汽车制动性能的评价指
标
WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
汽车制动性能的评价指标
制动效能
制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力，是制动性能最基本的评价指标。他是由制动力、制动减速度、制动距离和制动时间来评价的。
汽车在制动过程中人为地使汽车受到一个与其行驶方向相反的外力，汽车在受一外力作用下迅速地降低车速至停车，这个外力称为汽车的制动力。
图4－1为汽车在良好的路面上制动
图4－1 制动时车轮受力
时的车轮受力图，图中为车轮制动
器的摩擦力矩，为汽车旋转质量的
惯性力矩，车轮的滚动阻力矩，F
为车轴对车轮的推力，G为车轮的垂直
载荷，是地面对车轮的法向反作用
力。
在制动工程中滚动阻力矩，惯
性力矩相对较小时可忽略不计。地
面制动力可写为：
式中：r――车轮半径。
地面制动力是汽车制动时地面作用于车轮外力，值取决于车轮的半径与制动器的摩擦力矩，但其极限值受到轮胎与地面间附着力的限制。
在轮胎周缘克服车轮制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力即
式中：――车轮制动器（制动蹄与制动鼓相对滑转时）的摩擦力矩。
制动器制动力取决于制动器结构、型式与尺寸大小，制动器摩擦副系数和车轮半径。一般情况下其数值与制动踏板成正比，即与制动系的液压或气压大小成线性关系。对于机构、尺寸一定的制动器而言，制动器动力主要取决于制动踏板与摩擦副的表面状况，如接触面积大小，表面有无油污等。
图4－2是在不考虑附着系数
变化的制动过程，地面制动力
及附着力随制动系的压力（液
压或气压）的变化关系。
车辆制动时，车轮有滚动或抱
死滑移两种运动状态。当制动踏板
力 ( )较小时，踏板力和
制动摩擦力矩不大，地面与轮胎摩
擦力即地面制动力足以克服制
动器摩擦力矩使车轮滚动。车轮滚动时的地面制动力等于制动器制动力（）时，且随踏板力图4－2 地面制动力、制动器制动力及附着力之
间的关系
的增长成正比增长。
但当制动踏板力时地面制动力等于附着力时，车轮即抱死不转而出现拖滑现象，显然，地面制动力受轮胎与路面附着条件的限制，其最大值不可超过附着力，即
当车轮抱死而拖滑后，随着制动踏板力继续增大（），制动器制动力
由于制动器摩擦力矩的增长而直线上升，当地面制动力达到极限值后不再增长。
因此，地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受到地面附着条件的限制。所以汽车制动时必须具有足够的制动器制动力（制动器摩擦力矩），同时路面又能提供高的附着力，才能获得足够的地面制动力。
由上述分析可知，制动器制动力是评价汽车制动性能的最本指标之一。通过对制动力的检测，不仅可以测得各车轮的制动力的大小，还可了解汽车前后轴制动力合理分配，以及各轴两侧轮制动力平衡状况。若同时测得制动协调时间便能全面的检验车辆的制动性能。
在试验台检验车轮制动时，与车辆行驶中情况类似，车轮也会出现两种运动状态，一种是，车轮转动状态，此时试验台将测得与制动踏板力相应的最大车轮制动力（等于制动器制动力）；另一种是车轮处于停转（试验台滚筒相对车轮轮胎滑转）状态，此时试验台测得的车轮制动力（相当于前述的地面制动力）将等于轮胎与试验台滚筒之间的附着力。往往小于车轮制动器制动力，而无法测得车轮制动器制动力的最大值。因为附着力大小和轮胎与滚筒之间的正压力及附着系数有关。
正压力与轴荷大小，以及车轮在试验台上与滚筒之间的安置角有关，在试验检测时该轴荷多半是车辆空载状态。为排除这种检测的不确切性，在GB7258－2003，
《机动车运行安全技术条件》内规定可通过增加相应车轴上的附加质量和作用力来获得足够的附着力。
制动距离与行车安全有直接关系，而且最直观。驾驶员可按预计停车地点的来控制制动强度，故政府职能部门通常按制动距离的要制定安全法规。
制动减速度j与地面制动力及车辆总质量有关，以下式表示：
式中：G――汽车总重力；
g――重力加速度；
――汽车旋转质量换算系数。
对某一具体车辆而言，制动减速度与地面制动力是等效的。因此也常用制动减速度作为评价制动效能的指标。制动减速度在一次制动过程中是变化的，如图所示。当车辆制动到全部车轮抱死滑移时，回转质量换算系数等于1，而此时地面制动力，由此可得最大减速度：
通常，车辆检测时用平均减速度或最大减速度作为制动效能的评价指标，在我国的安全法中则采取充分发出的平均减速度MFDD（Mean Fully Development Deceleration）
（m/s）
式中：―― ，车辆速度，km/h；
―― ，车辆速度，km/h；
－－制动初速度；km/h
――在速度和之间车辆驶过的距离（m）；
――在速度和之间车辆事故的距离（m）。
充分发挥的平均减速度MFDD的表达式可通过舞体运动过程功能平衡的原理推导得到。当汽车由制动初速度经制动到的过程中，其动能变化为
，应等于地面制动力对汽车做的阻力功，即：
图4－3 制动过程中制动减速度变化
式中：m――汽车的总质量；
j――制动过程的平均减速度。
上式可简化为：
同理，当车辆由制动初速度经制动减速达到的过程，有计算式：
为简化起见假设制动过程中车辆的平均减速度是相同的，则上面两式可合并得：式中：、的单位为km/h，若以基本单位进行运算则应乘系数1/，将上式整理得：
当制动过程比较稳定，制动减速度比较稳定也可以认为充分发出的平均减速度是采样时段的平均减速度即为：
式中为汽车速度由降至所用时间。
制动过程所经历的时间即制动时间，很少作为单纯的评价指标。但是作为分析制动过程和评价制动效能又是不可缺少的参数。如对于同一型号的两辆汽车产生同样的制动力所经历的时间不同，在两辆汽车的制动距离就可能相差很大，对行驶安全将产生不同效果。因此通常把制动时间作为一辅助的评价指标。制动过程各阶段的时间分布大致如图所示。图中所示时间t1为驾驶员反应时间，从接受制动信号到脚踩到制动踏板为止，一般需要~。该时间车辆按原车速继续行驶；t2为制动器作用时间（又称制动协调时间）。一般为~主要取决于驾驶员踩制动踏板的速度和制动系的形式和结
