別拉斯7548D、SGA3722汽車制動時方向穩(wěn)定性的研討

楊生俊

（涼山礦業(yè)股份有限公司， 四川會理 615146）

涼山礦業(yè)拉拉公司露天礦山的運輸設(shè)備，是載重42噸的別拉斯7548D礦用汽車和首鋼SGA3722礦用汽車。礦用汽車由于載重噸位大、制動距離長、行駛的道路經(jīng)常改變、路面凸凹不平、坡道長、坡度大、彎道多，轉(zhuǎn)彎半徑小等的作業(yè)環(huán)境而明顯區(qū)別于公路車輛的行駛[1]。而且隨著露天向下延伸、車輛役齡時間長導(dǎo)致車況性能下降，汽車制動性下降，客觀上給制動時方向穩(wěn)定性帶來不利因素。

在制動過程中，保持汽車直線行駛及按預(yù)定曲線行駛的能力，稱為汽車制動時方向穩(wěn)定性，汽車制動穩(wěn)定性的喪失，嚴重危及行車安全[2]。

汽車制動時方向穩(wěn)定性的主要表現(xiàn)：一是制動時方向跑偏，即制動時汽車自動向左或向右偏駛；二是制動時側(cè)滑，即前輪或后輪發(fā)生橫向位移。

1 制動跑偏跑偏

1.1 制動跑偏的表現(xiàn)

制動跑偏一般可分為：時左時右的跑偏、突然跑偏、有規(guī)律的單向跑偏。

1.2 制動跑偏原因與預(yù)防措施

行駛中時左時右的跑偏，一般一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)臂銅套磨損、同軸左右輪胎磨損嚴重不均，附著系數(shù)相差太大，特別是后輪內(nèi)外輪胎直徑不相等時，會導(dǎo)致各輪的制動力不平衡，車輪向直徑小的一邊跑偏的現(xiàn)象。

突然跑偏，一般是制動系統(tǒng)或減震附件（三角平衡塊、前后扭力桿、懸掛缸）突然發(fā)生故障[3]；如因某側(cè)車輪制動管路突然漏氣、或某側(cè)懸掛缸漏氣漏油、某側(cè)制動分泵活塞不回位以及活塞推桿變形、扭力桿斷及聯(lián)接銷軸斷、三角平衡塊牽引銷斷等，從而使車輛一側(cè)抱死、一側(cè)拖滑，以及車橋突然發(fā)生位移，質(zhì)心偏移導(dǎo)致兩邊車輪制動力不均衡跑偏。

有規(guī)律的單向跑偏，是最常見的跑偏，由于車輛在運行中制動鼓與摩擦帶的磨損差異、制動蹄銷與凸輪軸磨損差異等因素，導(dǎo)致制動器間的接觸面積和接觸位置不可能完全相同，導(dǎo)致制動力矩不同。

從制動跑偏的機理看[4]，礦用汽車的制動跑偏、主要是輪胎直徑差、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和減震（懸掛裝置）、前后橋固定裝置、磨損、斷裂是質(zhì)心偏移等因素，使左右輪制動力矩不平衡跑偏。因此防止制動跑偏，首先發(fā)現(xiàn)問題、及時消除制動系統(tǒng)、以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和減震（懸掛裝置）等不正常技術(shù)狀況，經(jīng)過維修調(diào)整。制動跑偏的汽車嚴重威脅著交通安全，特別是點剎、緩剎跑偏還增加了駕駛員的勞動強度。

2 制動側(cè)滑

2.1 制動側(cè)滑表現(xiàn)

礦用汽車制動時的方向穩(wěn)定性的另一種表現(xiàn)為制動時的側(cè)滑。

前、后軸同時抱死側(cè)滑的可能性較少，往往是某一車軸先開始抱死側(cè)滑。

后軸抱死側(cè)滑工況。即后輪抱死、前輪仍自由滾動。則后軸在側(cè)向力作用下發(fā)生偏離，在方向盤固定不動的情況下（轉(zhuǎn)向角不變），因后軸側(cè)偏產(chǎn)生的離心力與后軸偏離角方向相同，導(dǎo)致汽車甩尾，甚至急轉(zhuǎn)、360°調(diào)頭，因此后軸側(cè)滑是一種不穩(wěn)定、危險狀況，駕駛員可超后軸側(cè)滑方向適度回轉(zhuǎn)方向，讓回轉(zhuǎn)半徑增大，從而減小慣性力見圖1。

前軸抱死側(cè)滑，即前輪抱死、后輪仍自由滾動。則前輪在側(cè)向力作用下發(fā)生偏離，因前軸側(cè)偏產(chǎn)生的離心力與偏離角方向相反，前軸側(cè)偏產(chǎn)生的離心力起到減弱或阻止前輪滑移的作用，前軸抱死側(cè)滑，汽車失去轉(zhuǎn)向操縱，但制動力與制動作用還是存在的,車輛基本處于穩(wěn)定狀態(tài)見圖2。

圖1 后軸制動側(cè)滑F(xiàn)ig.1 Rear axle slips when braking

圖2 前軸制動側(cè)滑F(xiàn)ig.2 Front axle slips when braking

前、后輪同步臨近抱死，是一種理想的制動工況。此時使前、后輪都處于接近抱死滾動狀態(tài)，即避免危險的后軸側(cè)滑，又可以確保制動時的方向穩(wěn)定性。但制動時前后車輪都被完全抱死，則因沒有側(cè)向反作用力來抵抗汽車受到的側(cè)向力，車輛不能維持汽車直線行駛，很可能發(fā)生側(cè)滑或急轉(zhuǎn)，汽車失去控制，極易發(fā)生交通事故，因為礦用汽車缺乏ABS或ASR防滑系統(tǒng)，以及比例感載閥控制系統(tǒng)，運行中總是有一軸車輪領(lǐng)先抱死滑移，所以在附著系數(shù)較低的路面駕車需特別小心。

