汽車制動管路部分失效的制動效能解析

姜琦菲 丁梓涵 夏侃侃

摘? 要：在車輛行駛的過程中，人們對行車制動和駐車制動的制動功效十分關(guān)注，汽車的靈活便捷性能是按照人們意志力，根據(jù)需要來自動調(diào)節(jié)汽車。如果車輛在行駛的過程中沒有制動系統(tǒng)的保護，那么汽車就很難向前行駛，甚至還會讓駕駛?cè)藛T出現(xiàn)手忙腳亂的問題。因此，為了能夠保障車輛的安全行駛，需要相關(guān)人員加強對汽車制動裝置和制動效能的了解。

關(guān)鍵詞：汽車制動;制動效能;失效;優(yōu)化

汽車制動是汽車在行駛過程中通過制動減速或停車的制動技術(shù)。汽車制動操作關(guān)系到車輛能否在道路上安全行駛，在車輛行駛的過程中如果出現(xiàn)了制動失靈的問題，會使得駕駛?cè)藛T陷入到一種手忙腳亂的狀態(tài)，在處理不恰當(dāng)?shù)那闆r下還會誘發(fā)安全事故。因此，為了能夠保證車輛的安全行駛，需要相關(guān)人員能夠充分熟悉和了解行車制動功效，根據(jù)汽車的屬性來靈活的選擇制動措施，在遇到危機的時候靈活處理，并在車輛行駛的時候做好一列的安全措施，由此來保證車輛制動性能的安全性。

一、汽車制動效能

汽車制動效能是指汽車迅速降低車速直至停車的能力。汽車制動效能的評價指標(biāo)是制動距離S（單位m）和制動減速度（單位m/s2）。制動距離S是指汽車以給定的初速，從踩到制動踏板至汽車停住所行駛的距離。制動力和制動減速度制動距離與踏板力（或者制動系管路壓力）以及地面的附著情況有關(guān)，也與制動器的熱工況有關(guān)。制動減速度是地面制動力的反映，而地面制動力與制動器制動力有關(guān)。不同制動工況時汽車的地面制動力不同。在汽車制動的時候受多個因素干擾的影響會出現(xiàn)失去穩(wěn)定的情況，表現(xiàn)在制動跑偏和制動側(cè)滑。在制動中，車輛兩邊車輪制動力增大且速度不一致的情況下會出現(xiàn)制動跑偏。側(cè)滑主要體現(xiàn)在制動操作時汽車的某一軸或者兩個軸出現(xiàn)橫向移動。側(cè)滑和跑偏存在密切的關(guān)聯(lián)，在嚴(yán)重跑偏的情況下會引起后軸的側(cè)滑。

二、汽車制動性能指標(biāo)和車輪的受力分析

（一）性能指標(biāo)

第一，制動效能。汽車的制動效能主要是指汽車快速減速一直到停車所顯示出來的能力。在良好的道路上，汽車會按照一定的初始速度制動到停車的制動距離，在遇到坎坷的時候會啟動減速制動。制動效能是車輛制動性能的基本評價指標(biāo)。第二，制動效能的恒定性。制動效能恒定性是指抵抗制動效能的熱衰退、水衰退能力，也就指汽車在高速公路上行駛或者到下坡、涉水路段連讀制動時制動效能的穩(wěn)定程度。汽車制動過程實際是將汽車行駛動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。在汽車的制動器溫度提升之后，汽車的制動力會降低，制動減速度減少，制動距離擴大，這個階段是制動器的熱衰退階段。第三，制動方向的穩(wěn)定性。制動方向穩(wěn)定性是指在制動操作的時候，汽車會按照駕駛?cè)藛T給定方向向前不斷行駛的能力。汽車制動穩(wěn)定性的評價指標(biāo)包含汽車行駛是否出現(xiàn)跑偏、側(cè)滑、失去轉(zhuǎn)向能力。

（二）車輪受力分析

第一，地面制動力。汽車在運行時，汽車車輪受和汽車行駛方向相反地面切向反作用力作用。在這個時期汽車產(chǎn)生的制動力被稱作是地面制動力。車輛行駛經(jīng)過地面最大制動力深受制動器內(nèi)部制動摩擦片和制動鼓間摩擦力和輪胎、地面之間附著力的影響。第二，制動器的制動力。制動器的制動力能夠有效克服制動器摩擦力矩在車輪周圍所需要施加的切向力，制動器制動力由制動系的參數(shù)影響，也會受摩擦系數(shù)、車輪半徑、結(jié)構(gòu)尺寸大小的影響。第三，地面制動力、制動器和地面附著力的關(guān)聯(lián)。汽車的地面制動力深受制動器動力、地面條件的影響，在制動器制動力足夠的情況下才能夠有效保證地面的制動力水平。第四，硬路面上的附著系數(shù)和滑動率。汽車制動操作的時候不僅僅包含滾動和抱死的狀態(tài)，而是會經(jīng)歷從車輪滾動到一邊滾一邊滑，最后到抱死拖滑的過程

汽車的制動包含三個階段，第一階段是車輪純滾動的階段，在這個階段的印痕形狀和輪胎胎面的花紋基本上保持一直到狀態(tài)。第二階段是車輪會進行一邊滾動一邊滑動，這個時候的印痕會辨認(rèn)出輪胎花紋，這個時候花紋會變得模糊。第三階段的車輪會向前面純滑動，這個時候的滑輪會抱死拖滑，印痕粗黑，無法看出輪胎的花紋痕跡。

