丰田“踏板门”事件的思考
关键词：踏板门、制动、真空度、BOS
事件回放：去年，丰田汽车公司在全球范围内大规模汽车召回，涉及车辆将近1000万辆，引起全世界的极大关注，同时在互联网上出现的一份电话录音也吸引了人们，这份49秒的录音是一辆雷克萨斯在高速公路行驶时，遭遇了油门踏板被卡住后的报警通话。这起事故发生在美国加利福尼亚州圣地亚哥附近的高速公路。据悉，当时高速公路巡警马克·塞勒，驾驶着租来的2009款雷克萨斯ES350，车内还有马克·塞勒的妻子克莱奥菲、女儿马哈拉以及打电话报警的妻弟克里斯。
在这份录音中，克里斯告诉911接线员说：“我们驾驶的是凌志汽车，我们正朝北方行驶，我们的油门踏板卡住了。”调度员问他们在什么地方，克里斯在回答之前问了一下车里其他人，“我们的速度达到了每小时193公里。天哪！我们遇上烦了，刹车失灵了，天哪！距离高速公路尽头只有半英里的路程了。”调度员问，“你们能否将车熄火？”克里斯没有回答，只是重复着说着，“我们正在驶向十字路口，我们正在驶向十字路口，我们正在驶向十字路口。”在这份录音的最后部分中传出：“抓稳了”“祈祷吧”，“噢，糟了，噢，噢”，接着就是妇女的尖叫声。据了
解，就在这份录音结束之后的几秒，这辆时速193公里的雷克萨斯撞上了一辆SUV，紧接着车辆在空中翻腾几圈之后重重落地，并起火。
圣地亚哥联合论坛报报道：一项对这场车祸的初步调查显示，此次车祸是由于油门踏板下的地毯卡住了油门所致。有目击者说，他们看见了这款雷克萨斯ES350在出车祸前，车轮已经起火。圣地亚哥警察局首席调查员斯科特·希尔对此表示，这一情况说明这辆车曾进行过大力刹车，所以才会导致轮胎起火。
　现在网上出现了很多关于分析丰田“踏板门”的帖子，其中很多观点是这样认为的：““很多驾驶者在车辆出现紧急状况时，第一反应就是踩刹车，他们以为无论在任何情形下，只要踩了刹车踏板，汽车就会立刻停下来，其实这是一个误解。”专家介绍说，目前，汽车普遍采用的是真空刹车助力器，它所起到的作用，就是将驾驶者踩制动踏板的力量充分放大以获得足够的刹车力量；而当油门踏板被深踩的时候，发动机节气门的开度很大，此时进气道里的真空度非常小，而刹车助力器真空管里的真空是来自于进气道的，这就导致刹车助力器没有充足的助力了，给驾驶者直接的感受就是刹车失灵了。”
事实果真如网上专家们分析的这样吗，笔者决定通过以下几方面做一个分析：
一、 制动系统的工作过程。
二、 真空度与制动力的关系。
三、 实验分析。
一、首先看一下制动系统的工作过程：
如图：
工作过程：简单地说，在制动时，驾驶员踩下制动踏板，真空助力泵将制动力放大，制动液从刹车总泵经管路进入到各个分泵，推动制动卡钳（或制动蹄）动作，利用摩擦力将制动盘（或制动鼓）刹紧，从而使车辆停住。
评价汽车制动性能好坏有三方面的内容：
    1、制动效能 ：  汽车迅速减速直至停车的能力。常用制动过程中的制动时间、制动减速度和制动距离来评价。
    2．制动效能的恒定性 ：在短时间内连续制动后，制动器温度升高导致制动效能下降，称之为制动器的热衰退，连续制动后制动效能的稳定程度为制动效能的恒定性。
    3．制动时方向的稳定性 ：  是指汽车在制动过程中不发生跑偏、侧滑和失去转向的能力。
二、再看一下真空度与制动力的关系：
真空度是指在节气门后方，由发动机的吸气作用形成，与节气门开度（转速一定）成反比，与发动机转速（节气门开度一定）成正比。制动系统有一个真空助力器，其作用是：在驾驶舱内的制动踏板和制动主缸之间起到放大压力的作用，利用发动机进气歧管形成的真空（发动运行才有，发动机熄火就没戏了）与外部大气压力的压力差，借助膜片式动力活塞将制动踏力放大。所以只要你轻轻地踩下刹车踏板，就可以产生数倍的被放大的压力，减轻了刹车压力。也即是说，真空度越大，助力作用越大;真空度越小，助力作用越小。
三、实验分析：
为了验证网上说法的可信度，笔者决定通过实验来进行验证：
第一个实验：体验真空管路取下以前和取下以后踩刹车踏板的力度情况。
将车辆启动，保持发动机在怠速状态，踩制动踏板，制动踏板很轻松的可以踩下，踩油门踏板，使发动机转速升到约5000转，另外一只脚踩制动踏板，制动踏板也很轻松的可以踩下；然后将真空助力泵的真空管取下，在怠速状态下踩制动踏板，感觉非常费力，踩油门踏板，使发动机转速升到约5000转，另外一只脚踩制动踏板，感觉同样非常费力。车震门事件
第二个实验：分别测量汽车在怠速、节气门全开、急加速、慢加速时的真空度，先后测量了05年的现代伊兰特和09年的SUZUKI天语，测量数值如下：
伊兰特
工况
怠速
节气门全开
急加速
慢加速
测量数值
48
54
瞬间回到0又逐渐升到54
逐渐上升到最大54
SUZUKI天语
工况
怠速
节气门全开
急加速
慢加速
测量数值
52
56
瞬间回到13又逐渐升到56
逐渐上升到最大56
通过第一个实验看以看出，无论发动机处于怠速或高速运转，只要真空助力起作用，刹车力都比较小，而一旦真空助力不起作用，刹车力都很大；通过第二个实验测量的数据可以看出，在节气门全开时真空度分别为54、56，均处于比较大的状态，由此可见，网上的论点“当油门踏板被深踩的时候，发动机节气门的开度很大，此时进气道里的真空度非常小，而刹车助力器真空管里的真空是来自于进气道的，这就导致刹车助力器没有充足的助力了”是错误的。
结论：那么为什么汽车刹不住呢？本人认为刹车失灵的原因并不是因为真空助力器的真空度不够导致刹车踏板踩不动，而是因为油门踏板不回位导致发动机持续高速工作，车速过高（每小时193公里），使得制动系统由于摩擦出现高温，产生热衰退，制动力减弱从而导致刹车失灵。
为了避免类似事故的发生，现在出现了一种更先进的控制系统，即刹车优先系统（Brake Override System）简称BOS：一套用来优先保障车辆制动效果的系统，目的在于，无论节气门开度处在什么位置，只要踩刹车就能使节气门回到怠速工况，以避免发动机的牵引力影响车辆制动表现。这个系统只是一个电脑程序，事先就设置好的，也是融入车辆整体设计当中的，因此，安装了“刹车优先系统”的汽车，就算踩住油门或者油门被卡住，只要踩了刹车，就将优先执行刹车指令，其他指令都将服从于刹车这个指令，发动机立刻变为怠速状态。装配BOS的汽车其制动距离会比没有装配的汽车明显缩短。目前国内安装有BOS系统的车辆有：一汽大众高尔夫6、奇瑞A3、长安福特蒙迪欧致胜、北京奔驰C级、一汽丰田新皇冠、宝马5系、上海大众途观、一汽奥迪Q5等。