汽车行驶安全性.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上次课内容综述,1、汽车燃油,汽油：,辛烷、异辛烷,柴油：,十六烷,经济性评价：单位行程燃油耗量（L/100km）,2、汽车燃油经济性计算理论方程,3、汽车燃油经济特性曲线：,Q,c,f（V,a,）,4、JB38402004六工况耗油指标测试,5、提高经济性措施,政策方面,车辆结构,使用技巧,共32页 第1页,3.3 汽车行驶安全性,影响汽车行驶安全性的因素,人：,交通参与者性格、体能、经验、状态,车：,汽车结构、行驶稳定、技术状况,路：,线形、路面状况、交通设施、交通管理,环境：,对人、车、路的影响因素。如：风、,雨、雪、雾等。,在此安全体系中汽车安全性是最大的潜在危机。,共32页 第2页,汽车安全性能,主动安全性,车辆本身防止或减少交通事故的性能。,被动安全性,交通事故发生后，车辆本身防止或减轻人员,伤亡和财产损失的性能。,事故后安全性,交通事故后汽车能减轻事故后果。如消除后,果所需的时间、避免新事故连锁。,生态安全性,排放、噪声、电磁干扰。,共32页 第3页,3.3.1 汽车的制动性,汽车制动性是主动安全性的最重要性能。体,现了汽车行驶中按需要强制减速直至停止的能力。,一、汽车制动功能,汽车制动是汽车行驶中最常用的操作之一，,汽车制动性能优劣是评价汽车安全性的重要指标。,环境的复杂性：,上坡、弯道、让车、停车、意外,驾驶员将采取制动减速措施，并迅速判断完,成相应操作。,共32页 第4页,制动性对汽车使用的影响,良好的制动性能使高速行驶的车辆迅速、安,全减速直至停止，可最大限度减少碰撞、侧滑等,交通事故，提高正常行驶平均行驶速度，获取较,高运输效率。,交通法规明确规定驾驶下列故障车使严重的,违法行为：,制动故障,照明故障,共32页 第5页,1、影响制动性的直接因素,行进中的汽车能否及时停车取决于两个因素：,车辆内部产生的制动力矩,车轮与地面的附着力,具有一定质量、高速行驶的汽车，若需强制,减速或及时停止，需要克服巨大的惯性力。,安全停车距离：,车辆按一定的速度在良好路面行驶条件下，,紧急停车所需的最短距离。,共32页 第6页,紧急制动 防车轴抱死,共32页 第27页,机，驾驶大型载重车在速度80km/h以上紧急制动时，由于,相对滑移：（轮速车速）/车速,ISO/DIS6599相关规定：,时四轮阻力是不均匀的，因此紧急制动时常伴,共32页 第29页,得jMAX 9.,现了汽车行驶中按需要强制减速直至停止的能力。,4、JB38402004六工况耗油指标测试,常短暂，驾驶员仅能下意识操作。,最大制动减速度j（m/s2）,10%12%时，轮胎和地面的摩擦力（附着力）最大,减速或及时停止，需要克服巨大的惯性力。,紧急制动时因车轴抱死，导致巨大的侧向转矩，,但制动过程是非匀速的，影响减速度大,2、制动过程相关概念,制动力,与行驶方向相反，能使汽车迅速减速直至停,止的外力的总和。,外力地面摩擦力、空气阻力,实际上汽车制动时，空气外力显得太小，因,此产生制动效果的外力主要来源地面对车轮胎,的切向反力。,制动力由车辆制动系统产生的反向力矩形,成，属于内力。,共32页 第7页,地面制动力,地面对车辆轮胎的切向反力，是产生制动效,果的主要影响因素之一。,与车辆行驶的驱动条件相同，地面制动力是,被动力，取决于当时的附着系数。,相同条件下，值越大，所需制动的安全距,离越短。,由于车辆各轮胎表面、地面状况不同，制动,时四轮阻力是不均匀的，因此紧急制动时常伴,随着随机的侧向力。,共32页 第8页,制动器制动力矩,使驱动车轮停转的反向力矩。,反向力矩由车辆制动系统产生，是主动力，也,是车辆制动的先决条件。但作为内力必须通过地,面的附着关系转化成外力。