4.2 制动时车轮的受力学分析 北京航空航天大学汽车运用工程基础

4.2 制动时车轮的受力,1 地面制动力,2 制动器制动力,Braking Force,图41 制动时车轮受力条件,制动器制动力由制动器结构参数决定，取决于制动器的形式、结构尺寸、摩擦副的摩擦因数以及车轮半径，并与踏板力成正比。,制动器制动力,地面制动力：Fx F =hFz 地面最大制动力：Fx，max= F = hFz 这表明制动踏板力上升到一定值，制动力达到地面附着力时，车轮不转即发生抱死。 结论制动力是由制动器产生；制动力是受地面附着力限制的,地面制动力,3 地面制动力、制动器制动力与附着力的关系,小结： 地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的限制； 只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力，才能获得足够的地面制动力； 当车轮在地面上完全滑移时，传递的切向力为：,g滑移系数（100%滑移时的附着率，通常g h）,一、车轮与地面间的附着与滑移,不同滑动率轮胎印迹变化规律,4 硬路面上的附着系数,第一阶段,第二阶段,第三阶段,第一阶段清晰花纹。特点是地面上的轮胎印痕花纹清晰，基本上未发生变形，车轮接近于单纯的滚动状态。 v车轮中心速度； r0没有制动力时车轮的动态半径； 车轮旋转角速度。,一、车轮与地面间的附着与滑移,第二阶段印迹模糊（边滑边滚）。特点是地面上轮胎花纹的印痕可以辨别出来，但变得模糊。车轮在MR作用下，与地面发生一定的相对滑动，车轮不只是单纯滚动，轮胎面与地面发生一定程度的相对滑动，此时,一、车轮与地面间的附着与滑移,随着制动强度的增加，滑动成分的比例越来越大,第三阶段印迹拖滑。特点是印痕形成一条粗黑的印痕，看不出花纹，车轮被抱死，在路面上做完全拖滑，此时=0 ，v0 随着制动强度的增加，车轮滚动成分越来越少，而滑动成分越来越多。 一般用滑动（移）率 s 来说明这个过程中滑动成分的多少。 制动力系数（附着率）：地面制动力与垂直载荷的比值，用或表示。,一、车轮与地面间的附着与滑移,随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。它通常用滑动率（滑移率）S表示。,滑动率s：车轮运动中从滚动至滑动过程滑动成分所占的比例,现象分析,各种路面平均附着系数,道路的类型、路况 汽车运动速度 轮胎结构、花纹、材料,附着系数的 影响因素,Adhisive Coefficient,轮胎的磨损会影响其附着能力。 路面的宏观结构应有一定的不平度而有自排水能力；路面的微观结构应是粗糙且有一定的棱角，以穿透水膜，让路面与胎面直接接触。 增大轮胎与地面的接触面积可提高附着能力：低气压、宽断面和子午线轮胎附着系数大。 滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力，影响制动、转向能力。 潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜类,高速行驶经过积水层出现滑水现象。 A水膜区 B过渡区 C接触区,滑水现象：某一车速下，胎面下动水压力的升力等于垂直载荷轮胎将完全漂浮在水膜上而不与路面接触， B、C区不存在,