制动时车轮的受力(精)
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汽车制动的基本原理
汽车制动的基本原理是通过摩擦力将车轮的动能转化为热能,从而减缓或停止汽车运动。
制动系统由刹车踏板、刹车片、刹车盘(或鼓)、刹车油管路等组成。
当驾驶员踩下刹车踏板时,刹车液通过油管传递到刹车片上。
刹车片被推向刹车盘(或鼓),从而形成摩擦。
由于刹车盘(或鼓)与车轮相连,车轮受到阻力而减速。
刹车片与刹车盘或刹车鼓之间的摩擦力产生的热量会散发到周围空气中,形成制动效果。
制动时,撞击刹车片和刹车盘(或鼓)之间的压力会引起摩擦磨损,因此刹车片需要定期更换。
刹车油也是制动系统的重要组成部分,因为它在传递刹车踏板力量时可以提供高压力。
制动系统还包括防抱死刹车系统(ABS),它通过电子控制单元感知车轮的阻滞情况,在急刹车时阻止车轮锁死,保持车辆的稳定性。
在车辆行驶中,制动的最佳效果取决于多重因素,包括车辆的重量、速度、路况和刹车片与刹车盘(或鼓)之间的接触面积。
不正确的制动操作可能导致刹车片过热、刹车片和刹车盘(或鼓)过度磨损、刹车失灵甚至事故。
因此,正确的制动使用和维护对驾驶安全至关重要。
驱动车轮受力分析小
1、驱动车轮受力地面制动力;在踩制动踏板对汽车实施制动时,经过制动系统的作用使制动蹄压向旋转着的制动鼓。
制动鼓和与之相连的车轮受到制动器的摩擦力矩称为制动器摩擦力矩。
其作用方向与车轮旋转方向相反。
同时,地面就给车轮一个方向与汽车行驶相反的作用力Fr,该力便是地面制动力。
在各轮地面制动力的作用下,汽车减速直至停车。
2、驱动车轮受力制动器制动力;制动器制动力表示在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需要的力,相当于把汽车支离地面、踩制动踏板并使制动器产,生摩擦力矩T。
时,在轮胎周缘沿切线方向推动车轮直至转动所需施加的力。
制动器的制动力首先取决于制动器的结构参数。
在车轮和制动器结构一定时,制动器制动力与制动系的液压或气压成正比。
3、驱动车轮受力地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系;汽车制动时,随着制动器摩擦力矩Tu由小到大,车轮运动状态有滚动到抱死拖滑。
当制动踏板力较小时,制动器摩擦力矩不大,地面与车轮之间的摩擦力即地面制动力足以克服摩擦力矩而使车轮滚动。
此时,地面制动力等于制动器制动力,且随踏板力的增长成比例增加。
当地面制动力Ft达到极限值,车轮抱死不转而出现拖滑现象。
当制动系压力p时,制动器制动力Fu随制动器摩擦力矩的增长扔按直线关系继续上升,但若作用在车轮上的法向载荷不变而使附着力
Fa不变,地面制动力Ft就不再增加,想使地面制动力增大,只有提高路面附着系数而使Ft Fa增大。
汽车制动抱死受力分析一、汽车制动车轮抱死时的特点1、库仑摩擦(刚性材料干摩擦)(1)如果两个相互接触的物体有相对滑动或相对滑动趋势,在接触面之间就产生彼此阻碍滑动的摩擦力。
(2)传统的库仑摩擦理论用于描述刚性材料之间的干摩擦特性。
①若物体静止,则静摩擦力(Fs)由静衡条件确定,它与最大静摩擦力(Fsmax)的关系是:0≤Fs≤Fsmax;②在临界情况下,摩擦力达到最大值,Fsmax=fsN,其中fs为静摩擦因数,N为接触面法向反力;③物体滑动时,动摩擦力(Fk)=fkN,其中fk为动摩擦因数。
(3)动摩擦因数和静摩擦因数与作用在物体上的载荷、两物体间的名义接触面积及相对滑动速度无关,且fk<fs 。
由于存在纵向力,轮胎的侧向附着因数减小。
轮胎的综合附着因数由纵向和侧向附着因数合成得到,并随轮胎侧偏角不同而变化。
不同侧偏角轮胎合成附着因数的包络线接近于椭圆,一般称为摩擦椭圆或附着椭圆,它确定了轮胎综合附着因数的极限值。
在同一侧偏角条件下摩擦圆的特点(1)制动力和牵引力达到最大发生滑动时侧向力减小为很小,接近为零。
(2)制动力和牵引力较小车轮的侧向力大。
二、前、后轮抱死时的稳定性分析1、前轮抱死(1)前轮抱死时车轮与地面侧向附着力减小为零。
(2)前轮因扰动可能会产生偏航角(无侧向力,容易出现这种情况)。
(3)离心力是偏航产生的,偏航消失力即减小为零。
(4)离心力与偏航方向相反,且前轮没有侧向力;所以能自动纠偏。
(5)所以前轮抱死是稳定状态。
要点:①抱死侧向力为零②抱死轮偏航扰动③离心力与航向反2、后轮抱死(1)后轮抱死时车轮与地面侧向附着力减小为零。
(2)后轮因扰动可能会产生偏航角(无侧向力,容易出现这种情况)。