三、汽車制動效能的檢驗

（一）借助制動距離法檢驗制動效能

制動距離主要是指機動車在規(guī)定的初始速度下緊急踩制動踏板時候，從腳接觸制動踏板到車輛停止期間車輛經(jīng)過的距離。制動距離是評價汽車制動效能的直觀指標(biāo)。

1、使用制動距離檢驗

制動試驗需要在干燥、平坦、清潔的水泥路面或者瀝青路面上進行，汽車緊急狀態(tài)下的制動距離和穩(wěn)定制動力、制動減速變化狀態(tài)、制動協(xié)調(diào)時間存在密切的關(guān)聯(lián)。在開展制動距離檢驗操作的時候需要規(guī)定的初始速度下實現(xiàn)緊急制動，實際測量的振動距離不能夠超過允許數(shù)值。在車輛勻速速度較快的情況下，點剎車的方向要始終保持穩(wěn)定的要求，只有點剎達(dá)到穩(wěn)定的要求才能夠?qū)⒐こ绦旭偱卸楹细瘛?/p>

2、根據(jù)拖印的長度反推制動初始速度

根據(jù)輪胎在地面上所形成的印痕長度去反推車輛制動初始速度。制動距離也是體現(xiàn)整車制動性能優(yōu)劣的關(guān)鍵，這個參數(shù)無法有效體現(xiàn)出各個車輪動力分配情況，在制動距離較長的時候也無法確定車輛的故障。

（二）借助制動法檢驗制動效能

按照測試、取值以及計算方法不同的影響可以將制動減速度劃分為制動穩(wěn)定減速度、平均減速度。第一，制動穩(wěn)定減速度。使用中減速度儀器設(shè)備測量出制動減速度隨時間變化而變化的曲線，從中獲得最穩(wěn)定狀態(tài)的數(shù)值作為制動穩(wěn)定數(shù)。制動到車輪位置上的時候發(fā)現(xiàn)車輪抱死，制動穩(wěn)定減速度和車輪路、路面的附著系數(shù)呈現(xiàn)出正相關(guān)的關(guān)系，比例系數(shù)是重力加速度。第二，平均減速度。在平均減速度的影響下會使得制動測試不受車輛傾斜角的影響，在試驗分析的時候能夠精準(zhǔn)的反映出車輛的制動減速特點。

（三）改善制動效能的基本舉措

第一，采取積極的措施增加制動器的制動力。制動蹄摩擦面的圓弧半徑要略微的超過制動鼓內(nèi)徑、合理調(diào)節(jié)制動蹄和鼓間隙是增加制動蹄和制動鼓接合面積的一個重要舉措，在實施操作的時候還需要嚴(yán)格限定摩擦系數(shù)，在必要的情況下還需要重新調(diào)整制動控制閥的平衡彈簧，通過加大預(yù)緊力能夠?qū)崿F(xiàn)制動氣室氣壓和氣體儲藏裝置數(shù)值的接近。第二，縮短制動協(xié)調(diào)時間。通過減少制動機械設(shè)備曠量、減少制動踏板自由形成、保持制動管內(nèi)部氣體的暢通是縮短制動協(xié)調(diào)時間的重要舉措。

（四）保持制動效能的恒定性

制動效能指標(biāo)是指在冷態(tài)制動狀態(tài)下制動器的運作情況，汽車在經(jīng)過長坡或者高速制動的情況下，制動器的工作溫度在300攝氏度以上，有的時候還會在600攝氏度到700攝氏度的環(huán)境下工作，溫度的過度提升會降低制動器的摩擦力，汽車的制動效能也會降低，這個現(xiàn)象被稱作是汽車制動效能熱衰退。制動效能恒定性是指制動器抗熱衰退的能力。制動器的結(jié)構(gòu)形式對其抗熱衰退能力會產(chǎn)生十分深刻的影響，這個期間，不同結(jié)構(gòu)的制動器所產(chǎn)生的制動功率也就不同。

自動增力模式制動器具備較大的振動效能因數(shù)，摩擦系數(shù)下降就會使得制動器的摩擦力矩下降。盤式制動器的效能因數(shù)低于鼓式制動器，但是其穩(wěn)定性能突出，由此會被人們廣泛的應(yīng)用到轎車和重型礦用汽車領(lǐng)域。

結(jié)束語

綜上所述，文章站在保障汽車性能穩(wěn)定性的角度上分析了汽車制動管路部分失效的制動效能，經(jīng)過一系列的分析發(fā)現(xiàn)，在車輛運轉(zhuǎn)的時候為了能夠保證車輛的穩(wěn)定性，要減少車輛抱死、側(cè)滑問題的發(fā)生，通過減少這些問題的出現(xiàn)來維持汽車的轉(zhuǎn)向能力，最終保證汽車制動方向的穩(wěn)定。

參考文獻：

[1]施宗成. 鼓式制動器熱結(jié)構(gòu)耦合參數(shù)化有限元分析[D]. 吉林大學(xué)， 2011.

[2]王勇軍. 汽車制動管路部分失效的制動效能分析[J]. 農(nóng)業(yè)機械化與電氣化， 2006（2）：27-28.