1、根据制动印痕计算制动前车速的方法研究TechnologyEconomyinAreasofCommunications(TEAC)翘孽豫繁纛精纂镌篱誊逡謇壤篝塞杨斌,刘,J,勇(新疆农业大学机械交通学院,新疆乌鲁木齐 830052)【摘要】交通事故发生后,判断肇事车辆肇事制动前的车速是分析交通事故原因的重要因素之一.而分析肇事制动前车速的方法必须借助于事故现场所遗留下来的痕迹,因而这是一个相当复杂的过程.通过对制动印痕的测量分析,讨论了识别制动印痕始点,终点的方法及常见到的三种印痕现场勘测方法,推导出在不同路面和制动车型下计算制动前车速的方法.【关键词】交通事故;车速;制动;印痕【中图分类号】U
2、491.3【文献标识码】A【文章编号】10085696 一(2004)060041020 引言据统计,19992001 年全国累计交通事故次数 178 万余起,其中死亡 28 万余人,直接经济损失 212402 万元.其中,因制动不良引发的事故占所有事故原因的一半以上,制动不良和失效具体表现为制动印痕太长和制动时跑偏或侧滑.制动印痕,是指车轮被制动抱死时,滑行轮胎留存在道路上的印痕.它不仅可以反映事故前后车辆的运动轨迹,行驶路线,轮胎状态和制动措施,同时也可根据印痕长度,形态,分析车辆碰撞前的瞬时速度,这对分析事故原因,提高驾驶安全性有着重要的意义.1 制动印痕的测量制动印痕的测量是计算制动前
3、车速的重要依据,准确测量印痕对车速计算至关重要.1.1 确认制动印痕的起始点根据制动印痕产生的原理可以知道,真正的制动起始点不在拖压印的开始处,而是在拖压印出现前的一段印痕的路面上.因此,测量者应该在离开拖压印一段印痕的一个低角度上,与压印站成一条线,借助阳光或灯光,来观察压印的起点.也可以利用制动时坚硬物体留下的刮痕标记进行确认.拖压印的终点在通常情况下都可以清楚地认定.正确确认制动印痕的起始点,对制动印痕的测量非常重要.1.2 断续印痕的测量现场的断续印痕,是由于车轮受不平的路面冲击或制动毂变形,而产生跳跃引起的,一般长度极短.制动时车轮每次跳跃,对前后轮制动作用很大,这样就基本可以抵偿车
4、轮离投稿日期:20040324作者简介:扬斌(1979 一), 男 ,河南商丘人,新疆农业大学机械交通学院助教,硕士.研究方向:交通事故分析方法研究.地时消耗的摩擦力,因此,必须对每段拖压印的长度和位置都应加以注意,断续的印痕和拖压印要作为一个整体来测量,在计算中要使用整个长度.1.3 直行拖压印的测量所谓直行印痕,就是指轮胎按照车辆前进方向,呈直线滑出的印痕.但在事故现场中,真正笔直的拖压印并不多见,所以我们应将任何一个没有滑出前轮印痕间距的后轮拖压印(图 1a 中右后轮)视为直线拖压印.测量时应测量最长拖压印.1.4 其它拖压印痕的测量多方向拖压印痕说明车辆处于大面积滑行或滑转状态,后轮已
5、越出前轮印痕之外(图 lb).半滑转印痕(图 lc)说明车辆已转过 180.,背向行驶方向.全滑转印痕(图 ld)说明车辆已转过 360.,面向其原来的行驶方向.测量这些印痕时,应沿各轮拖压印曲线进行测量,取其平均长度应用在车速计算中.图 1 制动印痕2 制动前车速计算(d)交通事故中确定肇事车辆车速是事故处理经常遇到,并急需解决的问题,也足一个比较复杂的问题.因为车辆行驶是一种能量的运动移位,车辆的动能较大,这种能量由于瞬间碰撞,制动,翻履等错综复杂的变化而使求解过程复杂化.仅仅根据现场遗留I 勺破损车辆,路面的痕迹,人员伤亡和擦痕等有限条件,要得:B 十分准确的答案,几乎是不可能的.因此,
6、要借助于汽车运动力学理论,用分析和实验的办法推算出近似的车速,以满足事故分析的要求.汽车在水平道路上制动时,如果车胎在地面上留下明显的印迹,那么汽车绝大部分动能均将被轮胎与路面之间的摩擦消耗,转化为热能.这时地面制动力所做的功恒等于汽车制动减速过程中消耗的动能.由此可得式(1):41f磐 TechnologyEconomyAreasofCommunications(TEAC)一_G 口_V-o=F,S,(1)gg式中:G 汽车质量(kg):Vo, 制动停车时的末速度和制动时的初速度(m/s);地面制动力;.s(r 一制动印痕长度;p_ 一路面附着系数 .当汽车制动结束时,车辆已停止(0=0),
7、则:V:-FxS,(2)g当汽车制动至印痕出现时,地面制动力的最大值等于轮胎与路面之间的附着力,所以=GP.则:vL=晒,=G.xoXSo(3)g经整理后得:V.:,v/2.s,(m/s),/254P.s0(km/h)(4)以上是在水平路面上,如果考虑坡路的影响,则坡路计算公式为:V.=,/研 (m/s),/丽(km/h)(为道路的纵向坡度,上坡为+,下坡为一)(5)由于制动印痕不能完全反映车辆在事故发生前速度全部损失情况,汽车开始减速至出现制动印痕期间,速度的降低量为v0,所以汽车制动前的车速 v|应该等于汽车制动出现印痕时的初速度 Vo 与速度的降低量V.之和,即 V=V0+AVo.而V.
