乘用车制动标准对汽车制动性能的评价

蒋一春　夏海峰

摘 要：汽车制动性能是汽车安全性的重要评价指标之一，本文主要通过分析我国现有乘用车制动有关标准：GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》、GB 21670-2008《乘用车制动系统技术要求及试验方法》中的相关要求，对乘用车制动性能进行评价。

关键词：汽车制动 制动性能 比较分析

Evaluation of Passenger Car Braking Standard on Automobile Braking Performance

Jiang Yichun Xia Haifeng

Abstract：Automobile braking performance is one of the important evaluation indexes of automobile safety. This article mainly analyzes the relevant standards of passenger car braking in China： GB 7258-2017 "Technical Conditions for Safety of Motor Vehicle Operation"， GB 21670-2008 " The relevant requirements in "Technical Requirements and Test Methods of Passenger Car Braking System" ， to evaluate the braking performance of passenger cars.

Key words：automobile braking， braking performance， comparative analysis

1 引言

汽车制动性能指标是是汽车安全性能检测的核心指标。随着国民经济的高速发展，国内汽车销量急速上升，汽车的保有量也水涨船高，快速增加。因此我们应该更加重视行车安全和交通安全。为了更好的维护目前社会经济安全稳定，具有及时准确、高效先进的汽车制动检测是十分有必要的。

2 汽车制动过程

2.1 汽车制动受力分析

若要使正在行驶的车辆要停车，则需要对汽车施加一个与汽车前进方向相反的力，才能让汽车停车。这个外力只能由汽车车身與空气产生的摩擦力和轮胎与地面的摩擦力提供。但由于空气阻力相对很小，所以主要是由地面与轮胎之间的摩擦力来提供这个力，这个力叫地面制动力。力越大，所产生的减速度越大，制动距离也会变得越短，因此可以看出地面制动力对汽车制动性能起着决定性的作用。

图1表示的是发生制动时车辆单个车轮的受力分析，Tu是在制动器中摩擦衬片与制动鼓或盘之间产生的摩擦力矩，单位为N·m;FXb是地面制动力，单位为N。

显然，从力矩平衡得到：

FXb=                      （式1）

式中，r为车轮半径（m）

2.2 过程分析

如图2所示当需要停车时，驾驶员反应需要经过一段时间后才能意识到停车动。经过这段时间后，驾驶员开始踩踏制动踏板，从驾驶员开始发生踩踏这个动作开始经过时间才能踩到制动踏板。从b点开始，驾驶员对制动踏板施加踩踏的力，汽车也随之开始产生制动力，因为制动器内部结构存在间隙，因此需要经过才能产生制动减速度，从c点开始汽车才开始发生制动。c点之后，驾驶员对制动踏板的力逐渐增大，到d点时达到最大制动力，达到最大制动力后，制动力将维持一段时间基本保持不变，至f点驾驶员开始释放制动踏板，但是制动力还需要经过时间达到g点才能消失

从图中可以看出，制动减速度与制动力基本成正相关关系。

从制动的全过程来看，总共包括驾驶员看到信号后作出制动反应、汽车制动器开始起作用、持续制动和放松制动器四个阶段。

3 制动性能评价指标

3.1 制动距离

一般所指的制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的距离。

制动试验通常将制动距离和制动减速度作为评价参数。不管是是欧盟汽车法规、美国汽车标准都将制动距离作为唯一的评价指标或重要评价指标之一。

（式2）

如上表所示，GB 7258-2017中要求的制动初速度为50km/h，而GB 21670-2008中发动机接合的0型试验中规定试验初速度为80%的最高车速。从初始试验车速可以看出GB 7258-2017的初始车速更倾向于市区行驶的车速，更加贴合正常车辆行驶的制动性能评价。而GB 21670-2008的初始车速为最高车速的80%，更偏向于评价车辆在正常行驶极限车速下的制动性能评价。

