道路交通安全-3汽车技术
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授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室
zhubob@b9f9989e51e79b8968022693
主讲:朱明
高级技师、经济师、工程师
高级技能专业技术教师
汽车维修高级考评员
第三章
汽车与交通安全
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 车路人
道路环境感知操作控
制车辆第三章汽车与交通安全
道路交通安全主要与“人一车一路一环境”组成的系统有关,汽车是这一系统中潜在危险性最大的环节。 汽车作为交通系统中的主体,其结构和性能对交通安全有直接影响。
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zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 道路交通事故及汽车安全性分类
一、交通事故
定义:车辆在道路上行驶和停放过程
中,发生碰撞、辗压、刮擦、翻车、坠车、
失火、爆炸等现象造成人员伤亡和车、物损
坏的事件。
内容:研究交通事故产生的规律,分析
其原因,消除诱发交通事故的外部因素。
具体地说,就是把人、车、道路及环境四者
统一在一个交通系统中,探索各自及相互间
的内在规律性及其最佳配合,以达到减少交
通事故的目的。对于人、车、路及环境分别
所需考虑的因素为:
人——驾驶行车过程中接受外界信息的反
应特性,驾驶员生理、心理和操作特性;
车——汽车结构、性能及技术状况;
路——道路几何线型路面、道路设施及道路条件变化对交通事故的影响;
环境——对人和道路的影响以及对汽车性能的影响。
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交通事故的发生过程
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 第三章汽车与交通安全(#)
一.汽车安全性分为:
被动安全性和主动安全性。 1)汽车被动安全性是指发生交通事故后,汽车本身减轻人员受伤和货物受损的性能,又可分为内部被动安全性和外部被动安全性。 2)汽车主动安全性是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的能力,主要取决于汽车制动性、行驶稳定性、操纵性、动力性及驾驶员工作条件等。
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二、汽车安全性分类
汽车安全性: 1. 主动安全性汽车本身防止或减少道路交通事故的性能。
2. 被动安全性汽车发生了事故后,汽车本身减轻人员受伤和货物受损的性能,又可分为内部被动安全性和外部被动安全性。
3. 事故后安全性汽车发生了事故后能减轻事故后果的性能。
授人以鱼不如授人以渔
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zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 第一节汽车性能及结构对交通安全的影响
一、汽车操纵稳定性及其对交通安全的影响
汽车的操纵稳定性包含:
1)操纵性
指在驾驶员不感到过分紧张、疲劳的情况下,汽车能遵循驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向行驶;
2)稳定性
指汽车遇到外界干扰时,能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的方便程度,也决定高速汽车安全行驶的主要性能之一。
所以人们称之为“高速车辆的生命线”。
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 1.操纵稳定性包含的内容及评价
汽车操纵稳定性所包含:
1.稳态响应、
2.瞬态响应、
3.回正性、
4.直线稳定性、
5.转向轻便性
6.抗侧翻能力等。
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2.提高汽车操纵稳定性的主要途径 操纵稳定性与汽车的转向系、行驶系、轮胎及车辆的空气动力学密切相关。
1)增加轮胎的侧偏刚性
2)转向主销后倾和内倾
3)减小前轮前束值 4)加装转向助力装置
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3。操纵稳定性对道路交通安全的影响 1)汽车的操纵稳定性差,就不能准确响应驾驶者的“转向指令”;当汽车受外界干扰后难以迅速恢复原来的行驶状态。
2)重视操纵稳定性作为与汽车行车安全密切相关的性能 3)操纵稳定性好的汽车应该在驾驶员的“掌握”之中,行驶起来得心应手,完全遵从驾驶员的操纵意愿,且操纵起来并不费力费神。即使偶有外界干扰,
授人以鱼不如授人以渔
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zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 二、汽车制动性能
对道路交通安全的影响
汽车的制动性是指汽车行驶时能在短距离内
停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维
持一定车速的性能。
汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保证。
1.制动性包含的内容及评价
1)制动效能(#全)
(1)制动距离(#)
(2)制动减速度
2)制动效能的恒定性
3)制动时汽车的方向稳定性.
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 二、制动性
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授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 二、汽车安全性分类
1、主动安全性汽车本身防止、减少道路交通事故发生的性能,如制动性,操稳性等。
2、被动安全性
汽车发生事故后汽车本身减轻人员受伤和货物受损的性能。
§4-2 汽车的制动性能
一、地面制动力
图为制动轮受力图。
※1. 障阻力距(忽略)
2. 车轮惯性
式中:
为制动器摩擦力矩,r 为车轮半径。
地面制动力是制动时的外力,取决于1) 制动器摩擦力
2) 轮胎与地面摩擦力
二、制动器制动力
车轮胎外缘克服制动器摩擦力所需之力:制动器制动力仅与制动器结构参数有关,它与踏板力(或气压)成正比。γu
xb M F =xb F xb F u M r
M F u =
μ
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三、地面最大制动力
地面制动力地面最大制动力这表明制动踏板力(或气压)上升到一定值,制动力达到地面附着力时,车轮不转——即发生抱死。
也就是说:
制动力是由制动器产生;
制动力是受地面附着力限止的。
四、车轮与地面的附着与滑移
在制动过程中制动轨迹分三阶段。
第一阶段:清晰花纹(近似纯滚动)
式中:V a ——车轮中心速度;
γro——没有制动力时车轮半径;
ωw——车轮的速度。
第二阶段:印迹模糊(边滑边滚)
第三阶段:印迹拖滑
ωw =0
滑动率
纯滚动V a =γro ·ωw S=0
纯拖滑ωβ=0 S=100%?
