汽車制動距離探究

陳振乾

摘 要：通過建立汽車制動距離計算的簡化理論模型，再引入各影響因素進行研究，計算不同情況下的汽車制動距離。結果表明，汽車制動距離受車速、路況、車況、載重、駕駛人個人情況等因素的綜合影響，其中以車速、路況影響最大，在進行效能事故現場勘查時需要綜合考慮多種因素才能得到較為準確的事故車輛制動初速度。

關鍵詞：制動距離；附著系數；制動初速度

制動距離是交通事故現場勘查的重要指標，也是評價汽車行駛安全的重要因素之一。制動距離的大小一般取決于兩方面的因素影響：一方面是主觀因素，即駕駛人的反應時間，與駕駛人是否飲酒、吸毒、疲勞，身體狀況，注意力是否集中等相關；另一方面是客觀因素，主要包括車速、路況、車況（輪胎、制動系統、保養情況）、超載情況等因素。

1建立制動距離計算的簡化理論模型

汽車正常行駛過程中，車輪輪胎接觸路面的部位與路面始終保持靜態接觸，作用于輪胎上的摩擦力方向與車輛行駛方向相同，推動汽車前進。而在制動過程中，輪胎與路面的摩擦力則與車輛前進方向大致相反。靜摩擦與滑動摩擦是基礎物理學中的概念。靜摩擦力是一個存在系數上限極值的可變系數摩擦力，是汽車制動過程中非抱死狀態下的主要制動摩擦力；動摩擦力則是一個不變系數摩擦力。由于最大靜摩擦系數大于動摩擦系數，因此制動過程中應盡量保持輪胎與路面的靜態接觸，避免輪胎抱死而產生滑動，從而使制動距離保持最短。制動防抱死系統（antilock brake system，簡稱ABS系統）能夠在汽車制動時，自動控制制動器制動力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑（滑移率在20%左右）的狀態，以保證車輪與地面的附著力在最大值，進而為汽車制動提供了一定的安全保障。

1.1 汽車制動過程

從汽車制動的全過程來看[1]，可以分為4個大階段（6個小階段），本文以6個小階段進行劃分：駕駛人反應、右腳移動、右腳接觸制動踏板、制動減速開始、持續制動和制動釋放。

1.1.1駕駛人反應時段

1.4 乘用車幾種車速不同φ值時的制動距離

120km/h時的制動距離的計算（幾種車速不同附著系數時的制動距離計算結果見表1）：

即事故車輛的制動初速度大約為110.74（km/h）。

需要指出的是，上述計算模型屬于簡化模型，事實上回溯計算制動初速度還要考慮其它修正因素，才能得到較為接近真實的結果。

2汽車制動效果的其它影響因素

除影響最大的行車速度和路面材質、狀況外，其它影響汽車制動距離的因素主要有車輛狀態、超載情況和駕駛人狀態。表2是不同路面狀況下的附著系數。

2.1 車輛狀態的影響

2.1.1制動系統的傳導與優化

制動系統采用液壓比氣壓更有效率，但氣壓制動適合掛車。雖然效率較液壓為低，但是經過優化設計與整合控制系統，可以把制動器摩擦力增加時段縮短到0.4秒。提高車輛制動性能是車企義不容辭的責任，創新設計與優化制動系統，提高車輛制動系統的可靠性與制動效率，仍大有潛力可挖。

2.1.2輪胎磨損影響

輪胎磨損過度會影響胎面與路面的附著性能，減小附著系數，進而增加制動距離。

2.1.3前檔風玻璃的潔凈度

前擋風玻璃表面灰塵過多會影響駕駛人的視線，引起反應時間增加，導致制動距離增加。

2.1.4車輛超載的影響

從簡化模型公式中看不到載重對制動距離的影響，但是，在超載車輛的制動過程中，由于摩擦導致剎車片溫度顯著升高，可達數百攝氏度[5]，制動器熱衰退明顯，從而引起剎車片的性能下降，導致制動力下降，使得最大減速度不達標，制動距離大幅增加。以輕卡江鈴 JC528T8 為例[6]，當車輛超載50%時，初速為50km/h其增加制動距離8.2m，初速為90km/h其增加制動距離26.57m；當車輛超載100%時，初速為50km/h其增加制動距離16.4m，初速為90km/h其增加制動距離53.15m；當車輛超載200%時，初速為50km/h其增加制動距離32.81m，初速為90km/h其增加制動距離106.29m。

