李永強(qiáng),時(shí)中華,韓月琴（駐馬店中集華駿車(chē)輛有限公司,河南 駐馬店 463000）

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汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)性能及其研究前景試論

李永強(qiáng),時(shí)中華,韓月琴
（駐馬店中集華駿車(chē)輛有限公司,河南 駐馬店 463000）

摘 要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和科技水平的不斷提高，推動(dòng)了汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，但與此同時(shí)，也對(duì)汽車(chē)的質(zhì)量提出了更高的要求。在汽車(chē)列車(chē)中，制動(dòng)性能有著舉足輕重的地位，對(duì)汽車(chē)的質(zhì)量有著不容忽視的影響。因此，本文對(duì)汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)性能進(jìn)行了深入地分析，對(duì)其研究前景進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)列車(chē)；制動(dòng)性能；研究前景

近些年來(lái)，汽車(chē)列車(chē)的數(shù)量有了明顯的增加，這為人們的出行提供了便利，但與此同時(shí)，也提高了汽車(chē)發(fā)生交通事故的幾率。當(dāng)汽車(chē)列車(chē)在行駛中出現(xiàn)故障的時(shí)候，其制動(dòng)性能就可以充分地發(fā)揮作用，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行有效的控制，從而降低交通事故造成的危害，鑒于制動(dòng)性能的重要性，對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行探討是非常有必要的。

1 汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)

汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)，主要是由兩部分組成的，一部分是牽引車(chē)，另一部分是掛車(chē)。掛車(chē)并不能作為獨(dú)立的制動(dòng)體系而存在，其需要和牽引車(chē)結(jié)合在一起才能進(jìn)行制動(dòng)，牽引車(chē)可以獨(dú)立的進(jìn)行自動(dòng)，除此之外，其和掛車(chē)進(jìn)行組合也可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。

掛車(chē)以及牽引車(chē)兩者之間的制動(dòng)，既可以實(shí)現(xiàn)自身的獨(dú)立性，也可以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)性。本文中所指的獨(dú)立性，就是指牽引車(chē)以及掛車(chē)自身都具有操縱系統(tǒng)，并且當(dāng)掛車(chē)脫離后掛車(chē)的制動(dòng)作用后并不會(huì)對(duì)牽引車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)造成破壞。協(xié)調(diào)性主要是指在掛車(chē)進(jìn)行制動(dòng)的時(shí)候，其車(chē)軸的制動(dòng)力大小會(huì)隨著牽引車(chē)車(chē)軸制動(dòng)力的大小而發(fā)生變化，車(chē)軸所具有的不同大小的制動(dòng)力，會(huì)對(duì)制動(dòng)的開(kāi)始以及停止產(chǎn)生一定的影響，因此，必須在汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)的過(guò)程中保證其穩(wěn)定性。

2 汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)性能

2.1 制動(dòng)的距離

所謂的制動(dòng)距離，就是指當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板的那一刻起，一直到車(chē)輛完全停止運(yùn)行這一過(guò)程中汽車(chē)所行駛的距離，需要注意的是，

表1　汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)距離

此制動(dòng)距離是建立在車(chē)輛按照規(guī)定的初速度行駛的基礎(chǔ)上。

我國(guó)為了確保汽車(chē)列車(chē)的安全性，在對(duì)其進(jìn)行安全檢測(cè)的過(guò)程中，明確規(guī)定了汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)距離，具體的標(biāo)準(zhǔn)如表1。

在認(rèn)證車(chē)型的過(guò)程中，還進(jìn)行了制動(dòng)性能試驗(yàn)，具體的試驗(yàn)如下：在固定初速度在60km/h的狀態(tài)下[1]，需要將牽引車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置進(jìn)行脫節(jié)，然后測(cè)量其制動(dòng)距離，測(cè)量的制動(dòng)距離應(yīng)該小于：

在對(duì)掛車(chē)的制動(dòng)性能進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，應(yīng)該以制動(dòng)因數(shù)以及牽引連接裝置中測(cè)量到的推力D來(lái)進(jìn)行計(jì)算。在這個(gè)時(shí)候，制動(dòng)因數(shù)ZR為：

