淺析縮短制動距離的措施

韓萌

摘 要：制動距離是衡量汽車制動性能的關鍵參數(shù)之一，減小制動距離對保障行車安全有著十分重要的作用。文章通過對制動距離進行估算，得出影響制動距離的因素，最后分析縮短制動距離的措施。關鍵詞：制動距離;起始車速;最大制動減速度中圖分類號：U467 ?文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）11-36-03

Abstract：?Braking distance is one of the key parameters to measure the braking performance of the vehicle， and reducing the braking distance plays an important role in ensuring driving safety. In this paper， the braking distance is estimated， the factors affecting the braking distance are obtained， and the measures to shorten the braking distance are analyzed.Keywords：?Braking distance; Starting speed; Maximum braking decelerationCLC NO.：?U467 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）11-36-03

1 制動距離概述

制動距離是衡量汽車制動性能的關鍵參數(shù)之一，與汽車的行駛安全有直接的關系，它是指汽車的行駛速度為u0時，從駕駛員開始操縱制動控制裝置（制動踏板）到汽車完全停住為止所駛過的距離。減小制動距離對保障行車安全有著十分重要的作用。各個國家的制動法規(guī)都規(guī)定了各種車型在規(guī)定初速度下的制動距離，超過這個距離的車輛就是不合格的車輛。交通管理部門在進行車輛檢驗時，最重要的指標之一就是制動距離。

2 制動距離的分析

圖1所示為駕駛員在接收到緊急制動信號后的制動踏板力、汽車制動減速度與制動時間的關系曲線。其中，（a）為實際測得的曲線，（b）為經(jīng)過簡化后的曲線。一般所指的汽車的制動距離是指制動器起作用和持續(xù)制動兩個階段汽車駛過的距離[1]。

Fp：制動踏板力 ab：汽車制動減速度τ1：駕駛員的反應時間

τ2：制動器的作用時間 τ3：持續(xù)制動時間 τ4：放松制動器時間

2.1 制動器起作用階段

在制動器起作用階段，圖1（b）所示，b點是駕駛員踩下制動踏板時刻，制動踏板力迅速增大，至d點時達到最大值。由于回位彈簧拉著制動蹄，蹄片與制動鼓間存在間隙，所以要經(jīng)過τ2'至c點，地面制動力起作用，使汽車開始產(chǎn)生減速度。制動力增長過程所需的時間為τ2''，則τ2=τ2'+τ2''。在制動器起作用階段，汽車行使過的距離s2估算如下：

3 制動距離的影響因素

從上式可以看出，制動距離有以下幾個影響因素有：

3.1 制動器起作用的時間

試驗表明，紅旗CA770轎車由真空助力制動系改為壓縮空氣助力制動力后，制動起作用時間縮短了0.67s，制動距離縮短了4m。因為最大制動減速度abmax提高不多，持續(xù)制動時間τ3變化不大，因此，可認為制動器起作用的時間的減少是認為縮短制動距離的主要原因[1]。

3.2 起始制動車速ua0

起始制動車速ua0越高，車輛完全停下來需要的時間就越長，制動距離也就越長。很多危險路段或高速路段都會有限制車速的規(guī)定，為的就是縮短制動距離，減低事故發(fā)生率。

3.3 最大制動減速度abmax

最大制動減速度abmax越大，制動距離就越長。決定最大制動減速度abmax因素有很多，例如汽車的裝載質(zhì)量、輪胎與路面附著系數(shù)、制動系統(tǒng)結構本身等。

4 縮短制動距離的措施

4.1?定期維護制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)的好壞直接影響著制動距離，例如摩擦片的摩擦系數(shù)，制動液的消耗程度等都會影響制動器制動力，因此要對制動系統(tǒng)進行定期檢查和維護，特別是對關鍵部件的保養(yǎng)由為重要。制動系統(tǒng)需保持干燥;在摩擦片磨損或接近使用極限需要更換時，應選擇具有合適的摩擦系數(shù)的優(yōu)質(zhì)摩擦片進行更換;制動盤同樣屬于磨損件，通常更換兩次摩擦片的時候，需要對制動盤一同進行更換;定期檢查制動液的高度，每10000公里檢查一次制動液。

