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(資料圖)

車輛運(yùn)行安全基礎(chǔ)理論之車輛行駛性能與道路運(yùn)輸安全

(一)動(dòng)力性

(1)較高車速。指汽車在水平良好路面上所能達(dá)到的較高行駛速度,道路和載荷情況對汽車的較高車速有重要影響。在高速公路上行駛時(shí),需要車輛達(dá)到較高的車速。

(2)加速時(shí)間。汽車的加速時(shí)間包招原地起步加速時(shí)間和超車加速時(shí)間,可以反映汽車的加速能力。超車行駛時(shí),加速時(shí)間越短,行車越安全。

(3)最大爬坡度。指滿載時(shí)汽車以一擋在良好的路面上所能通過的最大坡度,貨車運(yùn)行的道路環(huán)境較復(fù)雜,具有足夠的爬坡能力非常必要,最大爬坡度一般在 30%左右,即坡度角為 16.7°左右。

(二)制動(dòng)性

(1)制動(dòng)效能

制動(dòng)效能是指汽車在良好路面上以一定的初速度制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度,是制動(dòng)性最基本的評價(jià)指標(biāo)。影響制動(dòng)效能的主要因素有:

1.制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式。一般而言,盤式制動(dòng)的制動(dòng)效能要高于鼓式制動(dòng),液壓制動(dòng)高于氣壓制動(dòng)。

2.制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。液壓制動(dòng)的汽車制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間要求小于等于 0.35s;采用氣壓制動(dòng)的汽車制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間要小于等于 0.6s;汽車列車、鉸接客車、較接無軌電車的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間要小于等于 0.8s。

3.路面附著系數(shù)。路面附著系數(shù)越高,制動(dòng)效能越高。一般而言,干燥的瀝青路面附著系數(shù)為 0.55~0.70,干燥的混凝土路面附著系數(shù)為 060~0.85,潮濕的瀝青路面附著系數(shù)為0.40~0.75,潮濕的混凝土路面附著系數(shù)為 0.45~0.75,雪地路面附著系數(shù)為 0.30~060,冰路面附著系數(shù)為 005~0.20。此外,在積水的路面上還容易發(fā)生“滑水效應(yīng)”,路面附著系數(shù)急劇降低,導(dǎo)致喪失制動(dòng)效能。

4.超載率。隨著超載率的增加,制動(dòng)效能下降。因此,超載的大貨車制動(dòng)距離遠(yuǎn)大于正常裝載車輛的制動(dòng)距離。

(2)制動(dòng)效能的恒定性

制動(dòng)效能的恒定性是指在車輛制動(dòng)效能的保持能力,一般指制動(dòng)過程中制動(dòng)器的抗熱衰退性和抗水衰退性。汽車長時(shí)間進(jìn)行強(qiáng)度較大的制動(dòng)時(shí)(如下長坡連續(xù)制動(dòng)或高速制動(dòng)),制動(dòng)器的溫度常在300℃以上,溫度上升后,制動(dòng)摩擦片性能下降,制動(dòng)器摩擦副的摩擦系數(shù)減小,所產(chǎn)生的摩擦力矩和制動(dòng)力減小,制動(dòng)效能降低,這種現(xiàn)象稱為制動(dòng)器的熱衰退。制動(dòng)器的抗水衰退性能反映了汽車涉水后制動(dòng)效能保持的程度和恢復(fù)的快慢,制動(dòng)器涉水引起的制動(dòng)效能下降的現(xiàn)象稱為制動(dòng)器的水衰退現(xiàn)象。其產(chǎn)生原因是制動(dòng)器摩擦表面浸水后,水的潤滑作用使制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)鼓間的摩擦系數(shù)下降。制動(dòng)器浸水后,經(jīng)過若干次(一般為 5-15 次)制動(dòng)后,在制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓的摩擦熱作用下使水分蒸發(fā),制動(dòng)器摩擦片逐漸干燥,并逐漸恢復(fù)到浸水前的制動(dòng)性能,這稱為水恢復(fù)現(xiàn)象。盤式制動(dòng)器的水衰退影響比鼓式制動(dòng)器要小,制動(dòng)效能下降小,恢復(fù)也較快。

在實(shí)際行車過程中,造成制動(dòng)效能恒定性下降的主要是熱衰退現(xiàn)象,其影響因素有:

