Расчет показателей тормозных свойств автомобиля

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒

Показателями тормозной динамичности АТС являются: замедление время и путь торможения при заданной скорости; тормозная сила, ее интенсивность нарастания и распределения по колесам и осям автомобиля. Из уравнения движения автомобиля при торможении замедление можно определить расчетным методом по следующей формуле:

(15)

где: – суммарная тормозная сила на колесах, равная силе сцепления шин с дорогой;

и – сила сопротивления дороги и воздуха соответственно;

– сила трения двигателя и трансмиссии;

– коэффициент учета вращающихся масс при торможении;

– вес автомобиля ( );

– ускорение свободного падения, .

При экстренном торможении, когда тормозные силы на всех колесах

достигли значения сил сцепления, а также пренебрегая силами , и из уравнения (15), имеем

(16)

где: – коэффициент сцепления шины с дорогой;

– коэффициент, учитывающий сопротивление дороги,

– сопротивление качению; – уклон дороги ( )

Если учитывать сопротивление воздуха, то

(17)

где: – коэффициент обтекаемости;

– лобовая площадь автомобиля,

– его скорость, (снижается от до нуля).

Коэффициент сцепления шин с дорогой при торможении зависит от многих факторов. Предельные значения коэффициента для нашего случая составляет 0, 65.

Величина тормозных сил зависит от конструкции тормозной системы, ее

технического состояния, распределения нагрузки на осях автомобиля и от управляющего воздействия водителя. При торможении на горизонтальной дороге нормальные реакции могут быть найдены по следующим формулам:

;

(18)

где: – компоновочные параметры;

– высота центра тяжести АТС.

Поскольку силы сцепления колес с дорогой при торможении переднего и заднего мостов равны:

;

(19)

То, тормозные реакции колес изменяются в зависимости от интенсивности торможения и нагрузки на колесах. В расчетах часто допускают, что тормозные реакции всех колес практически не отличаются и достигают максимальных значений. Тогда время от начала воздействия водителя на педаль тормоза до остановки автомобиля, т.е. время торможения:

(20)

а время от начала возникновения опасной ситуации до остановки АТС (время остановки):

(21)

где: – время реакции водителя ( );

– время срабатывания (запаздывания) тормозной системы, для одиночного автомобиля с гидравлическим приводом тормозов , а с пневматическим приводом – ;

– время нарастания замедления;

– продолжительность снижения скорости до остановки при установившемся замедлении (интервал времени, в котором: замедление постоянно).

В расчетах можно принять следующие значения

– для легковых автомобилей;

0, 05 – 0, 4 – для грузовых автомобилей с гидроприводом;

0, 15 – 1, 5 – для грузовых автомобилей с пневмоприводном;

Тормозной путь (расстояние, пройденное автомобилем от момента нажатия на тормозную педаль до полной остановки автомобиля) можно определить по следующей формуле:

(22)

а остановочный путь:

(23)

где: , , , – расстояния, пройденные АТС с начальной скоростью за время , , и соответственно.

При полном использовании сцепления с дорогой всеми колесами автомобиля замедление можно определить по формуле (16).

У многих автомобилей достичь одновременно блокировки всех колес практически не возможно по различным причинам. Поэтому для приближенных расчетов используют поправочный коэффициент эффективности торможения . В случае, когда коэффициент сцепления шин с дорогой , для легковых автомобилей можно принять , для грузовых автомобилей полной массой менее 10 т , для автобусов и грузовых автомобилей с полной массой более 10 т . При малом коэффициенте сцепления шин с дорогой ( ) для автомобилей всех типов следует принимать .