,制动过程,制动外力取决于摩擦力，而在极,为短暂的制动过程中，摩擦力的变化,随相对滑移的变化而变化。,因此制动过程是一个及其复杂的,动力传递过程。,附着系数变化,正压力变化,相对滑移程度变化,共32页 第9页,相对滑移与四轮均衡,四轮（或更多）之间存在差异,瞬间、偶发的侧向力,车辆装载中心位置引发的力矩,在制动力的作用下，车轮与地面可达到纯滑,动，即在反向力矩将车轮抱死后汽车仍因巨大,的惯性前进。,相对滑移：,（轮速车速）/车速,实测数据表明，车轮与地面相对滑移在,1012,时，附着系数达到最大值。,制动跑偏,侧滑,共32页 第10页,制动方程,F,B,F,（M,/r）F,即车辆制动力取决制动力矩、车轮半径，有,效值小于或等于地面制动力。,受力平衡方程：,G,a,jF,0,j为制动过程中的减速加速度（变量），Ga为,车辆总质量（恒量）。,共32页 第11页,制动时相对运动过程,车轮,正压力,加速度,阻力,行驶,方向,汽车制动时增大制动,踏板的作用力，制动装置,产生的M,增大，车轮与地,面的相对运动：,近似纯滚动,边滚边滑,车轴抱死滑移,整车静止,共32页 第12页,制动力矩,制动外力,由力偶产生的旋转作用导致车辆侧滑的趋势。,这是行车,紧急制动,时的大忌，包括质心较低的轿车，出,现侧滑也容易产生甩尾，甚至侧向翻到。无驾驶经验的司,机，驾驶大型载重车在速度80km/h以上紧急制动时，由于,中心高，装载不均衡，几乎都要侧翻。,制动过程左右,车轮制动力相等，,无跑偏，维持直,线运行。,制动过程左右,车轮制动力不相等，,将承受附加力矩无法,维持直线运行,车辆质心,位置,共32页 第13页,总制动力合成示意图,二、紧急制动安全性分析,由于紧急制动都是发生在意外情况，完成时间非,常短暂，驾驶员仅能下意识操作。,影响安全的主要因素：,四轮之间摩擦力的差异,装载时车辆重心偏移形心,纯滑动造成地面制动力的不稳定,共32页 第14页,车轴抱死状态,汽车制动最终必将达到四轮抱死的结果，此,时增加了摩擦的不稳定性；而且抱死的时刻存在,时间差异。,理论上分析表明，车轴抱死对理想的车辆、,理想的路面来说，不存在危险性。但实际上由于,受力状态不可能均衡导致侧滑。,车轴抱死,侧滑！,共32页 第15页,正常操作的缺陷,驾驶员右脚下意识踩下制动踏板，减速的,惯性使脚上压力大增，导致制动程度加剧，最,终制动装置将车轴抱死。,汽车轨迹：,跑偏、侧滑,车速过高、制动力过大严重还会使车辆侧,翻，干扰周边行人、车辆，发生交通事故。,制动系统改进：,自动防车轴抱死装置（ABS）,四轮平衡系统,共32页 第16页,高速公路紧急制动导致侧翻,紧急制动时因车轴抱死，导致巨大的侧向转矩，,重心高、质量大的货运车极易侧翻,共32页 第17页,三、ABS简介（Anti-lock Braking System）,ABS是一种汽车制动时，自动防止驱动、从动车,轴立刻被抱死的自动化装置。,前述表明，当汽车轮胎相对地面的滑动率在,10%12%时，轮胎和地面的摩擦力（附着力）最大,而且稳定。,设想在紧急制动期间，如果司机能控制轮胎的,滑动率始终处于10%12%范围之内，汽车将能获得,最佳制动效能。,共32页 第18页,二、紧急制动安全性分析,踏板的作用力，制动装置,由力偶产生的旋转作用导致车辆侧滑的趋势。,车辆装载中心位置引发的力矩,因此制动过程是一个及其复杂的,面的附着关系转化成外力。,常短暂，驾驶员仅能下意识操作。,高速公路紧急制动导致侧翻,伤亡和财产损失的性能。,与车辆行驶的驱动条件相同，地面制动力是,交通事故后汽车能减轻事故后果。,由于紧急制动都是发生在意外情况，完成时间非,共32页 第20页,制动减速度、制动距离显然与地面附着力直,良好的制动性能使高速行驶的车辆迅速、安,1、ABS工作原理,紧急制动,防车轴抱死,在紧急制动时ABS系统能根据车轮相对车轴,的转速以一定频率控制制动器压力。