[知识篇]制动性能检测的基础知识

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　　汽车制动性能好坏，是安全行车最重要的因素之一，因此也是汽车检测诊断的重点。汽车具有良好的制动性能，遇到紧急情况，可以化险为夷；在正常行驶时，可以提高平均行驶速度，从而提高运输生产效率。

一、对制动系的技术要求

汽车制动系应具有行车制动、应急制动和驻车制动三大基本功能。

①行车制动系必须使驾驶员能控制车辆行驶，使其安全、有效地减速和停车。行车制动装置的作用应能在各轴之间合理分配，以充分利用各轴的垂直载荷。应急制动必须在行车制动系有一处失效的情况下，在规定的距离内将车辆停住。应急制动可以是行车制动系统具有应急特性或是同行车制动分开的独立系统（注意应急制动不是行车制动中的急速踩下制动踏板）。驻车制动应能使车辆即使在没有驾驶员的情况下，也能停放在上、下坡道上。

②制动时汽车的方向稳定性，即制动时不发生跑偏、侧滑及失去转向的能力。

③制动平稳。制动时制动力应迅速平稳地增加;在放松制动踏板时，制动应迅速消失，不拖滞。

④操纵轻便。施加于制动踏板和停车杠杆上的力不应过大，以免造成驾驶员疲劳。

⑤在车辆运行过程中，不应有自行制动现象。

⑥抗热衰退能力。汽车在高速或下长坡连续制动时，由于制动器温度过高导致摩擦系数降低的现象称为热衰退。要求制动系的热稳定性好，不易衰退，衰退后能较快地恢复。

⑦水湿恢复能力。汽车涉水，制动器被水浸湿后，应能迅速恢复制动的能力。TOP

二、制动系常见故障

1、制动失效。即制动系出现了故障，完全丧失了制动能力。

2、制动距离延长，超出了允许的限度。

3、制动跑偏。是指汽车直线行驶制动时，转向车轮发生自行转动，使汽车产生偏驶的现象。由于汽车制动时，偏离了原来的运行轨迹，因而常常是造成撞车、掉沟，甚至翻车等事故的根源，所以必须予以重视。引起跑偏的因素，就制动系而言，一是左右轮制动力不等；二是左右轮制动力增长速度不一致。其中特别是转向轮，因此要对制动力增长全过程的左右轮制动力差作出规定，且对前后轴车轮的要求不同。

4、制动侧滑。汽车制动时，某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动，这种现象称为制动侧滑。汽车在水湿路面或冰雪路面上制动时出现侧滑现象较多。尤其是在上述路面上紧急制动时，更容易出现侧滑，造成汽车甩尾，甚至原地转圈，从而导致交通事故发生。车轮抱死与制动侧滑有如下关系:

