(汽车试验学)汽车制动性能试验

汽车制动性能试验

姓名：

学号：班

级：试验

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目录

试验目的 .............................................................................................................. 3 试验对象及设备 .................................................................................................. 3 试验内容 .............................................................................................................. 3 试验数据处理及分析 (4)

4.1. 轻踩制动 (4)

4.2. 重踩制动（无 ABS ） (9)

4.3. 重踩制动（有 ABS ） (11)

4.4. 转向制动 ................................................................................................. 15 思考题 ................................................................................................................ 16 试验总结 (17)

1.

2.

3.

4. 5. 6.

1. 试验目的

学习制动性能道路实验的基本方法，以及实验常用设备； 通过道路实验数据分析一个真实车辆的制动性能； 通过实验数据计算实验车辆的制动协调时间、充分发出的制动减速度和制动 距离。

1.

2.

3. 2. 试验对象及设备

试验对象：金龙 6601E2 客车；

试验设备：

实验车速测量装置：

常用的有 ONO SOKKI 机械五轮仪、ONO SOKKI 光学五轮仪和 RT3000 惯性 测量系统。实验中实际使用的是基于 GPS 的 RT3000 惯性测量系统。 数据采集、记录系统：

AC ME 便携工控机

GEMS 液压传感器，测量制动过程中制动压力的变化情况。

1. 2. 3. 3. 试验内容

1. 学习机械五轮仪的工作原理、安装方法及安装注意事项；了解实验车上的实 验设备及安装方法； 由于制动实验中，实验车辆上的所有人和物都处于制动减速度的环境中，

因此需要对所有物品进行固定，以防止实验过程中对设备的损伤以及对实验人 员的损伤。另外，由于实验过程是在室外进行，要求实验系统能够承受各种环 境的影响，因此需要针对实验内容选择实验设备及防范措施。

2. 学习车载开发实验软件的使用，了解制动性能分析中比较重要的实验数据的 内容和测量方法。

3. 制动协调时间的测量

在常规制动试验中，采集制动信号、动压力信号、车轮轮速信号和五轮 仪车速信号。将五轮仪的车速方波信号转化为可直接观察的车速信号和制动 减速度信号。在同一个曲线图表中绘制制动踏板信号、制动压力信号和制动 减速度信号，观察制动压力和制动减速度在踩下制动踏板后随时间变化的情 况，计算当前制动情况下的制动协调时间。

4. 充分发出的制动减速度和制动距离的计算

充分发出的制动减速度

u 2 - u 2

MFDD = b e 25.92(s e - s b )

制动距离

!

1

s =

3.6

?

!!

!

τ2!!+ 25.92

!"#$

括30Km/h~50Km/h；车速、

轮速的计算方法分析；

按照实验方法在可能的条件下进行制动实验。为保证安全，试验中由同学们操作实验仪器，老师驾驶实验车辆。有可能的情况下进行常规制动与ABS 控制制动的对比实验。

5.

6.

7.

4.试验数据处理及分析

本次实验数据需要一个进制的转换，因为实验得到的数据时十六进制的，所以需要我们转换为十进制，另外，还要根据CAN协议将对应ID值转换为数据。

4.1.轻踩制动

1. 踏板位置信号

2. 车速曲线

从车速曲线中可以看出，在车停稳前速度出现了负值，即车向后移动。产生的原因是：制动时载荷前移，质心向前移动，前悬架被压缩，当汽车停下后，前悬架复原，质心后移回到静态时的位置，由于测量仪器在车内，故而产生了负速度；若测量仪器位于车轴，则不会发生此现象。

3. 轮速曲线

从轮速曲线可以看出，轮速的变化趋势是一致的，从曲线中可以看出明显的右前轮车速先为0的现象，原因是老师将右前轮的制动间隙调的比较小，故而右前轮先制动、先停止。

4. 制动压力曲线

从曲线可以看出，各轮动作时间基本一致，其中，右前与左前应大致相同，右后与左后应大致相同，但右前轮数据与其他轮缸数据相比差距过大，同时毛刺噪声很严重（图像经过滤波），右前轮传感器或线路可能存在问题。

