8.5 Шлях гальмування, гальмівний шлях і шлях зупинки

Основним параметром, за яким оцінюють робочу гальмівну систему, є гальмівний шлях– це шлях, що проходить автомобіль з моменту, коли водій торкнувся педалі гальма – і до повної зупинки. Гальмівні якості автомобіля оцінюють також і за максимальним уповільненням, і за часом гальмування з блокованими колесами.

Максимальне уповільнення автомобіля під час руху на підйом визначають за формулою:

.

Час гальмування з максимальним уповільненням до повної зупинки дорівнює: .

Під час визначення гальмівних властивостей автомобілів користуються поняттям шлях гальмування – це слід, що залишає автомобіль на дорозі під час руху із заблокованими колесами(шлях, пройдений автомобілем із заблокованими колесами). У цьому випадку кінетична енергія автомобіля, яка буде зумовлена тільки поступальною рухомою масою автомобіля, оскільки колеса автомобіля заблоковані, перетворюватиметься на роботу сил тертя в контакті коліс з недеформівною дорогою. Якщо нехтувати опором повітря, а дорога – горизонтальна, тоді

,

де Е_кін – кінетична енергія автомобіля;

– робота сил тертя в контакті коліс з горизонтальною дорогою, яку визначимо так:

,

де F_тр – силу тертя між шинами і дорогою визначають за формулою:

F_тр=m_а g;

S_гmin – шлях гальмування.

Після підстановок і перетворень маємо:

.

Гальмівний шлях – це шлях, що проходить автомобіль з моменту, коли водій торкнувся гальмівної педалі до повної зупинки автомобіля. На відміну від шляху гальмування, гальмівний шлях ураховує додатково властивості гальмівної системи, а саме: час t_з запізнювання привода і час наростання уповільнення t_н.

Для отримання залежності для визначення гальмівного шляху скористаємося гальмівною діаграмою, наведеною на рис. 8.7.

Проведемо вертикальну лінію (див. рис. 8.7.) з точки А абсциси . Отримаємо два заштриховані трикутники. Якщо врахувати, що їх площі однакові, то маємо право вважати, що прискорення на ділянці дорівнює нулю, а швидкість руху автомобіля V. У цьому випадку за час автомобіль буде рухатися із заблокованими колесами і пройде шлях S_гmin.

Зазначимо, що t_г – час гальмування з максимальним уповільненням за умови, що уповільнення за час t_н змінюється від нуля до а_гmax.

З урахуванням викладеного, гальмівний шлях дорівнює:

.

Залежність для визначення шляху гальмування S_гmin отримана за умови, що коефіцієнт зчеплення під всіма колесами однаковий. Проте під час гальмування на дорозі з високим коефіцієнтом зчеплення, значення цього коефіцієнта під колесами автомобіля відрізняються, оскільки під час гальмування на опорній поверхні з високим коефіцієнтом зчеплення температура у контакті шини суттєво підвищується. Це викличе зменшення коефіцієнта зчеплення. Ця відмінність ураховується коефіцієнтом ефективності гальмування к_е. У цьому випадку гальмівний шлях запишемо:

, (8.4)

де к_е – коефіцієнт ефективності гальмування, який враховує відмінність коефіцієнтів зчеплення. При коефіцієнті зчеплення >0,4 рекомендують для легкових автомобілів брати к_е =1,2, а для всіх вантажних – к_е =1,4. При 0,4 брати для всіх автомобілів к_е =1.

Шлях зупинки – це шлях, що проходить автомобіль з моменту, коли водій помітив перешкоду, і до повної зупинки. Він включає шлях, що проходить автомобіль за час реакції водія і гальмівний шлях. З урахуванням викладеного вище маємо:

, (8.5)

де S_з – шлях зупинки, який визначений без урахування впливу опору повітря.

З трьох розглянутих гальмівних шляхів (шлях гальмування, гальмівний та шлях зупинки), тільки гальмівний шлях ураховує властивості гальмівної системи і виключає суб'єктивний вплив водія, а тому є об'єктивною характеристикою робочої гальмівної системи.