?z xb F F F =≤?z xb F F =max w
ro a V ωγ≈
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 若令F xb / F z =OA 段——近似直线没有真正滑移AB 段——缓慢上升局部相对滑移缓增BC 段——下降滑动摩擦系数小于静摩擦系数——峰值附着系数——滑动附着系数在干燥路面上:在湿路面上:上述是没有侧向力的条件下讨论的。而实际制动中常有侧偏、侧滑现象,见图其中为侧向力s ?xm dF γ′b ?p ?s ?p s ??≈1~3/1=p s ??j ?系数,它是侧向力与垂直载荷之比。※是在S ↓,侧偏角小时比较高,制动稳定性好,制动性能也好(防抱死就有这点好处)。
附着系数的影响因素:
1.道路⑴道路材料⑵路面状况
2.轮胎⑴轮胎结构及材料⑵轮胎花纹
3.汽车运行速度
干路面10~40 km/h 影响很小
湿路面10~40 km/h 影响较大j ?
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五、制动减速度与制动
距离
※制动减速度反映了地面制动
力,因此它与制动器制动力及
附着力(抱死时)有关。
对于无防抱死装置的汽车,
在水平路面
∵∴※此外的是指滑动附着系数例:最好的沥青、混凝土路
上紧急制动时,j max 可达
7.8~8 m/S 2
※一般希望各轴都抱死g
j b ?=max b ?s
?g
j s ??max ※制动距离指汽车速度为V 0时(空档),汽车驾驶员踩踏板开始到汽车停止为止的行驶距离。
制动距离与踏板力(或气压)及路面附着系数有关。
在测制动距离时,若无特殊说明一般是在冷试验条件下进行的,并规定了踏板力(气压)和路面附着系数。
由于各种汽车的动力性能不同,制动性能要求也不同,小汽车车速高制动性能也高,卡车车速低,要求也稍低一些。b
xb xb j G F F mj F ?=+==21max max
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 制动距离的分析
a—发生信号
b—踏板
c—制动力开始增长
d—踏板力达最大值
e—制动力增至最大值
f—松踏板
g—制动停车力消失—驾驶员做出反应—换脚时间为驾驶员反应时间0.3~1.0 S —间隙补偿时间—制动力增长时间为制动器的作用时间0.2~0.9S t 3—制动持续时间
t 4—制动力消除(释放)时间
0.2~1.0s 制动的全过程
1、驾驶员反应阶段
2、制动器起作用的增长阶段
3、持续制动
4、放松制动
1t ′1t ′′111t t t ′′+′=2t ′2t ′′22
2t t t ′′+′=
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 制动距离指t 2和t 3走过S 2和S 3.制动距离的计算在内:V o —
制动初速度。在内:
∵制动减速度线性增长∴任一点车速:∵t=0 V=V o ∴t 点车速为:任一点的距离:∵t=0 S=0 将k 代入2t ′22t V S o ′=′2t ′′
kt dt dv
=)
max
(2t j k ′′?=∫∫=ktdt dv 2
21
kt V V o
+=2
221
t k V V o e ′′+=2
21kt
V dt ds
o +=∫∫+=dt
kt V ds o )21(2
3
61kt
t V S o +=2
22max 61t j t V S o ′′′′=
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 在t 2时间内的S 2:
在持续制动时间t 3内:∵以j max 匀减速运动,初速为V e ,V g =0∴故总制动距离:∵很小∴当车速以km/h 代之:影响制动距离的因素
1、※使汽车停车的是持续时间;
2、——
3、V ao
※使制动器起作用时间影响不大。2222222max 61t j t V t V S S S o o ′′?′′+′=′′+′=max
2)max 21(max 2/2223j t j V j V S o e ′′?==8max 2max 22222
3t j t V j V S o o ′′+′′?=32S S S +=()?2max max 222222t j j V V t t o o ′′?+′′+′=2t ′′max 2)2(222
j V V t t S o o +′′+′=max 92.25)2(6.31222j V V t t S ao ao +′′+′=22
t t ′′′max j g
?
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 六、制动效能的恒定性
冷制动——制动器起始温度<100℃。
强度制动——制动器起始温度>300℃甚至600~700℃。
t ↑μ↓制动性能↓
制动效能恒定性:抗热衰退性能。
评价方法:一系列连续制动时制动效能保持程度。
ISD/DIS 6579
Vo 一定连续15次制动J max 3要求:不低于冷制动效能的60%(5.8
,踏板力相同)山区:一些国家要求装辅助制动。
影响因素:
1、制动器摩擦系数
当200℃为0.3~0.4
2、制动器结构
双向自动增力k ef ↑
双减力制动器k ef ↓
摩擦系数↓对双向自动增力影响最大。
盘式制动力制动效能没有鼓式的好,但抗热衰退性能好(稳定)。水衰退:涉水时制动性能降低情况。
2?ms 2?ms
授人以鱼不如授人以渔朱明工作室zhubob@b9f9989e51e79b8968022693 七、制动稳定性制动过程中,有时会出现制动跑偏,后轴侧滑或前轮失去转向能力,而使汽车失去控制离开原来的行驶方向。
定义:汽车在制动过程中,维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。
1.跑偏
原因⑴汽车左右车轮特别是前左右车轮制动力不等
⑵汽车悬架导向杆系与转向斜拉杆运动学不协调
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