5. 滑动率曲线

经过计算，得到滑动率图像，均为负值（3s后，汽车停止，数据无意义），

表示车速低于轮速。理论上制动时，由于车轮有抱死的趋势会在地面脱滑，使车速大于轮速，滑动率为正值，且滑动率保持在15%~20%范围内是，会获得峰值附着系数。分析原因可以能是：试验当天下雨，地面湿滑，制动前的驱动阶段，车轮打滑，使实际车速低于轮速；制动时，由于老师并未重踩踏板，只是维持在一个制动力较轻的范围内，导致车轮也有轻微打滑，出现图像所示现象，或者可能由于汽车纵向速度传感器出现了问题，使车速比实际要小，从而出现这种现象。

6.减速度曲线

制动减速度理论上应该都是>0的，但是在减速度下降的阶段有一段小于0的减速度，产生原因与车速负值相同，都是质心前移造成的。

7.信号对比图

a) 踏板信号与制动压力曲线对比：

制动轮缸压力的上升与踏板踩下几乎同时发生，理论上制动轮缸压力上升相 对于制动踏板信号来说应该有一个滞后，称为“制动器的作用时间”，在本次实验 中的“制动器作用时间”很小，放大观察：

也可以看到大约有不到 0.1s 的时间，说明本次实验试验车的制动系统非常好。 制动踏板压力开始下降的时间略早于踏板信号开始下降的时间，说明制动踏板的 回复需要一定时间。

b) 制动减速度与制动压力对比： 制动减速度相对于制动轮缸压力大致有一个 0.4s 的延迟，且制动减速度波动、

毛刺较为严重，下降也要早于其他制动信号。

8. 相关数据

a) 制动协调时间：

根据 GB 7258---2012 中的定义：在急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触 动制动手柄）时起至机动车减速度（或制动力）达到规定的机动车充分发出的平 均减速度（或制动力）的 75%时所需要的时间。

根据减速度计算得，协调时间为 0.33s 。

b) 制动距离：经计算得，s=7.8098m 。

c) 充分发出的制动减速度：

! ! ! ? ! ! MF DD = 25.92( ? )

= 4.93 / ! ! 初始车速（km/h ）

!( /?) !( /?) !( ) !( ) 28.26 22.61

2.83

3.7968 7.7366

4.2.重踩制动（无ABS）

本次重踩制动，没有ABS 介入，整理与第一次轻踩制动类似，不做过多分析。

1. 制动踏板信号

2. 车速曲线

4. 制动压力曲线

6. 相关数据

a) 制动协调时间： 根据减速度计算

得，协调时间为 0.35s 。

b) c) 制动距离：经计算得，s=6.2064m 。

充分发出的制动减速度：

! ! ! ? ! ! MF DD = 25.92( ? )

= 5.06 / ! ! 4.3. 重踩制动（有 ABS ）

1. 踏板位置信号

初始车速（km/h ）

!( /?) !( /?) !( ) !( ) 28.98 23.18

2.90 2.1062 6.1402

3. 轮速曲线

从轮速曲线中可以看出，后轮速度波动强烈，其中左后轮甚至达到抱死。分析原因：按照理想I 曲线，前后轮同时抱死时，后轴不会发生侧滑，只有在前轴抱死时才会失去转向能力，附着条件利用情况更好，制动设计时以此为目标。试验用车为商用车，制动是按照满载标准设计的，由于载客后轴垂直载荷大于前轴，试验时不到半载，但仍按照满载时的制动力分配，后轴载荷远小于满载时，在相同制动力分配时，必然更容易达到抱死，便出现了图像所示的情况。

从上图滑动率曲线得到的结果与轮速曲线相同，即后轮滑动情况大，甚至达到百分之百滑动。

5. 制动压力曲线

从图像中可以看出四个车轮都有ABS 介入，其中后轮接受的调节更多。依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器以及车身上的车速传感器，通过计算机控制。紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即指令压力调节器使该轮

