论文部分内容阅读
【摘 要】汽车制动性作为汽车主动安全性的一个重要指标，直接关系到汽车的交通安全，而一般客车车身较长，所载乘客和载重较多，所以对于其制动安全性能的要求更高。本文首先对客车制动系统的结构和制动器效能因素进行介绍；然后列出了常见的容易引起交通事故的制动性能问题，着重对客车转弯和长坡时由于制动引起的交通事故特性进行分析，并对长大下坡路段交通安全特征及防治措施分析；最后对几种典型的客车制动新技术进行了概述，提出了客车制动安全需要改进的地方。通过研究表明，客车制动性能的改善，能有效提高道路交通安全。
【关键词】客车；制动性；交通安全
汽车的制动性是汽车的主要性能之一，制动性能的好坏直接影响到交通安全。虽然交通安全问题已成为全球范围内的研究热点，但目前国内外对客车的交通事故现状及其制动安全性能均缺乏专项研究。因此，本文基于制动性能对中国客车交通安全与事故情况进行综合分析，揭示其事故特征。
1.客车的制动系统
1.1制动系统的组成及基本工作原理
制动系统主要有两部分组成，分别是制动器还有制动传动装置。制动器产生摩擦力矩阻碍汽车往前行驶，汽车缓速器也有这一作用。制动传动装置主要组成部分为传动配置部分、控制部分、制动力调节部分、供能部分、以及报警系统、压力保护系统等附加装置[1]。供能装置供给、调节制动所需能量并优化制动系介质部分。其中，产生制动能量的部分称为制动能源。控制装置产生作用是把制动的动力源改变表达方式到达理想制动状态。传动装置将制动能量传输到制动器。
1.2制动器效能因素
制动效能指行驶途中的车辆的制动的距离与减速度，指的是路况较好的地面，行驶的车辆在踩刹车开始到稳定的行驶距离或车辆的减速度，它可以合理的反应出制动的性能。制动力和制动效能因素成相关[1]
2.常见的制动性能问题
2.1 制动距离延长
汽车在行驶中制动时，超过了规定的距离，即制动距离延长。制动距离的长短与许多因素有关，如汽车速度、道路状况、制动器效能、轮胎花纹、轮胎气压和磨损程度及制动气压等。主要取决于制动器摩擦力的大小、制动器起作用时间延长的程度、制动鼓与制动蹄片之间正压力的大小及摩擦系统的变化等。制动系统漏气、漏油、通路堵塞或制动气压不足，使制动鼓与制动蹄片间的正压力减小；制动鼓与制动蹄片使用时间过久而未及时调整，使间隙过大或摩擦系数下降，都会造成制动距离延长。
2.2 制动热衰退
汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能会有所衰退，这种现象叫作制动热衰退。此时制动器摩擦片表面的温度经常可达300～400℃，摩擦力矩会显著下降，此时如果速度过快则很容易发生交通事故。由于我国幅员辽阔，在西部城市会有大面积的长坡路段，因此对于制动器的抗热衰退性能有较高的要求。
2.3制动跑偏
制动时汽车的制动减速度偏离直线方向，自动向左或向右偏驶，这种现象叫制动跑偏。当路状复杂，路面情况恶劣时，制动跑偏将会引起严重的交通事故。制动跑偏的主要原因有两方面：一是汽车前轴左右轮制动摩擦力不相等；二是制动时悬架导向杆系和转向杆系在运动学上的相互干涉。具体原因有很多，包括不同车轮制动器间隙大小不一、制动管路出现 漏油或堵塞、制动轮缸及钢板弹簧运行不佳、轮毂轴承 预紧度调整不一致等，是产生液压制动跑偏常见的原因[2]。
2.4制动侧滑
引起汽车侧滑的原因很多，主要与前后轮抱死顺序有关。当前轮先抱死时，此时前轮受到偶然并短暂的侧向外力时，发生侧滑，运动方向与轴线成一定角度。后轮没有抱死，运动方向与轴线平行，此时汽车发生类似转弯的运动，转动中心在O点。而我们知道，当滑移率越低，侧向力系数越大，轮胎保持转向、防止侧滑的能力越强。反之亦然。则前轮受到的地面对车轮的作用力可视为0，后轮受到的地面对车轮的作用力方向与离心力方面在y轴方向上是相反的，汽车将趋于恢复直线行驶而处于稳定状态。
