附着系数
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2023年2月28日发(作者：夜雨剪春韭)基于路面附着系数的汽车制动效能分析
本文通过分析路面附着系数对制动性能的影响，考虑我国道路的实际情况和影响附
着系数的因素，建立基于路面附着系数的汽车制动距离数学模型。与传统的计算制动距
离的方法相比，本文按照制动过程的实际情况分为三个部分：纯滚动、边滚边滑和车轮
抱死，得到了更加准确的汽车制动距离的数学模型。分析了路面、轮胎和滑动率这三方
面对路面附着系数的影响。路面越粗糙，路面的附着系数也越大，但随着使用年限的增
加，道路出现老化，变得光滑，路面的附着性能也随之下降。轮胎花纹在胎面和路面间
切向力的作用下，能产生较大的切向弹性变形，增强了接触面的磨擦作用，提高轮胎的
附着性能。保持滑动率s在15％～20％范围内，制动系统才能够利用峰值附着系数％获
得最大的地面制动力，使制动距离最短。最后，在建立的制动距离数学模型基础上，选
取柏油、水泥、碎石、土路、积雪等典型路面，以马自达1600汽车为研究对象，运用MATLAB
语言对其空载与满载时制动距离与路面附着系数关系进行仿真。得到了在特定初速度下
路面附着系数与汽车制动距离的关系曲线。以我国和国际上主要的制动距离管理条例为
参考依据，选取路面附着系数分别为伊=o．45、驴=0．35和矽=o．25的较差路面，对马
自达1600汽车空载与满载时制动距离与制动初速度之间的关系进行仿真，得到具有实
际参考价值的仿真曲线。
汽车的制动效能是汽车制动性能最重要的评价指标，它是指汽车以一定的初速度迅
速停车的能力，通常以制动距离和制动过程中的制动减速度来表征。因此，制动减速度
和制动距离是评价汽车制动效能的指标。制动减速度的大小取决于制动力的大小，而制
动力的大小则依赖于路面附着系数。制动距离是指速度为vo的汽车，从驾驶员开始促动
制动控制装置时起到车辆停止时所行驶过的距离【l】。制动距离是制动效能最直观的反
映。汽车制动时，驾驶员总是希望踏下制动踏板后，制动的距离越短越好。制动距离的
长短受到制动减速度和路面附着系数的限制。所以，路面附着系数决定了制动减速度的
大小和制动距离的长短。
汽车的制动效能与汽车的结构参数、道路条件等有关。汽车的结构参数决定了同步
附着系数的大小，进而影响汽车的制动性能。道路是汽车制动性能的存在条件，汽车在
路面上行驶时必须克服来自地面与轮胎间相互作用而产生的滚动阻力。它的大小一方面
取决于轮胎自身性能，另一方面取决于路面的附着性能。据资料显示121，很多交通事故
的发生很大程度上是由于路面附着性能低造成的，尤其以湿滑路面的事故率最高。不同
路面状况的路面附着系数不同，提供的附着力就不同，汽车的制动距离也就不一样。所
以，对于不同的路面状况下的汽车的制动距离进行分析很重要。因此，基于路面附着系
数来研究汽车制动效能是一个重要的研究问题。
左曙光【16l等人建立了一种用于制动过程的非线性轮胎力学模型，通过对模型的仿
真分析，得到了路面附着系数随着路面不平度的变化和汽车行驶速度的变化而变化的规
律。路面不平度对路面附着系数的影响主要是由于道路的不平整引起了车轮上垂直力和
水平力变化，从而导致了路面附着系数的变化。路面不平度的幅度越大，路面附着系数
的变化就越大。不平路面上，路面附着系数的大小随着路形的变化而变化，随车轮的速