2.2 側(cè)滑的原因預(yù)防措施

從側(cè)滑機理看出，汽車行駛中制動時，車輪與地面之間會產(chǎn)生與車輛行駛方向相反的制動力Fa,此時汽車受到的側(cè)向力(如道路的橫向坡、轉(zhuǎn)向時的離心力、側(cè)向風(fēng)等)，則地面強加給輪胎一個切線反力Fb，而輪胎的附著力Fψ就是輪胎一個切線反力的極限值：即Fψ=Fbmax=Fcψ，見圖3。車輪抱死滑移的根本原因，就是制動力Fa大于附著力Fψ。

圖3 制動車輪受力分析Fig.3 Force analysis of brake wheel

在車輛載荷一定的情況下，附著系數(shù)的大小ψ，就決定了附著力Fψ的大小。而附著系數(shù)ψ取決于路面材料、路面狀況、輪胎的結(jié)構(gòu)、輪胎的材料與花紋、車輪的運動狀況、車輛行駛速度等因素。下面就從輪胎花紋、輪胎氣壓的、車速對附著力的影響來闡述對車輛側(cè)滑的影響。

2.2.1 輪胎花紋的影響、

為了提高輪胎與地面的附著力，減少與防止輪胎在路面打滑，輪胎設(shè)計了各種花紋，以適應(yīng)不同的路面工況。目前礦山采掘剝離處于凹陷露天，作業(yè)環(huán)境發(fā)生巨大變化，場地及道路到處是爆破后產(chǎn)生的礫石、車輛重載爬坡、彎道多，因此輪胎的選擇上不僅要有極好的牽引性能，而且具有較好的抗撕裂、抗穿刺、耐切割性能，而且輪胎的附著性能要高。而21.00-33PR36（E4）輪胎，E4花紋輪胎比E3花紋輪胎，具有較深的花紋，屬于深花紋輪胎。輪胎花紋愈深，則花紋塊接地彈性變形量愈大，由輪胎彈性遲滯損失形成的滾動阻力也將隨之增加，油耗上升，也不利于輪胎散熱，但目前露天現(xiàn)場運輸距在1.8km～2.8km，短距離的運輸對胎溫的影響不大，但較深的輪胎花紋，有利于提高輪胎的排水能力，及時排除輪胎與地面的水膜液，同時減少輪胎的“滑水現(xiàn)象”，從而是輪胎的附著系數(shù)增加，同樣增加輪胎與地面的接觸面積，使得輪胎的附著力增加，減少側(cè)滑的危險。

2.2.2 氣壓的影響

河南“風(fēng)神”牌21.00-33 PR36（E～4深花紋）輪胎，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氣壓為0.65Mpa。正對不同季節(jié)，車間從20幾年不同季節(jié)輪胎的修補數(shù)量、摸索的探索，每年干風(fēng)季節(jié)，氣壓保持在0.6 Mpa～0.65 Mpa。在雨季適當(dāng)?shù)臏p低氣壓，氣壓在0.57 Mpa～0.0.60 Mpa。適當(dāng)降低輪胎氣壓，可使輪胎輪胎的下沉量和接地面積濕度增加，輪胎的附著力增加，但輪胎氣壓過低，會相應(yīng)的增加輪胎的滾動阻力，輪胎與地面的摩擦加劇，胎溫上升快，爆胎的幾率大、以及油耗增加；適度的見底胎壓，可有效降低制動側(cè)滑事故。

2.2.3 速度的影響

一般情況是隨著車速的增加，輪胎附著系數(shù)則降低。尤其為防治路面揚程，路面隨時灑水降塵，由于礦山公路瀝水效果差，坡道積水、路面濕滑，路面附著系數(shù)降低，附著力相應(yīng)降低，處在潛在的側(cè)滑.降低了車速，輪胎有充分時間將泥水?dāng)D出，以保持有較高的附著系數(shù)。

由于路面附著系數(shù)很低，從礦用汽車行車安全著眼，駕駛員在濕滑路面上的駕駛車輛時，應(yīng)降低車速行駛[5]。

3 結(jié)論

通過對礦用汽車制動跑偏、側(cè)滑的原因分析，駕駛員在行車中遇到制動跑偏時，及時維修消除故障；在行車中遇到制動側(cè)滑時，馬上松開油門，降低車速，不要猛踩剎車，以免輪胎被抱死而做純滑動，附著系數(shù)降低、附著力下降，對已經(jīng)產(chǎn)生側(cè)滑馬上松開剎車，使方向盤能夠重新控制汽車。因此駕駛員應(yīng)熟悉礦用車輛技術(shù)狀況、礦山道路的特點,嚴格按礦用汽車駕駛員安全操作規(guī)程操作，就可減少及避免車輛側(cè)滑與跑偏事故的發(fā)生。

[1]李天成.現(xiàn)代礦山采礦機械設(shè)備使用技術(shù)手冊[M].北京:北京礦業(yè)出版社，1991.

[2]蔡果.汽車制動跑偏和制動側(cè)滑安全分析[J].內(nèi)蒙古公路與運輸,2000(2):28-29.

[3]國家經(jīng)貿(mào)委安全生產(chǎn)局.礦用汽車駕駛員[M].北京：氣象出版社，2006.

[4]張文明，熊萬武.礦用汽車故障診斷.北京[M].機械工業(yè)出版社，1997.

[5]冶金工業(yè)部礦山司.礦用汽車管理手冊[M].南京：東南大學(xué)出版社，1991.