汽車行駛安全性課件

1、上次課內(nèi)容綜述上次課內(nèi)容綜述1 1、汽車燃油、汽車燃油汽油：汽油：辛烷、異辛烷辛烷、異辛烷柴油：柴油：十六烷十六烷經(jīng)濟性評價：單位行程燃油耗量（經(jīng)濟性評價：單位行程燃油耗量（L/100kmL/100km）2 2、汽車燃油經(jīng)濟性計算理論方程、汽車燃油經(jīng)濟性計算理論方程3 3、汽車燃油經(jīng)濟特性曲線：、汽車燃油經(jīng)濟特性曲線：Q Qc cf f（V Va a）4 4、JB38402004JB38402004六工況耗油指標測試六工況耗油指標測試5 5、提高經(jīng)濟性措施、提高經(jīng)濟性措施 政策方面政策方面 車輛結(jié)構(gòu)車輛結(jié)構(gòu) 使用技巧使用技巧共共32頁頁 第第1頁頁 3.3 3.3 汽車行駛安全性汽車行駛安全性

2、影響汽車行駛安全性的因素影響汽車行駛安全性的因素人：人：交通參與者性格、體能、經(jīng)驗、狀態(tài)交通參與者性格、體能、經(jīng)驗、狀態(tài)車：車：汽車結(jié)構(gòu)、行駛穩(wěn)定、技術(shù)狀況汽車結(jié)構(gòu)、行駛穩(wěn)定、技術(shù)狀況路：路：線形、路面狀況、交通設(shè)施、交通管理線形、路面狀況、交通設(shè)施、交通管理環(huán)境：環(huán)境：對人、車、路的影響因素。如：風(fēng)、對人、車、路的影響因素。如：風(fēng)、 雨、雪、霧等。雨、雪、霧等。 在此安全體系中汽車安全性是最大的潛在危機。在此安全體系中汽車安全性是最大的潛在危機。共共32頁頁 第第2頁頁 汽車安全性能汽車安全性能主動安全性主動安全性 車輛本身防止或減少交通事故的性能。車輛本身防止或減少交通事故的性能。被動安全

3、性被動安全性 交通事故發(fā)生后，車輛本身防止或減輕人員交通事故發(fā)生后，車輛本身防止或減輕人員傷亡和財產(chǎn)損失的性能。傷亡和財產(chǎn)損失的性能。事故后安全性事故后安全性 交通事故后汽車能減輕事故后果。如消除后交通事故后汽車能減輕事故后果。如消除后果所需的時間、避免新事故連鎖。果所需的時間、避免新事故連鎖。生態(tài)安全性生態(tài)安全性 排放、噪聲、電磁干擾。排放、噪聲、電磁干擾。共共32頁頁 第第3頁頁 3.3.1 3.3.1 汽車的制動性汽車的制動性 汽車制動性是主動安全性的最重要性能。體汽車制動性是主動安全性的最重要性能。體現(xiàn)了汽車行駛中按需要強制減速直至停止的能力?，F(xiàn)了汽車行駛中按需要強制減速直至停止的能力

4、。一、汽車制動功能一、汽車制動功能 汽車制動是汽車行駛中最常用的操作之一，汽車制動是汽車行駛中最常用的操作之一，汽車制動性能優(yōu)劣是評價汽車安全性的重要指標。汽車制動性能優(yōu)劣是評價汽車安全性的重要指標。環(huán)境的復(fù)雜性：環(huán)境的復(fù)雜性：上坡、彎道、讓車、停車、意外上坡、彎道、讓車、停車、意外 駕駛員將采取制動減速措施，并迅速判斷完駕駛員將采取制動減速措施，并迅速判斷完成相應(yīng)操作。成相應(yīng)操作。共共32頁頁 第第4頁頁 制動性對汽車使用的影響制動性對汽車使用的影響 良好的制動性能使高速行駛的車輛迅速、安良好的制動性能使高速行駛的車輛迅速、安全減速直至停止，可最大限度減少碰撞、側(cè)滑等全減速直至停止，可最大限