度升高而减小，路面不平度越大，路面附着系数随车轮速度升高而减小的趋势就越大。
昆明理工大学的韩继光【17】通过设置路面状态参数p提出了一种只需测量制动时
车轮的角速度，就可以自动识别路面状况的方法，并建立了路面状态观测器。运用Matlab
／Simulink语言进行仿真分析，结果表明：通过设置路面状态参数目的路面观测器于路
面附着系教的汽车制动舅d眨分析能够实时地辨识出道路路面的状况，可以同步地确定
汽车在制动时的最大路面附着系数及其对应的最佳滑移率。并且能够将汽车制动时的路
面附着系数控制在最大值的附近，提高了汽车的制动效能和制动安全性。
甘智海‘181等人在分析附着系数与滑动率关系的基础上，给出了制动时的临界滑移
率和最大附着系数，设计了现场测试附着系数的试验方法，可通过牵引车辆的方法测试
轮胎与路面系统之间的附着系数与附着力。
长安大学的江文锋【1明在总结了国内外轮胎与路面附着系数的研究状况的基础上，
运用BP神经网络轮胎模型对附着系数进行仿真，并用检验样本在训练好的网络中进行了
附着系数的研究。通过GUI进行可视化仿真。只需在BP神经网络轮胎模型输入评价指标
中的各参数值，省去了繁杂的计算，即可方便的仿真出路面附着系数的数值。
哈尔滨工业大学的赵林辉[20l针对纵向和横向车速以及路面附着系数的联合估计问
题进行了讨论，提出了一种适应路面角度和附着系数的车辆状态非线性估计方法。该方
法在估计车辆状态的同时，能够有效解决路面附着系数已知情况下的车辆状态估计问题。
此外，王超【211、李修松[221和万家庆瞄1等人也通过估算方法对路面附着系数进
行了研究。
1主要研究内容
通过对国内外文献的研究，针对自己提出的问题，本文在对汽车制动时的受力分析
基础上，建立三种情况下的汽车制动完整距离公式。通过对路面、轮胎和滑动率的分析，
得出影响汽车制动距离的因素。运用MATLAB语言，通过实例，对汽车制动距离进行分析，
得出在特定初速度下制动距离与路面附着系数之间的关系曲线，以及不同路面附着系数
下制动距离与制动初速度之问的关系曲线。
主要工作
分析路面附着系数与汽车制动效能的关系。从路面、轮胎和滑动率三方面考虑对路
面附着系数的影响。制动距离是制动效能最直观的反映，制动距离取决于制动初速度、
制动减速度和路面附着系数。附着系数的变化会极大的影响汽车的制动性能，因此，明
确附着系数对汽车制动效能的影响，为后续研究提供理论基础。
掌握汽车制动的全过程，通过对汽车制动时进行受力分析，建立地面制动力、制动
器制动力与附着系数之间的关系。把汽车制动时分为三种状态：纯滚动、边滚边滑、车
轮抱死。在边滚边滑的状态又分为三种情况：前轮提前抱死；后轮提前抱死；前、后轮
同时抱死。建立了基于路面附着系数的汽车制动距离的数学模型。
下路面附着系数与汽车制动距离的关系曲线。以我国和国际上主要的制动距离管理
条例为参考依据，对特定路面附着系数下汽车制动初速度和制动距离的关系进行仿真，
得到特定路面附着系数下汽车制动距离随着制动初速度的变化过程。
附着系数与汽车制动效能的关系
制动性能是汽车最主要的性能之一。汽车在道路上行驶，道路是汽车制动性能的存
在条件。路面的附着系数限制汽车的最大制动力，不同的路面其路面附着系数变化较大，
这是影响附着力的主要的因素，本章主要建立路面附着系数与汽车制动效能关系的数学
模型。
2．1汽车的制动全过程
图1汽车的制动过程图
如图1所示，汽车制动时的全过程描绘出了制动距离、车速、制动减速度和制动踏
