蔣一春　夏海峰

摘 要：汽車制動(dòng)性能是汽車安全性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，本文主要通過(guò)分析我國(guó)現(xiàn)有乘用車制動(dòng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB 7258-2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》、GB 21670-2008《乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》中的相關(guān)要求，對(duì)乘用車制動(dòng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：汽車制動(dòng) 制動(dòng)性能 比較分析

Evaluation of Passenger Car Braking Standard on Automobile Braking Performance

Jiang Yichun Xia Haifeng

Abstract：Automobile braking performance is one of the important evaluation indexes of automobile safety. This article mainly analyzes the relevant standards of passenger car braking in China： GB 7258-2017 "Technical Conditions for Safety of Motor Vehicle Operation"， GB 21670-2008 " The relevant requirements in "Technical Requirements and Test Methods of Passenger Car Braking System" ， to evaluate the braking performance of passenger cars.

Key words：automobile braking， braking performance， comparative analysis

1 引言

汽車制動(dòng)性能指標(biāo)是是汽車安全性能檢測(cè)的核心指標(biāo)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)汽車銷量急速上升，汽車的保有量也水漲船高，快速增加。因此我們應(yīng)該更加重視行車安全和交通安全。為了更好的維護(hù)目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)安全穩(wěn)定，具有及時(shí)準(zhǔn)確、高效先進(jìn)的汽車制動(dòng)檢測(cè)是十分有必要的。

2 汽車制動(dòng)過(guò)程

2.1 汽車制動(dòng)受力分析

若要使正在行駛的車輛要停車，則需要對(duì)汽車施加一個(gè)與汽車前進(jìn)方向相反的力，才能讓汽車停車。這個(gè)外力只能由汽車車身與空氣產(chǎn)生的摩擦力和輪胎與地面的摩擦力提供。但由于空氣阻力相對(duì)很小，所以主要是由地面與輪胎之間的摩擦力來(lái)提供這個(gè)力，這個(gè)力叫地面制動(dòng)力。力越大，所產(chǎn)生的減速度越大，制動(dòng)距離也會(huì)變得越短，因此可以看出地面制動(dòng)力對(duì)汽車制動(dòng)性能起著決定性的作用。

圖1表示的是發(fā)生制動(dòng)時(shí)車輛單個(gè)車輪的受力分析，Tu是在制動(dòng)器中摩擦襯片與制動(dòng)鼓或盤之間產(chǎn)生的摩擦力矩，單位為N·m;FXb是地面制動(dòng)力，單位為N。

顯然，從力矩平衡得到：

FXb=? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （式1）

式中，r為車輪半徑（m）

2.2 過(guò)程分析

如圖2所示當(dāng)需要停車時(shí)，駕駛員反應(yīng)需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才能意識(shí)到停車動(dòng)。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間后，駕駛員開始踩踏制動(dòng)踏板，從駕駛員開始發(fā)生踩踏這個(gè)動(dòng)作開始經(jīng)過(guò)時(shí)間才能踩到制動(dòng)踏板。從b點(diǎn)開始，駕駛員對(duì)制動(dòng)踏板施加踩踏的力，汽車也隨之開始產(chǎn)生制動(dòng)力，因?yàn)橹苿?dòng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在間隙，因此需要經(jīng)過(guò)才能產(chǎn)生制動(dòng)減速度，從c點(diǎn)開始汽車才開始發(fā)生制動(dòng)。c點(diǎn)之后，駕駛員對(duì)制動(dòng)踏板的力逐漸增大，到d點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大制動(dòng)力，達(dá)到最大制動(dòng)力后，制動(dòng)力將維持一段時(shí)間基本保持不變，至f點(diǎn)駕駛員開始釋放制動(dòng)踏板，但是制動(dòng)力還需要經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到g點(diǎn)才能消失

從圖中可以看出，制動(dòng)減速度與制動(dòng)力基本成正相關(guān)關(guān)系。

從制動(dòng)的全過(guò)程來(lái)看，總共包括駕駛員看到信號(hào)后作出制動(dòng)反應(yīng)、汽車制動(dòng)器開始起作用、持續(xù)制動(dòng)和放松制動(dòng)器四個(gè)階段。

3 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.1 制動(dòng)距離

一般所指的制動(dòng)距離是開始踩著制動(dòng)踏板到完全停車的距離。

制動(dòng)試驗(yàn)通常將制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度作為評(píng)價(jià)參數(shù)。不管是是歐盟汽車法規(guī)、美國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)都將制動(dòng)距離作為唯一的評(píng)價(jià)指標(biāo)或重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。

（式2）

如上表所示，GB 7258-2017中要求的制動(dòng)初速度為50km/h，而GB 21670-2008中發(fā)動(dòng)機(jī)接合的0型試驗(yàn)中規(guī)定試驗(yàn)初速度為80%的最高車速。從初始試驗(yàn)車速可以看出GB 7258-2017的初始車速更傾向于市區(qū)行駛的車速，更加貼合正常車輛行駛的制動(dòng)性能評(píng)價(jià)。而GB 21670-2008的初始車速為最高車速的80%，更偏向于評(píng)價(jià)車輛在正常行駛極限車速下的制動(dòng)性能評(píng)價(jià)。

