汽車制動距離探究

陳振乾

摘 要：通過建立汽車制動距離計算的簡化理論模型，再引入各影響因素進行研究，計算不同情況下的汽車制動距離。結(jié)果表明，汽車制動距離受車速、路況、車況、載重、駕駛?cè)藗€人情況等因素的綜合影響，其中以車速、路況影響最大，在進行效能事故現(xiàn)場勘查時需要綜合考慮多種因素才能得到較為準(zhǔn)確的事故車輛制動初速度。

關(guān)鍵詞：制動距離；附著系數(shù)；制動初速度

制動距離是交通事故現(xiàn)場勘查的重要指標(biāo)，也是評價汽車行駛安全的重要因素之一。制動距離的大小一般取決于兩方面的因素影響：一方面是主觀因素，即駕駛?cè)说姆磻?yīng)時間，與駕駛?cè)耸欠耧嬀?、吸毒、疲勞，身體狀況，注意力是否集中等相關(guān)；另一方面是客觀因素，主要包括車速、路況、車況（輪胎、制動系統(tǒng)、保養(yǎng)情況）、超載情況等因素。

1建立制動距離計算的簡化理論模型

汽車正常行駛過程中，車輪輪胎接觸路面的部位與路面始終保持靜態(tài)接觸，作用于輪胎上的摩擦力方向與車輛行駛方向相同，推動汽車前進。而在制動過程中，輪胎與路面的摩擦力則與車輛前進方向大致相反。靜摩擦與滑動摩擦是基礎(chǔ)物理學(xué)中的概念。靜摩擦力是一個存在系數(shù)上限極值的可變系數(shù)摩擦力，是汽車制動過程中非抱死狀態(tài)下的主要制動摩擦力；動摩擦力則是一個不變系數(shù)摩擦力。由于最大靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)，因此制動過程中應(yīng)盡量保持輪胎與路面的靜態(tài)接觸，避免輪胎抱死而產(chǎn)生滑動，從而使制動距離保持最短。制動防抱死系統(tǒng)（antilock brake system，簡稱ABS系統(tǒng)）能夠在汽車制動時，自動控制制動器制動力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑（滑移率在20%左右）的狀態(tài)，以保證車輪與地面的附著力在最大值，進而為汽車制動提供了一定的安全保障。

1.1 汽車制動過程

從汽車制動的全過程來看[1]，可以分為4個大階段（6個小階段），本文以6個小階段進行劃分：駕駛?cè)朔磻?yīng)、右腳移動、右腳接觸制動踏板、制動減速開始、持續(xù)制動和制動釋放。

1.1.1駕駛?cè)朔磻?yīng)時段

1.4 乘用車幾種車速不同φ值時的制動距離

120km/h時的制動距離的計算（幾種車速不同附著系數(shù)時的制動距離計算結(jié)果見表1）：

即事故車輛的制動初速度大約為110.74（km/h）。

需要指出的是，上述計算模型屬于簡化模型，事實上回溯計算制動初速度還要考慮其它修正因素，才能得到較為接近真實的結(jié)果。

2汽車制動效果的其它影響因素

除影響最大的行車速度和路面材質(zhì)、狀況外，其它影響汽車制動距離的因素主要有車輛狀態(tài)、超載情況和駕駛?cè)藸顟B(tài)。表2是不同路面狀況下的附著系數(shù)。

2.1 車輛狀態(tài)的影響

2.1.1制動系統(tǒng)的傳導(dǎo)與優(yōu)化

制動系統(tǒng)采用液壓比氣壓更有效率，但氣壓制動適合掛車。雖然效率較液壓為低，但是經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計與整合控制系統(tǒng)，可以把制動器摩擦力增加時段縮短到0.4秒。提高車輛制動性能是車企義不容辭的責(zé)任，創(chuàng)新設(shè)計與優(yōu)化制動系統(tǒng)，提高車輛制動系統(tǒng)的可靠性與制動效率，仍大有潛力可挖。

2.1.2輪胎磨損影響

輪胎磨損過度會影響胎面與路面的附著性能，減小附著系數(shù)，進而增加制動距離。

2.1.3前檔風(fēng)玻璃的潔凈度

前擋風(fēng)玻璃表面灰塵過多會影響駕駛?cè)说囊暰€，引起反應(yīng)時間增加，導(dǎo)致制動距離增加。

2.1.4車輛超載的影響

從簡化模型公式中看不到載重對制動距離的影響，但是，在超載車輛的制動過程中，由于摩擦導(dǎo)致剎車片溫度顯著升高，可達數(shù)百攝氏度[5]，制動器熱衰退明顯，從而引起剎車片的性能下降，導(dǎo)致制動力下降，使得最大減速度不達標(biāo)，制動距離大幅增加。以輕卡江鈴 JC528T8 為例[6]，當(dāng)車輛超載50%時，初速為50km/h其增加制動距離8.2m，初速為90km/h其增加制動距離26.57m；當(dāng)車輛超載100%時，初速為50km/h其增加制動距離16.4m，初速為90km/h其增加制動距離53.15m；當(dāng)車輛超載200%時，初速為50km/h其增加制動距離32.81m，初速為90km/h其增加制動距離106.29m。

但是，也存在廠家迎合有些用戶的喜好，少標(biāo)車輛滿載噸位，從而導(dǎo)致在實測時有些車輛在“超載”時反而制動符合標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。

