Главная | Обратная связь

Замедление при торможении автомобиля

Роль различных сил при замедлении автомобиля в процессе торможения неодинакова. В табл. 5.1 приведены значения сил сопротивления при экстренном торможении на примере грузового автомобиля в зависимости от начальной скорости.

 

 

Таблица 5.1. Значения некоторых сил сопротивления при экстренном торможении грузового автомобиля общей массой 8,5 т и kωF= 2,8 Н ■ с/м2
Сила	Единица измерения	Начальная скорость, м/с
Сопротивления воздуха	кг
%	0,45	1,8	2,8		5,3
Сопротивления качению при f= 00,2	кг
%	2,75	2,7	2,7	2,7	2,6
Торможения	кг
%	96,8	96,5	94,5	93,3	92,1

При скорости движения автомобиля до 30 м/с (100 км/ч) сопротивление воздуха — не более 4 % всех сопротивлений (у легкового автомобиля оно не превышает 7 %). Влияние сопротивления воздуха на торможение автопоезда еще менее значительно. Поэтому при определении замедлений автомобиля и пути торможения сопротивлением воздуха пренебрегают.

С учетом вышеуказанного (см. раздел 5.2.2) и используя формулу (5.4) получим уравнение замедления:

j_з = [(φ_х + ψ)/δ_вp]g.(5.5)

Так как коэффициент φ_х обычно значительно больше коэффициента ψ, то при торможении автомобиля на грани блокировки, когда усилие прижатия тормозных колодок таково, что дальнейшее увеличение этого усилия приведет к блокировке колес, величиной ψ в уравнении (5.5) можно пренебречь. Тогда:

j_з = (φ_х /δ_вp)g.

При торможении с отключенным двигателем коэффициент вращающихся масс можно принять равным единице (δ_вp от 1,02 до 1,04).

Тогда

j_з = φ_х g.(5.6)

Если при торможении коэффициент φ_х не меняется, то величи­на замедления остается постоянной, независимо от скорости движения.

Время торможения

Зависимость времени торможения от скорости движения автомобиля показана на рис. 5.2, зависимость изменения скорости от времени торможения — на рис. 5.3. Время торможения до полной остановки складывается из отрезков времени:

t₀=t_р+t_пр+t_н+t_уст

где t_p— время реакции водителя, в течение которого он принимает решение и переносит ногу на педаль тормоза, оно составляем 0,2-0,5 с;

t_пр— время срабатывания привода тормозного механизма. В течение этого времени происходит перемещение деталей в приводе. Промежуток этого времени зависит от технического состояния при вода и его типа: для тормозных механизмов с гидравлическим приводом — 0,005—0,07 с при использовании дисковых тормозных механизмов и 0,15—0,2 с при использовании барабанных тормозных механизмов; для систем с пневматическим приводом — 0,2—0,4 с;

 

Рис. 27 – Зависимости показателей тормозной динамичности автомобиля от скорости движения

 

Рис. 28 – Тормозная диаграмма

t_н — время нарастания замедления. С момента соприкосновения деталей в тормозном механизме, замедление увеличивается от нуля до того установившегося значения, которое обеспечивает сила, развиваемая в приводе тормозного механизма. Время, затраченное на этот процесс, называется временем нарастания замедления. В зависимости от типа автомобиля, состояния дороги, дорожной ситуации, квалификации и состояния водителя, состояние тормозной системы t_нможет меняться от 0,05 до 2 с. Оно возрастает с увеличением силы тяжести автомобиля Gи уменьшением коэффициента сцепления φ_х.

При наличии воздуха в гидравлическом приводе, низком давлении в ресивере привода, попадании масла и воды на рабочие поверхности фрикционных элементов значение t_н увеличивается. При исправной тормозной системе и движении по сухому асфальту значение t_нколеблется от 0,05 до 0,2 с для легковых автомобилей; от 0,05 до 0,4 с для грузовых автомобилей с гидравлическим приводом; от 0,15 до 1,5 с для грузовых автомобилей с пневматическим приводом; от 0,2 до 1,3 с для автобусов;

t_ycт — время движения с установившемся замедлением или время торможения с максимальной интенсивностью соответствует тормозному пути. В этот период времени замедление автомобиля практически постоянно.

Так как время нарастания замедления изменяется по линейному закону, то можно считать, что на этом отрезке времени автомобиль движется с замедлением равным примерно 0,5 j_{з mах}. Тогда уменьшение скорости

Δv = v-v' =0,5j_устt_н.

Следовательно, в начале торможения с установившимся замедлением

v' = v -0,5 j_уст t_н. (5.7)

При установившемся замедлении скорость уменьшается по ли­нейному закону (рис. 5.3) от v' = j_устt_устдо v' = 0.

Решая уравнение (5.7) относительно времени t_уст и подставляя значения v', получим

t_уст=v/j-0,5t_н.

Тогда остановочное время

t_о = t_р+ t _пр+ 0,5t_н + v/j_уст - 0,5t_н = t_р + t_пр+ 0,5t_н + v/j_уст. Примем

t_р+ t _пр+ 0,5t_н =t_сумм .

тогда, считая, что максимальная интенсивность торможения может быть получена только при полном использовании коэффициента сцепления φ_х с учетом формулы (5.6) получим

t_о =t_сумм + v/(φ_xg).(5.8)

 

Тормозной путь

Тормозной путь зависит от характера замедления автомобиля.

Обозначив пути, проходимые автомобилем за время t_p, t_пр, t_ни t_устсоответственно S_p, S_пр, S_ни S_уст, можно записать, что полный остановочный путь автомобиля от момента обнаружения препятствия до полной остановки может быть представлен в виде суммы:

S_o = S_p + S_пр + S_н + S_уст

Первые три члена представляют собой путь пройденный автомобилем за время t_сумм. Он может быть представлен как

S_сумм =vt_сумм .

Путь, пройденный за время установившегося замедления от скорости v'до нуля, найдем из условия, что на участке S_уст автомобиль будет двигаться до тех пор, пока вся его кинетическая энергия не израсходуется на совершение работы против сил, препятствующих движению, а при известных допущениях только против сил

P_тор, т.е. mv'²/2 = S_устP_тор.

 

Пренебрегая силами Р_ψи Р_ω,можно получить равенство абсолютных значений силы инерции и тормозной силы:

P_j = mj_уст = P_тор ,

где j_уст — максимальное замедление автомобиля, равное установившемуся. Тогда

mv' ²/2 = S_ycт m j_уст ,

0,5v' ² = S_ycт j_уст ,

откуда

S_ycт = 0,5v' ² / j_уст .

С учетом формулы (5.6) получим

S_ycт = 0,5v' ² /φ_xg≈0,5v²/(φ_xg).

Таким образом, тормозной путь при максимальном замедлении прямо пропорционален квадрату скорости движения в начале торможения и обратно пропорционален коэффициенту сцепления колес с дорогой.

Полный остановочный путь S₀автомобиля будет

 

S_о = S_сумм + S_уст = vt_сумм + 0,5v²/(φ_xg) (5.9)

или

S_o = vt_сумм+0,5v²/j_уст . (5.10)

Значение j_уст можно установить опытным путем, используя деселерометр — прибор для измерения замедления движущегося транспортного средства.