当前课程知识点：汽车理论 > 第四章：汽车的制动性 > 知识点4.13：利用附着系数与制动效率 > 利用附着系数与制动效率
同学们大家好
下面介绍第四章
汽车的制动性第13个知识点
利用附着系数与制动效率
前面已经介绍了
为了防止后轴侧滑
和前轮失去转向能力
汽车在制动过程中
最好既不出现后轴先抱死
也不要出现前轴先抱死
或者前后车轮都抱死的工况
所以呢应当以即将出现
前轮抱死
但还没有任何车轮抱死时的
制动减速度
作为汽车能产生的
最高制动减速度
我们一般把这个
最高的制动减速度
称之为制动强度
我们一般用英文字母Z
来表示制动强度
在同步附着系数路面上制动
汽车的前后车轮
将同时抱死的情况
这时制动强度Z就等于φ0
等于它的同步附着系数
在其他附着系数路面上
制动的时候
达到前轮或后轮抱死时的
制动强度
比起路面附着系数要小
也就是说呢
这个时候制动强度
它会小于附着系数Z
只有在φ等于φ0的路面上
地面的附着条件
才得到了较好的利用
而在φ小于φ0
或φ大于φ0的路面上
出现前轮或后轮提前抱死情况时
地面附着条件
均没有得到很好的利用
这个结论呢
也常常这样来描述
汽车以一定的减速度制动的时候
除去制动强度Z等于φ0以外
不发生车轮抱死
所要求的路面附着系数
总是大于其制动强度的
为了定量的来说明这一点呢
我们引进利用附着系数
这样一个概念
这个利用附着系数呢
有时候又把它称之为
被利用的附着系数
利用附着系数的定义
比如某一个轴
比如像第i轴
这i的话既可能是前轴
也可能是后轴
这个呢它的利用附着系数
就等于在等于制动强度的情况下
它的地面制动力
除以这个时候的
它的垂直载荷
当然这里边呢
大家要谨记的就是说
在等于制动强度的情况下
制动强度是什么呢
也就是这个车轮将要抱死对吧
就是呢还没有抱死呢
就要抱死的情况下
那么它这个时候的地面制动力
除以它的垂直载荷
利用附着系数的曲线呢
越接近于这个制动强度
那么它的利用地面的附着条件
就利用的最好 对吧
地面 汽车的制动力分配呢
也就是越合理
通常呢以利用附着系数
与制动强度的关系曲线来描述
这个汽车的制动分配的合理性
这边这个图呢
就是一个典型的
这个利用附着系数曲线
这样一个图
它的横坐标呢
是制动强度
纵坐标呢是利用附着系数
这里边呢有一个附着系数
等于制动强度
这样一根直线
这根直线呢
实际上也是我们理想的制动器
制动力的这样一个分布曲线
然后呢这上边的话
也画了一些典型的
利用附着系数曲线
一般来讲呢
这个利用附着系数曲线
与这个φ等于Z
这根直线的焦点
我们就可以得到它的同步
附着系数
当然理想的情况呢
当然就是说
利用附着系数呢
总是等于制动强度
这样一个关系
就是刚才我们这个图里边的
那根直线
当然在我们这个图里边
还画出了某一个货车
就是刚才我们讨论的
同步附着系数等于0.39的
那样一个货车
它的利用附着系数
与制动强度的这样一根曲线
应该指出前后制动力分配曲线
和利用附着系数曲线
是一一对应的
比如呢
具有理想制动力分配的汽车
其利用附着系数
就是对角线φ等于Z
下面呢我们来讨论
怎么来求出前轮或者后轮
在提前抱死的时候
前轴或后轴的利用附着系数
首先呢我们假设
汽车是前轮刚要抱死
或者呢前后车轮
同时都要抱死的时候
产生的减速度
这个减速度呢
它实际上就等于
制动强度乘以重力加速度这个g
在这种情况下
我们的前轮的制动器的制动力
等于地面制动力
因为呢这个车轮在
要抱死还没有抱死的情况下
这个地面制动力
是等于制动器制动力的
这个时候呢
它等于什么呢
它等于制动力的分配系数β
乘上你这个时候的
总的这样一个惯性力
总的惯性力呢
就是车重除以重力加速度
实际上这两个相乘(除)呢是质量
再乘以汽车的减速度
最后呢把它稍稍的化简一下呢
就等于制动力分配系数乘以车重
乘以制动强度
这个情况下呢
这个后轮的反向载荷呢
前边都已经求出来 对吧
等于车重除以轴距
就是括弧里边
是质心至后轴的距离
加上制动强度
乘以质心的高度
这样的话呢
我们就按照定义
我们的利用附着系数呢
