关于利用制动痕迹长度估算车速问题探讨

2013-10-26贾常明

中国司法鉴定 2013年1期

贾常明

（中国刑事警察学院，辽宁沈阳 110035）

交通事故是当前社会发展中的严重灾害之一，交通事故成因分析和物证鉴定有很大的社会需求。其中关于车辆碰撞时的车速分析是一项典型问题，而现实工作中使用的几种方法来源于书本中“公式”。这些公式又来源力学原理和一些模拟实验[1]。但针对具体的车辆和路面，这些公式的科学性和有效性如何？也就是理论和现实之间的差异有多大？这方面的研究还未见报道。能够便于通过实验检验的也只有“利用路面制动痕迹长度进行估算方法”，但由于带防抱死系统车辆制动痕迹的特殊性，该种方法的应用也受到了限制。本文所提到的概念、方法、实验数据等仅供研究讨论，在司法鉴定工作中或行业管理中希望按有关国家标准执行[2-3]。

1 汽车制动过程

1.1 制动距离[4]

是指汽车速度为u0，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停止为止所行驶过的距离。制动距离与制动踏板力、路面附着条件、车辆载荷、发动机是否结合等许多因素有关。图1[4]中横坐标为时间，纵坐标为汽车地面制动力Fp和减速度ab

图1 汽车制动力（减速度）与时间关系

由图1可以看出，汽车制动过程可分为四步：

（3）持续制动时间：τ3；

（4）放松制动器时间：τ4。

式中s为制动距离，abmax为最大制动减速度。

由公式（1）可以看出，影响制动距离的主要因素：制动器起作用的时间（+），最大制动减速度abmax，以及起始制动车速u0。制动器起作用时间的影响是很重要的，对制动距离、地面制动痕迹分析时要认真考虑。

1.2 制动车速估算

针对汽车冲撞行人或骑自行车者，由于汽车质量较大，忽略碰撞过程动能损失，直接运用动能定理进行估算。

即

公式中m为汽车质量；ν为路面上留痕时刻车速；φ为汽车纵滑附着系数；s1为路面上制动痕迹长度。考虑到制动力上升时间的制动效果，对（3）进行修正，所以，估算刹车速度ν0为

2 实验

2.1 实验方法

选用20辆小型乘用车在一定路面上，以一定车速（40～60km/h）进行紧急制动实验。运用“便携式制动性能测试仪”记录汽车制动过程中减速度的数值变化。同时对地面刹车轮胎痕迹进行观察、测量、照相提取（见图 2）。

在实验室内，运用计算机画出汽车制动过程中减速度与时间关系曲线，通过积分得出该过程中速度与时间关系曲线、距离与时间关系曲线。并与该过程中路面上制动痕迹长度进行比较。在此基础上进行数据处理，可得出该制动过程中减速度的变化（起伏还是平缓）、制动减速度平均值和制动纵滑附着系数、制动初速度、制动力上升时间和轮胎开始在路面留痕时间。将制动初速度和“利用路面制动痕迹长度估算车速进行比较，分析其产生差异原因；分析制动力上升时间车速的降低和行驶距离，轮胎开始在路面留痕时间车速的降低和行驶距离。图3为本项实验工作中汽车制动减速度与制动时间关系曲线1例。按上述方法可得到制动初速度66.3km/h；制动距离24.5m；制动时间2.56s；制动力上升时间 0.2s；平均减速度 7.6m/s2；路面摩擦系数0.78。