基于客車制動性對交通安全的影響

王 蓉 易 侃 / 重慶交通大學交通運輸學院

基于客車制動性對交通安全的影響

王 蓉 易 侃 / 重慶交通大學交通運輸學院

汽車制動性作為汽車主動安全性的一個重要指標，直接關系到汽車的交通安全，而一般客車車身較長，所載乘客和載重較多，所以對于其制動安全性能的要求更高。本文首先對客車制動系統(tǒng)的結構和制動器效能因素進行介紹；然后列出了常見的容易引起交通事故的制動性能問題，著重對客車轉彎和長坡時由于制動引起的交通事故特性進行分析，并對長大下坡路段交通安全特征及防治措施分析；最后對幾種典型的客車制動新技術進行了概述，提出了客車制動安全需要改進的地方。通過研究表明，客車制動性能的改善，能有效提高道路交通安全。

客車；制動性；交通安全

汽車的制動性是汽車的主要性能之一，制動性能的好壞直接影響到交通安全。雖然交通安全問題已成為全球范圍內的研究熱點，但目前國內外對客車的交通事故現狀及其制動安全性能均缺乏專項研究。因此，本文基于制動性能對中國客車交通安全與事故情況進行綜合分析，揭示其事故特征。

1.客車的制動系統(tǒng)

1.1 制動系統(tǒng)的組成及基本工作原理

制動系統(tǒng)主要有兩部分組成，分別是制動器還有制動傳動裝置。制動器產生摩擦力矩阻礙汽車往前行駛，汽車緩速器也有這一作用。制動傳動裝置主要組成部分為傳動配置部分、控制部分、制動力調節(jié)部分、供能部分、以及報警系統(tǒng)、壓力保護系統(tǒng)等附加裝置[1]。供能裝置供給、調節(jié)制動所需能量并優(yōu)化制動系介質部分。其中，產生制動能量的部分稱為制動能源?？刂蒲b置產生作用是把制動的動力源改變表達方式到達理想制動狀態(tài)。傳動裝置將制動能量傳輸到制動器。

1.2 制動器效能因素

制動效能指行駛途中的車輛的制動的距離與減速度，指的是路況較好的地面，行駛的車輛在踩剎車開始到穩(wěn)定的行駛距離或車輛的減速度，它可以合理的反應出制動的性能。制動力和制動效能因素成相關[1]

2.常見的制動性能問題

2.1 制動距離延長

汽車在行駛中制動時，超過了規(guī)定的距離，即制動距離延長。制動距離的長短與許多因素有關,如汽車速度、道路狀況、制動器效能、輪胎花紋、輪胎氣壓和磨損程度及制動氣壓等。主要取決于制動器摩擦力的大小、制動器起作用時間延長的程度、制動鼓與制動蹄片之間正壓力的大小及摩擦系統(tǒng)的變化等。制動系統(tǒng)漏氣、漏油、通路堵塞或制動氣壓不足，使制動鼓與制動蹄片間的正壓力減?。恢苿庸呐c制動蹄片使用時間過久而未及時調整，使間隙過大或摩擦系數下降，都會造成制動距離延長。

2.2 制動熱衰退

汽車高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能會有所衰退，這種現象叫作制動熱衰退。此時制動器摩擦片表面的溫度經常可達300～400℃，摩擦力矩會顯著下降，此時如果速度過快則很容易發(fā)生交通事故。由于我國幅員遼闊，在西部城市會有大面積的長坡路段，因此對于制動器的抗熱衰退性能有較高的要求。

2.3 制動跑偏

制動時汽車的制動減速度偏離直線方向，自動向左或向右偏駛，這種現象叫制動跑偏。當路狀復雜，路面情況惡劣時，制動跑偏將會引起嚴重的交通事故。制動跑偏的主要原因有兩方面：一是汽車前軸左右輪制動摩擦力不相等；二是制動時懸架導向桿系和轉向桿系在運動學上的相互干涉。具體原因有很多，包括不同車輪制動器間隙大小不一、制動管路出現 漏油或堵塞、制動輪缸及鋼板彈簧運行不佳、輪轂軸承 預緊度調整不一致等，是產生液壓制動跑偏常見的原因[2]。

2.4 制動側滑

引起汽車側滑的原因很多，主要與前后輪抱死順序有關。當前輪先抱死時，此時前輪受到偶然并短暫的側向外力時，發(fā)生側滑，運動方向與軸線成一定角度。后輪沒有抱死，運動方向與軸線平行，此時汽車發(fā)生類似轉彎的運動，轉動中心在O點。而我們知道，當滑移率越低，側向力系數越大，輪胎保持轉向、防止側滑的能力越強。反之亦然。則前輪受到的地面對車輪的作用力可視為0，后輪受到的地面對車輪的作用力方向與離心力方面在y軸方向上是相反的，汽車將趨于恢復直線行駛而處于穩(wěn)定狀態(tài)。