在此計(jì)算公式中，D表示的是牽引車(chē)連接裝置上的推力，當(dāng)其受到拉力的時(shí)候呈現(xiàn)的是正數(shù)，反之，在其受到壓力的時(shí)候呈現(xiàn)的是負(fù)數(shù)[2]。另外，其中的PR表示的是掛車(chē)中的輪胎和路面兩者之間形成的靜法向反力[3]。

2.2 制動(dòng)減速度

汽車(chē)列車(chē)在運(yùn)行中所產(chǎn)生的制動(dòng)減速度，是在瞬間內(nèi)發(fā)生改變的，所以想要反應(yīng)其運(yùn)行狀態(tài)是非常困難的，而且制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離之間的聯(lián)系也不是很密切，面對(duì)此種情況，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家的研究后發(fā)現(xiàn)，可以使用以下公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算：

此公式和上述的（1）有著密切的聯(lián)系，當(dāng)（1）中的第二項(xiàng)為S2=V2/2j，其中的j可以作為平均制動(dòng)減速度[4]，而且其速度大約是5.0m/s2。

2.3 制動(dòng)穩(wěn)定性

汽車(chē)列車(chē)所具有的制動(dòng)性能和一般的貨車(chē)相比較，其性能更加的復(fù)雜，其中車(chē)軸數(shù)目的增加是導(dǎo)致其性能愈發(fā)復(fù)雜的主要因素。另外，列車(chē)各節(jié)之間所產(chǎn)生的互動(dòng)作用也會(huì)對(duì)制動(dòng)性能產(chǎn)生影響。本文對(duì)影響汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)穩(wěn)定性的因素以及其不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行了深入地分析，具體的內(nèi)容如下：

第一，軸荷轉(zhuǎn)移以及最佳制動(dòng)力分配。車(chē)輛在減速度的過(guò)程中，會(huì)引起荷載轉(zhuǎn)移，當(dāng)此現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)候，會(huì)對(duì)制動(dòng)性能的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，想要確保汽車(chē)的制動(dòng)穩(wěn)定性，在對(duì)車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)其制動(dòng)力進(jìn)行最佳的分配。

第二，制動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。列車(chē)在制動(dòng)的過(guò)程中，若是出現(xiàn)以下三種情況，就代表制動(dòng)出現(xiàn)了不穩(wěn)定性，分別是蛇形、掛車(chē)擺動(dòng)以及折疊。在這三種情況中，車(chē)輛在出現(xiàn)前軸側(cè)滑的時(shí)候是可以控制的，使車(chē)輛在蛇形的狀態(tài)下恢復(fù)正常行駛是比較容易的，而車(chē)輛折疊現(xiàn)象是不容易控制，此種情況出現(xiàn)之后就很容易引發(fā)交通安全事故，因此，應(yīng)該盡量減少此現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率。

第三，列車(chē)的縱向不穩(wěn)定問(wèn)題。列車(chē)在制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生縱向力，此力可以分為兩種狀態(tài)，一種是穩(wěn)定性狀態(tài)，另一種是不穩(wěn)定性狀態(tài)。所謂的穩(wěn)定狀態(tài)，就是指列車(chē)在制動(dòng)作用下，可以緩慢的進(jìn)行減速，在這個(gè)時(shí)候，牽引連接裝置中的縱向力只是作用在外力，和初始條件沒(méi)有任何關(guān)系。此時(shí)，列車(chē)的正常行駛不會(huì)受到嚴(yán)重的影響。當(dāng)縱向力處于不穩(wěn)態(tài)的時(shí)候，其不僅會(huì)受到外力的作用，還會(huì)受各節(jié)車(chē)之間的相對(duì)作用力影響，進(jìn)而發(fā)生位移等變化，這樣就導(dǎo)致汽車(chē)列車(chē)無(wú)法正常行駛。

第四，載貨車(chē)以及全掛車(chē)之間的制動(dòng)協(xié)調(diào)。全掛車(chē)在制動(dòng)的過(guò)程中，載貨車(chē)的軸荷不會(huì)受到其影響，但載貨車(chē)以及全掛車(chē)兩者之間所具有的聯(lián)接件會(huì)受到內(nèi)部作用D的影響，而且D的大小以及方向會(huì)對(duì)載貨車(chē)的軸制動(dòng)作用時(shí)間以及抱死順序等產(chǎn)生影響。