使车轴即将,抱死使立刻放松，始终保持一定的转动。,车速降至58km/h以下系统自动停止工作。,机械式ABS620次/秒,电子式ABS60120次/秒,共32页 第19页,时间短,惯性大,人为难以控制,2、ABS基本组成,不同档次的ABS系统性能、效果、结构、成本,相差很大，制动力执行有机械、气动、液压等类,型，但常规ABS都可分为四个主要部分：,车轮转速传感器,制动压力调节装置,电子控制装置,ABS警示灯,紧急处理,共32页 第20页,ABS结构及原理图,上图：安装ABS传感器,的汽车轮毂实物,制动器摩擦部位,下图：ABS四轮系统安装示意图,车速传感器,安装齿轮,共32页 第21页,不同档次的ABS运用于各类国产车型,重庆长安大客,重庆长安微型车,扬州亚星大客,云南东风中型货车,襄樊皮卡,长春一汽大客,共32页 第22页,3、ABS的发展趋势,有效的ABS系统应用以来，大幅度降低了紧急制,动的风险性，目前汽车制造商都在投入巨资进行高,层次的研究和开发。,第五代ABS的功能扩展,电子牵引系统(ETS)驱动防滑调整装置(ASR)电子稳定程序(ESP)辅助制动器,随着材料科学、计算机技术科学的迅速发展，,ABS的功能进一步过大，成本大幅度降低。,共32页 第23页,四、制动性的评价指标,1、名词、概念,制动效能,制动操作时汽车迅速降低速度直至停车的能力。,热衰退,制动器因高强度工作导致局部温度上升而造成,的制动效能下降。,恒定性,汽车制动器制动效能在长时间、大强度工作条,件下保持稳定性的能力。,共32页 第24页,2、评定制动性能参数,最大制动减速度j（m/s,2,）,汽车制动过程的平均负加速度。,汽车制动总时间：,驾驶员反映时间,制动系统除隙时间,制动时间,制动释放时间,对汽车制动减速度的评价通常只计中间两项，,与制动总距离不同。,共32页 第25页,极限减速度,极限瞬间加速度：,200m/s,2,汽车制动过程能产生的减速度越大，制,动距离越小，其制动性能就越好。,但制动过程是非匀速的，影响减速度大,小的因素很多，受力形式及其复杂。,所以最大加速度参数的测定是有条件的，,应用中常仅当作参照。,共32页 第26页,制动距离s（m）,制动踏板踏下开始到汽车完全停车所需要的,最小距离。,在一定条件下（初速度、路面质量等）汽车,从紧急制动直至停止所需要的最小距离。,制动距离是评定汽车制动性能的一项主要指,标，经修正后可在道路、交通工程等设计中作,为安全停车距离。,制动减速度、制动距离显然与地面附着力直,接相关，受环境影响较大，运用时应注意修正。,共32页 第27页,制动效能恒定性(%),汽车制动器在300以上体现的制动效能与,同样制动条件，冷状态（100 以下）制动效,能的比值。,ISO/DIS6599相关规定：,在一定的车速（60km/h）条件下，以3m/s,2,的负加速度连续制动15次，最后制动效能不低,于在冷状态下制动效能的60。,（一般车辆冷状态制动效能标准值约5.8 m/s,2,）,共32页 第28页,计算实例,例：,汽车总质量Ga10吨，地面附着系数0.75。,设制动力总能超过附着力，且制动过程是均匀的，,试计算最大减速度。,解：根据题意，j,MAX,F,Bmax,/G,a,F,Bmax,gG,a,则：j,MAX,g,得j,MAX,9.80.75（m/s,2,）,7.35（m/s,2,）,可见理论上制动减速度与汽车初速度、总质量无,关，与地面附着系数成正比。,（一般1.52m/s,2,为好）,共32页 第29页,思考题,1、根据制动方程：F,B,F,（M,/r）F,及受力平衡方程：G,a,jF,0,解释车辆制动应具备的两方面条件。,2、ABS指的是什么？起什么作用？,3、影响汽车通过性的主要因素有哪些？什么是汽,车驱动力的间隙失效？,WHY,共32页 第32页,演讲完毕，谢谢观看！,