当车轮后轮先抱死，其分析方法相同，但是此时是不稳定状态，因为地面对车轮的作用力与离心力方向相反，会增大汽车角速度而出现难以控制的急剧转动即侧滑现现象，这是一种不稳定的危险工况，对交通安全产生较大影响。
2.5客车下坡时制动性能
2.5.1客车下坡动力学模型。
车辆受到垂向力和纵向力两个方向的作用。垂向力包括静载，动载，坡道分量及空气升力分量。纵向力包括驱动力，空气阻力，坡度阻力，制动时地面对轮胎的作用力。
2.5.2客车下长坡交通安全现状。
在以山区地形为主的省份，连续长大下坡路段分布较为密集，而以平原为主的省份，连续长大下坡路段分布较少。通过对典型山区省份和典型平原省份交通事故数据的对照分析，可看出连续长大下坡路段的交通安全状况。通过数据表明，在平原城市交通事故死亡率明显小于山地城市，而山地城市路段以长大坡路段为主，侧面说明長大坡路段对交通安全有着很大的关系[3]。
2.5.3客车下长坡交通事故特性。
交通事故的发生往往是多种因素相互作用造成的。在长大下坡这一特殊路段上，从人和车辆的角度出发，来分析交通事故的诱因。客车在下长坡时，为保证安全行驶势必会不停的踩制动器，制动器摩擦片处于高速摩擦状态，由于有热衰退现象，制动片的制动力会明显下降，最终制动失效导致交通事故产生。
2.5.4客车下长坡的坡度范围。
汽车下坡行驶时，由于长时间不间断制动，制动器制动片易发生热衰退现象，容易发生车祸。根据事故调查分析，坡度大于 8%、坡长为 360m 或坡长很短但坡度很大（11% -12%）的路段下坡的终点是发生交通事故的主要地点，主要原因是制动失效或不足，不能有效的使车速降低到安全范围。所以最大纵坡的制定应从下坡安全来考虑其最大值控制在 8%-9%为宜。 2.5.5客车下长坡交通事故防控措施。
在长大坡路段有效的保持制动性能是主要的目标。国内外主要采取交通工程及管理措施，如在道路上设减速标志，设置护栏以及强制进站检查等。这些措施主要是为了降低行驶车速，保证制动器的正常运行。除此之外，还有对制动器新材料的应用上取得了很大进步，目的在于提高制动器的抗热衰退性能。
3.客车制动系统新技术
3.1 ABS技术
ABS安装在汽车现有制动系统上，根据汽车的行驶狀态、车轮的转动情况，在制动过程中自动调节轮缸压力，把车轮滑移率控制在一狭小范围内（ 8%～30%） ，车轮不会被抱死。
3.2 EBD技术
EBD实际上是ABS的辅助功能，是在ABS系统中加设一个可以控制的程序，其结构和防抱死系统基本相同。它只是ABS系统的有效补充，一般和ABS组合使用，可以提高ABS的功效。
3.3 EBS电控技术
兼具ABS、ASR两者功能的EBS电子控制制动系统在欧州客车上已经非常普及，在我国高档客车上也开始装用，它能及时检测客车可能发生侧翻，并立即向发动机发出减小输出转矩、立即向车轮发出调整驱动力控制及制动力分配的ESP电了行驶稳定系统。这将有效的降低由制动而引起的交通事故[4]。
4.结论
客车由于其特殊的运输作用而在交通运输中占有重要的地位，在客运交通的快速发展过程中，势必会引起客车交通事故的发生，而客车制动系统是客运交通事故发生的重要诱导因素。所以制动系统性能的改善对交通安全有着不可乎视的作用。本文对制动引起的客车交通事故原因进行了分析，得出制动器的抗热衰退性能对于客车在下长坡时保证安全有着重要作用；制动过程中后轮抱死比前轮先抱死危害更大等结论。在客车的运营中要对制动器进行检查、维护和保养，及时发现并消除存在的安全隐患。
参考文献：
[1]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2009.
[2]Mueler-Berner A H.Fahrleis tung und ant ri ebs arten vonnu t zfahrzeugen[J].ATZ，1968， 70（ 6）：199—206.