На основе формул (18–23) и с учетом коэффициента эффективности тормозных механизмов значения максимально возможного установившего замедления, время и путь остановки автомобиля в случае приближенных расчетов можно определять по следующим формулам:

(24)

(25)

(26)

Здесь сопротивление дороги

где: – угол продольного уклона дороги. В нашем случае берем значение 20

– коэффициент сопротивления качению в нашем случае берем значение 0, 03

Принято также характеризовать рабочую тормозную систему коэффициентом распределения тормозной силы по осям и по колесам на одной оси :

(27)

где: и – тормозные силы на колесах передней и задней осей;

и – тормозные силы на правом и левом колесах.

Значения коэффициентов и вычисляют по формулам (27) на основе стендовых испытаний тормозных систем автомобилей.

Применяя формулы (17, 25–26) рассчитываем основные параметры ( , и ) в зависимости от начальной скорости автомобиля в процессе экстренного торможения до полной остановки:

Для значения начальной скорости автомобиля 5 :

Для значения начальной скорости автомобиля 10 :

Для значения начальной скорости автомобиля 15 :

Для значения начальной скорости автомобиля 20 :

Для значения начальной скорости автомобиля 25 :

Для значения начальной скорости автомобиля 30 :

Рассчитаем значения показателей тормозных свойств в зависимости от коэффициента сцеплении шин с дорогой:

Для значения коэффициента сцепления шин с дорогой 0, 8

Для значения коэффициента сцепления шин с дорогой 0, 7

Для значения коэффициента сцепления шин с дорогой 0, 6

Для значения коэффициента сцепления шин с дорогой 0, 5

Для значения коэффициента сцепления шин с дорогой 0, 4

Для значения коэффициента сцепления шин с дорогой 0, 3

Полученные значения вносим в таблицы 6 и 7 и на их основе строим соответствующие графики.

Таблица 6. Расчетные значения показателей тормозных свойств в зависимости от скорости автомобиля


3, 7	4, 9	5, 39	5, 64	5, 72	5, 87
2, 18	2, 83	4, 08	5, 04	5, 99	6, 96
14, 4	20, 75	39, 88	62, 67	90, 28	122, 65

Таблица 7.Расчетные значения показателей тормозных свойств в зависимости от коэффициента сцепления шин с дорогой


7, 37	6, 52	5, 66	4, 81	3, 96	3, 11
3, 87	4, 21	4, 65	5, 27	6, 14	7, 49
49, 4	52, 78	57, 34	63, 07	71, 56	84, 68

Рисунок 9 – График зависимости тормозного пути от начальной скорости автомобиля

Рисунок 10 – График зависимости времени торможения от начальной скорости

Рисунок 11 – График зависимости установившегося замедления от начальной скорости автомобиля

Рисунок 12 – График зависимости остановочного пути от коэффициента сцепления шин с дорогой

Рисунок 13 – График зависимости остановочного времени от коэффициента сцепления шин с дорогой

Вывод: графики зависимости установившегося замедления, тормозного пути и времени торможения от начальной скорости автомобиля показывают что чем выше начальная скорость автомобиля тем больший путь пройдет данный автомобиль прежде чем остановиться, следовательно и времени на это ему также понадобиться больше. Установившееся замедление также будет возрастать по мере увеличения начальной скорости, но данная зависимость не прямая: величина замедления резко увеличивается, по мере изменения начальной скорости автомобиля в интервале от 5 до 15 , при дальнейшем увеличении начальной скорости, замедление увеличивается незначительно. Так например автомобилю двигающемуся со скоростью 5 для экстренной остановки понадобится 2, 18 секунды и 14, 4 метров остановочного пути, а при скорости 30 более 6, 96 секунд и 122, 65 метров остановочного пути.

Графики зависимости показателей тормозных свойств автомобиля от коэффициента сцепления шин с дорогой при постоянной скорости автомобиля указывает четкую зависимость, остановочного пути и времени, а также величины замедления автомобиля от коэффициента сцепления шин с дорогой. При высоком показатели сцепления шин с дорогой, автомобиль обладает более высоким замедлением и ему понадобиться меньше времени, что бы остановиться, следовательно, и пройденный путь будет меньше.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