浅析缩短制动距离的措施

韩萌

摘 要：制动距离是衡量汽车制动性能的关键参数之一，减小制动距离对保障行车安全有着十分重要的作用。文章通过对制动距离进行估算，得出影响制动距离的因素，最后分析缩短制动距离的措施。关键词：制动距离;起始车速;最大制动减速度中图分类号：U467  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）11-36-03

Abstract： Braking distance is one of the key parameters to measure the braking performance of the vehicle， and reducing the braking distance plays an important role in ensuring driving safety. In this paper， the braking distance is estimated， the factors affecting the braking distance are obtained， and the measures to shorten the braking distance are analyzed.Keywords： Braking distance; Starting speed; Maximum braking decelerationCLC NO.： U467  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）11-36-03

1 制动距离概述

制动距离是衡量汽车制动性能的关键参数之一，与汽车的行驶安全有直接的关系，它是指汽车的行驶速度为u0时，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停住为止所驶过的距离。减小制动距离对保障行车安全有着十分重要的作用。各个国家的制动法规都规定了各种车型在规定初速度下的制动距离，超过这个距离的车辆就是不合格的车辆。交通管理部门在进行车辆检验时，最重要的指标之一就是制动距离。

2 制动距离的分析

图1所示为驾驶员在接收到紧急制动信号后的制动踏板力、汽车制动减速度与制动时间的关系曲线。其中，（a）为实际测得的曲线，（b）为经过简化后的曲线。一般所指的汽车的制动距离是指制动器起作用和持续制动两个阶段汽车驶过的距离[1]。

Fp：制动踏板力 ab：汽车制动减速度τ1：驾驶员的反应时间

τ2：制动器的作用时间 τ3：持续制动时间 τ4：放松制动器时间

2.1 制动器起作用阶段

在制动器起作用阶段，图1（b）所示，b点是驾驶员踩下制动踏板时刻，制动踏板力迅速增大，至d点时达到最大值。由于回位弹簧拉着制动蹄，蹄片与制动鼓间存在间隙，所以要经过τ2'至c点，地面制动力起作用，使汽车开始产生减速度。制动力增长过程所需的时间为τ2''，则τ2=τ2'+τ2''。在制动器起作用阶段，汽车行使过的距离s2估算如下：

3 制动距离的影响因素

从上式可以看出，制动距离有以下几个影响因素有：

3.1 制动器起作用的时间

试验表明，红旗CA770轿车由真空助力制动系改为压缩空气助力制动力后，制动起作用时间缩短了0.67s，制动距离缩短了4m。因为最大制动减速度abmax提高不多，持续制动时间τ3变化不大，因此，可认为制动器起作用的时间的减少是认为缩短制动距离的主要原因[1]。

3.2 起始制动车速ua0

起始制动车速ua0越高，车辆完全停下来需要的时间就越长，制动距离也就越长。很多危险路段或高速路段都会有限制车速的规定，为的就是缩短制动距离，减低事故发生率。

3.3 最大制动减速度abmax

最大制动减速度abmax越大，制动距离就越长。决定最大制动减速度abmax因素有很多，例如汽车的装载质量、轮胎与路面附着系数、制动系统结构本身等。

4 缩短制动距离的措施

4.1 定期维护制动系统

制动系统的好坏直接影响着制动距离，例如摩擦片的摩擦系数，制动液的消耗程度等都会影响制动器制动力，因此要对制動系统进行定期检查和维护，特别是对关键部件的保养由为重要。制动系统需保持干燥;在摩擦片磨损或接近使用极限需要更换时，应选择具有合适的摩擦系数的优质摩擦片进行更换;制动盘同样属于磨损件，通常更换两次摩擦片的时候，需要对制动盘一同进行更换;定期检查制动液的高度，每10000公里检查一次制动液。

4.2 选择合适的摩擦副材料，提高制动系统的抗热衰退性

汽车在高速制动时，制动器的温度会很快上升，常在300°C，有时高达600～700°C，此时摩擦力矩会有显著下降，制动效能降低，这种现象称为制动器的热衰退性。一般制动器的制动鼓、制动盘由铸铁制成，摩擦片由半金属和无石棉等几种材料制成[1]。保时捷911采用了特殊的陶瓷制动盘，由表1可知，特殊的摩擦副材料使保时捷911车温升高较少，热衰退现象不明显，制动距离也会缩短。陶瓷材料具有耐温高，热稳定性好等特点，因此制动性能远远高于普通材料，但成本相对于普通材料较高。

4.3 降低行驶车速

一般来说，速度越快，车辆完全停下来需要的时间就越长，制动距离也就越长。汽车制动初速度越大，通过制动器所能转化产生的热量也越多，从而导致制动器出现热衰退现象，最终使汽车制动力显著减小，制动时的距离明显加长。

4.4 选择合适的轮胎

轮胎是汽车与地面唯一接触的部件，轮胎与地面附着力越大，在制动时能获得制动力越大，制动距离可以缩短。对于家用车来说，影响制动距离的因素就是轮胎的宽度，轮胎越宽，接地面积越大，地面制动力越大[2]。

4.5 在保证车身强度和安全性能的前提下，尽可能降低汽车车身质量，并降低载重

汽车重量对制动距离有着直接的影响。一般来说，汽车重量越大，制动距离越长。一些性能车重量远大于家用A级车，但是其制动性能比家用A级车好的多，主要是因为还要考虑轮胎、制动性能。实验表明对于自重在3t以上的汽车，载重质量每增加1t，制动距离相应要增加lm。当汽车的装载质量和方式不同时，由于汽车的重心位置发生变化，汽车的制动距离也会受到影响[3]。

4.6 采用ABS+EBD系统

目前ABS广泛应用到汽车制动系统上，它的作用是防止车轮抱死从而保证汽车制动时的方向稳定性。研究发现，车轮与地面的滑移率在15%-20%之间时，制动力系数最大，制动效果最好。ABS就是通过液压调节装置调节制动压力，从而调节制动器制动力，将轮胎滑移率控制在15%-20%范围以获得最佳制动效果。而EBD是ABS的辅助功能，可以提高ABS的效能，使汽车制动更安全。EBD是在汽车制动瞬间，计算出4个轮胎的摩擦力系数，调整制动装置，达到制动力与摩擦力的匹配，避免出现甩尾或回转运动的发生。所以，EBD就是在ABS基础上平衡每个轮胎的附着力，改善制动平衡，缩短制动距离。

4.7 改进制动系统结构，缩短制动器作用时间

目前，先进的重型汽车和挂车上广泛采用电子制动系统（Electronic Braking System，EBS）。EBS是在ABS的基础上，用电子控制取代传统的机械传动来控制制动系统，以达到良好的制动效果，增加汽车制动安全性。EBS电控气制动

具有较短的制动响应时间和压力建立时间，消除了机械制动响应时间以及制动舒适性差的问题;具有制动管理功能，功能更强大。

5 结论

总而言之，汽车的制动性直接影响着行车安全，而制动距离是衡量汽车制动性的重要指标之一。本文通过对制动距离进行分析，了解影响制动距离的因素，从而在制动系统结构、行驶车速、车身重量等方面提出缩短制动距离的措施。

参考文献

[1] 余志生.汽车理论[M].6版.北京：机械工业出版社，2018.

[2] 陈俊武.汽车制动性评价及制动距离效果分析[J].电子测试，2017 （06）：106-107.

[3] 張杰.汽车制动性概述与制动性检测方法研究[J].内燃机与配件， 2019（22）：101-102.