[3]刘倩文，陈永胜，刘小明.长大下坡路段的安全分析与治理[J].道路交通与安全，2003，6（20）：31-34.
[4]陶明德.客车新技术应用及发展趋势[J].商用车与发动机，2011，12（52）：30-31.
作者简介：
王蓉（1994-），女，山西运城人，硕士研究生，主要研究方向交通安全方面。
【关键词】客车；制动性；交通安全
汽车的制动性是汽车的主要性能之一，制动性能的好坏直接影响到交通安全。虽然交通安全问题已成为全球范围内的研究热点，但目前国内外对客车的交通事故现状及其制动安全性能均缺乏专项研究。因此，本文基于制动性能对中国客车交通安全与事故情况进行综合分析，揭示其事故特征。
1.客车的制动系统
1.1制动系统的组成及基本工作原理
制动系统主要有两部分组成，分别是制动器还有制动传动装置。制动器产生摩擦力矩阻碍汽车往前行驶，汽车缓速器也有这一作用。制动传动装置主要组成部分为传动配置部分、控制部分、制动力调节部分、供能部分、以及报警系统、压力保护系统等附加装置[1]。供能装置供给、调节制动所需能量并优化制动系介质部分。其中，产生制动能量的部分称为制动能源。控制装置产生作用是把制动的动力源改变表达方式到达理想制动状态。传动装置将制动能量传输到制动器。
1.2制动器效能因素
制动效能指行驶途中的车辆的制动的距离与减速度，指的是路况较好的地面，行驶的车辆在踩刹车开始到稳定的行驶距离或车辆的减速度，它可以合理的反应出制动的性能。制动力和制动效能因素成相关[1]
2.常见的制动性能问题
2.1 制动距离延长
汽车在行驶中制动时，超过了规定的距离，即制动距离延长。制动距离的长短与许多因素有关，如汽车速度、道路状况、制动器效能、轮胎花纹、轮胎气压和磨损程度及制动气压等。主要取决于制动器摩擦力的大小、制动器起作用时间延长的程度、制动鼓与制动蹄片之间正压力的大小及摩擦系统的变化等。制动系统漏气、漏油、通路堵塞或制动气压不足，使制动鼓与制动蹄片间的正压力减小；制动鼓与制动蹄片使用时间过久而未及时调整，使间隙过大或摩擦系数下降，都会造成制动距离延长。
2.2 制动热衰退
汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能会有所衰退，这种现象叫作制动热衰退。此时制动器摩擦片表面的温度经常可达300～400℃，摩擦力矩会显著下降，此时如果速度过快则很容易发生交通事故。由于我国幅员辽阔，在西部城市会有大面积的长坡路段，因此对于制动器的抗热衰退性能有较高的要求。
2.3制动跑偏
制动时汽车的制动减速度偏离直线方向，自动向左或向右偏驶，这种现象叫制动跑偏。当路状复杂，路面情况恶劣时，制动跑偏将会引起严重的交通事故。制动跑偏的主要原因有两方面：一是汽车前轴左右轮制动摩擦力不相等；二是制动时悬架导向杆系和转向杆系在运动学上的相互干涉。具体原因有很多，包括不同车轮制动器间隙大小不一、制动管路出现 漏油或堵塞、制动轮缸及钢板弹簧运行不佳、轮毂轴承 预紧度调整不一致等，是产生液压制动跑偏常见的原因[2]。
2.4制动侧滑
引起汽车侧滑的原因很多，主要与前后轮抱死顺序有关。当前轮先抱死时，此时前轮受到偶然并短暂的侧向外力时，发生侧滑，运动方向与轴线成一定角度。后轮没有抱死，运动方向与轴线平行，此时汽车发生类似转弯的运动，转动中心在O点。而我们知道，当滑移率越低，侧向力系数越大，轮胎保持转向、防止侧滑的能力越强。反之亦然。则前轮受到的地面对车轮的作用力可视为0，后轮受到的地面对车轮的作用力方向与离心力方面在y轴方向上是相反的，汽车将趋于恢复直线行驶而处于稳定状态。
当车轮后轮先抱死，其分析方法相同，但是此时是不稳定状态，因为地面对车轮的作用力与离心力方向相反，会增大汽车角速度而出现难以控制的急剧转动即侧滑现现象，这是一种不稳定的危险工况，对交通安全产生较大影响。
2.5客车下坡时制动性能
2.5.1客车下坡动力学模型。
