汽车制动印迹与车辆的运动状态
山东交院交通司法鉴定中心 贾志鹏
车辆制动性能是否良好，直接关系到汽车的行驶安全。根据事故现场的车轮制动印迹可判断轮胎规格、行驶路线、方向、车速等，从而判断驾驶员行为，对于制定交通事故预防方案、处理交通事故具有十分重要的意义；根据车辆的轮距、轴距可以判断车辆类型，这对侦破交通肇事逃逸案意义重大。
遇到危险情况或发生交通事故时，多数情况下驾驶员都会采取制动措施。从开始制动到制动力达到最大值有一个过程，在整个过程中，随着制动力的增加，留在路面上的轮胎印迹会出现相应的变化。制动印迹开始形成时可分辨出轮胎花纹，而后花纹逐渐模糊不清，最后出现粗黑印迹(如图1所示)。
图一.bmp
图1 制动印记的形成
1.制动压印
在制动印迹的前段，轮胎花纹逐渐加深直至变形和模糊，这一段的制动印迹称为“制动压印”。这说明，从这一区段开始，车轮已从纯滚动(V=Vc)状态进入滑移(V>Vc)状态。随着制动强度的增加，车轮滑移率从零开始增大。在制动踏板力小于制动拖印时踏板力的情况下，车轮没有抱死，轮胎受制动力的作用沿行驶方向在路面上作滚动和滑移的复合运动，处于边滚边滑的状态，在路面上遗留下制动压印。这种印迹中胎面花纹在车辆的行驶方向有所延长，印迹花纹也开始加深、直至模糊。此时的制动效果最佳，不但可获得较短的制动距离，而且可减少车辆发生制动侧滑的可能，提高汽车的操纵稳定性。
2.制动拖印
后一段的制动印迹完全变成了轮胎与路面摩擦后的黑色条带，称为“制动拖印”。在这一段，车轮已经不能转动而车辆仍在运动，车轮处于完全的滑移状态。
遇到紧急情况时，驾驶员本能地迅速用力踩下制动踏板，从而在路面上留下制动拖印。车辆不发生侧滑时的正常制动拖印是几条与车辆轮距相当的平行印迹，前、后轴轮距相同的车辆，印迹较深的一段是前、后轮印迹的重叠部分。如果汽车碰撞后改变了原来的行驶方向出现侧滑，路面上将留下明显的转折印迹，据此可以确定汽车碰撞接触点。
汽车紧急制动时，轴荷的转移使前轮负荷增加，前轮呈现的印迹宽而重，后轮印迹窄而轻 两车正面碰撞时，这种现象更为突出。从而可从前轮印迹的突然变宽推断汽车的制动时刻。如果两辆高度不同的汽车正面碰撞，低的一方前部受压，轮迹加宽；高的一方前部上抬，前轮印迹变得窄而轻。当制动发生侧滑时，侧滑车轮的印迹产生折变，且折变后印迹稍宽，不显示胎面花纹。
装有制动防抱死装置(ABS)的汽车制动时，由于始终处于边滚边滑的制动最佳状态，有时出现制动拖滑斑块，有时无明显胎印，有时印迹较淡，不会出现制动拖印。有的载货汽车后轮先于前轮制动，先出现的制动印迹多为后轮印迹。
制动拖印的长度取决于车辆制动前的速度和路面的附着系数，拖印距离和车辆行驶速度的平方成正比，而附着系数除与轮胎结构、胎面花纹有关外，还取决于路面材料、路面状况(干、湿等)及滑移速度等因素。
3.制动跑偏印迹
制动过程中汽车自动向左或向右偏驶的现象称为制动跑偏。制动跑偏破坏了汽车的操纵稳定性，导致汽车驶入非机动车道或人行道，甚至边沟。
制动跑偏是由于两侧车轮(尤其是两侧转向轮)制动力相差过大造成的。在多数情况下，两侧车轮制动力不等属于车辆使用、调整保养不当，如一侧车轮制动器失效、蹄片有油污等。制动跑偏印迹为圆滑弧线(如图2所示)。弧线的偏转方向由两侧车轮在制动过程中的运动状态所决定。
图二.JPG
图2 制动跑偏印迹
当两侧车轮制动器的制动力或两侧路面附着力不等时，在制动过程中，两侧车轮将处于不同的滑移状态，必然造成两侧车轮的滑移距离不同，使车辆向滑移距离短、制动作用好的车轮一侧偏转。