5、度減少碰撞、側(cè)滑等交通事故，提高正常行駛平均行駛速度，獲取較交通事故，提高正常行駛平均行駛速度，獲取較高運輸效率。高運輸效率。 交通法規(guī)明確規(guī)定駕駛下列故障車使嚴重的交通法規(guī)明確規(guī)定駕駛下列故障車使嚴重的違法行為：違法行為：制動故障制動故障 照明故障照明故障共共32頁頁 第第5頁頁 1 1、影響制動性的直接因素、影響制動性的直接因素 行進中的汽車能否及時停車取決于兩個因素：行進中的汽車能否及時停車取決于兩個因素：車輛內(nèi)部產(chǎn)生的制動力矩車輛內(nèi)部產(chǎn)生的制動力矩 車輪與地面的附著力車輪與地面的附著力 具有一定質(zhì)量、高速行駛的汽車，若需強制具有一定質(zhì)量、高速行駛的汽車，若需強制減速或及時停止，需要克服

6、巨大的慣性力。減速或及時停止，需要克服巨大的慣性力。安全停車距離：安全停車距離： 車輛按一定的速度在良好路面行駛條件下，車輛按一定的速度在良好路面行駛條件下，緊急停車所需的最短距離。緊急停車所需的最短距離。共共32頁頁 第第6頁頁 2 2、制動過程相關(guān)概念、制動過程相關(guān)概念制動力制動力 與行駛方向相反，能使汽車迅速減速直至停與行駛方向相反，能使汽車迅速減速直至停止的外力的總和。止的外力的總和。 外力外力地面摩擦力、空氣阻力地面摩擦力、空氣阻力 實際上汽車制動時，空氣外力顯得太小，因?qū)嶋H上汽車制動時，空氣外力顯得太小，因此產(chǎn)生制動效果的外力主要來源地面對車輪胎此產(chǎn)生制動效果的外力主要來源地面對車

7、輪胎的切向反力。的切向反力。 制動力由車輛制動系統(tǒng)產(chǎn)生的反向力矩形制動力由車輛制動系統(tǒng)產(chǎn)生的反向力矩形成，屬于內(nèi)力。成，屬于內(nèi)力。共共32頁頁 第第7頁頁 地面制動力地面制動力 地面對車輛輪胎的切向反力，是產(chǎn)生制動效地面對車輛輪胎的切向反力，是產(chǎn)生制動效果的主要影響因素之一。果的主要影響因素之一。 與車輛行駛的驅(qū)動條件相同，地面制動力是與車輛行駛的驅(qū)動條件相同，地面制動力是被動力，取決于當時的附著系數(shù)被動力，取決于當時的附著系數(shù)。 相同條件下，相同條件下，值越大，所需制動的安全距值越大，所需制動的安全距離越短。離越短。 由于車輛各輪胎表面、地面狀況不同，制動由于車輛各輪胎表面、地面狀況不同，制

8、動時四輪阻力是不均勻的，因此緊急制動時常伴時四輪阻力是不均勻的，因此緊急制動時常伴隨著隨機的側(cè)向力。隨著隨機的側(cè)向力。共共32頁頁 第第8頁頁 制動器制動力矩制動器制動力矩 使驅(qū)動車輪停轉(zhuǎn)的反向力矩。使驅(qū)動車輪停轉(zhuǎn)的反向力矩。 反向力矩由車輛制動系統(tǒng)產(chǎn)生，是主動力，也反向力矩由車輛制動系統(tǒng)產(chǎn)生，是主動力，也是車輛制動的先決條件。但作為內(nèi)力必須通過地是車輛制動的先決條件。但作為內(nèi)力必須通過地面的附著關(guān)系轉(zhuǎn)化成外力。面的附著關(guān)系轉(zhuǎn)化成外力。制動過程制動過程 制動外力取決于摩擦力，而在極制動外力取決于摩擦力，而在極為短暫的制動過程中，摩擦力的變化為短暫的制動過程中，摩擦力的變化隨相對滑移的變化而變化

