汽车制动距离与速度的关系

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1、汽车制动距离与速度的关系46公路与汽运Highways&AutomotiveApplications第3期2010年5月汽车制动距离与速度的关系吴明(中山市道路运输车辆综合性能小榄检测站,广东中山528415)摘要:分析了安全距离国际通用公式的组成;根据功能原理,建立了制动距离的计算数学模型,用该模型对中国国家标准中的平均减速度和制动距离的等效性进行了验证,提出了具体的操作方法;对杭州5.7飙车案调查组的最后结论车速提出了质疑.关键词:汽车;制动距离;行车速度;减速度;附着力中图分类号:U491.3文献标志码:A文章编号:16712668(2010)03-004603汽车制动距离与制动

2、初速度的关系不仅可以应用于交通事故处理中,还可以应用于许多汽车安全性能检测设备的设计和标定中.对于都市飙车的速度之探:踩了刹车还会跑多远?一文中的误导,有必要对车速测算的国际通用公式以及时速120公里的车踩了刹车,制动距离约为240米进行分析,根据系统的功能原理,分析制动力增长过程和制动力稳定过程的速度,时间和制动距离,建立汽车制动距离与制动初速度关系的计算公式.15.7飙车案车速结论的错误都市飙车的速度之探:踩了刹车还会跑多远?一文所采用的国际通用公式如下:一1.47sft十(s一s;)113o(o.348+0.01G)(1)式中:d为制动距离瓶为制动初速度;Sf为制动终速度;t为反应时间;

3、G为坡度;测算的参数和结果采用英制单位.按该文的介绍,设车速为120km/h,平坦路面G一0,制动终速度s,一0,反应时问t为国际通用的2.5S,换算成英制单位后带入式(1)中进行推算,然后换算为公制单位,制动距离约为240ITI.采用的公式和结论是错误的,分析如下:(1)假设5和5,为公制单位,s一120km/h一33.333m/s,则l_4733.3332.5+33.333/(300.348)一228.93ITI制动距离是车速的二次方程,1英里一1.6093km,用英里代替公里计算得到的d只会小于2291TI,无法得到240121这个结果.按英制单位计算再换算成公制单位,d=122.50+

4、106.43/1.6093188.61TI.(2)所谓的国际通用公式实际上是两部分相加:第一部分Sit是未踩制动踏板的汽车行驶距离,第二部分d.一/(300.348)才是制动距离,1.47应该为安全系数之类的东西.国际通用公式应该理解为安全距离.紧急制动时,人的反应时间(即想刹车到脚踩上制动踏板的反应时间)为0.20.5S,人的反应时间对于安全距离有作用,但对于制动距离与制动初速度的关系分析没有作用.(3)把安全距离作为制动距离是概念上的错误,时速120km的车辆踩了刹车,制动距离约为240ITI的结论是荒唐的,按d2=/(30xo.348)计算,d2=106.4rn.如果把该国际通用公式应用

5、于杭州5.7飙车案计算,所确定的时速也是荒唐的.2制动距离的计算2.1计算方法实际上,制动初速度与制动距离的关系并不是很复杂,无需什么国际通用公式,无论是理论计算或试验都很简单.若忽略制动系间隙作用时间的影响,制动过程分两部分(见图1):一是制动力增长的制动过程,制动距离为L;二是制动力达到稳定减速度的制动过程,制动距离为L.蚕褥磊制动距离L,m图1制动力与制动距离曲线按照GB72582004机动车运行安全技术条总第138期公.路与汽运Highways&AutomotiveApplications47件第7.13.1.2款:制动协调时间对液压制动的汽车不应大于o.35S,制动协调时间是

6、指在急踩制动时,从脚接触制动踏板(或手触动制动手柄)时起至机动车减速度(或制动力)达到表4规定的机动车充分发出的平均减速度(或表6所规定的制动力)的75时所需的时间.以制动性能良好的乘用车为例,设空载乘用车达到充分发出的平均减速度(前,后轴的ABS防抱死系统开始起作用)的时间为0.45S,车轮与路面的最大附着系数不小于0.7,在制动力增长阶段制动距离为L.,达到充分发出平均减速度后的制动距离为L.,整车制动力和不小于整车最大路面附着力.则在L阶段,以0.5F作为平均制动力,按冲量原理计算:0.5Mgt1一kM(v2一1)式中:M为车辆的空载质量(kg);g为重力加速度(9.8m/s);t为达到

7、充分发出平均减速度的时间(s);是为汽车空载质量和转动件当量惯量系数;z为制动初速度(m/s);73为达到充分发出平均减速度时的车速(m/s).1:=:20.5g1/k(2)按功能原理计算:0.5MgL1=0.5kM(,02一)L1一是(;一73)/(g)9MgL20.5kMviL20.5k诉/(g)制动距离LL1+L2一k(;一0.5v)/(g)(3)空挡制动时,取k=1.03;未脱开空挡制动时,受发动机和飞轮当量惯量等因素影响,取k一1.09.2.2乘用车120km/h车速空挡不同值时的制动距离(1)当O.7时:73l一33.3330.50.79.8X0.45/】.0331.834m/sL