的制动分泵泄（减）压，使车轮恢复转动。ABS 的工作过程实际上是抱死－松开－抱死－松开的循环工作过程，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态，有效地克服紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾，防止车身失控等情况的发生。

6. 减速度曲线

与前两次试验的减速度曲线对比，可以看出前两次的减速度都为单峰，ABS 介入的制动则出现的双峰，说明此次制动中ABS 发挥了作用，通过对制动压力的控制，获得稳定的制动减速度，防止跑偏、甩尾等。

7. 信号对比图

8. 相关数据

a) 制动协调时间：

根据减速度计算得，协调时间为 0.40s 。

制动距离：经计算得，s=8.0412m 。

充分发出的制动减速度：

b) c) ! ! ! ? ! ! MF DD = 25.92( ? )

= 5.94 / ! ! 4.4. 转向制动

1. 车速曲线

2. 轮速曲线

由上图可以看出，在转弯制动时，左后轮的波动最剧烈，其次是右后轮，有 抱死的趋势，这是因为实验中我们是向左转弯，使得质心向右移，且制动时质心

初始车速（km/h ）

!( /?) !( /?) !( ) !( ) 32.00 25.60

3.20 3.8020 7.9890

会前移，综合效果是使左后轮载荷减小的最多，因而左后轮最易抱死。

3.制动压力曲线

4.减速度曲线

5.思考题

1. 什么是制动性能评价指标，制动性能中各评价指标通常用什么实验方

法测量。本次实验数据说明试验车辆前后轮制动力分配是否合适或滞后是否合适，为什么？

答：

a) 制动性能评价指标：

制动效能，即制动距离与制动减速度；

制动效能的恒定性，即抗热衰退的性能与抗水衰退性能；

制动时汽车的方向稳定性，不发生侧偏。各评价指标的

测量方法：

b)

制动效能：通过汽车制动性实验来测量，实验中可测得制动器制动力，

制动减速度，制动距离以及制动协调时间。制动效能恒定性：通过连

续制动实验来测量。连续若干次制动，要求制动性能衰退不超过标

准。制动方向稳定性：在一定宽度通道制动，不偏离出通道。从本次

实验得到的数据来看，制动力分配是很合适的。右前轮数据存在

问题，忽略，因此对左右轮分配数据缺乏有力说明。但从其余三个轮胎的数据看，前后轮间制动力分配比较均匀，从制动效果而言，也比较合适。

前后轮滞后也是比较合适的，时间并不是很长，制动轮缸能够迅速把制动力传递给轮胎，尤其是在ABS 的辅助下，制动效果还是不错的。

2. ABS 系统有什么作用，其工作原理是什么？

答：

a)ABS 的作用：在制动过程中防止车轮被制动抱死，使车轮保持在一定的

滑动率下运转，

既保证了较低的滑动系数，同时也具有较大的侧向系数，可以提供足够的侧向力，提高汽车的方向稳定性和转向能力，缩短制动距离。

b)ABS 工作原理：通过轮速传感器测量轮速，测量车速。如果有车轮抱

死，则通过电磁阀

减少车轮的制动压力，从而使抱死消失。为防止车轮制动力不足，必须再次增加制动压力。到达抱死的力时再次减压使抱死现象消失，循环往复。

因此需要不断进行反馈控制，使滑动率保持在15%左右，具有最大的制动减速度又能保证较大的侧向系数。

3. 什么是制动协调时间？根据本次实验中的实验数据分析本车的协调时

间是多少？计算实验中“充分发出的平均制动减速度”是多少？

答：

制动协调时间是指在紧急制动时，从踏板开始动作产生制动效果时到

车轮制动率达到75%时的用时。

实验测出的协调时间0.33s，0.35s，0.40s，符合法规规定的小于0.6s。

实验中计算出来的4.93m/!，5.06m/!，5.94m/!。

6.试验总结

本次试验中，体会了汽车理论课上并未重点讲述的细节问题，例如停车时质心前移造成的负车速，制动间隙对制动效果的影响，定性感受的转向制动时不只有载荷的前后转移还有载荷的左右转移。

感谢老师的付出与悉心指导！