9、。隨相對滑移的變化而變化。 因此制動過程是一個及其復(fù)雜的因此制動過程是一個及其復(fù)雜的動力傳遞過程。動力傳遞過程。附著系數(shù)變化附著系數(shù)變化正壓力變化正壓力變化相對滑移程度變化相對滑移程度變化共共32頁頁 第第9頁頁 相對滑移與四輪均衡相對滑移與四輪均衡 四輪（或更多）之間存在差異四輪（或更多）之間存在差異 瞬間、偶發(fā)的側(cè)向力瞬間、偶發(fā)的側(cè)向力 車輛裝載中心位置引發(fā)的力矩車輛裝載中心位置引發(fā)的力矩 在制動力的作用下，車輪與地面可達到純滑在制動力的作用下，車輪與地面可達到純滑動，即在反向力矩將車輪抱死后汽車仍因巨大動，即在反向力矩將車輪抱死后汽車仍因巨大的慣性前進。的慣性前進。相對滑移：相對滑移：（

10、輪速車速）（輪速車速）/ /車速車速 實測數(shù)據(jù)表明，車輪與地面相對滑移在實測數(shù)據(jù)表明，車輪與地面相對滑移在10101212時，附著系數(shù)達到最大值。時，附著系數(shù)達到最大值。制動跑偏制動跑偏側(cè)滑側(cè)滑共共32頁頁 第第10頁頁 制動方程制動方程 F FB BF F（M M/r/r）FF 即車輛制動力取決制動力矩、車輪半徑，有即車輛制動力取決制動力矩、車輪半徑，有效值小于或等于地面制動力。效值小于或等于地面制動力。受力平衡方程：受力平衡方程： G Ga aj jF F 0 0 j j為制動過程中的減速加速度（變量），為制動過程中的減速加速度（變量），GaGa為為車輛總質(zhì)量（恒量）。車輛總質(zhì)量（恒量）。

11、共共32頁頁 第第11頁頁 制動時相對運動過程制動時相對運動過程車輪車輪正壓力正壓力加速度加速度阻力阻力行駛行駛方向方向 汽車制動時增大制動汽車制動時增大制動踏板的作用力，制動裝置踏板的作用力，制動裝置產(chǎn)生的產(chǎn)生的M M增大，車輪與地增大，車輪與地面的相對運動：面的相對運動： 近似純滾動近似純滾動 邊滾邊滑邊滾邊滑 車軸抱死滑移車軸抱死滑移 整車靜止整車靜止 共共32頁頁 第第12頁頁 制動制動力矩力矩制動制動外力外力 由力偶產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)作用導(dǎo)致車輛側(cè)滑的趨勢。由力偶產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)作用導(dǎo)致車輛側(cè)滑的趨勢。 這是行車這是行車緊急制動緊急制動時的大忌，包括質(zhì)心較低的轎車，出時的大忌，包括質(zhì)心較低的轎車，

12、出現(xiàn)側(cè)滑也容易產(chǎn)生甩尾，甚至側(cè)向翻到。無駕駛經(jīng)驗的司現(xiàn)側(cè)滑也容易產(chǎn)生甩尾，甚至側(cè)向翻到。無駕駛經(jīng)驗的司機，駕駛大型載重車在速度機，駕駛大型載重車在速度80km/h80km/h以上緊急制動時，由于以上緊急制動時，由于中心高，裝載不均衡，幾乎都要側(cè)翻。中心高，裝載不均衡，幾乎都要側(cè)翻。制動過程左右制動過程左右車輪制動力相等，車輪制動力相等，無跑偏，維持直無跑偏，維持直線運行。線運行。 制動過程左右制動過程左右車輪制動力不相等，車輪制動力不相等，將承受附加力矩?zé)o法將承受附加力矩?zé)o法維持直線運行維持直線運行 車輛質(zhì)心車輛質(zhì)心位置位置共共32頁頁 第第13頁頁 總制動力合成示意圖總制動力合成示意圖二、緊

