3.2 Определение динамических качеств автомобиля при торможении

Тяговые и тормозные свойства автомобиля тесно связаны между собой. Чем больше средняя скорость движения, тем лучше должны быть тормозные свойства. Требуется определить максимальные тормозные свойства автомобиля, которые зависят от конструкции и технического состояния машины, тип и состояние дороги, действия водителя, атмосферные условия и т.п.

Действия всех факторов полно учитывается максимальным замедлением при торможении t_тор и тормозным путем S_тор .

Схема тормозного барабанного механизма и действующих сил

Р1 – сила которая прижимает колодки при торможении к тормозному барабану; Ртр – сила трения, которая возникает между колодками и барабанами при торможении, эта сила образует пару, плечо которой равно диаметру тормозного барабана; Р2 – сила создаваемая разжимным устройством; R – равнодействующая силы трения.

Между колесом и дорогой при торможении возникает тормозное усилие Р_тор , сила инерции Р_ј и появляется момент трения М_тр , который направлен в противоположную сторону вращения колеса, (создается фрикционными накладками за счет сил трения Р_тр).

Максимальная тормозная сила на одном колесе равна силе сцепления колеса с дорогой:

RZ – нормальная реакция на колесе (опорная сила колеса и дороги);  - коэффициент сцепления колесо-дорога.

Уравнение тягового баланса при торможении имеет следующий вид:

.

При торможении Р_W стремится к нулю, тогда факторы замедления при торможении можно определить решением уравнения движения машины при торможении с отключенным двигателем от трансмиссии, в соответствии с выражением основных сил действующих при торможении:

Если принять в расчет, максимальную тормозную силу при наличии тормозов на передних и задних колесах, то сила торможения определится как Р_{тор мах} = G∙; сила инерции движения определится как Р_ј = (G/g)∙ј_тор . Сопротивление движению по сравнению с тормозными силами мало, то максимальное замедление можно определить из выражения:

g·.

Время торможения до остановки находится при интегрировании уравнения замедления автомобиля:

, где – скорость автомобиля в момент начала торможения.

Путь торможения до остановки можно найти при интегрировании уравнения времени торможения:

.

К расчету принимаем значения

Результаты вычислений (4.1),(4.2) и (4.3) занесены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 Тормозные свойства автомобиля.

Параметры	Начальная скорость торможения, м/с.
jтор
tтор
Sтор

По данным таблицы 4.1 строятся графики (j_тор – V); (t_тор – V); (S_тор – V).

Тормозные свойства автомобиля оказывают влияние не только на безопасность движения, но и на среднюю скорость движения.

Допустимая по тормозным свойствам скорость движения автомобиля … может быть определена из условия:

, где – остановочный путь автомобиля; - расстояние безопасности (обычно равным 5…10 м); - расстояние видимости водителем дороги до препятствия на пути.

Подставляя в условие уравнения для остановочного пути автомобиля и значения

, получаем квадратное уравнение. Корнями решения которого является искомая величина .

Остановочный путь автомобиля определяют по формуле6

где - допустимая по тормозным свойствам скорость движения автомобиля, м/с;

- время реакции водителя, с (в зависимости от индивидуальных качеств, квалификации водителя, степени его утомленности, дорожной обстановки и т.п.. может изменяться в пределах 0,2…1,5 с. При расчетах принимают среднее значение =0,8с);

- время запаздывания тормозного привода, с (у технически исправной тормозной системы с гидроприводом и дисковыми тормозными механизмами

= 0,05…0,07 с, с барабанными тормозными механизмами = 0,15…0,20 с, у системы с пневмоприводом = 0,20…0,40 с);

- время нарастания замедления (тормозных сил) от нуля до установившегося значения, с (в расчетах можно принять: для легковых автомобилей = 0,05…0,20 с: для грузовых автомобилей с гидроприводом = 0,05…0,40 с, для грузовых автомобилей с пневмоприводом = 0,15…1,50 с, для автобусов

= 0,20…1,30 с);

g – ускорение свободного падения, м/с² (g = 9.81 м/с²);

_Х – коэффициент продольного сцепления колеса с дорогой.

Расстояние видимости водителем дороги до препятствия для светлого времени суток 100…300 м. а для темного времени при пользовании фарами определяют по формуле:

где – максимальная протяженность участка дороги, освещенного фарами (для дальнего света = 100 м, для ближнего света = 50 м);

 = 1,8 с – коэффициент, учитывающий уменьшения расстояния видимости от скорости движения.