a.前轮抱死拖滞，后轮不制动时，汽车按直线行驶，处于稳定状态。但此时前轮失去控制转向的作用。

b.后轮抱死拖滞，前轮无制动，当车速超过25km/h时，汽车后轴严重侧滑，处于不稳定状态。

c.当车速较高(例如50km/h以上)时，如果后轮比前轮提前0.5s以上的时间先抱死，汽车后轴侧滑，也是一种不稳定状态。

d.车轮抱死拖滞时，路面越滑，制动时间越长，侧滑也越严重。

解决制动侧滑最有效的方法，是安装防抱死制动装置(ABS)。

5、制动拖滞。在行车中，踩下制动踏板使用制动后，再抬起制动踏板，不能迅速解除制动的现象叫制动拖滞。制动拖滞会耽误随后的起步行驶。

三、制动性能评价参数

驾驶员接到紧急停车信号时，并没有立即行动，而要经过T1秒以后才意识到应进行紧急制动，并开始移动右脚，再经过T2秒以后到达b点才开始踩到制动踏板。这一段时间T=T1+T2称为驾驶员反应时间。这一段时间，一般为0.3-1.0s，它与制动系的性能无关。在b点以后，随着驾驶员踩踏板的动作，踏板力迅速增加，到d点时达到最大值。不过由于制动系中有一定残余压力，且蹄片由回位弹簧拉着，蹄片与制动鼓之间存在着间隙，所以要经过T3秒后到c点，地面制动力才起作用，使汽车开始产生减速度。由c点到e点是制动力的增妖过程所需要的时间T4，T0=T3+T4总称为制动器的作用时间或滞后时间。它的长短一方面取决于驾驶员踩踏板的速度，更重要的一方面受制动器结构形式与维修质量的影响。由e到f为持续制动时间T\'，这一阶段车辆的减速度稳定，基本不变。到f点，驾驶员松开制动踏板，但制动力的消除仍需要一定时间，这段时间T"称为制动释放时间。按规定，制动释放时间不得大于0.8s。从制动的全过程来看，它包括:驾驶员看到情况后作出反应、制动器起作用、持续制动和制动完全释放四个阶段。

其中，制动器作用时间T0阶段的一部分，是制动协调时间。在GB7258-1997中，将制动协调时间定义为：在急踩制动时，从踏板开始动作至车辆的减速度(或制动力)达到标准中规定的车辆充分发出的平均减速度(或标准中规定的制动力)的75%时所需的时间。制动协调时间是制动性能检测中的一个重要参数。

汽车制动性主要由制动效能、制动抗热衰退性和制动时汽车的方向稳定性三个方面来评价。TOP


（一）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，时制动性能最基本的评价指标。它是由制动力、制动减速度、制动距离、和制动时间来评定。

1、制动距离。

制动距离是指车辆在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板(或手触动制动手柄)时起至车辆停住时止，车辆驶过的距离。它包括了制动协调时间和以最大减速度持续制动时间内汽车驶过的距离。它是评价汽车制动性能最直观的一个参数，与汽车实际运行的制动情况最接近。驾驶员最熟悉汽车的制动距离，因为它与安全行车有直接关系。制动距离不等于车轮在路面上拖压印的长度，因为制动距离中包含有制动协调时间内汽车驶过的距离，在这一段时间内车轮尚未拖压印。制动距离与制动踏板力即制动系中的液压或气压有关，故给出制动距离时应指明相应的踏板力或制动系中的压力。

用制动距离来评价汽车的制动性能具有一定的准确度，而且重复性较好。但需要有较大的试车场地，而且对轮胎的磨损较大。此外，制动距离是一个整车性能参数，它不能单独定量地反映出各车轮的制动状况以及制动力分配情况(从地面印痕只能大致看到)，当制动距离延长时，也反映不出具体是什么故障使制动性能变差。

制动距离必须和制动跑偏量一起作为检验制动性能的参数。对于一个确定的汽车来说，它的质量是一定的，其制动器所能产生的制动力也是一定的，制动时汽车的初速度越大，制动距离越长，因此检验时还必须规定汽车的初速度。

2、制动力。

为了使行驶中的汽车能够减速或停车，必须由路面对汽车作用一个与其行驶方向相反的外力，来消耗汽车的动能，使汽车产生减速度，达到降低其行驶速度以至停车的目的，这个外力叫作制动力。对于一定质量的汽车来说，制动力越大制动减速度越大，制动距离越短。所以制动力是从本质上评价汽车制动性能的参数。制动力对汽车的制动性能具有决定性的影响。

用制动力这个参数评价汽车的行车制动性能，可以对前后轴制动力的合理分配以及每轴两轮平衡制动力差提出要求，从而保证汽车制动的方向稳定性，并使各轮附着重量得到充分利用。

用制动力作为单独的检验指标时，在检验了制动力大小、制动力合理分配及平衡制动力差的同时，还要检验制动协调时间。制动协调时间包括消除制动拉杆、制动鼓间隙和部分制动力增长过程所需要的时间，要求单车的制动协调时间不超过0.6s。调整良好的液压制动系的协调时间约为0.15-0.20s，气压制动约为0.20-0.40s。如果汽车以60km/h的速度行驶，每秒行驶16.7m，在制动协调时间内，液压制动汽车行驶距离为2.5-3.3m，气压制动为3.3-6.6m。若制动系调整不当，这个距离要成倍增长。另外，各轮制动协调时间不等，还会引起跑偏。目前，在汽车检测站主要用检测制动力的方法来检验汽车的制动性能，但许多制动试验台不具备检验制动协调时间的能力，使检测结果不能准确地反映汽车的实际制动效果，这个问题应引起足够的重视。