13、急制動安全性分析二、緊急制動安全性分析 由于緊急制動都是發(fā)生在意外情況，完成時間非由于緊急制動都是發(fā)生在意外情況，完成時間非常短暫，駕駛員僅能下意識操作。常短暫，駕駛員僅能下意識操作。 影響安全的主要因素：影響安全的主要因素：四輪之間摩擦力的差異四輪之間摩擦力的差異裝載時車輛重心偏移形心裝載時車輛重心偏移形心純滑動造成地面制動力的不穩(wěn)定純滑動造成地面制動力的不穩(wěn)定 共共32頁頁 第第14頁頁 車軸抱死狀態(tài)車軸抱死狀態(tài) 汽車制動最終必將達到四輪抱死的結(jié)果，此汽車制動最終必將達到四輪抱死的結(jié)果，此時增加了摩擦的不穩(wěn)定性；而且抱死的時刻存在時增加了摩擦的不穩(wěn)定性；而且抱死的時刻存在時間差異。時間差異

14、。 理論上分析表明，車軸抱死對理想的車輛、理論上分析表明，車軸抱死對理想的車輛、理想的路面來說，不存在危險性。但實際上由于理想的路面來說，不存在危險性。但實際上由于受力狀態(tài)不可能均衡導(dǎo)致側(cè)滑。受力狀態(tài)不可能均衡導(dǎo)致側(cè)滑。車軸抱死車軸抱死側(cè)滑！側(cè)滑！共共32頁頁 第第15頁頁 正常操作的缺陷正常操作的缺陷 駕駛員右腳下意識踩下制動踏板，減速的駕駛員右腳下意識踩下制動踏板，減速的慣性使腳上壓力大增，導(dǎo)致制動程度加劇，最慣性使腳上壓力大增，導(dǎo)致制動程度加劇，最終制動裝置將車軸抱死。終制動裝置將車軸抱死。汽車軌跡：汽車軌跡：跑偏、側(cè)滑跑偏、側(cè)滑 車速過高、制動力過大嚴重還會使車輛側(cè)車速過高、制動力過大

15、嚴重還會使車輛側(cè)翻，干擾周邊行人、車輛，發(fā)生交通事故。翻，干擾周邊行人、車輛，發(fā)生交通事故。制動系統(tǒng)改進：制動系統(tǒng)改進：自動防車軸抱死裝置（自動防車軸抱死裝置（ABSABS）四輪平衡系統(tǒng)四輪平衡系統(tǒng)共共32頁頁 第第16頁頁 高速公路緊急制動導(dǎo)致側(cè)翻高速公路緊急制動導(dǎo)致側(cè)翻緊急制動時因車軸抱死，導(dǎo)致巨大的側(cè)向轉(zhuǎn)矩，緊急制動時因車軸抱死，導(dǎo)致巨大的側(cè)向轉(zhuǎn)矩，重心高、質(zhì)量大的貨運車極易側(cè)翻重心高、質(zhì)量大的貨運車極易側(cè)翻共共32頁頁 第第17頁頁 三、三、ABSABS簡介（簡介（Anti-lock Braking SystemAnti-lock Braking System） ABS ABS是一種汽

