潘学琴 寇德齐 黄 英

(中国人民解放军装甲兵工程学院基础部 中国 北京 100072)

0 引言

很多人在骑自行车的时候都会遇到紧急刹车的情况，如果刹车过猛，很有可能导致自行车向前翻覆。汽车在紧急刹车时，坐在前排的乘客也会有一种车头向前沉的感觉，但在大多数情况下，乘客基本都只会有“沉头”的感觉，而不会体验到汽车向前翻覆，这是因为汽车的性能参数符合安全性的考虑，即汽车的设计性能使得汽车在所允许的加速度范围内不会产生向前倾覆的可能。为了使乘客在驾车的时候安全性更高，使汽车在刹车过程中不向前翻覆，对汽车刹车过程中的受力分析就是十分必要的。

1 刹车过程的受力分析模型

车辆在刹车过程中，四轮同时受到力矩的作用而减速。将车的运动简化为平面中的运动，这时汽车所收到的重力可看做三部分所受重力。汽车的主体部分 P0，作用点前 O，后轮各重 P1、P2，作用点 O1、O2。前轮所受支持力N1，作用点A，后轮受支持力N2，作用点B。同时，汽车刹车过程中，前后轮收到与运动方向相反的摩擦阻力分别为Ff1、Ff2，作用点分别为A、B。在前后轮动摩擦系数分别为μ1、μ2的情况下，摩擦阻力Ff1、Ff2由下式确定：

Ff1=μ1N1

Ff2=μ2N2

汽车的车轮半径为R，两轮轴距设为l0，汽车主体部分重心距前轮轴水平距离l1，竖直高度h。

具体受力分析如上图所示。

2 汽车刹车抱死

汽车刹车时抱死，在简化后的平面模型中，设汽车的速度方向为正方向，在初始点建立以平面直角坐标系。汽车运动的速……