板力与制动时间的关系。驾驶员反映时间是从看到制动信号起，到踩着制动踏板所需要
的时间，在图中是从a至b所用的时间t
1
，其中包括反映时间
1
t
和换踏时间
1
t
。它取决
于驾驶员的反映灵敏程度和技术熟练水平以及体力与疲劳状况，
通
常为～l
s
。制动器起
作用时间是从踏着制动踏板开始，到达一定的制动器摩擦力为止所需的时间。在图中是
从b点开始，一直到e点制动减速度达到最大值为止。
由于制动传动的迟滞作用，要经过一段时问路面制动力才起作用，使汽车开始产生
减速度，在图中b点至c点为制动传动迟滞时间
2
t
。c点至e点为制动器摩擦力增长时
间
2
t
。制动器起作用的时间为b、c点与c、e点之和t
2
，一般液压传动为~。
持续制动时间相当于从达到指定制动力开始，至有效制动结束的时间。在图中是e
点至f点的t
3
时间。在这段时间里汽车的减速度基本不变而t
2
+t
3
则称为实际制动时间。
空驶时间和实际制动时间相应的所行驶的距离分别称为空驶距离和实际制动距离。根据
制动距离的定义，制动距离是指在实际制动时间里所行驶的距离。制动彻底解除时间相
当于放松制动踏板至汽车制动力消失的时间。在图1中是从f点至g点的t
4
时间。在液
压传动中约0．2s，汽车被制动住。
传统的计算汽车制动距离的公式为：
a
v
v
t
S
92.252
t
6.3
12
0
0
2
2
，其中v
0
为初速度，a
为减速度。从传统的计算制动距离的公式可以看出：汽车开
始
的制动车速、最大的制动
减速度和汽车的制动器起作用的时间决定了汽车制动距离的大小。附着力越大、起始制
动车速越低，制动距离越短，这是显而易见的。
传统的计算制动距离的公式仅是从制动器起作用的时间开始计算，并且任何情况下
都运用同一种计算方法。但是，实际的汽车制动过程是复杂的，可以出现不同的制动情
况。所以，建立一种完整的汽车制动距离公式是很有必要的。
地面制动力、制动器制动力与附着力间的关系
汽车制动的目的是汽车从任意速度制动到较低速度或是停车，来保证安全行驶。为
此，就必须使汽车受到一个与行驶方向相反的外力的作用，这个外力只能由空气和路面
提供。空气阻力是随机的、不可控制的，且明显的相对较小，实现不了制动的目的。因
此地面提供了汽车制动时的主要外力，这个外力称之为地面制动力F
b
。汽车的制动减速
度和制动距离的大小也都是由地面制动力决定的，所以地面制动力对汽车制动性能具有
决定性作用.
地面制动力、附着力与制动器制动力之间的关系
当汽车制动时，制动器的制动片就产生一个摩擦力矩T
μ
，制动器将该力矩传到车轮
后，由于车轮与路面间的附着作用，路面对车轮作用一个向后的地面制动力F
b
。因此，
地面制动力F
b
取决于制动器制动力F
μ
和附着力F
ψ
。
制动装置的结构尺寸、制动器的形式、制动器的摩擦副因素和车轮半径等一些参数
决定了制动力的大小，此外，制动器制动力还与制动踏板力成正比。
如图2所示，当驾驶员的踏板力或者是制动系压力小于某一个极限值的时候，汽车
制动器产生的摩擦力矩也比较小，因此，地面制动力F
b
能够克服T
μ
而使得车轮继续转动。
此时的地面制动力F
b
和汽车制动器制动力F
μ
的大小相等，并随着制动系管路压力(制动
器制动力)的增长成正比的增长。
图2制动器制动力F
μ
、地面制动力F
b
与踏板力F
p
的关系
但地面制动力F
b
的值不能超过附着力F
ψ
即
或最大地面制动力F