另外，目前普遍使用的反力滚筒式制动试验台，由于检测时汽车是静止的，因此这种方法是模拟性的。检测结果有时受检测设备自身结构的影响，与汽车实际制动的情况有差距，当对检测制动力的结果有质疑时，应当用检验制动距离的方法加以验证。

3、制动减速度。

制动减速度反映了制动时汽车速度降低的速率。对于一个确定的汽车来说，它的质量是一定的，能产生的制动力也是一定的，因此制动减速度也是一个确定值，制动初速度对减速度的影响不很大。可采用速度分析仪、制动减速度仪测出上式中相关参数后再计算出充分发出的平均减速度。

用减速度仪来检验汽车的制动减速度，仪器本身结构简单，使用方便，但试验的重复性较差，且受路面附着系数的影响很大。制动减速度也是一个整车性能参数，它反映不出各轮的制动力及分配情况。单独用制动减速度来评价制动性能时，也必须同时检验制动协调时间和跑偏量。

4、制动时间

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时又是不可缺少的参数。如对于同一型号的两辆汽车产上同样制动力所经历的时间不同，则两辆汽车的制动距离就可能相差较大，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。TOP

（二）制动抗热衰退性

汽车制动抗热衰退性能是指汽车高速制动、短时间重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动过程实质是把汽车的动能通过制动器吸收转化为热能，制动过程中制动器温度不断升高，制动器摩擦系数下降，制动器摩擦力距减小，从而使制动能力降低，这种现象成热衰退现象。因此可以用制动器处于热状态时能否保持有冷状态时的制动效能来评价汽车制动抗热衰退性能。制动抗热衰退性是衡量制动效能恒定性的一个指标。随着高速公路的发展和车速的提高，汽车制动性能的恒定性要求也愈来愈高。但由于测试方法较复杂，在一般汽车综合检测粘较难实施。对于在用汽车也无需检测制动抗热衰退性。TOP

（三）制动稳定性

制动稳定性是指制动时汽车的方向稳定性。通常用制动时汽车按给定轨迹行驶的能力来评价，即汽车制动时维持直线行驶或预定弯道行驶的能力。制动稳定性良好的汽车，在实验室不会产生不可控制的效能时汽车偏离一定宽度的试验通道。我国安全法中对制动稳定性有相应的规定（见GB7258-1997，6.14.1）。

四、地面制动力与制动器制动力及附着力的关系

汽车制动时，地面作用于汽车的制动力，是由于制动器产生的摩擦阻力迫使车轮转速降低或抱死的结果。汽车制动装置都是利用机械摩擦来产生制动作用的，其中用来直接产生摩擦力矩，迫使车轮转速降低的部分叫做制动器。制动器分为盘式制动器和鼓式制动器两种。鼓式制动器是由旋转的元件、制动鼓和不旋转的元件--制动蹄、制动分泵等零件组成。制动时，驾驶员踩下制动踏板，制动液由制动主缸经管路进入制动轮缸，推动轮缸活塞使制动蹄紧紧地压靠在制动鼓上。不旋转的制动蹄对旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩MT，其方向与车轮旋转方向相反。此力矩传给车轮后，使车轮转速减慢直至抱死，由于车轮与路面的附着作用，车轮对路面作用一个向前的作用力，同时路面也对车轮作用一个向后的反作用力P。力P就是阻碍汽车前进的制动力，我们称之为地面制动力。用力矩MT除以车轮的有效半径r，所得的作用力PT，称之为制动器的制动力。它相当于把汽车架离地面，并踩住制动踏板，在轮胎周缘沿切线方向推动车轮，直至它能转动所需要的力。对于液压制动系统，力PT的大小取决于制动踏板力，当用力踩住制动踏板时，可取得最大的制动器制动力PT max。对于气压制动，力PT的大小取决于制动气压。在进行制动性能检验时，为使检验结果有可比性，对制动踏板力或制动气压作出了规定。如空载检验时:

气压制动系：气压表的指示气压运≤600kPag

液压制动系：踏板力，座位数小于或等于9座的载客汽车≤400N；其它车辆运≤450N。

制动时，车轮的运动有滚动和抱死拖滑两种状态。当制动踏板力较小时，制动器的摩擦力矩不大，路面与轮胎间的摩擦力，即地面制动力足以克服制动器的摩擦力矩使车轮转动。当车轮滚动时，地面制动力就等于制动器的制动力。但地面制动力有时小于制动器所能产生的最大制动力，即p≤PT max使制动器的作用不能充分发挥。比如一个制动器性能良好的汽车在冰雪路面上制动时，地面制动力很小，车轮在很小的制动踏板力时就抱死拖滑，这是由于冰雪路面附着系数小的缘故。也就是说，地面制动力受到车轮与路面间附着条件的限制，其最大值不可能超过附着力。

附着力是指在汽车制动时，轮胎与地面之间的摩擦力，附着力除以汽车重力的商称为附着系数。在汽车制动时，附着力限制了制动力的最大值。同一辆汽车在干燥的沥青路面上制动与在冰雪路面上制动，制动距离相差很大，就是由于附着系数不同造成的。由于冰雪路面附着系数小，不可能产生较大的地面制动力。

车轮制动器的设计制造，能够保证汽车行驶在良好的道路上进行制动时，获得满意的制动效果。但随着汽车的使用，技术状况变差，导致车轮制动器不能提供足够大的制动力PT，这时即使用力踩着制动踏板，车轮仍然滚动而不抱死，使汽车的制动性能变差。由上述分析可以看出，汽车的地面制动力首先取决于制动器的制动力，但同时又受到路面附着条件的限制。所以，汽车只有具备足够的制动器制动力，同时路面的附着系数又较高时，才能产生足够的地面制动力，获得满意的制动效果。用制动力检验汽车的制动性能，主要目的是为了检测出制动器制动力PT。TOP

五、为什么采用防抱死制动系统

附着系数实际上不是常数，而是与滑动程度有关。仔细观察装有传统制动装置汽车的制动过程，可以看到轮胎留在地面上的印痕。从车轮滚动到抱死拖滑是一个渐变过程。基本上可以分为三个阶段：第一阶段，印痕的形状与轮胎花纹基本一致，车轮作纯滚动;第二阶段，轮胎花纹的印痕还可以辨别出来，但花纹逐渐模糊，轮胎已不再作单纯滚动，而是与地面发生一定程度的相对滑动，车轮处于边滚边滑状态;第三阶段，随着制动强度增大，形成一条粗黑的印痕，看不出轮胎花纹的痕迹，车轮被制动器抱死在路面上作完全拖滑。弹性轮胎与路面的摩擦有其特殊规律，轮胎与路面摩擦系数的最大值，出现在车轮处于边滚边滑状态时，当车轮完全抱死滑移，在路面上拖出黑印的时候，摩擦系数反而降低。为了说明这个问题，需要引用滑移率的概念。我们把车轮作纯滚动时的滑移率定为0，车轮完全抱死时的滑移率定为100%，当滑移率为15%-20%的时候，轮胎与路面的摩擦系数最大。汽车的制动过程，是利用制动蹄片与制动鼓的摩擦，将汽车行驶的动能变为热能散发到空气中的过程。当车轮完全抱死后，车轮制动器已经不能再吸收能量，此时车轮在路面上滑移，轮胎局部摩擦剧烈发热，胎面橡胶强度降低而使道路附着系数迅速下降。

防抱死制动装置可以将车轮的滑移率控制在15%-20%，充分利用较大的道路附着系数，使制动距离缩短。装有防抱死制动装置的汽车，制动时侧向附着力也较大，使汽车防止侧滑的能力大大提高。这种汽车行驶在雨天的路面上，比其他汽车的车速可以提高，一是由于制动距离短，二是不容易产生侧滑。