(3)离心力是偏航产生的,偏航角大离心力也增加。
(4)离心力与偏航方向相同,且后轮没有侧向力;所以偏航被放大,直至侧滑。
(5)所以后轮抱死是不稳定状态。
要点:①抱死侧向力为零②抱死轮偏航扰动③离心力与航向同三、车轮抱死的实际影响(1)据试验表明,车速为65km/h时,前轮抱死后汽车纵轴转角不大于10°,基本上维持直线行驶。
汽车理论考试要点汽车理论考试要点第十二章1、汽车动力性的概念、动力性的评价指标 P260答::汽车的动力性是指汽车在良好路面(混凝土或沥青)上直线行驶时,由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
动力性评价指标:1)、最高车速 2)、加速时间 3)、最大爬坡度2、汽车的驱动力的影响因素P262答:1)发动机的转速特性、(外特性曲线)、2)传动系的机械效率、3)车轮的半径 4)传动系的传动比(汽车的驱动力图P265)3、行驶阻力有:1)滚动阻力、2)空气阻力、3)坡道阻力、4)加速阻力 P2664、汽车的动力方程:Ft=Ff+Fw+Fi+Fj.驱动力=转矩/车轮半径。
驱动力=发动机转矩*变速器传动比*主减速器的传动比*机械效率/车轮半径。
5、汽车行驶的驱动力-----附着条件:答:1)驱动力必须大于或等于行驶阻力,否则无法起步,行驶中的汽车将减速直至停车。
这是汽车行驶的第一个条件——驱动条件,是汽车行驶的必要条件。
可以采用增加发动机转矩、加大传动比(换低档行驶)等办法来增大汽车的驱动力。
2)附着力就是地面对轮胎切向反力的极限值。
驱动力为地面切向反作用力,它不能大于附着力,否则会发生驱动轮滑转现象,即这就是汽车行驶的第二个条件。
3)汽车行驶的必要与充分条件(P278)第6行6、最佳换档时刻的确定:(难点)答:相邻两档的加速度倒数曲线若有交点,在交点处换档;否则在低档用尽(发动机转速达到最大)处换档。
7、后备功率与汽车动力性和燃油经济性的关系:(重点)(P286)答:后备功率大,动力性强,但燃油经济性差。
选Ⅲ档的后备功率最大,动力性最强,但燃油经济性差;Ⅴ档的后备功率最小,动力性最差,但燃油经济性最好,因为Ⅴ档的发动机负荷较大,燃油消耗率较低。
8、影响汽车动力性的主要因素 P291答:1)、发动机的转矩特性2)、主减速器传动比3)、变速器的档数和传动比4)、汽车总质量5)、使用因素(当节气门全开时汽车可能达到最高车速、加速能力和爬坡能力。
第四章 汽车制动性第二节 制动时车轮受力分析制动时的汽车行驶方程式为)(i w f j F F F F F b ++-=(4-1)式中:b F 为汽车地面制动力。
由制动性的定义可知,滚动阻力0f ≈F ;制动时车速较低且迅速降低,即0w ≈F ;坡道阻力0i =F 。
所以,汽车行驶方程式可近似表达为jF F b =(4-2)一、地面制动力、制动器制动力和附着力假设滚动阻力偶矩、车轮惯性力和惯性力偶矩均可忽略图,则车轮在平直良好路面上制动时的受力情况如图4-1所示。
图4-1 制动时车轮受力条件制动器制动力μF 等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎轮缘作用的力。
其大小为rT F /μμ=(4-3)式中:μT 是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩。
制动器制动力μF 是由制动器结构参数所决定的。
它与制动器的型式、结构尺寸、摩擦副的而摩擦系数和车轮半径以及踏板力有关。
从力矩平衡可得地面制动力b F 为rT F /μb =(4-4)地面制动力b F 是使汽车减速的外力。
它不但与制动器制动力μF 有关,受地面附着力ϕF 的制约。
图4-2 地面制动力、车轮制动力及附着力的关系图4-2给出了地面制动力、车轮制动力及附着力三者之间的关系。
当踩下制动踏板时,首先消除制动系间隙后,制动器制动力开始增加。
开始时踏板力较小,制动器制动力μF 也较小,地面制动力b F 足以克服制动器制动力μF ,而使得车轮滚动。
此时,μb F F =,且随踏ϕFμxb =板力增加成线性增加。
但是地面制动力是地面摩擦阻力的约束反力,其值不能大于地面附着力ϕF 或最大地面制动力bmax F ,即⎩⎨⎧==≤zz F F F F F ϕϕϕmax b b (4-5)当制动踏板力上升到一定值时,地面制动力b F 达到最大地面制动力ϕF F =max b ,车轮开始抱死不转而出现拖滑现象。
随着制动踏板力以及制动管路压力的继续升高,制动器制动力μF 继续增加,直至踏板最大行程,但是地面制动力b F 不再增加。