4.4 Продольные уклоны, преодолеваемые автомобилем

На основе графика динамических характеристик решается ряд задач по исследованию условий движения автомобиля, таких как, определение максимального продольного уклона, преодолеваемого при движении с постоянной скоростью; определение величины постоянной скорости, с которой автомобиль сможет преодолеть заданный уклон; определение ускорения, развиваемого автомобилем и т.д.

Рассмотрим некоторые из них.

1. Определение максимального продольного уклона, преодолеваемого автомобилем с постоянной скоростью v_const .

На графике динамических характеристик от оси абсцисс, соответствующей заданной скорости v₁, восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой динамической характеристики. Ордината (.) А дает значение динамического фактора D₁, которое равно

D₁ = i₁ + f_v ± j.

Так как движение происходит с постоянной скоростью v, то j отсутствует. Тогда

i₁ = D₁ – f_v, а f_v = f_o(1 + 4,5 10^-5v²).

2. Определение постоянной скорости, с которой автомобиль сможет преодолеть заданный уклон i₂ при коэффициенте сцепления φ₁. Динамический фактор для этого условия D₂ = f_v + i₂. Отложив это значение на оси ординат и найдя соответствующую абсциссу (.) В определяем скорость v₂. (.) В расположена на графике выше характеристики по сцеплению. Поэтому тяговое усилие при v₂ может вызвать буксование и максимальная возможная скорость v₃ определяется условиями сцепления. На участке дороги с большим уклоном i₃ движение окажется возможным только на II передаче со скоростью v₄ при условии, что коэффициент сцепления будет больше φ₂.

5.5 Торможение автомобиля

Нормальный эксплуатационный режим торможения соответствует неполной блокировке колес, при которой колесо катится по покрытию с небольшим пробуксовыванием. При аварийном торможении происходит блокировка колес, в результате которой колесо, перестав вращаться, скользит по поверхности покрытия юзом, приводя к нагреванию и плавке шины в зоне контакта с покрытием.

Для характеристики замедления автомобиля при торможении с выключенным сцеплением, когда силой, движущей автомобиль, является его инерция, может быть использовано уравнение движения автомобиля в следующем виде:

δ_вр Gj = Р_т + Р_ω ± Р_i + Р_f,

где Р_ω , Р_i , Р_f – сопротивления движению;

Р_т = γ_тG – тормозная сила, γ_т – коэффициент тормозной силы, зависящий от конструктивных особенностей тормозной системы автомобиля и ее состояния, интенсивности торможения и т.д.

δ_вр Gj = γ_тG + Р_ω + Gf ± Gi.

δ_вр j = γ_т + Р_ω/G + f ± i.

Здесь δ_вр j – отрицательное ускорение при торможении, которое характеризует интенсивность замедления автомобиля. При v < 30 км/ч сопротивление воздуха незначительно и поэтому его влиянием можно пренебречь. Это вносит в расчеты ошибку, не превышающую 5%.

Длина пути, на котором водитель может остановить автомобиль – тормозной путь, является важнейшей характеристикой безопасности движения. Исследования длины тормозного пути показывают, что необходимо учитывать и время реакции водителя, которое зависит от стажа работы, усталости, скорости движения и т.д. При расчете тормозного пути оно принимается равным 1 – 2 с.

Путь, проходимый автомобилей за период полного торможения, рассчитывается по формуле равномерно замедленного движения

v = √2aS_т,

где а – абсолютное значение отрицательного ускорения, равное (γ_т + f ± i)g.

Тогда

S_т = v²/[2 g(γ_т + f ± i)].

При расчетах, связанных с определением геометрических характеристик плана и продольного профиля, исходят из наиболее опасного случая – аварийного торможения, принимая γ_т = φ_пр. Из-за неточности регулировки тормозов, неравномерности распределения усилий между колесами не реализуется полная тормозная сила. Это учитывается коэффициентом эффективности торможения К_э. Поэтому расчетное значение тормозного пути

S_т =К_э v²/[2 g(φ_пр + f ± i)].

Для обеспечения большей безопасности движения расчетный тормозной путь (остановочный путь) принято определять по следующей формуле:

S_т =l₁ + l₂ + l₃ = vt_p/3,6 + К_э v²/[254(φ_пр + f ± i)] + l₃.

где l₁ – путь, пройденный автомобилем за период реакции водителя;

l₂ – тормозной путь автомобиля;

l₃ – зазор безопасности, принимается 3 – 5 м.