2.2 駕駛?cè)藸顟B(tài)影響

飲酒可以導(dǎo)致駕駛?cè)藢ν饨绱碳し磻?yīng)速度變慢，對距離的判斷嚴重失準(zhǔn)，雙重影響之下其制動距離會顯著延長，導(dǎo)致危險劇增。

疲勞駕駛是導(dǎo)致交通事故的重要原因之一。疲勞會增加反應(yīng)時間，導(dǎo)致制動距離增加，更為可怕的是，打盹會引起行駛方向偏離而引發(fā)嚴重交通事故。

注意力的分散也是引發(fā)效能事故的重要原因。有人在開車過程中打電話、發(fā)微信、吃東西、聊天、取東西等，這些都可能影響遇到緊急情況的制動距離，有時會因一秒鐘的疏忽導(dǎo)致方向偏離而引發(fā)交通事故。

為了自己和他人的安全，請保持合理車速，保持安全距離，調(diào)整自身狀態(tài)，做一個守法的合格駕駛?cè)耍?/p>

3利用制動距離分析交通事故中相關(guān)車輛初速度需要注意的幾個問題

影響汽車制動距離的因素多種多樣，相互制約，相互影響。但是，隨著環(huán)境和具體情形的不同，諸因素影響的大小又會發(fā)生變化，因此我們在交通事故或案件現(xiàn)場回溯汽車制動初速度時應(yīng)抓住主要影響因素，以簡化處理過程。

3.1 路況

由公式（8）可知，制動距離與初速度呈二次函數(shù)正相關(guān)，與附著系數(shù)呈反比例負相關(guān)。因此，必要時需要對現(xiàn)場路面的附著系數(shù)進行實驗測定，以準(zhǔn)確判定事故車輛的初速度。

3.2 車況

車況中最重要的是制動系統(tǒng)的傳導(dǎo)方式和速度，如果是液壓傳導(dǎo)，時間會稍短一些；如果是氣壓傳導(dǎo)，非經(jīng)優(yōu)化設(shè)計，其傳導(dǎo)時間會有所延長。必要時需要進行實驗驗證傳導(dǎo)時間。

3.3 超載情況

一般來說，如果生產(chǎn)廠家嚴格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行額定載荷標(biāo)注，超載注定會導(dǎo)致制動器的熱衰退，進而導(dǎo)致制動距離顯著增加，且超載越嚴重，增加越明顯；但是有些生產(chǎn)廠商為了迎合部分用戶的需求，故意對車輛的額定載荷進行縮減標(biāo)注，則會在數(shù)據(jù)顯示“超載”而實際上并沒有超載的情況下，影響不明顯。遇到此種情形，需要對車輛進行實際載重能力分析，確定是否真實“超載”，進而判斷“超載”對制動性能能的影響。

4結(jié)語

制動距離是車輛性能評價的重要指標(biāo)，熟悉駕駛車輛的制動性能，測算不同路況、不同初速下的制動距離，對我們在行駛中保持安全距離，保證車輛和人身安全有著重要意義。文中的制動距離計算簡化模型，可為車輛制動性能評判提供支撐，也可為交通事故現(xiàn)場勘查與重建提供參考。

參考文獻

[1]陰春曄.降雨條件下汽車制動距離的研究[D].沈陽：遼寧工業(yè)大學(xué)，2020：17.

[2]吳偉銓.安全行車中車輪受力情況與制動距離探析[J].引進與咨詢，2006，（7）：37-39.

[3]吳新平，趙清華.汽車制動性評價及制動距離分析[J].河南科技.2011，（19）：66-67.

[4]公安部. 機動車運行安全技術(shù)條件：GB 7258-2017[S].北京，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.

[5]馮俊賢，徐少峰.車輛超限超載對行車制動的影響[J].汽車運用.2011，（4）：31.

[6]劉晨陽，等.超載運輸車輛對瀝青路面的破壞及制動距離的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報.2016，（4）：490-494.

制動距離

制動距離是衡量車輛制動性能的關(guān)鍵性參數(shù)之一，它的意思就是人們在車輛處于某一時速的情況下，從開始制動到完全靜止時，車輛所駛過的路程。是車輛在一定的初速度下，從駕駛?cè)思辈戎苿犹ぐ彘_始，到完全停住為止所駛過的距離。包括反應(yīng)距離和制動距離兩個部分。制動距離越小，車輛的制動性能就越好。由于它比較直觀，因此成為廣泛采用的評價制動效能的指標(biāo)。正確掌握車輛制動距離對保障行車安全起著十分重要的作用。

各國的制動法規(guī)，都規(guī)定了各種車型在規(guī)定初速下的制動距離。超過這個距離的車輛，就是不合格車輛，不能在道路上行駛。交通管理部門在進行車輛檢驗時，最重要的指標(biāo)之一就是制動距離。我國對汽車（空載時）制動距離的要求是：

不超過九座的載客汽車初速度50km/h時，不超過19m；其它總質(zhì)量不超過4.5t的汽車初速度50km/ h是時，不超過21m；其它汽車，汽車列車初速度30km/h時，不超過9m。

制動距離應(yīng)由專業(yè)人員使用專門儀器進行測量。制動距離達不到要求時，應(yīng)及時對制動系統(tǒng)進行檢修，以防事故發(fā)生。