bmax
为：
式中各参数意义
如
表1所示。
表1参数表
Tμ制动力矩Fb地面制动力
R轮胎半径Fμ制动器制动力
ψ路面附着系数Fψ附着力
Fp踏板力Fz地面对车轮的法向反力
如图，在某一极限值，地面制动力Fb不再随着制动管路压力继续增加，而达到最大
值附着力Fψ。制动器制动力Fμ却随着制动系压力(摩擦力矩Tμ)继续增大。
因此，地面制动力Fb受到了路面附着条件的限制，它的大小则决定于制动器制动力
Fμ。若要继续提高地面制动力以使汽车具有更大的制动能力，就只有改善车轮与路面间
的附着条件，提高附着系数了。
制动时汽车受力分析
通过上面的公式可以看出：在路面附着系数为ψ的路面上汽车进行制动时，路面的
附着力并不是一个定值。它是汽车的制动强度Z或是地面制动力F
b
的函数。通过对汽车
前、后轴制动器制动力的分配以及汽车的载荷情况和路面附着系数等因素的分析。在制
动力足够的情况下，汽车的制动过程可以分为三种情况：1．前轮先抱死拖滑，然后后轮
抱死拖滑；2．后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑；3．前、后轮同时抱死拖滑。
显然，当前、后车轮同时抱死时路面附着条件利用的最好，则由式可得附着力同时
被充分利用的条件为：
‰+‘：=E。+Ez=阳1
．垒：盈：尘堕
}
(2-7)
匕：E：‘一班J
式中各参数的意义见表2．2。
2．2．3制动力分配系数、同步附着系数
％
(肼)
20
10
1020
30％㈣
图2-4某一汽车J线与∥线
Fig．2-4Theline
Iandtheline
9
ofthecar
如152-4所示，在路面附着系数为缈的路面上汽车制动时，能够使前、后汽车车轮
同
时抱死的汽车制动器制动力匕。、‘：的关系曲线称之为理想制动力分配曲线，简称
为J
线【29】。
现代的汽车中大部分为前、后制动器制动力比值为定值的制动系统。用制动力分配
系数∥来表明巴。与巴对汽车制动力分配比，即：
10
基于路面附着系数的汽车制动舅0电分析
∥：孕：≠}(2-8)
’
C‘-+‘：
∥线与，线的交点位于刀点，曰点所代表的附着系数为同步附着系数。汽车的结构
决定了汽车的同步附着系数，它是汽车的制动过程中影响制动效能的一个重要参数，
用
％表示瞰】。其表达式为：
‰=警．
㈤
同步附着系数是影响汽车制动性能的一个重要参数，通过对有固定比值的前、后制
动器制动力的汽车，在不同的路面上的制动过程的分析说明，只有在同步附着系数
的路
面上制动时才能使前、后车轮同时抱死，此时的制动强度z=‰。当路面附着系数小
于
汽车的同步附着系数，即9‰时，在
制动时总是后轮先抱死拖滑。
2．3制动过程分析
根据文献(【1】)的说明可以知道，通过对路面印迹的观察，得出的结果是汽车的制
动过程中，在路面上留下的轮胎印迹形状从车轮滚动到抱死拖滑为一个渐变过程。印迹
基本分三个阶段：
在第一阶段内，轮胎留在路面上的印迹形状和轮胎胎面花纹的形状大致上是相同的，
此时可以认为车轮为单纯的滚动状态，即：
在第二阶段内，汽车轮胎留在路面上的印迹形状还是能够识别出来，但是已经开始
逐渐地
模
糊，此时可以认为轮胎不仅仅是单纯的滚动，同时还与地面发生一定的滑动，
也就是边滚边滑的状态，即：
V＞R
汽车制动强度会不断的增加，进而滑动的比例会逐渐增强。
在第三阶段内，看不出轮胎留在路面上的印迹形状，轮胎在地面上形成一条粗黑的
