三、汽车制动性
为了保障汽车的行驶安全和汽车的动力性得以发挥，汽车必须具有良好的制动性。对于行车制动而言，汽车的制动性能是指汽车行驶时，能在短距离内停车且维持行驶方向稳定，以及在下长坡时能维持较低车速的能力。
制动性的评价指标
汽车的制动性是汽车的主要性能之一。制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，因此制动性是汽车安全行驶的重要保障。
（一）制动性的评价指标
1.制动效能
制动效能包括制动减速度、制动距离、制动时间及制动力等。制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能最基本的评价指标。
2.制动效能的恒定性
汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度，称为抗热衰退形象。此外，汽车在涉水行驶后，制动器还存在水衰退（即当汽车涉水时，水进入制动器，短时间内制动效能降低）的问题。
3.制动时的方向稳定性
制动时的方向稳定性是指制动时汽车按照驾驶员给定方向行驶的能力，即制动时是否发生制动跑偏、侧滑、失去转向能力等。
（二）制动时车轮的受力
1.制动器制动力
制动器制动力是指在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩Tμ所需要的力，如图2-2-3所示。制动器制动力Fμ取决于制动器型式、尺寸、摩擦系数、车轮半径，且与制动系统油压或气压成正比。
Fμ=Tμ/r
图2-2-3 车轮在制动时的受力情况
2.地面制动力
地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力。地面制动力Fxb取决于两个摩擦副的摩擦力：一个是制动器摩擦副间的摩擦力，另一个是轮胎与地面间的附着力，如图2-2-3所示。
式中，Fp——单位制动泵推力。
3.制动器制动力、地面制动力、附着力之间的关系
如图2-2-4所示，由制动器制动力Fμ、地面制动力Fxb及附着力Fφ三者之间的关系可以看出，制动器制动力可以随着制动系统油压的增大而增大，而地面制动力在达到与附着力相等的值后，就不再增加了。此时，若想提高地面制动力，以使汽车具有更大的制动效能，只能提高附着系数。
图2-2-4 制动过程中制动器制动力、地面制动力、附着力间的关系
由此可见，汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的限制。所以，只有在本身具有足够的制动器制动力，而地面又能提供较高的附着力时，汽车才能获得足够的地面制动力。
（三）汽车的制动效能及其恒定性
1.制动距离
制动距离是汽车在一定的初速度下，从驾驶员急踩制动踏板开始，到汽车完全停住为止所驶过的距离。它是衡量一款车制动性能的关键性参数之一。制动距离的长短与行驶的速度、制动力、附着系数有关。制动距离越小，汽车的制动性能就越好。由于制动距离比较直观，因此已成为广泛采用的评价制动效能的指标。
在汽车行驶时，驾驶员发现紧急情况直至踩下制动踏板发生制动作用之前的这段时间称为反应时间。在反应时间内，车辆行驶的距离称为反应距离。此距离的长短取决于行驶速度和反应时间，行驶速度越高或反应时间越长，反应距离就越长。反应时间又与驾驶员的灵敏程度、技术熟练状况有直接关系。通常的反应时间为0.75～1s。假如车速为30km/h，反应时间为1s，则反应距离则为8.33m。
安全行车常识里有一个保持车距的原则，即保持车距为车速的千分之一，如车速为50km/h，保持车距为50m；车速为120km/h，保持车距为120m。对照表2-2-3可知，这个车距是非常安全的，而且当车速＜100km/h时，人们有足够的反应时间，只要在反应时间之内动作了，即便前车突然停住（追尾或撞上障碍物），后车也能刹住，因此可将其称为安全反应时间。
表2-2-3 车速与安全反应时间、制动距离
2.制动效能的恒定性
制动效能指标是在冷制动下，即制动器温度在100℃以下讨论的。汽车在繁重的工作条件下制动（例如长时间下长坡、连续制动）或高速制动时，制动器温度常在300℃以上，有时甚至达到700℃。制动器温度上升后，摩擦力矩将显著下降，汽车的制动效能会显著下降，这种现象就称为制动器的热衰退。
抵抗热衰退的能力常用一系列连续制动后，制动效能与冷制动时效能相比的下降程度来表示。制动器的热衰退与制动器的摩擦副材料、制动器结构有关。
一般情况下制动时，石棉摩擦片与制动鼓的摩擦系数为0.3～0.4，此时摩擦系数是稳定的。在连续强烈制动及高速制动的情况下，摩擦片温度过高，其中的有机物发生分解，产生一些气体和液体，它们在两接触面间形成有润滑作用的薄膜，使摩擦系数降低，从而出现热衰退现象。
制动器的结构型式对抗热衰退的能力有较大的影响。盘式制动器的制动效能没有鼓式的大，但其稳定性较好。在高强度制动时，摩擦系数虽因热衰退而有所下降，但对制动效能的影响不大。