紧急制动过程中，制动跑偏出现拖印的情况对两侧车轮来说是不同的，往往是跑偏弧线内侧车轮拖印长而外侧车轮拖印短，这是由于内侧车轮先抱死而外侧车轮后抱死或没有完全抱死形成的。制动跑偏还会引起前、后轴侧滑。
4.制动侧滑印迹
制动侧滑是汽车制动时某一轴的车轮或全部车轮发生横向滑动的现象。侧滑是由于轮胎在制动纵向滑移过程中受侧向外力作用而引起的。车辆制动过程中所受的侧向力来自外界的冲撞力、侧向风力、道路横向坡度所形成的分力以及车辆转弯、变换车道乃至跑偏所产生的回转离心力等。最严重的侧滑表现为车辆高速制动时的后轴侧滑，可能引起车体回转，使汽车失去控制。制动侧滑经常引起交通事故，统计资料表明，在雨天湿滑路面上发生的交通伤亡事故中，约1/3与制动侧滑有关。
制动侧滑印迹的特征表现为两侧车轮的滑移印迹具有折变点，在折变点，原纵向拖印突然改变方向，向斜方或横方侧滑。由制动跑偏所引起的后轴侧滑印迹如图3所示。
图三.JPG
图3 后轴侧滑印记
当车轮抱死滑移时，由于附着系数有所降低，只要有侧向力作用，就会引起侧滑。汽车制动时，前、后轴抱死的先后顺序和时间间隔对侧滑的影响很大。试验表明：制动过程中，若前轮先抱死滑移，汽车仍沿直线运动直至停车，处在基本稳定的状态，只是失去控制方向的能力，也不能承受侧向力。若后轮比前轮超过一定时间间隔提前抱死滑移，汽车可能发生迅速的甩尾现象，因而会失去稳定性，造成交通事故的可能性也最大。如果制动车速超过一定值，汽车处于极不稳定状态，即使在轻微侧向力的作用下都会引起后轴侧滑。若前、后轮同时(或时间间隔不大)抱死，则汽车侧滑很小，基本按直线运动。造成上述现象的原因是汽车侧滑时将发生类似于转弯的运动并产生离心力，离心力与前轴侧滑方向相反，能减小和阻止前轴侧滑，但离心力与后轴侧滑方向一致，能加剧后轴侧滑，后轴侧滑又促使回转半径减小、使离心力更大。因此，后轴侧滑连续升级，往往导致汽车在制动过程中大角度回转。事故现场看到的侧滑印迹多是后轴侧滑印迹，这是由于后轴侧滑导致事故发生的可能性较大，且在紧急避险制动时，汽车伴随有避让运动。图4所示为高速紧急制动下后轴侧滑引起汽车头回转的印迹。
图四.JPG图4 后轴侧滑引起汽车大回转的印迹
汽车侧滑后，其纵轴偏转角度与附着系数及制动速度有关。在附着系数小的湿路面上，侧滑汽车纵轴偏转角亦大。车速的影响有一定范围，在一定路面条件下，只有车速超过某一值，后轴侧滑才会引起汽车较大的回转而成为一种危险侧滑，容易导致交通事故；当车速不超过某一临界值时，汽车侧滑不会达到危险的程度。因此，雨、雪天路滑时，控制车速对减少侧滑和交通事故尤为重要。侧滑印迹在事故现场是判断汽车超速行驶的依据。在事故现场勘查中量取车辆侧滑印记的弦长C及垂直平分线M（如图5）可准确计算出车辆侧滑时的初速度。
图五.JPG
图5 侧滑印迹的测量
参考文献：
[1]谷志杰．汽车安全检测[M]．北京：人民交通出版社，2002．
[2]王维，刘建农，何光里．汽车制动性检测[M]．北京：人民交通出版社，2005．
[3]陈永德．道路交通事故的分析及处理l-M]．北京：人民交通出版社，2000．
[4]谷志杰．交通事故处理及其预防l-M]．北京：中国人民公安大学出版社，2002．
[5]谷志杰．道路交通事故分析与处理(第三版)[M]．北京：中国科学文化出版社，2005．
[6]许洪国，何彪．道路交通事故分析与与再现(修订本)．北京：警官教育出版社，2000