就等于这个轴的地面制动力
除以它的垂直载荷
最后呢就得到了这样一个
前轮的利用附着系数的
这样一个表达式
根据同样的道理呢
我们也可以得到后轴的
利用附着系数
这样一个表达式
这个推导过程也就是说
后轮的地面制动力呢
它就应该等于
1减去β 对吧
乘以车重
乘以这样一个制动强度
然后呢后轮的垂直载荷呢
当然也是等于
车重除以你的重力加速度
括弧里边呢
再乘上一个质心至前轮的距离
减去一个制动强度
乘以质心高度
这样子的话呢
我们把后轮的地面制动力
和后轮的垂直载荷呢
把它代进去
最后呢就可以得到
后轮的利用附着系数
通过这个利用附着系数的
这样一个曲线我们可以看出
当我们的制动强度
等于0.39的时候
前后轴的利用附着系数呢
也都是等于0.39
也就是说呢
没有任何车轮抱死时
所要求的地面的附着系数呢
等于0.39
这就是这一货车的
同步附着系数
这个图呢就是刚才
我们画的这样一个利用附着系数
这样一个图 是吧
横坐标呢
仍然是制动强度
纵坐标呢是利用附着系数
当我们的同步附着系数
等于0.39的情况下
实际上我们利用附着系数
这样一个表达式呢
就是说这是前轮的利用附着系数
它呢是一个从上方往下交的
根据这个利用附着系数的
表达式的这样一个定义的话
它和这个φ等于Z
这根直线相交
交到下边来以后
它下边的曲线就已经没有意义了
因为呢我们的利用附着系数
肯定是大于等于
你的这个制动强度的
然后呢这个后轮 是吧
利用附着系数的表达式呢
那么这个曲线呢
是这样一根曲线
它呢是从下方向上穿越 对吧
这样一根线
实际上呢它也就穿到上方以后
这样一个线呢
它才是有意义的
从刚才呢这个图的解说
我们可以看到
这个利用附着系数呢
总是大于等于制动强度的
也就是说呢
无论是前轮的利用附着系数
还是后轮的利用附着系数
它只是在对角线上方的曲线
才是有意义的
通常呢我们还用制动效率
这样一个概念
来描述地面附着条件的
这样一个利用程度
制动效率的定义呢
就是车轮不抱死的
最大制动减速度
与车轮和地面间
附着系数的这样一个比值
也就是呢
车轮将要抱死时的制动强度
与被利用的附着系数之比
前轮的制动效率呢
表达式呢是这样的
前轮的制动效率呢
实际上也就是在
前轮先抱死的情况下
这前轮将要抱死
这个时候的它的制动强度
除以这时候的前轮的
利用附着系数
最后呢把利用附着系数呢
代进去以后呢
就会呢得到这样一个
前轮的制动效率的
这个表达式
根据同样的道理呢
我们也可以得到后轴的制动效率
这个后轮的制动效率呢
也等于在后轮先抱死的情况下
但是呢在这个轮子还将要抱死
还没有抱死的时候的制动强度
除以后轮的
这样一个利用附着系数
最后呢就可以得到它的表达式
我们下面这个图呢
给出了这样一个制动效率曲线
这个图呢
也就是前边我们讨论过的
那个货车的
这样一个制动效率曲线
它的横坐标呢是附着系数
纵坐标呢是制动效率
这个呢
这根线的话是它空载的
这样一个制动效率曲线
因为在空载的情况下
它都是后轮先抱死
因此呢就只有后轮的
制动效率曲线
在满载的情况下
在小于0.39
这个同步附着系数的情况下
尤其是前轮先抱死
因此呢这个时候呢
是前轮的制动效率是有意义的
大于0.39以后呢
就是说是后轮的制动效率
是有意义的
在同步附着系数这个点上
制动效率呢取得了最高值
就是百分之百
φ等于0.6的
这样一个附着系数的情况下
它的制动效率约等于0.67
这也就说明了
后轮不抱死的时候
汽车最多只能利用
附着系数的67%
也就是说呢它的减速度
这个时候不是0.6个g
而是0.6乘以0.67
最后呢也就是0.4个g左右
这样一个制动减速度
这个呢实际上制动效率曲线呢
基本上就说明了一下
你的附着系数
它的大体上被利用的
这样一个情况
有关这方面的知识呢就介绍到这里
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--双轴汽车的振动
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