16、車制動時，自動防止驅(qū)動、從動車是一種汽車制動時，自動防止驅(qū)動、從動車軸立刻被抱死的自動化裝置。軸立刻被抱死的自動化裝置。 前述表明，當汽車輪胎相對地面的滑動率在前述表明，當汽車輪胎相對地面的滑動率在10%10%12%12%時，輪胎和地面的摩擦力（附著力）最大時，輪胎和地面的摩擦力（附著力）最大而且穩(wěn)定。而且穩(wěn)定。 設(shè)想在緊急制動期間，如果司機能控制輪胎的設(shè)想在緊急制動期間，如果司機能控制輪胎的滑動率始終處于滑動率始終處于10%10%12%12%范圍之內(nèi)，汽車將能獲得范圍之內(nèi)，汽車將能獲得最佳制動效能。最佳制動效能。共共32頁頁 第第18頁頁 1 1、ABSABS工作原理工作原理 緊急制動緊急制

17、動 防車軸抱死防車軸抱死 在緊急制動時在緊急制動時ABSABS系統(tǒng)能根據(jù)車輪相對車軸系統(tǒng)能根據(jù)車輪相對車軸的轉(zhuǎn)速以一定頻率控制制動器壓力。使車軸即將的轉(zhuǎn)速以一定頻率控制制動器壓力。使車軸即將抱死使立刻放松，始終保持一定的轉(zhuǎn)動。抱死使立刻放松，始終保持一定的轉(zhuǎn)動。 車速降至車速降至5 58km/h8km/h以下系統(tǒng)自動停止工作。以下系統(tǒng)自動停止工作。機械式機械式ABS6ABS62020次次/ /秒秒電子式電子式ABS60ABS60120120次次/ /秒秒共共32頁頁 第第19頁頁 時間短時間短慣性大慣性大人為難以控制人為難以控制2 2、ABSABS基本組成基本組成 不同檔次的不同檔次的ABSA

18、BS系統(tǒng)性能、效果、結(jié)構(gòu)、成本系統(tǒng)性能、效果、結(jié)構(gòu)、成本相差很大，制動力執(zhí)行有機械、氣動、液壓等類相差很大，制動力執(zhí)行有機械、氣動、液壓等類型，但常規(guī)型，但常規(guī)ABSABS都可分為四個主要部分：都可分為四個主要部分： 車輪轉(zhuǎn)速傳感器車輪轉(zhuǎn)速傳感器 制動壓力調(diào)節(jié)裝置制動壓力調(diào)節(jié)裝置 電子控制裝置電子控制裝置 ABSABS警示燈警示燈緊急處理緊急處理共共32頁頁 第第20頁頁 ABSABS結(jié)構(gòu)及原理圖結(jié)構(gòu)及原理圖 上圖：安裝上圖：安裝ABS傳感器傳感器的汽車輪轂實物的汽車輪轂實物制動器摩擦部位制動器摩擦部位下圖：下圖：ABSABS四輪系統(tǒng)安裝示意圖四輪系統(tǒng)安裝示意圖車速傳感器車速傳感器安裝齒輪安裝

19、齒輪共共32頁頁 第第21頁頁 不同檔次的不同檔次的ABSABS運用于各類國產(chǎn)車型運用于各類國產(chǎn)車型重慶長安大客重慶長安大客重慶長安微型車重慶長安微型車揚州亞星大客揚州亞星大客云南東風(fēng)中型貨車云南東風(fēng)中型貨車襄樊皮卡襄樊皮卡長春一汽大客長春一汽大客共共32頁頁 第第22頁頁 3 3、ABSABS的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢 有效的有效的ABSABS系統(tǒng)應(yīng)用以來，大幅度降低了緊急制系統(tǒng)應(yīng)用以來，大幅度降低了緊急制動的風(fēng)險性，目前汽車制造商都在投入巨資進行高動的風(fēng)險性，目前汽車制造商都在投入巨資進行高層次的研究和開發(fā)。層次的研究和開發(fā)。第五代第五代ABSABS的功能擴展的功能擴展 電子牽引系統(tǒng)電子牽引系統(tǒng)

