關(guān)于利用制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度估算車速問題探討

賈常明

（中國(guó)刑事警察學(xué)院，遼寧 沈陽 110035）

交通事故是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中的嚴(yán)重災(zāi)害之一，交通事故成因分析和物證鑒定有很大的社會(huì)需求。其中關(guān)于車輛碰撞時(shí)的車速分析是一項(xiàng)典型問題，而現(xiàn)實(shí)工作中使用的幾種方法來源于書本中“公式”。這些公式又來源力學(xué)原理和一些模擬實(shí)驗(yàn)[1]。但針對(duì)具體的車輛和路面，這些公式的科學(xué)性和有效性如何？也就是理論和現(xiàn)實(shí)之間的差異有多大？這方面的研究還未見報(bào)道。能夠便于通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的也只有“利用路面制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度進(jìn)行估算方法”，但由于帶防抱死系統(tǒng)車輛制動(dòng)痕跡的特殊性，該種方法的應(yīng)用也受到了限制。本文所提到的概念、方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等僅供研究討論，在司法鑒定工作中或行業(yè)管理中希望按有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[2-3]。

1 汽車制動(dòng)過程

1.1 制動(dòng)距離[4]

是指汽車速度為u0，從駕駛員開始操縱制動(dòng)控制裝置（制動(dòng)踏板）到汽車完全停止為止所行駛過的距離。制動(dòng)距離與制動(dòng)踏板力、路面附著條件、車輛載荷、發(fā)動(dòng)機(jī)是否結(jié)合等許多因素有關(guān)。圖1[4]中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為汽車地面制動(dòng)力Fp和減速度ab

圖1 汽車制動(dòng)力（減速度）與時(shí)間關(guān)系

由圖1可以看出，汽車制動(dòng)過程可分為四步：

（3）持續(xù)制動(dòng)時(shí)間：τ3；

（4）放松制動(dòng)器時(shí)間：τ4。

式中s為制動(dòng)距離，abmax為最大制動(dòng)減速度。

由公式（1）可以看出，影響制動(dòng)距離的主要因素：制動(dòng)器起作用的時(shí)間（+），最大制動(dòng)減速度abmax，以及起始制動(dòng)車速u0。制動(dòng)器起作用時(shí)間的影響是很重要的，對(duì)制動(dòng)距離、地面制動(dòng)痕跡分析時(shí)要認(rèn)真考慮。

1.2 制動(dòng)車速估算

針對(duì)汽車沖撞行人或騎自行車者，由于汽車質(zhì)量較大，忽略碰撞過程動(dòng)能損失，直接運(yùn)用動(dòng)能定理進(jìn)行估算。

即

公式中m為汽車質(zhì)量；ν為路面上留痕時(shí)刻車速；φ為汽車縱滑附著系數(shù)；s1為路面上制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度?？紤]到制動(dòng)力上升時(shí)間的制動(dòng)效果，對(duì)（3）進(jìn)行修正，所以，估算剎車速度ν0為

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

選用20輛小型乘用車在一定路面上，以一定車速（40～60km/h）進(jìn)行緊急制動(dòng)實(shí)驗(yàn)。運(yùn)用“便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀”記錄汽車制動(dòng)過程中減速度的數(shù)值變化。同時(shí)對(duì)地面剎車輪胎痕跡進(jìn)行觀察、測(cè)量、照相提?。ㄒ妶D 2）。

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)畫出汽車制動(dòng)過程中減速度與時(shí)間關(guān)系曲線，通過積分得出該過程中速度與時(shí)間關(guān)系曲線、距離與時(shí)間關(guān)系曲線。并與該過程中路面上制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度進(jìn)行比較。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可得出該制動(dòng)過程中減速度的變化（起伏還是平緩）、制動(dòng)減速度平均值和制動(dòng)縱滑附著系數(shù)、制動(dòng)初速度、制動(dòng)力上升時(shí)間和輪胎開始在路面留痕時(shí)間。將制動(dòng)初速度和“利用路面制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度估算車速進(jìn)行比較，分析其產(chǎn)生差異原因；分析制動(dòng)力上升時(shí)間車速的降低和行駛距離，輪胎開始在路面留痕時(shí)間車速的降低和行駛距離。圖3為本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作中汽車制動(dòng)減速度與制動(dòng)時(shí)間關(guān)系曲線1例。按上述方法可得到制動(dòng)初速度66.3km/h；制動(dòng)距離24.5m；制動(dòng)時(shí)間2.56s；制動(dòng)力上升時(shí)間 0.2s；平均減速度 7.6m/s2；路面摩擦系數(shù)0.78。