印迹，表明车轮在路面上作完全拖滑状态，而此时车轮已被制动器牢牢抱死，则：
通过分析以上三个阶段不难得出：车轮滑动的成分逐渐增强是制动强度的不断增强
引起的
，
同时也表明滚动成分逐渐减少，而滑动成分的多少一般用滑移率S来表明：
根据上面的分析，可以把汽车制动时分为三种情况：纯滚动、边滚边滑和车轮抱死。
以下选取路面附着系数为影响参数，对制动距离进行分析。
制动时车轮纯滚动过程
在汽车制动时为纯滚动的过程时，可以认为此时汽车做匀速运动，因为汽车未受到
外力作用，也就是说没有受到地面的制动力作用。汽车作纯滚动的时间包括驾驶员的反
应时间、克服弹簧变形的时间和消除制动装置间隙所需要的时间。即图2中的t
l
。不同
的制动系统t
1
取值不同，一般情况下需要~1s。在这段时间内，汽车仍以原来的初速度行
驶，在这段过程中汽车的制动距离为S，建立运动学方程：
制动时车轮边滚边滑的过程
汽车制动边滚边滑时，地面制动力和制动器制动力
不
断地增大，直到达到极值。在
这一过程中，对于不同的路面条件，汽车可能出现三种状况：
当
<0
时，前轮提前抱死，后轮边滚边滑；
当
>0
时，后轮提前抱死，前轮边滚边滑；
当
=0
时，前、后轮均边滚边滑。
制动器作用的时间为前面图2—1中的t
2
，它主要取决于驾驶员踩踏板的速度。另外
由前面的分析，可以看出制动系统结构影响着制动器作用时问。t
2
通常在~1s之间。
前轮提前抱死，后轮边滚边滑(
<0
)
如图5所示为制动时前轮抱死，后轮边滚边滑时，前、后轮地面制动力增长曲线。
OA线表示前轮地面制动力F
b1
的增长情况，在A点也就是
2
t
时刻汽车的前轮被抱死，而
后轮边滚边滑。OC线代表后轮制动力F
b2
的增长情况，由图5可以看出OC线在C点后轮
也被抱死，由图5可得：
图5当
<0
时，前、后轮地面制动力
当制动力分配为固定值时，有下面关系式：
通过式可以求得：
通过式(2—1)、(2-2)和(2-8)可以求得，在f2时间内，前、后轮制动力为：
2．3．2．2后轮提前抱死，前轮边滚边滑(伊>鲲)
如图2-6所示为制动时后轮抱死，前轮边滚边滑时，前、后轮地面制动力增长曲线。
oA线表示后轮地面制动力磊：的增长情况，在A点也就是《时刻汽车的后轮被抱死，
前
轮边滚边滑。OC线代表后轮制动力E。的增长情况，由图2。6可以看出OC线在C
点前轮也
图2-6当伊>‰时，前、后轮地面制动力
2．4本章小结
本章首先分析了汽车制动的全过程，并且给出了计算制动距离的传统公式，指出了
传统的计算汽车制动距离的公式存在的不足之处。然后针对制动器制动力、地面制动力
与附着系数之间的关系，对汽车制动时进行受力分析。通过对路面上轮胎印迹的观察，
得出的结果是汽车的制动过程中，在路面上留下的轮胎印迹形状从车轮滚动到抱死拖滑
为一个渐变过程。以路面附着系数为界定参数，把汽车制动过程分为三个阶段：纯滚动、
边滚边滑、车轮抱死。在边滚边滑时又分为：前轮提前抱死、后轮提前抱死和前、后轮
同时抱死三种情况。进而建立了基于路面附着系数的汽车制动距离数学模型。
影响汽车附着性能的因素
附着系数的数值主要决定于路面的状况、轮胎结构、轮胎花纹和滑动率等因素。附
着系数会随路面性质不同呈大幅度变化。轮胎的磨损会影响它的附着性能。随着胎面花
纹深度的减小，它的附着系数将显着下降。保持滑动率s在15％～20％范围内，制动系
统才能够利用峰值附着系数砟获得最大的地面制动力，使制动距离最短。