3 汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)性能的研究前景

汽車(chē)列車(chē)中的制動(dòng)性能是屬于操縱穩(wěn)定性的范疇，所以相關(guān)人員應(yīng)該沿著此方面進(jìn)行深入地研究，進(jìn)而找出有效的措施來(lái)確保其制動(dòng)性能的穩(wěn)定性。

在汽車(chē)列車(chē)中，控制系統(tǒng)是非常重要的組成部分，此部分最重要的就是確保汽車(chē)列車(chē)的穩(wěn)定性，而且，線性控制系統(tǒng)是否可以保持穩(wěn)定性，與控制系統(tǒng)有著密切的聯(lián)系。根據(jù)以上分析，可以確定汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)性能的研究前景：

第一，對(duì)汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)法規(guī)進(jìn)行深入地研究。由于各國(guó)的文化、歷史以及經(jīng)濟(jì)情況等各不相同，所以汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)法規(guī)也存在著一定的差異，面對(duì)此種情況，相關(guān)人員必須在研究制動(dòng)性能之前，對(duì)制動(dòng)法規(guī)進(jìn)行研究，然后根據(jù)法規(guī)來(lái)開(kāi)展各種試驗(yàn)，進(jìn)而提高汽車(chē)的制動(dòng)性能。

第二，研究可以測(cè)量車(chē)輛動(dòng)態(tài)制動(dòng)過(guò)程的測(cè)試儀器。車(chē)輛在制動(dòng)的過(guò)程中，是不容易被測(cè)量的，這樣就增加了制動(dòng)性能研究工作的難度，因此，想要解決這一問(wèn)題，就應(yīng)該先研究出可以對(duì)汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量的儀器，在此基礎(chǔ)上可以針對(duì)其制動(dòng)過(guò)程中的不足之處進(jìn)行彌補(bǔ)，從而逐漸完善制動(dòng)方法以及制動(dòng)體系。

第三，汽車(chē)行業(yè)是在不斷發(fā)展的，汽車(chē)的型號(hào)以及結(jié)構(gòu)等也是在改變的，汽車(chē)總體的改變，對(duì)制動(dòng)性能也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。鑒于此種情況，研究人員應(yīng)該對(duì)車(chē)輛中使用的新材料、新結(jié)構(gòu)等進(jìn)行研究，從而研究出其特性等，并重點(diǎn)研究其與動(dòng)態(tài)制動(dòng)過(guò)程之間存在的關(guān)系，進(jìn)而找出提高制動(dòng)性能的方法。

第四，相關(guān)研究人員應(yīng)該就目前汽車(chē)的基本參數(shù)測(cè)量方法進(jìn)行深入地研究，比如說(shuō)，對(duì)車(chē)輛的質(zhì)心位置進(jìn)行研究，通過(guò)研究得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，進(jìn)而為模擬制動(dòng)過(guò)程提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)，從而提高研究水平。

第五，車(chē)輛在行駛過(guò)程中不僅有直線動(dòng)態(tài)，還有曲線動(dòng)態(tài)，因此，相關(guān)研究人員應(yīng)對(duì)這兩種動(dòng)態(tài)的制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行研究，并著重研究制動(dòng)控制系統(tǒng)。

第六，車(chē)輛的制動(dòng)狀態(tài)和輪胎有著密切的聯(lián)系，因此，應(yīng)該就輪胎所具有的機(jī)械特性進(jìn)行研究，并對(duì)其和道路之間產(chǎn)生摩擦的原理進(jìn)行分析，進(jìn)而為汽車(chē)制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展提供幫助。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，汽車(chē)列車(chē)行業(yè)屬于高科技產(chǎn)業(yè)，其更新?lián)Q代的速度是比較快的，一些新材料在車(chē)輛中的應(yīng)用，會(huì)對(duì)汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)性能產(chǎn)生一定的影響，鑒于此種情況，相關(guān)人員應(yīng)該繼續(xù)對(duì)汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)性能進(jìn)行研究，與此同時(shí)，還應(yīng)該對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行探討，只有提高了汽車(chē)列車(chē)的制定性能，才能降低車(chē)輛出現(xiàn)交通事故的幾率，進(jìn)而確保人們的出行安全。

參考文獻(xiàn)：

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.196