【名词解释】车轮滑动率、制动力系数、滑动附着系数、峰值附着系数、同步附着系数

附着系数是轮胎在法向(即垂直于路面的方向)上的压力与其所能提供的最大附着力之间的比值。

根据搜索结果,以下是这五个汽车动力学关键参数的详细定义:


1. 车轮滑动率(Slip Rate)

车轮滑动率是描述轮胎与地面接触状态的核心参数,定义为车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比值

计算公式

  • 制动时:( S = \frac{U_W - r_{ro}\omega_W}{U_W} \times 100% )
    • ( U_W ):车轮中心速度
    • ( r_{ro} ):无制动力时的车轮滚动半径
    • ( \omega_W ):车轮角速度

状态范围

  • S = 0:纯滚动状态
  • 0 < S < 100%:边滚边滑状态
  • S = 100%:车轮完全抱死拖滑

工程意义 :滑动率在 15%-20% 时,纵向附着系数达到最大值,制动效能最优,这也是ABS系统控制的目标区间。


2. 制动力系数(Braking Force Coefficient)

制动力系数是地面制动力与垂直载荷(法向载荷)的比值,用于定量评价轮胎与地面间的制动效能。

计算公式:制动力系数 = 地面制动力 / 垂直载荷

特性

  • 峰值制动力系数:出现在滑动率15%-20%时,此时制动力达到最大
  • 滑动制动力系数:滑动率为100%(车轮完全抱死)时的制动力系数,数值低于峰值

3. 滑动附着系数(Sliding Adhesion Coefficient)

滑动附着系数是指车轮处于滑动状态时(特别是滑动率100%抱死情况下)的附着系数,此时轮胎与地面间 completely 为滑动摩擦。

特点

  • 滑动率S=100%时对应的附着系数值
  • 明显低于峰值附着系数
  • 侧向附着系数接近零,导致车辆失去方向稳定性

4. 峰值附着系数(Peak Adhesion Coefficient)

峰值附着系数是附着系数随滑动率变化曲线中的最大值,代表轮胎-路面系统所能提供的最大摩擦能力。

关键特征

  • 通常出现在滑动率约0.2(20%) 时,对应的滑动率称为峰值滑移率
  • 数值取决于路面材料、状况、轮胎结构、花纹、车速等因素
  • 工程上常用峰值制动系数(PBC) 来表示,定义为轮胎滚动状态下能产生最大减速度的摩擦系数测量值

5. 同步附着系数(Synchronization Adhesion Coefficient)

同步附着系数是汽车结构参数决定的、反映前后轮制动力分配特性的特征参数 ,定义为制动力分配线(β线)与理想制动力分配曲线(I曲线)交点处的附着系数

物理意义

  • 仅在前、后制动器制动力为固定比值的车辆中存在
  • 当路面附着系数 等于 同步附着系数时,前后车轮同时抱死
  • 当路面附着系数 大于 同步附着系数时,后轮先抱死(易导致甩尾)
  • 当路面附着系数 小于 同步附着系数时,前轮先抱死(易失去转向能力)

设计应用:合理设计同步附着系数对保证汽车制动稳定性和效能至关重要。


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