3．1路面状况对附着性能的影响
根据文献([3l】)的研究表明附着系数会随路面性质不同呈大幅度变化。由于外界环
境和自身因素的影响，无论是新建的道路还是运营多年的旧路，其路面都存在着不同程
度的不平整性和破坏现象。
路面附着系数会随着路面被破坏而改变。主要有疲劳开裂、车辙、低温开裂和松散
老化等等。
路面在使用期内经受车轮荷载的反复作用，长期处于应力应变交迭变化状态，致使
路面结构强度逐渐下降。一定次数后，内部产生的应力就会超过结构抗力，使路面出现
裂纹，产生疲劳破坏。在寒冷的地区路面开裂现象普遍存在。裂纹的存在使得路面变得
不平整。路面越粗糙，路面的附着系数也越大。由于路面上存在较大尺寸的微小凸体，
这些微小凸体对轮胎表面具有微切削作用，提高了轮胎的弹性变形能力，并且切削力构
成附着力的一部分。但是随着使用年限的增加，道路出现老化，变得光滑。路面的附着
性能也随之下降。对于这样的现象普遍采用机械打毛的方法，增加粗糙度，提高附着性
能。另外，在行车荷载的反复作用下，车轮行驶印迹处比旁边明显凹陷或是沥青面层压
缩变形而形成车辙。当车辙达到～定的深度时，在辙槽内积水，路面变得潮湿，路面附
着性能降低。
路面的潮湿程度对附着性能也具有较高的影响。路面越潮湿，说明路面积水越多，
则路面附着系数越小。针对这一情况，主要以改善路面排水性和轮胎排水性为主来抑制。
路面排水主要使路面横向做成两侧倾斜的坡度，便于及时排水。而对于轮胎而言，
可以从轮胎的设计入手在胎面上设计出又宽又深的排水沟，使轮胎与路面间形成较大的
排水空间。
为了增加潮湿时的路面附着能力，路面的宏观结构应具有一定的不平度而有自动排
水的能力；路面微观结构应是粗糙且具有一定的尖锐棱角，以穿透水膜，让路面与轮胎
直接接触，提高路面附着系数。
轮胎特性对附着性能的影响
轮胎是汽车上一个重要部件，支承整车，缓和路面不平对车辆的冲击力，为驱动和
制动提供良好的附着作用，汽车的许多使用性能与轮胎有关。因此对轮胎的要求也很高，
主要有以下几点：
1．要有足够强度和寿命、气密性好，保持行驶安全；
2．良好的弹性和阻尼特性，和悬架一起缓和由路面不平引起的振动和冲击，噪声要
小，保证乘坐舒适和安全；
3．胎而花纹要增强与地面的附着性，保证必要的驱动力和制动效能；
4．轮胎变形时，材料中摩擦损失或迟滞损失要小，以保证滚动阻力小；
5．轮胎侧偏特性好，保证转向灵敏和良好的方向稳定性。
轮胎对附着性能的影响主要表现在轮胎的结构型式和胎面花纹上。
轮胎结构型式的影响
如图，按照轮胎的结构分类方式划分为子午线轮胎和斜交线轮胎。
图子午线轮胎和斜交轮胎的结构
斜交线轮胎与子午线轮胎的根本区别在于胎体。斜交线轮胎是把横纹编织的帘线布
斜裁后相互粘合而形成的；而子午线轮胎的结构特点是胎体帘线方向与轮胎圆周方向垂
直，是聚合物多层交叉材质，可减少轮胎被异物刺破的几率。从设计上讲，斜交线轮胎
由于胎面部分在地面上滑移，所以耐磨性不如子午线轮胎好。交叉的帘线强烈摩擦易生
热，也加速了胎纹的磨损。子午线轮胎则具有较好的柔韧性以适应路面的不规则冲击，
又经久耐用。它的数层由钢丝编成的钢带帘布结构可以使行驶中的汽车得到更小的摩擦，
而得到更长久的使用寿命。
同时，子午线轮胎的出现让无内胎轮胎变为了可能。无内胎轮胎最主要的有点在于
轮胎被扎破了以后，并不会与斜交线轮胎一样的爆裂，而是在一段时间内能保持住气压，
这样能够提高汽车行驶过程中的安全性。相比较斜交线轮胎，子午线轮胎的耐磨性可以
