汽车制动时跑偏原因及影响

制动时汽车跑偏有两方面的原因。其一，汽车左、右车轮制动器的制动力不相等，特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器的制动力不相等。这主要是由于制造、调整的误差造成的。其二，制动时悬架的导向系与转向系拉杆在运动学上不协调（互相干涉）。这主要是由于设计造成的，制动时汽车总是向单一方向跑偏，有关调整不起作用。下面分别阐述：

（1）车轮制动器的制动力不相等 图3-29给出了由于转向轴左、右车轮制动力不相等而引起跑偏的受力分析。为了简化分析，假定车速较低，跑偏不严重，也不发生侧滑，跑偏过程中转向盘不发生转动，并且忽略汽车作圆周运动所产生的离心力以及车身绕质心的惯性力偶矩。

图3-29中，由于左前轮的制动器制动力大于右轮，故地面制动力F_X1l＞F_X1r，同时前、后轴分别受到地面侧向反力F_Y1和F_Y2。显然，如果转向主销采用正偏移距，那么F_X1l绕主销的力矩大于F_X1r绕主销的力矩，这时虽然转向盘不发生转动，但转向系各处间隙被挤消及有关的零部件弹性变形以后，会使转向轮向左产生一定的偏角而驶离原来的路径，即向左跑偏。另外，由于主销有后倾，也使得F_Y1对转向轮产生一个同方向的偏转力矩，增大了向左跑偏的角度。

图3-29 汽车制动跑偏时的受力图

在轿车上作了专门的试验来观察左、右车轮制动力不相等的程度对制动跑偏的影响：试验车的前轴左、右车轮制动轮缸装有可以调节液压的限压阀，以产生不同的制动器制动力。后轴上也装有一个可调节的限压阀，以改变前、后轴制动力之比，使汽车在制动时产生后轴车轮抱死与不抱死两种工况；转向盘可以锁住（抓住）。左、右车轮制动力之差用不相等度表示，即

式中 F_μb——大的制动器制动力；

F_μl——小的制动器制动力。

图3-30 后轮未抱死时制动器制动力不相等度ΔF_μr对制动跑偏的影响（起始车速62.7km/h）

a）车身的横向位移Δs b）航向角α(www.xing528.com)

试验的结果用车身横向位移Δs和汽车的航向角α来表示。航向角是制动时汽车纵轴线与原定行驶方向的夹角。试验结果示于图3-30和图3-31。由图可见，制动跑偏程度随ΔF_μr的增加而增大；若同时有后轮抱死，跑偏的程度加大。同一曲线，图2-31b的曲线比图2-30b的要陡得多，例如同是制动时间1.2s，后轮抱死比后轮未抱死所偏离的航向角要大1～2倍，可见后轮抱死对制动性能的危害。

图3-31 后轮抱死时制动器制动力不相等度ΔF_μr对制动跑偏的影响（起始车速62.7km/h）

a）车身的横向位移Δs b）航向角α

造成左、右车轮制动力不相等的主要原因有：

1）同轴左、右车轮的制动摩擦片接触情况有差别。

2）同轴左、右车轮制动蹄鼓间隙不一致。

3）同轴左、右车轮的胎压不一致或胎面磨损差别较大。

4）前轮定位失准。

5）左右轮距不等。

（2）悬架与转向在结构上运动不协调 制动跑偏出于汽车结构原因不是常见，出现这种现象大多是由于悬架导向杆系与转向系拉杆发生运动干涉造成的。虽同一原因，但具体情况还各异，这里只能举例说明。例如一试制中的货车，在紧急制动时总是向右跑偏，在车速为30km/h时，跑偏大至1.7m。经分析，其原因主要是转向节上节臂处的球销位置离前轴中心线太高，且悬架钢板弹簧的刚度太小。图3-32为该货车的前部简图。在紧急制动时，由于惯性力的作用前轴必然向前转过一个角度，转向节臂球销本应有少许的相应移动来协调，但由于球销位置太高，且又与转向纵拉杆相连接，仅仅依靠克服有关间隙和微小弹性变形不足以与前轴转角相协调，只好迫使转向节臂绕主销向右偏转一个角度，造成了汽车向右跑偏。经改进，将球销位置下移，同时增加了前钢板的刚度，从而基本上消除了跑偏现象。