8、与道路附着系数和制动系协调时间 t2 有关,c2 的长短取决于驾驶员踏制动踏板的速度和用力大小,并受制动器结构的影响,对于液压制动系汽车协调时间 c2 一般为0.15“0.2s,通常取 0.2s;气压制动系汽车协调时间 c2 一般为0.3-0.8s,通常取 0.6s.在这段时间平均减速度为 1/2g(P)t2(m/s).所以:V00.5g()t2(m/s)3.6xO.5g()t2(krn/h)k(p)(km/h)(式中 k 为汽车在制动力增长时间内的速度降低系数)因此,V:V.+AVo=V0+k(p)(6)液压制动时:k=3.6x1/2XgXt2=3.6x1/2x9.81x0.2=3.53气压
9、制动时:k=3.6x1/2xgxt2=3.61/29.81xO.6=10.6因此利用汽车制动印痕来求取汽车制动前车速的公式:V.=Vo+AVo=Vo+3.530=+3.53(p)(km/h)(7)此公式适用于液压制动的汽车.v|=V0+AVo=Vo+10.6(p)=+10.6()(kin/h)(8)此公式适用于气压制动的汽车.式中:t 一轮胎与路面的附着系数,轮胎的制动印痕长度(m),道路的坡度(%).3 计算举例一辆解放牌面包车由东向西行驶至新疆乌昌公路某路段时,与行人发生碰撞,造成行人死亡的重大交通事故.该路段为沥青新建路面,肇事时路面干燥,路面宽 10.5m.该车属于液压制动,因此采用式
10、 7 计算该车制动前的车速.公式中各参数的取值:轮胎与路面附着系数的取值范围:O.3“0.8,由于该例中的路面为沥青新建路面,所以为 0.7:经测量制动印痕长度 s=26m:路面为水平路面 ,i=O.所以V0=,/+3.5371km/h即,该车制动前的车速约为 71km/h.经调查验证该计算车速与实际车速是非常接近的,说明利用该公式计算制动前车速是准确可信的.4 结束语利用制动印痕来求解制动前车速的方法是一种简捷,且较准确的计算方法,这给交通事故的分析带来了极大的方便.该方法的不足之处,是求解的车速略小于实际车速,这是由于可测量的制动印痕往往小于实际印痕造成的.因此,准确观测和测量制动印痕是应
11、用该方法的基本保证.参考文献:【1】朱艳秋,李江,王强.道路交通事故处理的技术及发展 U】.公路交通科技,1999,16(3).【2】裴玉龙,马骥.道路交通事故道路奈件成因分析及预防对蕈研究盯】.中国公路,2003.16(4).I3】陈永德 .交通事故的分析及预防【M】.北京:人民交通出版社.1999.【4】许洪国.何彪.爻通事故的分析与再现【M1.北京 :警官教育出版社.2000.【51 李春林.道路交通事故处理手册(上册)【M1.北京:人民交通出版社,2000.【6】林洋(日) 着.黄永和( 译). 实用汽车事故鉴定学【M 】.北京:人民交通出版社,2001.Themethodresear
12、chincalculatingtheformerspeedofbrakingonthebrakingmoulageYANGBin,LIUXiao-yong(MechanicsandTrafficCollege,XinjiangAgricultureUniversity,Urumqi830052,China)Abstract:Thecognitionoftheformerspeedofbrakingonthebrakingmoulagecausedbydriversisoneofimportantfactorsthatcanexplainthetrafficaccidents.Thisdependsonthestudyofthebrakingmoulage,anditisacomplicatedprocess.Analysisismadeonhowtoapplysomemethodsinsurveyingthemoulage.Keywords:trafficaccident;speed;braking;India
