汽车制动时前后车轮地面法向反力变化

汽车制动时，由于前、后车轴载荷的转移，使汽车质心位置发生了改变。随着制动强度的增强，地面附着系数也逐渐增大。这些因素对于前、后车轮所受的地面法向反作用力都有很大的影响。而前、后车轮的法向反力是前、后制动器制动力分配设计的力学依据。

图3-35为汽车在水平路面上制动时的受力情况。图中，忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量（轮胎等）的惯性力偶矩。此外，还忽略制动过程中轮胎边滚边滑的过程，附着系数只取一个定值φ₀。由图中对后轮接地点取力矩，得

对前轮接地点取力矩，得

式中 F_Z1——地面对前轮的法向反作用力；

F_Z2——地面对后轮的法向反作用力；

G——汽车重力

L——汽车前、后轴距；

a——汽车质心至前轴的距离；

b——汽车质心至后轴的距离；

h_g——汽车质心高度；(www.xing528.com)

——汽车制动减速度。

图3-35 制动时汽车的受力图

令制动减速度，z称为制动强度，则可得地面法向反作用力为

若在不同附着系数的路面上制动，前、后车轮都抱死（不论是同时抱死或是分别先后抱死），此时地面的总制动力等于附着力，即F_xb=F_φ=Gφ或者。地面作用于前、后轮的法向反作用力为

从式（3-9）中可见，前轮受到的地面法向反力比制动前增加了，而后轮受到的地面法向反力比制动前减少了。这就是前、后制动器制动力比例分配的力学根据。

图3-36给出了BJ1041汽车（①）和BJ2021汽车（②）前、后轮法向反力随制动减速度变化的情况以及四轮均抱死时前、后轮法向反力随地面附着系数变化的情况。从图中可见，当制动强度或附着系数逐渐增大时，前、后轮法向反力也相应发生很大的变化。例如BJ1041汽车，当时，亦即φ=0.7时，前轮法向反力增加了53.1%，而后轮减少了34.2%。

图3-36 制动时前、后车轮所受的法向反力随减速度变化的规律