制动性能台式检测项目及有关检测标准

一、制动性能台式检测项目

1、制动力

2、制动力平衡要求

3、车轮阻滞力

4、制动协调时间TOP

二、用制动力检验汽车制动性能的国家标准

GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》规定，检验汽车的制动性能可以用路试和台试两种方法.路试可以检测制动距离和跑偏量；也可以检测制动减速度、制动协调时间和跑偏量冶试主要检测制动力与制动协调时间.目前主要采用台试的方法。

1、制动性能台式检测的技术要求

用制动力检验汽车的制动性能时，应符合下面要求：制动力总和占整车重力的百分比，空载≥60%或满载≥50%；主要承载轴的制动力占该袖轴荷的百分比，空载≥60%或满载≥50%。在GB7258-1997中，仍保持制动力总和与整车重力的百分比空载≥60%或满载≥50%的要求，由于对主要承载轴的理解容易有误，将主要承载轴的制动力与该轴轴荷之比改为前轴制动力不得小于前轴轴荷的60%。

对制动力平衡的要求，原标准中是以轴荷为基准确定的，即前轴左右轮制动力差不得大于该轴轴荷的5%，后轴左右轮制动力差不得大于该轴轴荷的8%。由于这种规定不能准确反映制动力差的数值应随制动力增加按正比例相应变化的实际情况，所以在GB7258一1997中改为：在制动力增长的全过程中，左右轮制动力差与该轴左右轮中制动力大者之比，前轴不得大于20%，后轴不得大于24%。这个要求的幅度与原标准比较，前轴要求适当放宽，对后铀的要求基本保持不变。这样的规定方法与美国及欧州是一致的。

对制动协调时间不再按车型分档，统一要求为，单车不大于0.6s，汽车列车不大于0.8s。

对驻车制动性能检验，规定车辆空载，乘坐一名驾驶员，驻车制动力总和应不小于该车在测试状态下整车重力的20%。；对总质量为整备质量1.2倍以下的车辆，此值为15%。当车辆经台架检验后对其制动性能有质疑时，可用路试检验方法进行检验。

2、对标准的正确理解。

1）质量、重力和制动力

质量是一个物体所含物质的多少，单位是千克(kg)，俗称“公斤”。重力是地球对物体的吸引力，单位是牛顿(N，其表达式为kg ·m/s2，即质量和加速度的乘积)。一个物体在地球的不同位置，质量不变，但重力略有差别。物体的质量乘以重力加速度g，等于物体的重力。轮重仪或轴重仪称出的是物体的质量，乘以g(9.8)即得出物体的重力。制动力与重力同属于力，单位是牛顿(N)，只有相同的物理量才能进行比较。

2）计算实例

称得一辆汽车前轴质量为1030kg，后轴质量为1260kg。测出其前轴制动力分别为，左轮3500N，右轮3100Nz后轴制动力分别为3900N和330ON。驻车制动力为5100N，制动协调时间为0.45s。判断该车制动性能是否合格。

前轴制动力占前轴重力的百分比：

(3500+3100)/(1030×9.8)≈65%

制动力总和占整车重力的百分比：

(3500+3100+3900+3300)/〔(1030+1260)×9.8〕≈61%

前轴左右轮制动力差与前轴左右轮中制动力大者之比：

(3500一3100)/3500≈11%

后轴左右轮制动力差与后袖左右轮中制动力大者之比：

(3900-3300)/39002≈15%

驻车制动力与该车在测试状态下整车重力的百分比：

5100/〔(1030+1260k×9.8〕≈23%

该车后轴制动力与后轴重力之比为58%，由于在GB7258-1997中只考核前轴制动力与前轴重力的百分比和制动力总和与整车重力的百分比，并未要求考核后轴，因此从上面计算结果来看，该车制动性能是合格的。现代轿车车速高，制动时轴荷(即轴的重力)转移大，在设计制造时，前轮制动力的设计能力较大。前轴左右轮制动力之和常大于前袖静态轴荷的100%，而后轴左右轮制动力之和常小于后轴静态轴荷的40%。由于前轮制动能力大，所以整车制动力仍大于整车重力的60%。新国标适应了汽车发展变化的新形势。

3）某些特种车辆，如吊车，在用制动力检验制动性能时应视为满载，按满载的标准判断检测结果是否合格。

大哥够专业啊！