3.2 充分發(fā)出的平均減速度

從（式2）看出，不管采取何種方法，除車輛本身制動(dòng)性能以外，制動(dòng)距離主要是受到試驗(yàn)初速度和制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間的影響，車速越高，駕駛員需要保持較高的制動(dòng)作用狀態(tài)的時(shí)間也越長(zhǎng)，制動(dòng)減速度也不可能保持不變。從這個(gè)角度而言，制動(dòng)減速度比制動(dòng)距離存在更多的優(yōu)勢(shì)。

MFDD=? ? ? ? ? （式3）

式中，ub為0.8u0的車速;u0為起始車速（km/h），ue為0.1u0的車速（km/h）;sb為u0到ub車輛經(jīng)過(guò)的距離（m）;se為u0到ue車輛經(jīng)過(guò)的距離（m）。

從表2可以看出GB 7258-2017規(guī)定的車輛充分發(fā)出的平均減速度要大于GB 21670-2008中對(duì)充分發(fā)出的平均減速度的規(guī)定，說(shuō)明在低速情況下對(duì)制動(dòng)效能的制動(dòng)效率要求更高。

3.3 制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間

如上圖2所示，總稱為制動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)間。

制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間能更加直觀的反應(yīng)制動(dòng)時(shí)，從駕駛員開始操作到制動(dòng)器起作用的時(shí)間，制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間越短制動(dòng)性能越好。

GB 7258-2017中在規(guī)定的初速度下急踩制動(dòng)時(shí)，液壓制動(dòng)的汽車制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間應(yīng)小于等于0.35s。

GB 21670-2008中規(guī)定，制動(dòng)時(shí)，從開始操縱控制裝置到最不利的車軸上的制動(dòng)力達(dá)到表1和表2規(guī)定制動(dòng)效能所經(jīng)歷的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)0.6s。

3.4 制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性

制動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)車輛偏離行駛方向、前輪抱死、后輪側(cè)滑、汽車失去了轉(zhuǎn)向能力，不能按駕駛員的操作意愿來(lái)行駛。制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性是指在制動(dòng)過(guò)程中保持直線行駛或者可以按照設(shè)定彎道行駛的能力。

汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性也是汽車制動(dòng)性能評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，這關(guān)系著在制動(dòng)時(shí)駕駛員對(duì)制動(dòng)操作的控制能力

制動(dòng)時(shí)汽車跑偏的主要原因汽車轉(zhuǎn)向軸的左、右車輪制動(dòng)力偏差太大。

GB 7258-2017中規(guī)定乘用車制動(dòng)不能偏離2.5m車道。

GB 21670-2008中規(guī)定，車輛在制動(dòng)前沿試驗(yàn)通道中線行駛，在制動(dòng)過(guò)程中，不能偏離3.5m寬的試驗(yàn)車道，橫擺角也應(yīng)小于等于15°。

3.5 臺(tái)式檢驗(yàn)制動(dòng)性能評(píng)價(jià)

臺(tái)式制動(dòng)性能檢測(cè)主要分為平板制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)和滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。主要設(shè)置在室內(nèi)，制動(dòng)初速度較小，制動(dòng)距離較短，因此通過(guò)儀器設(shè)備測(cè)得各軸制動(dòng)力、車輪阻滯率、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間等數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算制動(dòng)力百分比要求、制動(dòng)力平衡要求、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間要求、車輪阻滯率要求來(lái)評(píng)價(jià)車輛制動(dòng)性能。

通過(guò)對(duì)制動(dòng)力百分比的要求，根據(jù)式2可以看出制動(dòng)初速度v和制動(dòng)減速度是影響制動(dòng)距離的主要因素。而影響最主要因素就是制動(dòng)力，因此對(duì)控制制動(dòng)力的要求，就可以“等效”看成對(duì)制動(dòng)距離和充分發(fā)出的平均減速度的評(píng)價(jià)。

由上表可以看出，GB 7258-2017中對(duì)液壓制動(dòng)的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間要求最高，而比較大型的汽車：鉸接客車和無(wú)軌電車要求較低。

通過(guò)3.4可知，影響制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性的主要因素：“汽車左、右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左、右車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力不相等”，因此對(duì)制動(dòng)力平衡的要求，也可以“等效”看成對(duì)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)乘用車制動(dòng)法規(guī)中對(duì)乘用車制動(dòng)性能主要通過(guò)：車輛的制動(dòng)距離、制動(dòng)充分發(fā)出的平均減速度、制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間與制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性等重要指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。制動(dòng)性直接關(guān)系到駕駛安全，進(jìn)而影響交通安全。而大多數(shù)事故發(fā)生的原因就是車輛“剎不住”，也就是制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)，因此制動(dòng)距離與制動(dòng)穩(wěn)定性是最主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。我國(guó)制動(dòng)檢測(cè)法規(guī)：GB 21670-2008《乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》、GB 7258-2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中對(duì)上述制動(dòng)性能評(píng)價(jià)項(xiàng)目制動(dòng)了相應(yīng)的檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)車輛制動(dòng)性能的檢測(cè)，能很好地避免制動(dòng)性能不合格的車輛“上路”，從而在一定程度上避免一些交通事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]余志生.汽車?yán)碚?5版[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3.

[2]王兆.乘用車制動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)技術(shù)對(duì)比分析與研究.長(zhǎng)春市：吉林大學(xué)，2008.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB 7258-2017機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB 21861-2014機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[5]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB 21670-2008乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[6]陳清華，朱治鋼.汽車制動(dòng)性能檢測(cè)方法的比較與分析探究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（13）：144-145.