當車輪后輪先抱死，其分析方法相同，但是此時是不穩(wěn)定狀態(tài)，因為地面對車輪的作用力與離心力方向相反，會增大汽車角速度而出現難以控制的急劇轉動即側滑現現象，這是一種不穩(wěn)定的危險工況，對交通安全產生較大影響。

2.5 客車下坡時制動性能

2.5.1 客車下坡動力學模型。

車輛受到垂向力和縱向力兩個方向的作用。垂向力包括靜載，動載，坡道分量及空氣升力分量。縱向力包括驅動力，空氣阻力，坡度阻力，制動時地面對輪胎的作用力。

2.5.2 客車下長坡交通安全現狀。

在以山區(qū)地形為主的省份，連續(xù)長大下坡路段分布較為密集，而以平原為主的省份，連續(xù)長大下坡路段分布較少。通過對典型山區(qū)省份和典型平原省份交通事故數據的對照分析，可看出連續(xù)長大下坡路段的交通安全狀況。通過數據表明，在平原城市交通事故死亡率明顯小于山地城市，而山地城市路段以長大坡路段為主，側面說明長大坡路段對交通安全有著很大的關系[3]。

2.5.3 客車下長坡交通事故特性。

交通事故的發(fā)生往往是多種因素相互作用造成的。在長大下坡這一特殊路段上，從人和車輛的角度出發(fā)，來分析交通事故的誘因。客車在下長坡時，為保證安全行駛勢必會不停的踩制動器，制動器摩擦片處于高速摩擦狀態(tài)，由于有熱衰退現象，制動片的制動力會明顯下降，最終制動失效導致交通事故產生。

2.5.4 客車下長坡的坡度范圍。

汽車下坡行駛時，由于長時間不間斷制動，制動器制動片易發(fā)生熱衰退現象，容易發(fā)生車禍。根據事故調查分析，坡度大于 8%、坡長為 360m 或坡長很短但坡度很大（11% -12%）的路段下坡的終點是發(fā)生交通事故的主要地點，主要原因是制動失效或不足，不能有效的使車速降低到安全范圍。所以最大縱坡的制定應從下坡安全來考慮其最大值控制在 8%-9%為宜。

2.5.5 客車下長坡交通事故防控措施。

在長大坡路段有效的保持制動性能是主要的目標。國內外主要采取交通工程及管理措施，如在道路上設減速標志，設置護欄以及強制進站檢查等。這些措施主要是為了降低行駛車速，保證制動器的正常運行。除此之外，還有對制動器新材料的應用上取得了很大進步，目的在于提高制動器的抗熱衰退性能。

3.客車制動系統(tǒng)新技術

3.1 ABS技術

ABS安裝在汽車現有制動系統(tǒng)上，根據汽車的行駛狀態(tài)、車輪的轉動情況，在制動過程中自動調節(jié)輪缸壓力，把車輪滑移率控制在一狹小范圍內( 8%～30%) ，車輪不會被抱死。

3.2 EBD技術

EBD實際上是ABS的輔助功能，是在ABS系統(tǒng)中加設一個可以控制的程序，其結構和防抱死系統(tǒng)基本相同。它只是ABS系統(tǒng)的有效補充，一般和ABS組合使用，可以提高ABS的功效。

3.3 EBS電控技術

兼具ABS、ASR兩者功能的EBS電子控制制動系統(tǒng)在歐州客車上已經非常普及，在我國高檔客車上也開始裝用，它能及時檢測客車可能發(fā)生側翻，并立即向發(fā)動機發(fā)出減小輸出轉矩、立即向車輪發(fā)出調整驅動力控制及制動力分配的ESP電了行駛穩(wěn)定系統(tǒng)。這將有效的降低由制動而引起的交通事故[4]。

4.結論

客車由于其特殊的運輸作用而在交通運輸中占有重要的地位，在客運交通的快速發(fā)展過程中，勢必會引起客車交通事故的發(fā)生，而客車制動系統(tǒng)是客運交通事故發(fā)生的重要誘導因素。所以制動系統(tǒng)性能的改善對交通安全有著不可乎視的作用。本文對制動引起的客車交通事故原因進行了分析，得出制動器的抗熱衰退性能對于客車在下長坡時保證安全有著重要作用；制動過程中后輪抱死比前輪先抱死危害更大等結論。在客車的運營中要對制動器進行檢查、維護和保養(yǎng)，及時發(fā)現并消除存在的安全隱患。

[1]余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[2]Mueler-Berner A H.Fahrleis tung und ant ri ebs arten vonnu t zfahrzeugen[J].ATZ,1968, 70( 6):199—206.

[3]劉倩文,陳永勝,劉小明.長大下坡路段的安全分析與治理[J].道路交通與安全，2003，6（20）：31-34.

[4]陶明德.客車新技術應用及發(fā)展趨勢[J].商用車與發(fā)動機，2011，12（52）：30-31.

王蓉(1994-)，女，山西運城人，碩士研究生，主要研究方向交通安全方面。