8、一1.03(1111.09506.72)/(o.79.8)一90.7m(2)当一0.6时:133.3330.50.69.80.45/1.0332.049m/sL一104.7m此时的L与国际通用公式d:一106.43m接近,由此也可判断国际通用公式是采用公制而非英制单位,否则,制动距离相差1.6093倍无法解释,安全距离中的制动距离部分是以g一0.6x9.85.88来估算的.(3)当一0.5时:133.3330.50.59.80.45/1.03=32.263m/sL一124.3m(4)当一O.4时:133.3330.50.49.80.45/1.03=32.477m/sL=153.4m雨天时下降,

9、所以,相同车速的制动距离与成反比.2.3各种车型空载和满载路试限值要求验算(1)乘用车空载路试要求验算.按GB72582004表4,乘用车空载检验充分发出的平均减速度不小于6.2m/s,由于MgkMa,即a=:g/志,可对公式中的不同参数进行等效替换.按GB72582004表3,乘用车空载检验制动距离不大于19.0m,两者应等效.制动初速度为50km/h,即13.889m/s时,按式(2),式(3)计算,得:1一20.5at113.8890.50.620.4512.494m/sL一(73;一0.5v)/a一(192.9O一78.05)/6.218.524m式中:液压系统的t比规定的制动协调时间

10、大0.250.35/0.75O.1S,即t10.35+0.10.45s.(2)其他汽车,汽车列车空载路试要求验算.按GB7258-2004表4,充分发出的平均减速度不小于5.4m/s;按表3,制动距离不大于9m.制动初速度为30km/h=8.333m/s,有液压制动和气压制动,后者的制动协调时间限值为0.6s,所以,气压制动系统的t比规定的制动协调时间大0.250.6/0.75一O.2S,即tl一0.6+0.20.8S,贝18.3330.5X5.4X0.86.173m/sL一(69.43919.053)/5.49.331m(3)高速轻型汽车有液压或气压制动,取中间值,即t=(O.45+0.8)

11、/2O.65S.车辆满载路试制动力相比空载时较大,时间t相应提高0.05s,计算结果见表1.把表1中车辆空载和满载的计算距离四舍五人修约到米的整数,即为标准规定的制动距离的限值.说明该计算方法不仅符合实际行驶制动情况,计算结果也与GB72582004的限值一致,同时也验证公路与汽运48HighwaysAutomotiveApplications第3期2010年5月乘用车5O总质量不大于3500kg的低速货车3O其他总质量不大于3500kg的汽车5O其他汽车,汽车列车3O5.95.25.45.02O922lO了标准中路试充分发出的平均减速度限值与制动距离限值等效.2.4考虑坡度时的制动距离计算假

12、设车辆在坡道上紧急制动,坡度Gh/L(为制动起始点与终止点的高度差,L为两点的斜边),坡角为,sinfl=h/L,坡度较小时可用水平直角边代替斜边.制动过程中除制动力外,还有车辆的下滑力,为mgsinflmgG.根据功能原理,有:(O.5oMg+MgG)L10.5kM(v;一)L10.5k(;一)/(0.5g土gG)(4)(gMg+MgG)L20.5kMvL20.5kv;/(gg+-gG)(5)LL1+L20.5k(;一)/(0.5pg-l-gG)+0.5kv;/(gg+-gG)(6)上坡制动时取正号,下坡制动时取负号.2.5操作性分析由于制动过程分为L和L:两部分,在操作上也应分两部分:首先

13、在现场确定刹车痕迹的初始点(即使有ABS防抱死系统,车轮与地面接触都会有刹车痕迹,只不过没有抱死刹车痕迹明显而已),把该点作为达到充分发出的平均制动减速度的起始点,即点,测量该点至车辆制动终了的后轮中心之间的距离L(假设后轮先出现制动痕迹);测量两点的高度差,得到坡度G,确定正负号;根据制动过程中是否挂空挡确定忌值;根据路面情况确定附着系数,干燥,平整的水泥或沥青路面,0.7,为提高计算精度,必要时可试验得到;由式(5)计算得到;然后根据车辆空载或满载情况及制动系统情况(液压或气压),按表1确定时间t,按式(2)和式(6)即可计算出及制动距离L.举例:某空载乘用车现场确定刹车痕迹初始点至车辆后

14、轮中心之间的距离为50m;为0.7;制动过程为上坡,G一0.2/500.004;制动过程中挂空挡,=1.03;由式(5)可得=25.881km/h;该车为液压制动系统空载乘用车,取t一0.45,由式(2)司得225.881+0.50.79.80.45/1.O327.38m/s一98.57km/h.该计算方法的应用条件是空载车辆制动性能良好,在制动过程中的车轮制动力和不小于路面最大附着力.空载或满载乘用车通常满足该应用条件,对于满载货车和客车应根据检测制动力情况确定充分发出的平均减速度,因为制动过程中的车轮制动力和通常小于路面最大附着力,可用充分发出平均减速度代替公式中的9g/k.如车辆制动系统

