关于利用制动痕迹长度估算车速问题探讨

贾常明

（中国刑事警察学院，辽宁 沈阳 110035）

交通事故是当前社会发展中的严重灾害之一，交通事故成因分析和物证鉴定有很大的社会需求。其中关于车辆碰撞时的车速分析是一项典型问题，而现实工作中使用的几种方法来源于书本中“公式”。这些公式又来源力学原理和一些模拟实验[1]。但针对具体的车辆和路面，这些公式的科学性和有效性如何？也就是理论和现实之间的差异有多大？这方面的研究还未见报道。能够便于通过实验检验的也只有“利用路面制动痕迹长度进行估算方法”，但由于带防抱死系统车辆制动痕迹的特殊性，该种方法的应用也受到了限制。本文所提到的概念、方法、实验数据等仅供研究讨论，在司法鉴定工作中或行业管理中希望按有关国家标准执行[2-3]。

1 汽车制动过程

1.1 制动距离[4]

是指汽车速度为u0，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停止为止所行驶过的距离。制动距离与制动踏板力、路面附着条件、车辆载荷、发动机是否结合等许多因素有关。图1[4]中横坐标为时间，纵坐标为汽车地面制动力Fp和减速度ab

图1 汽车制动力（减速度）与时间关系

由图1可以看出，汽车制动过程可分为四步：

（3）持续制动时间：τ3；

（4）放松制动器时间：τ4。

式中s为制动距离，abmax为最大制动减速度。

由公式（1）可以看出，影响制动距离的主要因素：制动器起作用的时间（+），最大制动减速度abmax，以及起始制动车速u0。制动器起作用时间的影响是很重要的，对制动距离、地面制动痕迹分析时要认真考虑。

1.2 制动车速估算

针对汽车冲撞行人或骑自行车者，由于汽车质量较大，忽略碰撞过程动能损失，直接运用动能定理进行估算。

即

公式中m为汽车质量；ν为路面上留痕时刻车速；φ为汽车纵滑附着系数；s1为路面上制动痕迹长度。考虑到制动力上升时间的制动效果，对（3）进行修正，所以，估算刹车速度ν0为

2 实验

2.1 实验方法

选用20辆小型乘用车在一定路面上，以一定车速（40～60km/h）进行紧急制动实验。运用“便携式制动性能测试仪”记录汽车制动过程中减速度的数值变化。同时对地面刹车轮胎痕迹进行观察、测量、照相提取（见图 2）。

在实验室内，运用计算机画出汽车制动过程中减速度与时间关系曲线，通过积分得出该过程中速度与时间关系曲线、距离与时间关系曲线。并与该过程中路面上制动痕迹长度进行比较。在此基础上进行数据处理，可得出该制动过程中减速度的变化（起伏还是平缓）、制动减速度平均值和制动纵滑附着系数、制动初速度、制动力上升时间和轮胎开始在路面留痕时间。将制动初速度和“利用路面制动痕迹长度估算车速进行比较，分析其产生差异原因；分析制动力上升时间车速的降低和行驶距离，轮胎开始在路面留痕时间车速的降低和行驶距离。图3为本项实验工作中汽车制动减速度与制动时间关系曲线1例。按上述方法可得到制动初速度66.3km/h；制动距离24.5m；制动时间2.56s；制动力上升时间 0.2s；平均减速度 7.6m/s2；路面摩擦系数0.78。

图2 制动痕迹长度测量

图3 制动减速度与时间关系曲线

表1 制动过程数据表

续表1

2.2 实验结果

3 讨论

从表1中的数据可知：制动车速与估算车速有显著差异，有的比较大，有的比较接近。产生差异的原因归结为车辆条件、路面条件和驾驶员的制动行为。有关分析如下：

（1）从制动力上升时间行驶距离和留下轮胎痕迹时行驶距离比较可以看出：多数情况是制动力上升时间路面上没有留下轮胎痕迹，且稍候零点几秒时间也没有留下痕迹，但车速要降低；但也有制动力上升时间路面上就留下轮胎痕迹。

（2）从摩擦系数来看，具体车辆和路面之间的摩擦系数数值与0.7有差距，多数大于0.7，也有小于0.7的。

（3）有的利用公式（4）估算车速与制动车速“相当符合”，是因为把摩擦系数取值偏大，如5号；也可能是由于留痕时间小于制动力上升时间，如6号；或二者都有，如2号。

（4）从理论上[2，4]和刹车试验结果来看，前后轮在路面不一定同时留下痕迹；加上轮胎痕迹的观察特性和测量的轮胎痕迹长度方面会产生差异。如从后轮算起的科学性问题。

（5）制动力上升时间一般为 0.2秒、0.24秒、0.28秒；制动力上升时间对车速降低影响理论上由决定。计算值和实验值基本吻合。根据本实验结果，制动力上升时间车速降低可估算为3km/h。

（6）在实际交通事故现场中，如果确定制动距离，也可根据制动力上升时间τ''2和路面摩擦系数φ估算制动车速。

4 结论

（1）从上述的讨论可知，只有摩擦系数取值与实际相符，制动力上升至最大时路面就开始留下制动痕迹，制动力上升时间取值也与实际相符，估算车速才与实际制动车速接近。但符合这一条件的情况较少，需要鉴定人员有现场勘查经验。

（2）带防抱死系统车辆的制动痕迹长度方面有显著差异。如17号和18号，制动车速相同、制动距离相近，但路面制动痕迹长度差距较大。

试验表明，利用制动痕迹长度估算制动速度是由路面条件、车辆（新旧）和驾驶员的制动行为等决定。

[1]林洋.实用汽车事故鉴定学[M].北京：人民交通出版社，2001：61-63.

[2]GB7258-2004.机动车运行安全技术条件[S].2004.

[3]GA/T643—2006.典型交通事故形态车辆行驶速度技术鉴定[S].2006.

[4]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2000：77-79.

[5]许洪国.道路交通事故分析与再现[M].北京：警官教育出版社，2000：127.