河北科技大学学士学位论文
L2——汽车质心离后轴距离；
hg——汽车质心高度；
g——重力加速度；
du ——汽车制动减速度。
dt算得 Z1?14501N;Z2?6520N 汽车总的地面制动力为
FB?FB1?FB2?Gdu?Gq (3.6) gdt式中：q（q?du）——制动强度，亦称比减速度或比制动力； gdtFB1,FB2——前后轴车轮的地面制动力。 由式（3.5）、式（3.6）求得前、后轴车轮附着力
F?1?(GhgL2G?FB)??(L2?qhg)? LLLF?2hgL1G?(G?FB)??(L1?qhg)? （3-7）
LLL在此取附着系数??0.7，因此求得F?1?10151N F?2?4564N
上式表明：汽车在附着系数?为任意确定值的路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数，而是制动强度q或总制动力FB的函数。当汽车各车轮制动器的制动力足够时，根据汽车前、后轴的轴荷分配，前、后车轮制动器制动力的分配、道路附着系数和坡度情况等，制动过程可能出现的情况有三种，即
(1)前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑； (2)后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑； (3)前、后轮同时抱死拖滑。
第（3）种情况的附着条件利用得最好。由式(3.6)、式(3.7)得在任何附着系数?的路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是：
Ff1?Ff2?FB1?FB2??G
Ff1/Ff2?FB1/FB2?(L2??hg)/(L1??hg) (3.8)
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式中：Ff1——前轴车轮的制动器制动力，Ff1?FB1??Z1；
Ff2——后轴车轮的制动器制动力，Ff2?FB2??Z2； FB1——前轴车轮的地面制动力；
FB2——后轴车轮的地面制动力；
Z1，Z2——地面对前、后轴车轮的法向反力； G——汽车重力；
L1，L2——汽车质心离前、后轴距离；
hg——汽车质心高度。
由式(3.8)知前、后车轮同时抱死时，前、后轮制动器的制动力Ff1，Ff2是?的函数。式(3.8)中消去?，得
1?GFf2??2??hg?GL2L?Ff1?(?2Ff1)? (3.9)
Ghg??224hgL式中：L——汽车的轴距。
图 3.3 某汽车的I曲线和?曲线
将上式绘成以Ff1，Ff2为坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线，简称I曲线，如图 3. 3所示。如果汽车前、后制动器的制动力Ff1，Ff2能按I曲线的规律分配，则能保证汽车在任何附着系数?的路面上制动时，都能使前、后车轮同时抱死。目前大多数两轴汽车的前、后制动器制动力之比值为一定值，并以前制动Ff1与汽车总制动力Ff之比表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数?：
??Ff1Ff?Ff1Ff1?Ff2 （3.10）
由于在附着条件所限定的范围内，地面制动力在数值上等于相应的制动周缘力，故?通
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称为制动力分配系数。 在本设计的商务车中：
由式（3.8）Ff1?FB1??Z1?10151N；Ff2?FB2??Z2?4564N ;
??Ff1Ff?Ff1Ff1?Ff2?0.69
3.2同步附着系数
由式(3.10)可表达为
Ff2Ff1?1??? (3.11)
上式在图 3.3中是一条通过坐标原点且斜率为(1-?)/?的直线，是汽车实际前、后制动器制动力分配线，简称?线。图中?线与I曲线交于B点， B点处的附着系数?=?0,则称?0为同步附着系数。它是汽车制动性能的一个重要参数，由汽车结构参数所决定。 同步附着系数的计算公式是：?0?L??L2。 求得 ?0?0.7 hg对于前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在附着系数?等于同步附着系数
?0的路面上，前、后车轮制动器才会同时抱死。当汽车在不同?值的路面上制动时，可
能有以下情况：
(1)当?