圖2 制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度測(cè)量

圖3 制動(dòng)減速度與時(shí)間關(guān)系曲線

表1 制動(dòng)過程數(shù)據(jù)表

續(xù)表1

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 討論

從表1中的數(shù)據(jù)可知：制動(dòng)車速與估算車速有顯著差異，有的比較大，有的比較接近。產(chǎn)生差異的原因歸結(jié)為車輛條件、路面條件和駕駛員的制動(dòng)行為。有關(guān)分析如下：

（1）從制動(dòng)力上升時(shí)間行駛距離和留下輪胎痕跡時(shí)行駛距離比較可以看出：多數(shù)情況是制動(dòng)力上升時(shí)間路面上沒有留下輪胎痕跡，且稍候零點(diǎn)幾秒時(shí)間也沒有留下痕跡，但車速要降低；但也有制動(dòng)力上升時(shí)間路面上就留下輪胎痕跡。

（2）從摩擦系數(shù)來看，具體車輛和路面之間的摩擦系數(shù)數(shù)值與0.7有差距，多數(shù)大于0.7，也有小于0.7的。

（3）有的利用公式（4）估算車速與制動(dòng)車速“相當(dāng)符合”，是因?yàn)榘涯Σ料禂?shù)取值偏大，如5號(hào)；也可能是由于留痕時(shí)間小于制動(dòng)力上升時(shí)間，如6號(hào)；或二者都有，如2號(hào)。

（4）從理論上[2，4]和剎車試驗(yàn)結(jié)果來看，前后輪在路面不一定同時(shí)留下痕跡；加上輪胎痕跡的觀察特性和測(cè)量的輪胎痕跡長(zhǎng)度方面會(huì)產(chǎn)生差異。如從后輪算起的科學(xué)性問題。

（5）制動(dòng)力上升時(shí)間一般為 0.2秒、0.24秒、0.28秒；制動(dòng)力上升時(shí)間對(duì)車速降低影響理論上由決定。計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值基本吻合。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，制動(dòng)力上升時(shí)間車速降低可估算為3km/h。

（6）在實(shí)際交通事故現(xiàn)場(chǎng)中，如果確定制動(dòng)距離，也可根據(jù)制動(dòng)力上升時(shí)間τ''2和路面摩擦系數(shù)φ估算制動(dòng)車速。

4 結(jié)論

（1）從上述的討論可知，只有摩擦系數(shù)取值與實(shí)際相符，制動(dòng)力上升至最大時(shí)路面就開始留下制動(dòng)痕跡，制動(dòng)力上升時(shí)間取值也與實(shí)際相符，估算車速才與實(shí)際制動(dòng)車速接近。但符合這一條件的情況較少，需要鑒定人員有現(xiàn)場(chǎng)勘查經(jīng)驗(yàn)。

（2）帶防抱死系統(tǒng)車輛的制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度方面有顯著差異。如17號(hào)和18號(hào)，制動(dòng)車速相同、制動(dòng)距離相近，但路面制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度差距較大。

試驗(yàn)表明，利用制動(dòng)痕跡長(zhǎng)度估算制動(dòng)速度是由路面條件、車輛（新舊）和駕駛員的制動(dòng)行為等決定。

[1]林洋.實(shí)用汽車事故鑒定學(xué)[M].北京：人民交通出版社，2001：61-63.

[2]GB7258-2004.機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件[S].2004.

[3]GA/T643—2006.典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定[S].2006.

[4]余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000：77-79.

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