3.2 充分发出的平均减速度

从（式2）看出，不管采取何种方法，除车辆本身制动性能以外，制动距离主要是受到试验初速度和制动响应时间的影响，车速越高，驾驶员需要保持较高的制动作用状态的时间也越长，制动减速度也不可能保持不变。从这个角度而言，制动减速度比制动距离存在更多的优势。

MFDD=          （式3）

式中，ub为0.8u0的车速;u0为起始车速（km/h），ue为0.1u0的车速（km/h）;sb为u0到ub车辆经过的距离（m）;se为u0到ue车辆经过的距离（m）。

从表2可以看出GB 7258-2017规定的车辆充分发出的平均减速度要大于GB 21670-2008中对充分发出的平均减速度的规定，说明在低速情况下对制动效能的制动效率要求更高。

3.3 制动响应时间

如上图2所示，总称为制动器的响应时间。

制动响应时间能更加直观的反应制动时，从驾驶员开始操作到制动器起作用的时间，制动响应时间越短制动性能越好。

GB 7258-2017中在規定的初速度下急踩制动时，液压制动的汽车制动协调时间应小于等于0.35s。

GB 21670-2008中规定，制动时，从开始操纵控制装置到最不利的车轴上的制动力达到表1和表2规定制动效能所经历的时间不应超过0.6s。

3.4 制动时的方向稳定性

制动过程中，有时会出现车辆偏离行驶方向、前轮抱死、后轮侧滑、汽车失去了转向能力，不能按驾驶员的操作意愿来行驶。制动时的方向稳定性是指在制动过程中保持直线行驶或者可以按照设定弯道行驶的能力。

汽车制动时的方向稳定性也是汽车制动性能评价的重要指标，这关系着在制动时驾驶员对制动操作的控制能力

制动时汽车跑偏的主要原因汽车转向轴的左、右车轮制动力偏差太大。

GB 7258-2017中规定乘用车制动不能偏离2.5m车道。

GB 21670-2008中规定，车辆在制动前沿试验通道中线行驶，在制动过程中，不能偏离3.5m宽的试验车道，横摆角也应小于等于15°。

3.5 台式检验制动性能评价

台式制动性能检测主要分为平板制动试验台和滚筒制动试验台。主要设置在室内，制动初速度较小，制动距离较短，因此通过仪器设备测得各轴制动力、车轮阻滞率、制动协调时间等数据，通过计算制动力百分比要求、制动力平衡要求、制动协调时间要求、车轮阻滞率要求来评价车辆制动性能。

通过对制动力百分比的要求，根据式2可以看出制动初速度v和制动减速度是影响制动距离的主要因素。而影响最主要因素就是制动力，因此对控制制动力的要求，就可以“等效”看成对制动距离和充分发出的平均减速度的评价。

由上表可以看出，GB 7258-2017中对液压制动的制动协调时间要求最高，而比较大型的汽车：铰接客车和无轨电车要求较低。

通过3.4可知，影响制动时的方向稳定性的主要因素：“汽车左、右车轮，特别是转向轴左、右车轮制动器的制动力不相等”，因此对制动力平衡的要求，也可以“等效”看成对制动时的方向稳定性的评价。

4 结束语

综上所述，我国乘用车制动法规中对乘用车制动性能主要通过：车辆的制动距离、制动充分发出的平均减速度、制动响应时间与制动时的方向稳定性等重要指标进行评价。制动性直接关系到驾驶安全，进而影响交通安全。而大多数事故发生的原因就是车辆“刹不住”，也就是制动距离过长，因此制动距离与制动稳定性是最主要的评价指标。我国制动检测法规：GB 21670-2008《乘用车制动系统技术要求及试验方法》、GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》中对上述制动性能评价项目制动了相应的检测方法，通过对车辆制动性能的检测，能很好地避免制动性能不合格的车辆“上路”，从而在一定程度上避免一些交通事故的发生。

参考文献：

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