《汽车理论》教案4-汽车制动性

《汽车理论A》教案（章节备课）

章节 教学目的和要求 第四章 汽车的制动性 理论授课时间10学时 1. 重点掌握制动性的评价指标 2. 掌握制动时汽车的受力情况以及地面制动力、制动器制动力与地面附着力之间的关系 3. 掌握汽车制动距离的概念和计算方法 4. 能对制动跑偏和制动侧滑进行正确的受力分析和运动分析 5. 熟练分析前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上的制动过程 6. 理解利用附着系数和制动效率的概念 7. 掌握防抱死制动系统的工作原理，了解防抱死制动系统的工作过程 1. 汽车制动性的评价指标 2. 地面制动力、制动器制动力与附着力的关系 3. 制动力系数、侧向力系数与滑动率的关系 4. 汽车的制动减速度，制动距离 5. 制动跑偏，制动时后轴侧滑 6. 前、后制动器制动力的理想分配曲线 7. 具有固定比值的前后制动器制动力分配线 8. 同步附着系数及其选择 9. 在不同附着系数的道路上的制动过程分析 10. 利用附着系数与附着效率 11. 防抱制动装置 1. 在不同附着系数的道路上的制动过程分析 2. 利用附着系数与附着效率 教学重点 教学难点 教学进程（含教学内容、时间分配、教学方法、辅助手段） 1. 制动性的评价指标（30’） （1）汽车制动性定义（5’） （2）汽车制动性的评价（20’） 1）制动效能（5’）  制动减速度  制动距离 播放制动距离试验视频 2）制动效能的恒定性（5’）  抗热衰退  抗水衰退 3）制动时的方向稳定性（10’）  制动跑偏  侧滑  失去转向能力 （3）各国乘用车制动规范（5’） 本章重点内容。强调三个评价方面的综合要求，利用各国标准进行说明；并指出三方面中的重点是方向稳定性及其原因。 （1）10学时（450’）为理论授课。 （2）各部分时间分配可根据实际授课情况调整，总计时间不超过10学时 （450’）。 2）采用多媒体课件教学，在多媒体教室讲授。 3）插播《制动距离试1

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验》、《ABS2. 制动时车轮的受力（75’） 的历史》、（1）制动器制动力（5’） 《ABS的作1）制动器制动力定义 用》、《ABS2）制动器制动力计算及影响因素 的液压原（2）地面制动力（10’） 理》和《ABS1）地面制动力定义 系统广告》2）车辆制动时整车受力分析 等的视频短3）地面制动力计算及影响因素 片。 （3）制动器制动力、地面制动力及附着力之间的关系（15’） 4）板书设1）制动器制动力、地面制动力与踏板力的关系图形分析 计：左侧一2）制动器制动力、地面制动力与附着力的关系分析 栏中阴影部分为板书基FXbFF＜F 本内容 FFF≥FXb本章重点内容，强调研究地面制动力的意义，并指出提高地面制动力的措施 （4）附着系数与滑动率的关系（25’） 1）车轮滚动到抱死拖滑渐变过程的轮胎印痕分析 2）滑动率的定义和表达式 urswr0w100%uw 3）制动力系数的定义及其与滑动率关系的分析 4）侧向力系数的定义及其与滑动率关系的分析 本章重点内容，强调研究制动力系数和侧向力系数的意义，指出ABS的控制区域 （5）影响制动力系数的因素（20’） 1）路面 2）车速 3）轮胎结构 4）胎面花纹 5）路面结构  介绍滑水现象的产生原因 3. 汽车的制动效能及其恒定性（60’） （1）制动减速度（10’） 1）车辆制动时整车受力分析 2）最大制动减速度的推导 abmaxsg,abmaxpg 3）平均制动减速度 （2）制动过程分析（15’） 1）制动踏板力、汽车制动减速度与制动时间的关系曲线 2）阶段划分  驾驶员反应时间 2

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 制动器作用时间  持续制动时间  放松制动器时间 （3）制动距离（20’） 1）制动距离的定义（两种）  制动器作用时间和持续制动时间汽车行驶的距离  从驾驶员开始操纵制动控制装置到汽车完全停住为止所驶过的距离 本章重点内容，强调制动距离是客观反映车辆制动效能的指标，与驾驶员的操纵无关 2）制动距离的计算公式 2ua210s2ua03.6225.92abmax 3）制动距离的影响因素分析  制动器作用时间  最大制动减速度即附着力  起始制动车速 （4）制动效能的恒定性（15’） 1）制动效能的恒定性问题的存在 举例说明——八达岭高速公路事故频发实例 2）热衰退的原因分析 3）抗热衰退性能的影响因素  制动器摩擦副材料  制动器结构有关 用制动效能因数曲线说明各种制动器结构形式对抗热衰退性能的影响，说明盘式制动器在乘用车上得到广泛使用的原因。 4）抗水衰退性能 4. 制动时汽车的方向稳定性（60’） （1）制动跑偏（20’） 1）制动跑偏的定义 2）制动跑偏原因分析  汽车左、右车轮制动力不相等，特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器制动力不相等。  制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上不协调 本章重点内容，强调第一种原因一般可通过调整消除，第二种原因属于设计问题 （2）制动侧滑（30’） 1）制动侧滑的定义 2）制动侧滑原因分析  车轮抱死次序的概念  车轮抱死次序对侧滑的影响 本章重点内容，通过力学和动力学分析得出结论，通过自身经3