汽车涉水后，由于制动器被水浸湿，制动效能也会降低，这种现象称为制动效能的水衰退。另外，为缓解汽车涉水后出现的水衰退现象，应踩几脚制动踏板，使制动蹄与制动鼓间因摩擦而产生热量，使制动器迅速干燥，以使制动效能恢复正常。
（四）制动时汽车的方向稳定性
汽车制动过程中有时会出现制动跑偏、侧滑等现象，使汽车失去控制而离开规定行驶方向。汽车在制动过程中维持直线行驶或按照预定弯道行驶的能力，称为制动时汽车的方向稳定性。
1.制动跑偏
制动时，期望汽车按直线方向减速停车，但有时汽车却自动向左或向右偏驶，这种现象称为“制动跑偏”。汽车制动跑偏，则汽车后轮将沿前轮的轨迹运动，如图2-2-5所示。
图2-2-5 制动跑偏轨迹
（a）制动跑偏；（b）制动跑偏引起后轴微侧滑
造成汽车制动时跑偏的原因主要有两个：一是汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器制动力不相等；二是制动时，悬架导向杆系统与转向系统拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）。其中一个原因是制造、调整误差造成的，汽车究竟向左还是向右跑偏，要根据具体的情况而定；而另一个原因是设计造成的，即制动时汽车总是向左（或向右）一方跑偏。
实践证明，前轴左、右制动轮制动力之差超过5%，后轴左、右制动轮制动力之差超过10%，将引起制动跑偏。
2.制动侧滑
侧滑是指制动时汽车一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象。最危险的是高速制动时后轴发生侧滑，这时汽车常会发生不规则的急剧回转运动，使之部分或者全部失去操控。制动侧滑时前后轮轨迹不重合。
侧滑产生的原因：在制动过程中，地面制动力达到附着极限后，继续增加制动力，车轮将处于抱死拖滑状态，侧向附着系数为零，即该车轮抵抗侧向干扰的能力为零，这时，车轮受到任何一点侧向力都会沿侧向力的方向滑动。
紧急制动过程中常出现轴侧滑的现象。实践证明，后轴侧滑具有很大的危险性，可以使汽车掉头；前轴侧滑对汽车行驶方向的改变不大，但是已经不能用转向盘来控制汽车的行驶方向了。
3.转向能力的丧失
转向能力的丧失是指汽车在弯道处制动时，汽车不再按照原来的弯道行驶，而是沿着弯道切线方向驶出，以及直线行驶时，转动方向盘，汽车仍按照直线行驶的现象。
当只有前轮抱死或者前轮先抱死时，侧向力系数为零，不能产生任何地面侧向反作用力，此时汽车将丧失转向能力。
因此，从保证汽车方向稳定性的角度出发，首先，不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况，以防后轴侧滑；其次，尽量少出现只有前轴车轮抱死或前后车轮都抱死的情况，以维持汽车的转向能力。最理想的情况就是防止任何车轮抱死，且前、后轮都处于滚动状态。
高性能ESP（Electronic Stability Program，电子稳定系统）可以减少80%由侧滑引起的交通事故，并将严重车祸的数量减少50%。其通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，然后向ABS发出纠偏指令，以此来帮助车辆在各种动态下保持最佳的稳定性。
学习研讨
学习评价
习题测试
1.汽车等速上坡行驶时的阻力包括（ ）。
A.滚动阻力 B.空气阻力
C.坡道阻力 D.加速阻力
2.汽车行驶时，滚动阻力系数的影响因素包括（ ）。
A.路面种类及状态 B.轮胎结构和材质
C.行驶速度 D.胎压
3.汽车动力性评价指标包括（ ）。
A.最高车速 B.加速时间 C.最大爬坡度
4.汽车制动性的评价指标包括（ ）。
A.制动性能 B.制动性能的恒定性
C.制动性时汽车的方向稳定性
5.由附着作用所决定的阻碍车轮打滑的路面反力的最大值称为（ ）。
A.驱动力 B.附着力 C.制动力
6.（ ）的定义是汽车在某一挡位下能发出的最大功率和该挡位下需要的功率之差。
A.后备功率
B.额定功率 C.负荷率
7.汽车行驶必须满足的条件是（ ）。
A.驱动条件 B.附着条件 C.驱动条件+附着条件
拓展阅读
随着电子技术的发展，汽车发动机技术已经发展到了一个非常成熟的阶段。最新V型发动机配上涡轮增压，在同样的油耗下，动力能显著增加。另外，发动机还可以在车载计算机的控制下，在最经济的状态中平稳运转。汽车底盘技术的应用（如ESP、TCS、ABS等）对汽车制动性和碰撞后的安全性都起到了很大的改善作用。
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【注释】
[1]动力因数D是指与汽车质量及车身型式无关的、评价汽车动力性能的参数，是剩余牵引力（总牵引力减空气阻力）和汽车总质量之比。