15、未损坏,可用五轮仪或便携式制动仪测得车辆充分发出的平均减速度和时间t.,该减速度与制动初速度关系不大,车速越大,制动距离越大,主要反映在制动力稳定过程中的制动时间增加,与车辆的结构改装也没有关系,很容易得到整个制动过程中整车制动减速度与制动时间之间的关系曲线,从而准确得到全部所需参数.所以,只要有现场制动距离,采用计算和试验的方法可以准确确定制动初速度,并且可以还原现场,这样的车速结论才能经受住考验.杭州5.7飙车案调查组的车速结论(84.1101.2)km/h,如果是从所谓国际通用公式采用公,英制换算得出,则是采用错误的推断方法和错误的公式得到错误的结论;公,英制换算后的制动距离为原来的1/

16、1.609,减小了,然后又主观假设一个毫无关系的人反应时间t,人为创造出一个d去补偿减小了的制动距离,通过设定一个较快反应时间计算得出一个偏大车速,再设定一个较慢反应时间得出一个偏小车速,从而得出一个车速区间结论,这个结论是荒唐的,人反应时间中的车辆匀速行驶距离无法在现场反映出来,与事件的制动距离没有关系.由于涉案车辆的制动系统没有损坏,用五轮仪或便携式制动仪路试,只需几分钟即可准确得到t和充分发出的平均减速度等全部所需参数,从而计算出制动初速度.调查组结论车速(84.1101.2km/h)缺乏科学性,该案的车速仍然是个谜,可能小于84.1km/h,也可能大于l01.2km/h.555O446

17、8OOOO43712333598387O9129819rr26846555rr/4rr58l43993653O9820101总第138期公.路与汽运Highways&AutomotiveApplications49山区高速公路长坡路段事故多发原因分析郭远辉(四Jll交通职业技术学院,四川成都611130)摘要:以近年来四川,云南等西南省份山区高速公路长下坡路段交通事故为研究对象,在统计调查的基础上,从汽车安全技术,运行环境及使用因素等方面分析了山区高速公路长下坡路段诱发交通事故的内在因素,为高速公路管理部门采取科学合理的安全保障措施提供依据.关键词:交通安全;山区高速公路;长下坡;交通

18、事故中图分类号:U491.3文献标志码:A文章编号:16712668(2010)030049-05随着中国高速公路建设向西部山区快速拓展,山区高速公路里程不断增加.但由于人一车一环境协调性方面的局限,山区高速公路交通事故率居高不下,运营安全形势严峻.因此,分析山区高速公路长下坡路段的交通事故诱发因素对降低事故率,保障过往车辆及人员的生命财产安全等具有重要的现实意义.1山区高速公路安全现状1.1交通事故率高,重,特大事故较多2008年四川省成渝(成都一重庆),成绵广(成都一绵阳一广元)和成雅(成都一雅安)等高速公路交通事故统计资料表明:山区地形比重较大的成渝高速公路上,造成财产损失的交通事故率为

19、1.59起/kin;在统一口径对比下,山区地形比例略少的成绵广高速公路上为1.179起/kin,而处于成都平原的成雅高速公路为0.79起/kin.四川省高速公路交通事故率为0.7起/kin,由于山区高速公路所占3结语用安全距离的国际通用公式代替制动距离公式来确定制动车速是错误的.采用系统功能原理公式计算,制动距离等于两个过程之和,一个是制动力增长过程的制动距离,另一个是制动力稳定后的制动距离.用五轮仪或便携式制动仪很容易测得车辆充分发出的平均减速度,该减速度与制动初速度关系不大,通过整个制动过程中整车制动减速度与制动时间之间的关系曲线,可以准确得到全部所需参数.比例较大,明显高于其他省份.20

20、08年,云南某高速公路长下坡路段(12kin)的事故统计显示:该路段全年发生重大交通事故28起,特大交通事故2起,共造成4O人死亡.由此可见,当前山区高速公路特别是长下坡路段的运营安全形势严峻,在运营管理过程中需要及时找出解决办法.1.2货车是诱发事故的主要因素公安部关于2008年全国高速公路事故的统计数据表明:高速公路事故中货车引发的追尾事故占4O;高速公路事故造成的伤亡人数中,货车上乘员伤亡人数占总伤亡人数的5O.云南某高速公路长下坡路段(长12km)2009年812月的交通事故统计数据表明:在7O起交通事故中,由货车引起的事故占事故总数的97.14%,其中,四轴,五轴,六轴货车引发的事故占事故总数的86.1(见图1).由此可见,山区高速公路长下坡路段面临的运通过现场测量制动距离,坡度,挡位等,采用计算和试验的方法可以准确确定制动初速度.参考文献:1GB7258-2004,机动车运行安全技术条件Is.2都市飙车的速度之探:踩了刹车还会跑多远?EB/OL.msrl中文网,2009-0605.3谷志杰.汽车制动性能与交通安全FJ.公路与汽运,2006(3).收稿日期:20090623