基本知识
汽车的方向不稳定性是由操纵不稳定(称作过度转向)和紧急制动期间的不稳定性(称作后轮侧滑)引起的。普通汽车在正常制动和操纵下是安全.的,但也存在着一些影响车辆安全操纵的因素,其中包括道路情况、车速、载荷、轮胎的类型、质量以及日常的维修情况。方向稳定的车辆(也即具有不足转向),如果后轮载荷増加或前轮轮胎的侧刚性较后轮轮胎为高时,可能造成方向的不稳定。如果前轮能够先于后轮抱死,汽车就不会发生侧滑。
为了防止后轮过早抱死,往往需要采用复杂的电子机械式防抱死装置。为达到设计所要求的目的,防抱死装置中需有车速传感器、制动压力调节器和逻辑控制器三个部分。而在液压制动系统部分或全部失效的情况下,如果使用手制动,上述装置就不能保证制动稳定性。
二、推荐采用的制动装置
本文所介荦的防侧滑机械式制动器,是在紧急制动时使前轮抱死,而不是防止后轮抱死。图1示出操纵一辆不发生后轮侧滑的汽车所需的复杂性及准确程度。如果紧急制动的目的在于完成稳态的转向或其它操纵的话,则必须要避免前轮抱死。但紧急制动的目的,是要安全、迅速地停车,这正是防侧滑机械式制动器的研制目的。
图2后、前制动器的抱死时间间隔对侧向滑移的影响(B车空载制动初速度为65km/h)。
图1前轮制动器失效时为保持直线轨迹所需的驾驶员转向响应(制动初速度为65km/li)
A微型汽车B四门轿车C家用客货两用车
图2表示当后轮先抱死,经过一段时间滞后,前轮再抱死时,汽车最终的侧向滑移。该时间滞后为驾驶员的反应时间或设计上的延迟动作时间。曲线上的每个点示出车辆的最终侧向位置,箭头表示汽车的最终方向。由图可以看出,后轮抱死后2.4s,前轮才抱死,汽车的最终侧向滑移将是0.4m,并且带有大约为5。的偏转。曲线上最远处的箭头示出
停车后前轮仍未抱死时,车辆最终的侧向滑移。此曲线沾由多次试验所得到的汽车质心轨迹。由图2可以看出,有足够的时间滞后(约为2.5s)允许驾驶员操作,以避免汽车发生剧烈偏转。如果此时间滞后为0.5s,则汽车发生偏转。此时间滞后与道路状况和制动初速度有关。
三、关于防侧滑机械式制动器的说明
现在看来,在车辆的前轮或前轮驱动传动中加装驻车制动器具有显而易见的好处。如发生紧急情况,如脚制动器失灵,使用手制动器也可以抱死车轮,并使车辆处于稳定状态。在大多数情况下,由此将获得较之后轮制动还要好的制动性能。
根据当前的技术水平,对前轮驱动汽车采用这种制动装置,在技术上是可行的,在经济上是有益的。这种防侧滑机械式制动器的一个基本部件就是前轮或前轮驱动传动中的驻车制动器。
图3示出防侧滑机械式制动器中所用的双臂制动踏板。它应具有适当的柔性,第一踏板臂是工作制动踏板,它与液压制动系相
连。在通常状态下,其角度行程将等于或小于图4中的0i。此行程将引起制动主缸中的活塞移动相应的一个量02。因为第一踏板臂具有挠性,所以02小于I。刚性的第二踏板臂与前轮驻车制动器相连。在紧急情况下,驾驶员将以很大的力踏下制动踏板(第一踏板臂),使制动踏板象悬臂弹簧一样弯曲并移动01+03。此刻,第二踏板'臂也将转动03,并将使前轮抱死。前轮制动器整个动作听用时间为几分之一秒。另外,如果由于某种原因使液压制动系失灵或制动液泄漏,
第一踏板臂另一端的移动角度为92+04。否贝IJ,该端移动不会超过02。
为了使前轮驻车制动器产生制动作用,驾驶员踩下第一踏板臂的角度超过其通常的工作范围I,而达到ei+03。这样,就可以操纵抱死机构来使前轮驻车制动器产生制动作用。
这种防侧滑机械式制动器与已IU专利的及正采用的装置相比,具有以下优点:
①不需添加任何液压管路或辅助液压缸,也不需为该装置的工作提供液体传力介质;
②驻车制动器的工作与脚踏制动器是否失效无关,只要驾驶员认为有必要就可使之工作;
③该种制动器工作可靠、维修方便;
④驾驶员的操作水平不影响它的正常工作,'
⑤与现正采用的防抱装置相比,这种制动器成本低,可推广用于各种汽车。