但是，也存在廠家迎合有些用戶的喜好，少標車輛滿載噸位，從而導致在實測時有些車輛在“超載”時反而制動符合標準的現象。

2.2 駕駛人狀態影響

飲酒可以導致駕駛人對外界刺激反應速度變慢，對距離的判斷嚴重失準，雙重影響之下其制動距離會顯著延長，導致危險劇增。

疲勞駕駛是導致交通事故的重要原因之一。疲勞會增加反應時間，導致制動距離增加，更為可怕的是，打盹會引起行駛方向偏離而引發嚴重交通事故。

注意力的分散也是引發效能事故的重要原因。有人在開車過程中打電話、發微信、吃東西、聊天、取東西等，這些都可能影響遇到緊急情況的制動距離，有時會因一秒鐘的疏忽導致方向偏離而引發交通事故。

為了自己和他人的安全，請保持合理車速，保持安全距離，調整自身狀態，做一個守法的合格駕駛人！

3利用制動距離分析交通事故中相關車輛初速度需要注意的幾個問題

影響汽車制動距離的因素多種多樣，相互制約，相互影響。但是，隨著環境和具體情形的不同，諸因素影響的大小又會發生變化，因此我們在交通事故或案件現場回溯汽車制動初速度時應抓住主要影響因素，以簡化處理過程。

3.1 路況

由公式（8）可知，制動距離與初速度呈二次函數正相關，與附著系數呈反比例負相關。因此，必要時需要對現場路面的附著系數進行實驗測定，以準確判定事故車輛的初速度。

3.2 車況

車況中最重要的是制動系統的傳導方式和速度，如果是液壓傳導，時間會稍短一些；如果是氣壓傳導，非經優化設計，其傳導時間會有所延長。必要時需要進行實驗驗證傳導時間。

3.3 超載情況

一般來說，如果生產廠家嚴格按照相關標準進行額定載荷標注，超載注定會導致制動器的熱衰退，進而導致制動距離顯著增加，且超載越嚴重，增加越明顯；但是有些生產廠商為了迎合部分用戶的需求，故意對車輛的額定載荷進行縮減標注，則會在數據顯示“超載”而實際上并沒有超載的情況下，影響不明顯。遇到此種情形，需要對車輛進行實際載重能力分析，確定是否真實“超載”，進而判斷“超載”對制動性能能的影響。

4結語

制動距離是車輛性能評價的重要指標，熟悉駕駛車輛的制動性能，測算不同路況、不同初速下的制動距離，對我們在行駛中保持安全距離，保證車輛和人身安全有著重要意義。文中的制動距離計算簡化模型，可為車輛制動性能評判提供支撐，也可為交通事故現場勘查與重建提供參考。

參考文獻

[1]陰春曄.降雨條件下汽車制動距離的研究[D].沈陽：遼寧工業大學，2020：17.

[2]吳偉銓.安全行車中車輪受力情況與制動距離探析[J].引進與咨詢，2006，（7）：37-39.

[3]吳新平，趙清華.汽車制動性評價及制動距離分析[J].河南科技.2011，（19）：66-67.

[4]公安部. 機動車運行安全技術條件：GB 7258-2017[S].北京，中國標準出版社，2018.

[5]馮俊賢，徐少峰.車輛超限超載對行車制動的影響[J].汽車運用.2011，（4）：31.

[6]劉晨陽，等.超載運輸車輛對瀝青路面的破壞及制動距離的影響[J].河南農業大學學報.2016，（4）：490-494.

制動距離

制動距離是衡量車輛制動性能的關鍵性參數之一，它的意思就是人們在車輛處于某一時速的情況下，從開始制動到完全靜止時，車輛所駛過的路程。是車輛在一定的初速度下，從駕駛人急踩制動踏板開始，到完全停住為止所駛過的距離。包括反應距離和制動距離兩個部分。制動距離越小，車輛的制動性能就越好。由于它比較直觀，因此成為廣泛采用的評價制動效能的指標。正確掌握車輛制動距離對保障行車安全起著十分重要的作用。

各國的制動法規，都規定了各種車型在規定初速下的制動距離。超過這個距離的車輛，就是不合格車輛，不能在道路上行駛。交通管理部門在進行車輛檢驗時，最重要的指標之一就是制動距離。我國對汽車（空載時）制動距離的要求是：

不超過九座的載客汽車初速度50km/h時，不超過19m；其它總質量不超過4.5t的汽車初速度50km/ h是時，不超過21m；其它汽車，汽車列車初速度30km/h時，不超過9m。

制動距離應由專業人員使用專門儀器進行測量。制動距離達不到要求時，應及時對制動系統進行檢修，以防事故發生。