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历实例说明 3）跑偏与侧滑的关系 （3）前轮失去转向能力（10’） 1）前轮失去转向能力的概念 2）前轮失去转向能力的分析 3）ABS与制动方面稳定性 5. 前、后制动器制动力的比例关系（225’） （1）制动时地面对前、后车轮的法向反作用力（15’） 1）制动时法向反作用力表达式 2）前、后轮都抱死时法向反作用力表达式 强调两种表达式的适用范围不同 （2）理想的前、后轮制动器制动力分配曲线——I曲线（20’） 1）I曲线定义 2）I曲线求法1——解析法 3）I曲线求法2——作图法 强调作图法的意义所在 （3）具有固定比值的前、后制动器制动力及同步附着系数（20’） 1）制动器制动力分配系数β的定义及β线 2）同步附着系数的概念、求法及意义 Lb 0hg本章节的重点内容。强调同步附着系数是汽车结构参数，与路面情况无关。 （4）f线组与r线组（20’） 1）f线组的定义、求法、含义 2）r线组的定义、求法、含义 强调f线组与r线组在图中有意义的线段，和它们实际表达的含义 （5）汽车在各种路面上制动过程的分析（35’） 利用I曲线、β线、f线组、r线组分析在各种路面上制动过程 1）φ＜φ0 2）φ＞φ0 3）φ=φ0 4）结论 本章节的重点和难点，应注重过程的分析，强调结论的重要性 （6）利用附着系数与制动效率（30’） 1）利用附着系数定义 2）利用附着系数求法和实际意义 3）制动效率的定义、求法 4）例题 本章节的重点，通过例题进一步说明利用附着系数的意义所在 （7）同步附着系数φ0的选择（15’） 4

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1）轿车同步附着系数φ0的选择 2）货车同步附着系数φ0的选择 本章节的重点，介绍完轿车的φ0选择后采用提问式教学让学生自己分析货车φ0的选择 （8）对前、后制动器制动力分配的要求（15’） ECE制动法规 （9）制动力的调节（15’） 1）限压阀 2）比例阀 3）感载比例阀、感载射线阀 （10）制动防抱死系统（ABS）（40’） 1）ABS的理论依据 2）ABS的优缺点 3）ABS的基本组成 4）ABS的液压原理 5）ABS的控制原理 ABS的理论依据和优点是本章节的重点，应认真分析到位。结合视频文件和实际案例进行教学 预习 思考题 本章共10学时，5次课，各次课的预习思考题： 第1次课预习思考题  汽车制动性从哪些方面进行评价？  什么是地面制动力、制动器制动力？它们和附着力的关系如何？  什么是滑动率？  什么是制动力系数？它与滑动率的关系如何？  什么是侧向力系数？它与滑动率的关系如何？  影响制动力系数的因素有哪些？ 第2次课预习思考题  制动过程分成哪几个阶段？哪几个阶段与制动距离有关？  盘式制动器和鼓式制动器的制动性能比较？  什么制动跑偏？其产生原因有哪些？  前后轴的抱死次序有哪几种？各是何含义？  什么制动侧滑？哪种情况下易发生制动侧滑？为什么？ 第3次课预习思考题  什么情况下会发生失去转向能力？  制动时地面对前、后车轮的法向反作用力的计算公式（4-6）与（4-7）的区别？  什么是I曲线？如何得到I曲线？  什么是β线？ β线的斜率是多少？  什么是同步附着系数？空载和满载的同步附着系数关系如何？ 第4次课预习思考题  什么是f线组？什么是r线组？  分析φ＜φ0路面上的制动过程？  前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动时的方向稳定性和制动效能分析？ 5

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 什么是利用附着系数？如何通过利用附着系数求车轮不抱死时的最大制动强度和制动距离？ 第5次课预习思考题  什么是制动效率？何时制动效率较高？  法规对前、后制动器制动力分配的要求有哪些？  除ABS外，制动力的调节方式主要有哪几种？  ABS的优点主要有哪些？  ABS的理论依据是什么？  ABS的工作原理分析。 作业题 1、什么是地面制动力和制动器制动力？它们和路面附着力之间的关系如何？ 2、汽车空载和满载是否具有相同的制动性？ 3、什么是制动距离？推导制动距离的计算公式。 4、防抱死制动系统（ABS）的优点及理论依据。 5、已知汽车车速为30km/h，质心高度650mm，轴距3000mm，质心至前轴距离1600mm，制动力分配系数0.60，制动系反应时间0.02s，制动减速度上升时间0.2s，计算汽车在φ=0.8的路面上车轮不抱死的制动距离和制动效率？ 6、教材课后习题4.3 （编程题） 。 1. 《汽车理论》，主编：余志生，机械工业出版社，2009.3，第5版 2. 《汽车理论》，主编：杨万福，华南理工大学出版社，2010.8，第1版 3.《车辆动力学基础》，著：Thomas D. Gillespie，清华大学出版社，2006.12 4.《汽车动力学》第4版，著：Manfred Mitschke，清华大学出版社，2009.12 5.《汽车工程学Ⅰ汽车纵向动力学（英文版）》，著：Henning Wallentowitz，机械工业出版社，2009.8 本课程采用多媒体教学，应安排在多媒体教室上课。本课程的多媒体课件含有较多图片和视频文件，数据较大；同时本课程可同步在课程网站和网络教学平台上发布课件、视频、案例、预习思考题、课后作业等。因此，应在该教室配备内存较大、运转速度较快并能上网的计算机或提供笔记本接口。 主要参考资料 备注

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