1.在長大下坡連續(xù)制動(dòng)時(shí),應(yīng)低擋低速行駛,采用發(fā)動(dòng)機(jī)或排氣輔助制動(dòng)。

2.選用耐熱性強(qiáng)的制動(dòng)器摩擦副材料。

3.改進(jìn)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式,如采用盤式制動(dòng)器。

4.加快制動(dòng)器的散熱速度,如貨車制動(dòng)器強(qiáng)制性淋水。

(3)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性

制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性是指車輛在制動(dòng)過程中按預(yù)定軌道行駛,不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。車輛制動(dòng)時(shí)的方向不穩(wěn)定性表現(xiàn)主要為制動(dòng)跑偏、側(cè)滑、前絕失轉(zhuǎn)向能力。

1.制動(dòng)時(shí)汽車自動(dòng)向左或向右偏駛稱為制動(dòng)跑偏,制動(dòng)跑偏的主要原因有:

①汽車左右車輪,特別是前軸左右車輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。

②制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)(互相干涉)。

③前輪定位失準(zhǔn),車架偏斜,裝載不合理。

2.制動(dòng)過程中,汽車某一軸或兩軸發(fā)生橫向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為制動(dòng)側(cè)滑。汽車制動(dòng)側(cè)滑的影響因素主要有:

①路面附著系數(shù)。車輛在低附著系數(shù)路面上制動(dòng)易發(fā)生側(cè)滑。

②制動(dòng)時(shí)車輪的抱死及抱死順序。車輪抱死后承受側(cè)向力的能力降低,若后軸先抱死,就可能發(fā)生后軸側(cè)滑。

③車輛受到的橫向力。車輛受到的橫向力越大,越容易發(fā)生側(cè)滑。

④車輛荷載及荷載轉(zhuǎn)移。

(3)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性

3.轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力是指彎道制動(dòng)時(shí),汽車不再按原來的彎道行駛,而是沿彎道切線方向駛出。直線行駛制動(dòng)時(shí),雖然轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,但汽車仍沿直線方向行駛。轉(zhuǎn)向輪失去轉(zhuǎn)向能力是轉(zhuǎn)向輪抱死的直接結(jié)果。最理想的情況就是防止任何車輪抱死,采用制動(dòng)防抱死裝置(ABS),可以控制制動(dòng)強(qiáng)度,制動(dòng)過程中邊滾邊滑,既可利用路面較大的縱向附著系數(shù)來增大制動(dòng)力,又可得到較大的側(cè)而附著系數(shù),使汽車具有較強(qiáng)的抵抗側(cè)向力的能力;既可避免制動(dòng)側(cè)滑,又能保持汽車制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向能力。

(三)操縱性和穩(wěn)定性

(1)汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性

對于處于等速直線運(yùn)動(dòng)的汽車,如果駕駛員突然將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)過一定角度保持不變。一般汽車經(jīng)過短暫的時(shí)間后即進(jìn)入等速圓周行駛狀態(tài),并且不再隨時(shí)間而改變,這就是穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性分為中性轉(zhuǎn)向特性、不足轉(zhuǎn)向特性和過度轉(zhuǎn)向特性。

1.中性轉(zhuǎn)向特性。在半徑為 R 的彎道上轉(zhuǎn)彎時(shí),轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角與行駛速度 V 無關(guān):當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度固定不變時(shí),汽車沿給定半徑的圓周行駛,R 與 V 亦無關(guān)。

2.不足轉(zhuǎn)向特性。同樣條件下,具有不足轉(zhuǎn)向特性的汽車,若保持轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角不變。緩慢加速或以不同行駛速度等速行駛,則隨著行駛速度的提高,轉(zhuǎn)向半徑 R 增大,汽車沿更平緩的曲線行駛。沿給定半徑的圓周加速行駛時(shí),應(yīng)隨速度的提高不斷增大。

3.過度轉(zhuǎn)向特性。若汽車具有過度轉(zhuǎn)向特性,其特性與具有不足轉(zhuǎn)向特性的汽車相反。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角固定不動(dòng)時(shí),隨著行駛速度 V 升高,轉(zhuǎn)向半徑 R 越來越小,汽車沿更彎曲的曲線行駛,行駛速度過高可能導(dǎo)致汽車側(cè)滑。沿給定半徑 R 的圓周行駛時(shí),其轉(zhuǎn)角應(yīng)隨速度的升高而減小,即應(yīng)隨行駛速度的提高不斷減小轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角。因此,具有過度轉(zhuǎn)向特性的汽車是不穩(wěn)定、不安全的,操縱穩(wěn)定性良好的車輛應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。

(2)汽車在彎道行駛時(shí)的側(cè)翻、側(cè)滑風(fēng)險(xiǎn)分析

為了保證汽車高速行駛的橫向穩(wěn)定性,汽車應(yīng)力求保持一定輪距,并盡量降低質(zhì)心高度,以增大汽車的側(cè)問穩(wěn)定系數(shù)。



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