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汽车应用力学:制动时后轴侧滑与前轴转向能力的试验

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:3.制动试验的指导意义为了保证汽车制动时的方向稳定性,首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况,以防止危险的后轴侧滑;其次,尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后轮都抱死的情况,以维持汽车的转向能力。

汽车应用力学:制动时后轴侧滑与前轴转向能力的试验

1.单轴车轮抱死拖滑的制动试验

试验的条件是:为了诱发一定的侧向力,试验车在一条有2.5%的横向坡(设定正向行驶时路面的左侧为坡下)的平直混凝土路面上进行;为了降低附着系数使汽车容易发生侧滑,在地面上洒了水;试验用的轿车,各车轮制动器都装液压调节装置,以控制每根车轴的制动力,达到改变前、后车轴抱死拖滑顺序的目的;液压调节装置甚至可使车轮制动器液压为零,即在制动时该车轮根本不制动。

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图3-32 悬架导向杆系与转向系拉杆运动不协调引起的制动跑偏

a)制动前的状态 b)制动时不协调的状态(转角为θ

试验分四个项目进行,其试验结果如下:

(1)前轮无制动力而后轮有足够的制动力 试验结果如图3-33a的曲线A所示。曲线A说明,随着车速提高,侧滑程度更加剧烈。车速在48km/h时,汽车纵轴线与行驶方向的夹角(航向角)可达180°。

(2)后轮无制动力而前轮有足够的制动力 试验结果如图3-33a的曲线B所示。曲线B说明,即使车速达到65km/h,汽车的纵轴线偏转角也不大,最大值也只有10°,即汽车基本上维持直线行驶。不过应当指出,前轴车轮抱死后,汽车将失去转向能力,若遇到障碍,只有松开制动踏板,让前轮转动起来,才能绕开行驶。

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图3-33 抱死拖滑的制动试验

a)前轮抱死或后轮抱死时汽车纵轴线偏转角与制动初速的关系

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图3-33 抱死拖滑的制动试验(续)(www.xing528.com)

b)前、后轮抱死拖滑的顺序和时间间隔对后轴侧滑的影响(混凝土路面、转向盘固定) c)路面附着系数对后轴侧滑的影响

(3)前、后车轮都有足够的制动力,但它们抱死拖滑的顺序和时间间隔不同试验时利用车上的制动器液压调节装置,可使前、后车轮在制动到抱死拖滑时有不同的先后顺序和时间间隔。

试验结果如图3-33b所示。图中表明,以初速64.4km/h制动,若前轮比后轮先抱死拖滑(此时前轮丧失转向能力),或者后轮比前轮先抱死且时间间隔在0.5s以内,则汽车基本上维持直线行驶;若后轮比前轮先抱死拖滑间隔时间超过0.5s,则后轴将发生严重的侧滑。

试验还表明:前轴或后轴的两个车轮也不是同一瞬时抱死的,会有少许先后差别。如果只有一个后轮抱死,也不会发生侧滑,侧滑程度取决于晚抱死的后轮与晚抱死的前轮的时间间隔。

(4)不同的制动初速与附着系数

1)制动初速的影响。试验还做了制动初速为48.2km/h及72.3km/h个的制动。试验表明,初速为48.2km/h时,即使后轮比前轮先抱死拖滑在0.5s以上,汽车纵轴线的偏转角也只有25°;初速为72.3km/h时,侧滑情况与64.4km/h时的一样。这说明,只有在初速超过48km/h时,后轴侧滑才成为一种危险的侧滑。

2)附着系数的影响。为了查明附着系数对侧滑的影响,还在干燥路面上作了同样的试验。试验时前轮无制动力,后轮可制动到抱死拖滑。干燥路面的制动距离是湿路面的70%,亦即在湿路面上的制动时间要长些。试验结果如图3-33c左所示。图上曲线表明,在干燥路面上汽车纵轴线偏转角比湿路面的要小。每次试验还记录了后轮开始拖滑的时间,若以时间为横坐标,把曲线重画一次(如图3-33c右),则在同样的时间内,干、湿路面的汽车纵轴线的偏转角相差不多。可见在低附着系数路面上制动,侧滑程度的增加主要是制动持续时间增加的缘故。

2.制动试验结论

1)制动过程中,若是只有前轮抱死或者前轮先抱死拖滑,汽车基本上沿直线向前行驶(减速停车),汽车处于稳定状态,但丧失转向能力。

2)若后轮比前轮提前一定时间(如上述试验汽车为0.5s以上)先抱死拖滑,且制动初速超过某一数值时(如上述试验汽车初速超过48km/h),汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长,后轴侧滑越剧烈。

3.制动试验的指导意义

为了保证汽车制动时的方向稳定性,首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况,以防止危险的后轴侧滑;其次,尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后轮都抱死的情况,以维持汽车的转向能力。最理想的情况是前、后车轮都处于边滚边滑同时又不抱死的制动状态,这样就可以确保制动时的方向稳定性。

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