影響市政工程中汽車制動性的主要因素

杜惠芳

摘 要：汽車的制動性與汽車軸間負荷的分配、載質量、制動系的結構、利用發動機制動、行駛速度、道路情況、駕駛方法等有很大影響。

關鍵詞：市政工程；汽車制動性；因素

汽車的制動性與汽車的結構及其使用條件有關。諸如汽車軸間負荷的分配、載質量、制動系的結構、利用發動機制動、行駛速度、道路情況、駕駛方法等，均對制動過程有很大影響。

1.軸間負荷的分配的影響

汽車制動時，前軸負荷增加，后軸負荷減小。如果前、后輪制動器制動力根據軸間負荷的變化分配，符合理想分配的條件，則前、后輪同時抱死。如果前、后輪制動器制動力的比例為定值，則只有在具有同步附著系數的路面上，前后輪才能同時抱死。

設任意附著系數為φ，同步附著系數為φ0

當φ>φ0時，后輪先抱死， φ<φ0時，前輪先抱死。空載時總是后輪先抱死。

2.制動力的調節和車輪防抱

2.1制動力的調節

為了防止制動時后輪抱死而發生危險的側滑，汽車制動系的前、后輪制動器制動力的實際分配線（β線）應當總在理想的前、后輪制動器制動力分配曲線（I曲線）下方。為了減少前輪失去轉向能力的傾向和提高制動系效率，β線越接近I曲線越好。如果能按需要改變β線，使之達到上述目的，將比前、后輪制動器制動力具有固定比值的汽車具有更大的優越性。為此，在現代汽車制動系中裝有各種壓力調節裝置。

常見的壓力調節裝置有限壓閥、比例閥、載荷控制比例閥、載荷控制限壓閥。

采用比例閥，在制動系油壓達到某一值以后，比例閥自動調節前、后輪制動器油壓，使前、后輪制動器制動力仍維持直線關系，但直線的斜率小于45°。

2.2車輪的防抱

采用按理想制動器制動力分配曲線而改變β線的制動系能提高汽車制動時的方向穩定性，且制動系效率也較高。但各種調節裝置的β線常在I曲線的下方，因此不管在什么φ值的路面上制動時，前輪仍將抱死而可能使汽車失去轉向能力。另外，汽車的附著能力和車輪的運動狀況有關。當滑動率s=10-20%時，附著系數最大；而車輪完全抱死，s=100%時，附著系數反而下降。

目前，為了充分發揮輪胎與地面間的潛在附著能力，全面滿足對汽車制動性的要求，已研制成了多種自動防抱裝置。有了防抱裝置，在緊急制動時，能防止車輪完全抱死，而使車輪處于滑動率為10-20%的狀態。此時，縱向附著系數最大，側向附著系數也最大。從而使汽車在制動時不僅有較強的抗后軸側滑能力，保證汽車的行駛方向穩定性，而且有良好的轉向操縱性。由于利用了峰值附著系數，也能充分發揮制動效能，提高制動減速度和縮短制動距離。

防滑制動系統由三部分組成：檢測車輪轉速的傳感器、控制并接收傳感器信號的電子裝置、利用電子裝置的輸出控制制動壓力的執行機構。

當制動過程中車輪轉速迅速降低即將出現抱死時，傳感器向電子裝置傳送信號，電子控制裝置即發出指令，執行機構根據指令使車輪制動器制動壓力降低，車輪將脫離抱死狀態，轉速將隨之上升。當車輪轉速略為升高一定程度時，執行機構將根據指令使車輪制動器壓力升高，再使車輪轉速降低。這種壓力升降的頻率應足夠高，以適應路面不斷的變化，每秒可達10-12次。

3.汽車載質量的影響

對于載質量較大的汽車，因前、后輪的制動器設計，一般不能保證在任何道路條件下使其制動力都同時達到附著極限，所以汽車的制動距離就會由于載質量的不同而發生差異。實踐證明，對于載質量為3t以上的汽車，大約載質量每增加1t，其制動距離平均要增加1.0m。即使是同一輛汽車，在裝載質量和方式不同時，由于重心位置變動，也會影響汽車的制動距離。

