4.4 制动时汽车行驶方向稳定性 北京航空航天大学汽车运用工程基础.ppt

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1、方向不稳定现象：方向不稳定现象：制动跑偏、制动跑偏、侧滑、失去转向能力。侧滑、失去转向能力。制动跑偏：制动跑偏：制动时自动向制动时自动向左或向右偏驶的现象。左或向右偏驶的现象。定义：定义：汽车在制动过程中，维持直线行驶或按汽车在制动过程中，维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。预定弯道行驶的能力。侧滑：侧滑：制动时汽车的某轴或多制动时汽车的某轴或多轴发生横向移动的现象。严重轴发生横向移动的现象。严重的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。通常，的汽车也有跑偏的趋势。通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。后印迹不重合。转向轮失去转

2、向能力：转向轮失去转向能力：制制动时汽车不再按原来弯道动时汽车不再按原来弯道行驶，而沿切线方向驶出行驶，而沿切线方向驶出或者直线行驶时，转动转或者直线行驶时，转动转向盘汽车仍按直线行驶的向盘汽车仍按直线行驶的现象。现象。1 因因制造或调整误差制造或调整误差造成汽车左、右车轮，造成汽车左、右车轮，特别是左、右转向轮制动器制动力不等。特别是左、右转向轮制动器制动力不等。因因结构原因（设计）结构原因（设计）使制动时悬架导向杆使制动时悬架导向杆系与转向杆系在运动学上的不协调或干涉。系与转向杆系在运动学上的不协调或干涉。2 假定转向盘不动，设前左轮的制动器制动力大于前右轮。假定转向盘不动，设前左轮的制动

3、器制动力大于前右轮。Fx1l绕主销的力矩大于绕主销的力矩大于Fx1r绕主销的力矩；同时由于主销后倾，绕主销的力矩；同时由于主销后倾，Fy1对转向轮产生一同方向的偏转力矩。对转向轮产生一同方向的偏转力矩。左右车轮制动力之差称为不相等度，表示为：左右车轮制动力之差称为不相等度，表示为：3我国标准我国标准(GB7258-2004)规定，前轴的不相等度不规定，前轴的不相等度不大于大于20%，后轴不大于，后轴不大于24%。右图是后轮抱死时的情况右图是后轮抱死时的情况4 造成跑偏的第二个原因是悬架导向杆系与转向系拉杆造成跑偏的第二个原因是悬架导向杆系与转向系拉杆发生运动干涉，此时跑偏的方向不变。发生运动干

4、涉，此时跑偏的方向不变。下图为某货车在制动时前轴的变形情况。下图为某货车在制动时前轴的变形情况。5制动时发生侧滑，尤其制动时发生侧滑，尤其是后轴侧滑，会引起汽车是后轴侧滑，会引起汽车急剧的回转运动，严重时急剧的回转运动，严重时可使汽车调头。可使汽车调头。后轮抱死后轮抱死前轮抱死前轮抱死若前、后轴同时抱死，或者前轴先抱死而后若前、后轴同时抱死，或者前轴先抱死而后轴抱死或不抱死，则能防止汽车后轴侧滑，轴抱死或不抱死，则能防止汽车后轴侧滑，但是汽车丧失转向能力。但是汽车丧失转向能力。实验和理论分析结果：实验和理论分析结果：制动时若后轴比前轴先抱制动时若后轴比前轴先抱死拖滑，就可能发生后轴死拖滑，就可

5、能发生后轴侧滑。侧滑。2 后轴侧滑和前轴失去转向能力分析后轴侧滑和前轴失去转向能力分析教材上的试验曲线由同学们自学。教材上的试验曲线由同学们自学。6前轮无制动力，后轮有足够的制动力：前轮无制动力，后轮有足够的制动力：随随ua的提的提高侧滑趋势增加，高侧滑趋势增加，ua48km/h，回转回转180；后轮无制动力，前轮有足够的制动力：后轮无制动力，前轮有足够的制动力：即使速度即使速度达到达到ua65km/h，回转角只有回转角只有10。汽车基本上维持直。汽车基本上维持直线行驶状态；线行驶状态；前、后轮都有足够的制动力，但先后次序和时间前、后轮都有足够的制动力，但先后次序和时间间隔不同：间隔不同：若若

6、ua，前，前s，s，则后轴发生严重的侧滑。，则后轴发生严重的侧滑。起始车速和附着系数的影响：起始车速和附着系数的影响：ua48.2m/h,s，汽，汽车纵轴也仅转动车纵轴也仅转动25，而，而ua72.3km/h,则发生剧烈侧滑。则发生剧烈侧滑。7侧滑与起侧滑与起始车速有关。当始车速有关。当ua48km/h时，后轴侧滑危险！时，后轴侧滑危险！右下图表示在同样的时间内，干、湿路面的汽车纵轴转角几乎相等右下图表示在同样的时间内，干、湿路面的汽车纵轴转角几乎相等8制动过程中，若只有前轮抱死或前轮先抱死制动过程中，若只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本沿直线向前行驶，汽车行驶拖滑，汽车基本沿直线向前行驶

7、，汽车行驶处于稳定状态，但是汽车丧失转向能力。处于稳定状态，但是汽车丧失转向能力。若后轮比前轮先抱死若后轮比前轮先抱死一定时间一定时间，且，且车速超过车速超过某一数值某一数值，只要汽车受到，只要汽车受到轻微的侧向力轻微的侧向力，就，就会发生侧滑。制动距离越长，后轴侧滑越剧会发生侧滑。制动距离越长，后轴侧滑越剧烈。烈。9从受力情况分析前轮或后轮抱死的制动方向稳定性从受力情况分析前轮或后轮抱死的制动方向稳定性a)前轴侧滑（转向盘不动）前轴侧滑（转向盘不动）b)后轴侧滑后轴侧滑b)（前轮抱死，后轮滚动）（前轮抱死，后轮滚动）（后轮抱死，前轮滚动）（后轮抱死，前轮滚动）10 当前轮抱死当前轮抱死，在干

8、扰作用下，发生前轮偏离角，在干扰作用下，发生前轮偏离角（航向角），因产生的（航向角），因产生的离心惯性力离心惯性力Fc与偏离角与偏离角 的的方向相反，方向相反，Fc起到减小或阻止前轴侧滑的作用，即起到减小或阻止前轴侧滑的作用，即汽车处于稳定状态。汽车处于稳定状态。当后轮抱死当后轮抱死，在干扰作用下，发生后轴偏离角，在干扰作用下，发生后轴偏离角（航向角），因产生的（航向角），因产生的离心惯性力离心惯性力Fc与偏离角与偏离角 的的方向相同方向相同，Fc起到加剧后轴侧滑的作用，即汽车处起到加剧后轴侧滑的作用，即汽车处于不稳定状态。由此周而复始，导致侧滑回转，直于不稳定状态。由此周而复始，导致侧滑回转，直至翻车。至翻车。11 从保证汽车方向稳定性的角度出发，制动系应满足：从保证汽车方向稳定性的角度出发，制动系应满足：首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮先抱死首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑；的情况，以防止危险的后轴侧滑；尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后轴车轮都抱尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后轴车轮都抱死的情况，以维持汽车的转向能力；死的情况，以维持汽车的转向能力；最理想的情况是防止任何车轮抱死。最理想的情况是防止任何车轮抱死。12