提高50％100％，滚动阻力可降低20％30％，可以节油6‰8％。另外，子午线轮胎的耐
机械损伤性能好，发热少，缓冲性能好，适合高速下行驶，提高了乘坐舒适性，并可减
少零件的损坏。因此，子午线轮胎具有一系列斜交轮胎不可比拟的优点，所以，子午线
轮胎附着性能明显优于斜交轮胎。
滑动率对附着性能的影响
我们通常在物理学里面所提到的“滑动摩擦力’’、“滑动摩擦系数”的定义，运用到
轮胎力学中来，通常叫做“附着力”、“附着系数"。但也有一定的区别。试验研究发现轮
胎制动力可以表示成滑移率的函数。当车轮抱死沿路面拖滑，以及车轮完全打滑时，轮
胎上作用的摩擦力等于法向载荷和橡胶与路面间摩擦系数的乘积，符合库仑定律。但是，
对处于部分滑转或滑移情况下的轮胎，库仑定律就不适用。下面主要说明一下滑动率对
附着系数的影响。
滑动率的计算公式：
滑动率S与路面附着系数
之间的关系如图所示：
其中：p
峰值附着系数
s
滑动附着系数
图3路面附着系数与滑动率关系曲线
由图3可以看出制动力系数
在OA段近似为直线，随滑动率S的增大而迅速增大；
过了A点以后上升缓慢，到了B点达到最大值，峰值附着系数p
。p
一般在S=15％-20％
时出现。滑动率S再增加，制动力系数有所下降直到滑动率s=100％，制动力系数
达到
滑动附着系数s
。在干燥路面上，p
与s
差别较小，而在湿路面上，p
与s
差别较大。
由于滑动率S=100％，滑动附着系数较小，地面制动力不是最大，因而制动距离不是
最短。而此时的侧向力系数为0，车辆能承受的侧向力为0，车轮很容易侧滑，不能保证
制动时的方向稳定性。理想的制动系统应能防止车轮被抱死，自动保持滑动率在S=15％～
20％范围内，能够利用峰值附着系数
获得最大的地面制动力，因而制动距离可以最短，
提高汽车的制动效能。
小结
本章首先分析了路面、轮胎和滑动率这三方面对路面附着系数的影响。路面越粗糙，
路面的附着系数也越大，但随着使用年限的增加，道路出现老化，变得光滑，路面的附
着性能也随之下降。轮胎花纹在胎面和路面间切向力的作用下，能产生较大的切向弹性
变形，增强了接触面的磨擦作用，提高轮胎的附着性能。轮胎的磨损会影响它的附着性
能。随着胎面花纹深度的减小，它的附着系数将显着下降。只有保持滑动率S在15％-20％
范围内，制动系统才能够利用峰值附着系数纬获得最大的地面制动力，使制动距离最短。
本文通过对汽车制动时的受力分析，建立三种情况下的汽车制动距离公式。通过对
路面、轮胎和滑动率的分析，得出影响汽车制动距离的因素。通过实例，对汽车制动距
离进行分析，得出各种路面条件下制动距离与路面附着系数之间的关系，以及不同路面
上制动距离与制动初速度之间的关系。
全文总结
1．分析路面附着系数与汽车制动效能的关系。从路面、轮胎和滑动率三方面考虑对
路面附着系数的影响。制动距离是制动效能最直观的反映，制动距离取决于制动初速度、
制动减速度和路面附着系数。附着系数的变化会极大的影响汽车的制动性能，因此，明
确附着系数对汽车制动效能的影响，为后续研究奠定理论基础。
2．掌握汽车制动的全过程，通过对汽车制动时进行受力分析，建立地面制动力、制
动器制动力与附着系数之间的关系。把汽车制动时分为三种状态：纯滚动、边滚边滑、
车轮抱死。在边滚边滑的状态时又分为三种情况：前轮提前抱死；后轮提前抱死；前、
后轮同时抱死。建立了基于路面附着系数的汽车制动距离的数学模型。