4.車輪制動器的影響

車輪制動器的摩擦副、制動鼓的構造和材料，對于制動器的摩擦力矩和制動效能的熱衰退都有很大影響。在設計制造中應選用好的結構型式及材料。在使用維修中也應注意摩擦片的選用。

制動器的結構型式不同，其制動器效率不同。制動器效能因數大，則在制動鼓半徑和制動器張力相同的條件下，制動器所能產生的制動力矩也大。但當制動器摩擦副的摩擦系數下降時，其制動力矩將顯著下降，制動性能的穩定性較差。

六、利用發動機制動

發動機的內摩擦力矩和泵氣損耗可用來作為制動時的阻力矩，而且發動機的散熱能力要比制動器強的多。一臺發動機，在單位時間內大約有相當于其功率1/3的熱量必須散發到冷卻介質中去。因此，可把發動機當作輔助制動器。

發動機常用作減速制動和下坡時保持車速不變的慣性制動。一般用上坡的檔位來下坡。必須注意的是，在緊急制動時，發動機不僅無助于制動，反而需要消耗一部分制動力去克服發動機旋轉質量的慣性力。因此，這時應脫開發動機與傳動機構的連接。

發動機的制動效果對汽車制動性的影響很大。它不僅能在較長的時間內發揮制動作用，減輕車輪制動器的負擔，而且由于傳動系中差速器的作用，可將制動力矩平均地分配在左、右車輪上，以減少側滑甩動的可能性。在滑溜的路面上，這種作用就顯得更為重要。此外由于發動機的制動作用，在行車中可顯著地減少車輪制動器的使用次數，對改善駕駛技術頗為有利。同時，又能經常保持車輪制動器處于低溫而能發揮最大制動效果的狀態，以備緊急制動時使用。

有些適合山區使用的柴油車，為了加強發動機的制動效果，在排氣歧管的末端安裝有排氣制動器。排氣制動器中設有閥門，制動時將閥門關閉，以增大排氣歧管中的反壓力，從而產生制動作用。這種方法稱為排氣制動。這時發動機作為“耗功機”。特別是在下長坡時，用發動機進行輔助制動，更能發揮其特殊的優越性。應用這種方法，一般可使發動機制動時所吸收的功率達到發動機有效功率的50%以上。

七、道路條件的影響

道路的附著系數φ限制了最大制動力，故它對汽車的制動性有很大的影響。圖1-5表明了在各種不同的附著系數φ的道路上制動時制動距離與制動初速度之間的關系曲線。顯然，當制動的初速度相同時，隨著φ值的減小，制動距離隨之增加。

由于冰雪路面上的附著系數特別小，所以制動距離增大。特別要注意冰雪坡道上的制動距離，并應利用發動機制動。有計算表明，在冰雪路面上，利用發動機制動的輔助作用可使制動距離縮短20-30%。

在冰雪路面上制動時方向穩定性也變壞。當車輪被制動到抱死時，側滑的危險程度將更大，而且與道路的側坡有關。汽車在冰雪路面上行駛時，應加裝防滑鏈。

八、駕駛技術的影響

駕駛技術對汽車制動性有很大影響。制動時，如能保持車輪接近抱死而未抱死的狀態，便可獲得最佳的制動效果。經驗證明，在制動時，如迅速交替地踩下和放松制動踏板，即可提高其制動效果。因為，此時車輪時滾時滑，輪胎著地部分不斷變換，故可避免由于輪胎局部劇烈發熱胎面溫度上升而降低制動效果。在緊急制動時，駕駛員如能急速踩下制動踏板，則制動系的協調時間將縮短，從而縮短制動距離。在滑溜路面上不可猛烈踩制動踏板，以免因制動力過大而超過附著極限，導致汽車側滑。

參考文獻：1、 楊玉如 人民交通出版社 《發動機與汽車理論》

2、機械工業出版社出版的《汽車設計》