车辆受到垂向力和纵向力两个方向的作用。垂向力包括静载，动载，坡道分量及空气升力分量。纵向力包括驱动力，空气阻力，坡度阻力，制动时地面对轮胎的作用力。
2.5.2客车下长坡交通安全现状。
在以山区地形为主的省份，连续长大下坡路段分布较为密集，而以平原为主的省份，连续长大下坡路段分布较少。通过对典型山区省份和典型平原省份交通事故数据的对照分析，可看出连续长大下坡路段的交通安全状况。通过数据表明，在平原城市交通事故死亡率明显小于山地城市，而山地城市路段以长大坡路段为主，侧面说明長大坡路段对交通安全有着很大的关系[3]。
2.5.3客车下长坡交通事故特性。
交通事故的发生往往是多种因素相互作用造成的。在长大下坡这一特殊路段上，从人和车辆的角度出发，来分析交通事故的诱因。客车在下长坡时，为保证安全行驶势必会不停的踩制动器，制动器摩擦片处于高速摩擦状态，由于有热衰退现象，制动片的制动力会明显下降，最终制动失效导致交通事故产生。
2.5.4客车下长坡的坡度范围。
汽车下坡行驶时，由于长时间不间断制动，制动器制动片易发生热衰退现象，容易发生车祸。根据事故调查分析，坡度大于 8%、坡长为 360m 或坡长很短但坡度很大（11% -12%）的路段下坡的终点是发生交通事故的主要地点，主要原因是制动失效或不足，不能有效的使车速降低到安全范围。所以最大纵坡的制定应从下坡安全来考虑其最大值控制在 8%-9%为宜。 2.5.5客车下长坡交通事故防控措施。
在长大坡路段有效的保持制动性能是主要的目标。国内外主要采取交通工程及管理措施，如在道路上设减速标志，设置护栏以及强制进站检查等。这些措施主要是为了降低行驶车速，保证制动器的正常运行。除此之外，还有对制动器新材料的应用上取得了很大进步，目的在于提高制动器的抗热衰退性能。
3.客车制动系统新技术
3.1 ABS技术
ABS安装在汽车现有制动系统上，根据汽车的行驶狀态、车轮的转动情况，在制动过程中自动调节轮缸压力，把车轮滑移率控制在一狭小范围内（ 8%～30%） ，车轮不会被抱死。
3.2 EBD技术
EBD实际上是ABS的辅助功能，是在ABS系统中加设一个可以控制的程序，其结构和防抱死系统基本相同。它只是ABS系统的有效补充，一般和ABS组合使用，可以提高ABS的功效。
3.3 EBS电控技术
兼具ABS、ASR两者功能的EBS电子控制制动系统在欧州客车上已经非常普及，在我国高档客车上也开始装用，它能及时检测客车可能发生侧翻，并立即向发动机发出减小输出转矩、立即向车轮发出调整驱动力控制及制动力分配的ESP电了行驶稳定系统。这将有效的降低由制动而引起的交通事故[4]。
4.结论
客车由于其特殊的运输作用而在交通运输中占有重要的地位，在客运交通的快速发展过程中，势必会引起客车交通事故的发生，而客车制动系统是客运交通事故发生的重要诱导因素。所以制动系统性能的改善对交通安全有着不可乎视的作用。本文对制动引起的客车交通事故原因进行了分析，得出制动器的抗热衰退性能对于客车在下长坡时保证安全有着重要作用；制动过程中后轮抱死比前轮先抱死危害更大等结论。在客车的运营中要对制动器进行检查、维护和保养，及时发现并消除存在的安全隐患。
参考文献：
[1]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2009.
[2]Mueler-Berner A H.Fahrleis tung und ant ri ebs arten vonnu t zfahrzeugen[J].ATZ，1968， 70（ 6）：199—206.
[3]刘倩文，陈永胜，刘小明.长大下坡路段的安全分析与治理[J].道路交通与安全，2003，6（20）：31-34.
[4]陶明德.客车新技术应用及发展趋势[J].商用车与发动机，2011，12（52）：30-31.
作者简介：
王蓉（1994-），女，山西运城人，硕士研究生，主要研究方向交通安全方面。