4.2?選擇合適的摩擦副材料，提高制動系統(tǒng)的抗熱衰退性

汽車在高速制動時，制動器的溫度會很快上升，常在300°C，有時高達600～700°C，此時摩擦力矩會有顯著下降，制動效能降低，這種現(xiàn)象稱為制動器的熱衰退性。一般制動器的制動鼓、制動盤由鑄鐵制成，摩擦片由半金屬和無石棉等幾種材料制成[1]。保時捷911采用了特殊的陶瓷制動盤，由表1可知，特殊的摩擦副材料使保時捷911車溫升高較少，熱衰退現(xiàn)象不明顯，制動距離也會縮短。陶瓷材料具有耐溫高，熱穩(wěn)定性好等特點，因此制動性能遠遠高于普通材料，但成本相對于普通材料較高。

4.3?降低行駛車速

一般來說，速度越快，車輛完全停下來需要的時間就越長，制動距離也就越長。汽車制動初速度越大，通過制動器所能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的熱量也越多，從而導致制動器出現(xiàn)熱衰退現(xiàn)象，最終使汽車制動力顯著減小，制動時的距離明顯加長。

4.4?選擇合適的輪胎

輪胎是汽車與地面唯一接觸的部件，輪胎與地面附著力越大，在制動時能獲得制動力越大，制動距離可以縮短。對于家用車來說，影響制動距離的因素就是輪胎的寬度，輪胎越寬，接地面積越大，地面制動力越大[2]。

4.5?在保證車身強度和安全性能的前提下，盡可能降低汽車車身質(zhì)量，并降低載重

汽車重量對制動距離有著直接的影響。一般來說，汽車重量越大，制動距離越長。一些性能車重量遠大于家用A級車，但是其制動性能比家用A級車好的多，主要是因為還要考慮輪胎、制動性能。實驗表明對于自重在3t以上的汽車，載重質(zhì)量每增加1t，制動距離相應要增加lm。當汽車的裝載質(zhì)量和方式不同時，由于汽車的重心位置發(fā)生變化，汽車的制動距離也會受到影響[3]。

4.6?采用ABS+EBD系統(tǒng)

目前ABS廣泛應用到汽車制動系統(tǒng)上，它的作用是防止車輪抱死從而保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，車輪與地面的滑移率在15%-20%之間時，制動力系數(shù)最大，制動效果最好。ABS就是通過液壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)制動壓力，從而調(diào)節(jié)制動器制動力，將輪胎滑移率控制在15%-20%范圍以獲得最佳制動效果。而EBD是ABS的輔助功能，可以提高ABS的效能，使汽車制動更安全。EBD是在汽車制動瞬間，計算出4個輪胎的摩擦力系數(shù)，調(diào)整制動裝置，達到制動力與摩擦力的匹配，避免出現(xiàn)甩尾或回轉(zhuǎn)運動的發(fā)生。所以，EBD就是在ABS基礎上平衡每個輪胎的附著力，改善制動平衡，縮短制動距離。

4.7?改進制動系統(tǒng)結構，縮短制動器作用時間

目前，先進的重型汽車和掛車上廣泛采用電子制動系統(tǒng)（Electronic Braking System，EBS）。EBS是在ABS的基礎上，用電子控制取代傳統(tǒng)的機械傳動來控制制動系統(tǒng)，以達到良好的制動效果，增加汽車制動安全性。EBS電控氣制動

具有較短的制動響應時間和壓力建立時間，消除了機械制動響應時間以及制動舒適性差的問題;具有制動管理功能，功能更強大。

5 結論

總而言之，汽車的制動性直接影響著行車安全，而制動距離是衡量汽車制動性的重要指標之一。本文通過對制動距離進行分析，了解影響制動距離的因素，從而在制動系統(tǒng)結構、行駛車速、車身重量等方面提出縮短制動距離的措施。

參考文獻

[1] 余志生.汽車理論[M].6版.北京：機械工業(yè)出版社，2018.

[2] 陳俊武.汽車制動性評價及制動距離效果分析[J].電子測試，2017 （06）：106-107.

[3] 張杰.汽車制動性概述與制動性檢測方法研究[J].內(nèi)燃機與配件， 2019（22）：101-102.