汽车具有良好的制动性能,遇到紧急情况,可以化险为夷;在正常行驶时,可以提高平均行驶速度,从而提高运输生产效率。汽车制动性能好坏,是安全行车最重要的因素之一,因此也是汽车检测诊断的重点。
一、对制动系的技术要求
汽车制动系应具有行车制动、应急制动和驻车制动三大基本功能。
①行车制动系必须使驾驶员能控制车辆行驶,使其安全、有效地减速和停车。行车制动装置的作用应能在各轴之间合理分配,以充分利用各轴的垂直载荷。应急制动必须在行车制动系有一处失效的情况下,在规定的距离内将车辆停住。应急制动可以是行车制动系统具有应急特性或是同行车制动分开的独立系统(注意应急制动不是行车制动中的急速踩下制动踏板)。驻车制动应能使车辆即使在没有驾驶员的情况下,也能停放在上、下坡道上。
②制动时汽车的方向稳定性,即制动时不发生跑偏、侧滑及失去转向的能力。
③制动平稳。制动时制动力应迅速平稳地增加;在放松制动踏板时,制动应迅速消失,不拖滞。
④操纵轻便。施加于制动踏板和停车杠杆上的力不应过大,以免造成驾驶员疲劳。
⑤在车辆运行过程中,不应有自行制动现象。
⑥抗热衰退能力。汽车在高速或下长坡连续制动时,由于制动器温度过高导致摩擦系数降低的现象称为热衰退。要求制动系的热稳定性好,不易衰退,衰退后能较快地恢复。
⑦水湿恢复能力。汽车涉水,制动器被水浸湿后,应能迅速恢复制动的能力。
二、制动系常见故障
1、制动失效。即制动系出现了故障,完全丧失了制动能力。
2、制动距离延长,超出了允许的限度。
3、制动跑偏。是指汽车直线行驶制动时,转向车轮发生自行转动,使汽车产生偏驶的现象。由于汽车制动时,偏离了原来的运行轨迹,因而常常是造成撞车、掉沟,甚至翻车等事故的根源,所以必须予以重视。引起跑偏的因素,就制动系而言,一是左右轮制动力不等;二是左右轮制动力增长速度不一致。其中特别是转向轮,因此要对制动力增长全过程的左右轮制动力差作出规定,且对前后轴车轮的要求不同。
4、制动侧滑。汽车制动时,某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动,这种现象称为制动侧滑。汽车在水湿路面或冰雪路面上制动时出现侧滑现象较多。尤其是在上述路面上紧急制动时,更容易出现侧滑,造成汽车甩尾,甚至原地转圈,从而导致交通事故发生。车轮抱死与制动侧滑有如下关系:
a.前轮抱死拖滞,后轮不制动时,汽车按直线行驶,处于稳定状态。但此时前轮失去控制转向的作用。
b.后轮抱死拖滞,前轮无制动,当车速超过25km/h时,汽车后轴严重侧滑,处于不稳定状态。
解决制动侧滑最有效的方法,是安装防抱死制动装置(ABS)。
5、制动拖滞。在行车中,踩下制动踏板使用制动后,再抬起制动踏板,不能迅速解除制动的现象叫制动拖滞。制动拖滞会耽误随后的起步行驶。
三、制动性能评价参数
汽车制动性主要由制动效能、制动抗热衰退性和制动时汽车的方向稳定性三个方面来评价。
(一)制动效能
1、制动距离。
用制动距离来评价汽车的制动性能具有一定的准确度,而且重复性较好。但需要有较大的试车场地,而且对轮胎的磨损较大。此外,制动距离是一个整车性能参数,它不能单独定量地反映出各车轮的制动状况以及制动力分配情况(从地面印痕只能大致看到),当制动距离延长时,也反映不出具体是什么故障使制动性能变差。
制动距离必须和制动跑偏量一起作为检验制动性能的参数。对于一个确定的汽车来说,它的质量是一定的,其制动器所能产生的制动力也是一定的,制动时汽车的初速度越大,制动距离越长,因此检验时还必须规定汽车的初速度。