20、(ETS) (ETS) 驅(qū)動防滑調(diào)整裝置驅(qū)動防滑調(diào)整裝置(ASR) (ASR) 電子穩(wěn)定程序電子穩(wěn)定程序(ESP) (ESP) 輔助制動器輔助制動器 隨著材料科學(xué)、計算機技術(shù)科學(xué)的迅速發(fā)展，隨著材料科學(xué)、計算機技術(shù)科學(xué)的迅速發(fā)展，ABSABS的功能進一步過大，成本大幅度降低。的功能進一步過大，成本大幅度降低。共共32頁頁 第第23頁頁 四、制動性的評價指標四、制動性的評價指標1 1、名詞、概念、名詞、概念制動效能制動效能 制動操作時汽車迅速降低速度直至停車的能力。制動操作時汽車迅速降低速度直至停車的能力。熱衰退熱衰退 制動器因高強度工作導(dǎo)致局部溫度上升而造成制動器因高強度工作導(dǎo)致局部溫度上升而

21、造成的制動效能下降。的制動效能下降。恒定性恒定性 汽車制動器制動效能在長時間、大強度工作條汽車制動器制動效能在長時間、大強度工作條件下保持穩(wěn)定性的能力。件下保持穩(wěn)定性的能力。共共32頁頁 第第24頁頁 2 2、評定制動性能參數(shù)、評定制動性能參數(shù)最大制動減速度最大制動減速度j j（m/sm/s2 2） 汽車制動過程的平均負加速度。汽車制動過程的平均負加速度。汽車制動總時間：汽車制動總時間： 駕駛員反映時間駕駛員反映時間 制動系統(tǒng)除隙時間制動系統(tǒng)除隙時間 制動時間制動時間 制動釋放時間制動釋放時間 對汽車制動減速度的評價通常只計中間兩項，對汽車制動減速度的評價通常只計中間兩項，與制動總距離不同。與

22、制動總距離不同。共共32頁頁 第第25頁頁 極限減速度極限減速度極限瞬間加速度：極限瞬間加速度：200m/s200m/s2 2 汽車制動過程能產(chǎn)生的減速度越大，制汽車制動過程能產(chǎn)生的減速度越大，制動距離越小，其制動性能就越好。動距離越小，其制動性能就越好。 但制動過程是非勻速的，影響減速度大但制動過程是非勻速的，影響減速度大小的因素很多，受力形式及其復(fù)雜。小的因素很多，受力形式及其復(fù)雜。 所以最大加速度參數(shù)的測定是有條件的，所以最大加速度參數(shù)的測定是有條件的，應(yīng)用中常僅當作參照。應(yīng)用中常僅當作參照。共共32頁頁 第第26頁頁 制動距離制動距離s s（m m） 制動踏板踏下開始到汽車完全停車所需

23、要的制動踏板踏下開始到汽車完全停車所需要的最小距離。最小距離。 在一定條件下（初速度、路面質(zhì)量等）汽車在一定條件下（初速度、路面質(zhì)量等）汽車從緊急制動直至停止所需要的最小距離。從緊急制動直至停止所需要的最小距離。 制動距離是評定汽車制動性能的一項主要指制動距離是評定汽車制動性能的一項主要指標，經(jīng)修正后可在道路、交通工程等設(shè)計中作標，經(jīng)修正后可在道路、交通工程等設(shè)計中作為安全停車距離。為安全停車距離。 制動減速度、制動距離顯然與地面附著力直制動減速度、制動距離顯然與地面附著力直接相關(guān)，受環(huán)境影響較大，運用時應(yīng)注意修正。接相關(guān)，受環(huán)境影響較大，運用時應(yīng)注意修正。共共32頁頁 第第27頁頁 制動效能恒定性制動效能恒定性(%)(%) 汽車制動器在汽車制動器在300300以上體現(xiàn)的制動效能與以上體現(xiàn)的制動效能與同樣制動條件，冷狀態(tài)（同樣制動條件，冷狀態(tài)（100 100 以下）制動效以下）制動效能的比值。能的比值。ISO/DIS6599ISO/DIS6599相關(guān)規(guī)定：相關(guān)規(guī)定： 在一定的車速（