除制动系统各铰链和轴承间的间隙的时间以及制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的间隙。t2″为地面制动力产生至增长到最大值所用的时间。制动器起作用时间t2主要取决于汽车制动系统的结构形式,还取决于驾驶人踩制动踏板的速度。
图5-8 汽车的制动过程
③持续制动时间t3:在该时间段内,汽车的制动减速度基本不变,以最大制动强度制动至停车。
④制动释放时间t4:指驾驶人松开制动踏板至制动力完全消除所需时间。制动释放时间t4一般为0.2~0.9s,t4过长时会影响后方汽车的起步。
2.汽车的制动距离
在汽车的制动过程中,汽车驶过的距离如下。
(1)反应时间t1内汽车驶过的距离
在驾驶人反应时间t1(s)内,制动踏板力Fp和地面制动力Fb(N)均为零,汽车仍然以原有初速v0(m/s)行驶,所驶过的距离S1(m)为
S1=v0t1
(2)制动器起作用时间t2内汽车驶过的距离
在制动器起作用时间t2内,在t2′时间段Fb为零,汽车匀速行驶,所驶过的距离S2′(m)为
S2 ′=v0t2′
在制动力增长时间t″2内,制动减速度几乎成线性的从零增长到jmax,在t″2内汽车的减速度j(m/s2)为
其中,,因此有
注意到,在时间从0到t的过程中,车速从初速变化到v。积分上式得t″2内的汽车速度v(m/s)为
(www.daowen.com)
当t=t″2(e点)时,其车速记为ve,则
又有
该时间段汽车驶过的距离s(m)为
当t=t″2(e点)时,汽车驶过的距离S2″为
在制动器起作用时间t2内,汽车驶过的距离S2为
(3)持续制动时间t3内汽车驶过的距离
持续制动时间内,汽车以最大减速度jmax持续制动,其速度由ve降至0,汽车驶过的距离S3为:
(4)汽车的制动距离
汽车在制动过程中驶过的总距离为上述各阶段驶过的距离之和。即
由于在驾驶人反应时间t1内汽车驶过的距离与汽车性能无关,因此一般所指汽车制动距离S是从踩下制动踏板至完全停车所驶过的距离,即S=S2+S3。上式中最后一项很小,可以忽略。因此S为
把制动起始车速v0(m/s)用va0(km/h)代替,整理后则
制动距离S指在规定的初速度下急踩制动时,从脚接触制动踏板(或手接触制动手柄)起到机动车停住时止机动车驶过的距离,包括在制动器起作用时间内驶过的距离S2和在汽车以最大减速度持续制动时间内所驶过的距离S3。制动距离综合地反映了汽车整车制动效能,但不能反映出各个车轮的制动状况及制动力的分配情况,当制动距离过长时,也不能反映出具体影响因素。
为了确保行车安全,GB 7258—2012《机动车运行安全技术条件》规定了汽车在相应初速度下的制动距离,见表5-2。若所测制动距离值小于规定值,即制动效能合格;否则,即为不合格。只有制动效能合格的车辆,才能允许在道路上运行。
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