2、制动力。
为了使行驶中的汽车能够减速或停车,必须由路面对汽车作用一个与其行驶方向相反的外力,来消耗汽车的动能,使汽车产生减速度,达到降低其行驶速度以至停车的目的,这个外力叫作制动力。对于一定质量的汽车来说,制动力越大制动减速度越大,制动距离越短。所以制动力是从本质上评价汽车制动性能的参数。制动力对汽车的制动性能具有决定性的影响。
用制动力这个参数评价汽车的行车制动性能,可以对前后轴制动力的合理分配以及每轴两轮平衡制动力差提出要求,从而保证汽车制动的方向稳定性,并使各轮附着重量得到充分利用。
另外,目前普遍使用的反力滚筒式制动试验台,由于检测时汽车是静止的,因此这种方法是模拟性的。检测结果有时受检测设备自身结构的影响,与汽车实际制动的情况有差距,当对检测制动力的结果有质疑时,应当用检验制动距离的方法加以验证。
3、制动减速度。
(二)制动抗热衰退性
(三)制动稳定性
制动稳定性是指制动时汽车的方向稳定性。通常用制动时汽车按给定轨迹行驶的能力来评价,即汽车制动时维持直线行驶或预定弯道行驶的能力。制动稳定性良好的汽车,在实验室不会产生不可控制的效能时汽车偏离一定宽度的试验通道。我国安全法中对制动稳定性有相应的规定(见GB7258-1997,6.14.1)。
四、地面制动力与制动器制动力及附着力的关系
气压制动系:气压表的指示气压运≤600kPag
液压制动系:踏板力,座位数小于或等于9座的载客汽车≤400N;其它车辆运≤450N。
制动时,车轮的运动有滚动和抱死拖滑两种状态。当制动踏板力较小时,制动器的摩擦力矩不大,路面与轮胎间的摩擦力,即地面制动力足以克服制动器的摩擦力矩使车轮转动。当车轮滚动时,地面制动力就等于制动器的制动力。但地面制动力有时小于制动器所能产生的最大制动力,即p≤PTmax使制动器的作用不能充分发挥。比如一个制动器性能良好的汽车在冰雪路面上制动时,地面制动力很小,车轮在很小的制动踏板力时就抱死拖滑,这是由于冰雪路面附着系数小的缘故。也就是说,地面制动力受到车轮与路面间附着条件的限制,其最大值不可能超过附着力。
附着力是指在汽车制动时,轮胎与地面之间的摩擦力,附着力除以汽车重力的商称为附着系数。在汽车制动时,附着力限制了制动力的最大值。同一辆汽车在干燥的沥青路面上制动与在冰雪路面上制动,制动距离相差很大,就是由于附着系数不同造成的。由于冰雪路面附着系数小,不可能产生较大的地面制动力。
车轮制动器的设计制造,能够保证汽车行驶在良好的道路上进行制动时,获得满意的制动效果。但随着汽车的使用,技术状况变差,导致车轮制动器不能提供足够大的制动力PT,这时即使用力踩着制动踏板,车轮仍然滚动而不抱死,使汽车的制动性能变差。由上述分析可以看出,汽车的地面制动力首先取决于制动器的制动力,但同时又受到路面附着条件的限制。所以,汽车只有具备足够的制动器制动力,同时路面的附着系数又较高时,才能产生足够的地面制动力,获得满意的制动效果。用制动力检验汽车的制动性能,主要目的是为了检测出制动器制动力PT。
五、为什么采用防抱死制动系统
防抱死制动装置可以将车轮的滑移率控制在15%-20%,充分利用较大的道路附着系数,使制动距离缩短。装有防抱死制动装置的汽车,制动时侧向附着力也较大,使汽车防止侧滑的能力大大提高。这种汽车行驶在雨天的路面上,比其他汽车的车速可以提高,一是由于制动距离短,二是不容易产生侧滑。