(2)当?>?0，?线位于I曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。
(3)当???0，制动时汽车前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也失去转向能力。 为了防止汽车的前轮失去转向能力和后轮产生侧滑，希望在制动过程中，在即将出现车轮抱死但尚无任何车轮抱死时的制动减速度，为该车可能产生的最高减速度。分析表明，汽车在同步附着系数?0的路面上制动(前、后车轮同时抱死)时，其制动减速度为du/dt?qg??0g，即q??0，q为制动强度。而在其他附着系数?的路面上制动时，达到前轮或后轮即将抱死时的制动强度q
FBq? (3.12) G???? 15
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算得 ??1.1
式中：FB——汽车总的地面制动力；
G——汽车所受重力；
q——制动强度。
当?=?0时，q=?0，?=1,利用率最高。
直至20世纪50年代，当时道路条件还不很好，汽车行驶速度也不很高，后轮抱死侧滑的后果也不显得像前轮抱死丧失转向能力那样严重，因此往往将?0值定得较低，即处于常遇附着系数范围的中间偏低区段。但当今道路条件大为改善，汽车行驶速度也大为提高，因而汽车因制动时后轮先抱死引起的后果十分严重。由于车速高，它不仅会引起侧滑甩尾甚至会调头而丧失操纵稳定性。后轮先抱死的情况是最不希望发生的。因此各类轿车和一般载货汽车的?0值有增大的趋势。
如何选择同步附着系数 ?0，是采用恒定前后制动力分配比的汽车制动系设计中的一个较重要的问题。在汽车总重和质心位置已定的条件下，的数值就决定了前后制动力的分配比。
?0的选择与很多因数有关。首先，所选的?0应使得在常用路面上，附着系数利用
率较高。具体而言，若主要是在较好的路面上行驶，则选的?0值可偏高些，反之可偏低些。从紧急制动的观点出发，?0值宜取高些。汽车若常带挂车行驶或常在山区行驶，?0值宜取低些。此外，?0的选择还与汽车的操纵性、稳定性的具体要求有关，与汽车的载荷情况也有关。总之，?0的选择是一个综合性的问题，上述各因数对?0的要求往往是相互矛盾的。因此，不可能选一尽善尽美的?0值，只有根据具体条件的不同，而有不同的侧重点。
根据设计经验，空满载的同步附着系数?0?和?0应在下列范围内：轿车：0.65～0.80；轻型客车、轻型货车：0.55～0.70；大型客车及中重型货车：0.45～0.65。
现代汽车多装有比例阀或感载比例阀等制动力调节装置，可根据制动强度、载荷等因素来改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线。
为保证汽车制动时的方向稳定性和有足够的附着系数利用率，联合国欧洲经济委员会(ECE)的制动法规规定，在各种载荷情况下，轿车在 0.15≤q≤0.8，其他汽车在0.15≤q≤0.3 的范围内，前轮均应 能先抱死；在车轮尚未抱死的情况下，在 0.2≤?≤0.8 的范围内，必须满足 q≥0.1+0.85(?-0.2)。由式（13）可知q=0.77，满足。
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3.3制动强度和附着系数利用率
上面已给出了制动强度q和附着系数利用率?的定义式。下面再讨论一下当?=?0、
??0时的q和?。根据所定的同步附着系数?0，由式（3.10）及式（3.11）得
??L2??0hgL
1???L1??0hgL （3.13）
进而求得 FB1?FB??Gq?? FB2G(L2??0hg)q （3.14） LG?FB(1??)?Gq(1??)?(L1??0hg)q （3.15）
L当?=?0时：FB1?F?1，FB2?F?2，故FB?G?=14715，q=?；?=1。
当?
FB?GL2? （3.16）
L2?(?0??)hgq?L2? （3.17）
L2?(?0??)hg??L2L2?(?o??)hg （3.18）
当?>?0时：可能得到的最大总制动力取决于后轮刚刚首先抱死的条件，即、式（3.7）、式（3.13）和式（3.15）得 FB2?F?2。由式（3.6）
FB?GL1? （3.19）
L1?(???0)hgq?L1? （3.20）
L1?(???0)hgL1 （3.21）
L1?(???0)hg??本设计中汽车的?值恒定，其?0值小于可能遇到的最大附着系数，使其在常遇附着系数范围内?不致过低。在?>?0的良好路面上紧急制动时，总是后轮先抱死。
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