Коэффициент эффективности торможения автомобиля

КОЭФФИЦИЕНТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЖЕНИЯ

Коэффициент эффективности торможения есть отношение расчетного замедления (определенного с учетом величины коэффициента сцепления на данном участке) к действительному замедлению при движении заторможенного транспортного средства на этом участке:

следовательно, коэффициент К_э учитывает степень использования сцепных качеств шин с поверхностью дороги.

При производстве автотехнических экспертиз знать коэффициент эффективности торможения необходимо для расчета замедления при экстренном торможении транспортных средств.

Величина коэффициента эффективности торможения прежде всего зависит от характера торможения, при торможении исправного транспортного средства с блокировкой колес (когда на проезжей части остаются следы юза) теоретически К_э = 1.

Однако при неодновременной блокировке коэффициент эффективности торможения может превышать единицу. В экспертной практике в этом случае рекомендуются следующие максимальные значения коэффициента эффективности торможения:

Кэ = 1.2	при φ ≥ 0.7
Кэ = 1.1	при φ = 0,5—0,6
Кэ = 1.0	при φ ≤ 0.4

Если торможение транспортного средства осуществлялось без блокировки колес, определить эффективность торможения транспортного средства без экспериментальных исследований невозможно, так как не исключено, что тормозная сила ограничивалась конструкцией и техническим состоянием тормозов.

Таблица 2[4]
Вид транспортного средства	Кэ в случае торможения негруженого и полностью груженного транспортных средств при следующих коэффициентах сцепления
0,7	0,6	0,5	0,4
Легковые автомобили и другие на их базе
Грузовые — грузоподъемностью до 4,5 т и автобусы длиной до 7,5 м
Грузовые — грузоподъемностью свыше 4.5 т и автобусы длиной более 7,5 м
Мотоциклы и мопеды без коляски
Мотоциклы и мопеды с коляской
Мотоциклы и мопеды с рабочим объемом двигателя 49,8 см 3	1.6	1.4	1.1	1.0

В этом случае для исправного транспортного средства можно определить лишь минимально допустимую эффективность торможения (максимальное значение коэффициента эффективности; торможения).

Максимально допустимые значения коэффициента эффективности торможения исправного транспортного средства в основном зависят от типа транспортного средства, его нагрузки и коэффициента сцепления на участке торможения. Располагая этими сведениями можно определить коэффициент эффективности торможения (см. табл. 2).

Приведенные в таблице значения коэффициента эффективности торможения мотоциклов справедливы при одновременном торможении ножным и ручным тормозами.

Если транспортное средство нагружено не полностью, коэффициент эффективности торможения может быть определен путем интерполяции.

Источник

Параметры торможения автомобиля

Исследованиями установлено, что общее время, затрачиваемое на процесс торможения, складывается из нескольких величин:

– время реакции водителя, которое зависит от его субъективных психологических качеств и от степени квалификации;

– время срабатывания тормозного привода. Определяет момент времени от начала нажатия на тормозную педаль до начала торможения. Это время зависит от типа тормозного привода. Наибольшее значение у автомобилей с пневматическим приводом. При гидравлическом приводе тормозов время значительно меньше;

– время нарастания замедления с момента действия тормозов до начала постоянного максимального торможения;

– время полного (интенсивного) торможения;

– время спада замедления.

Следует отметить, что после прекращения торможения (педаль тормоза отпущена) замедление автомобиля снижается не мгновенно и его следует учитывать, когда торможение ведется не до полной остановки.

Для определения времени торможения представим замедление в следующем виде:

(8.6)

Преобразовав и проинтегрировав выражение, определим время торможения:

(8.7)

где v_ни ν_κ – значения скорости автомобиля соответственно в начале и конце торможения, выраженные в м/с.

Для скорости, выраженной в км/ч:

(8.8)

При торможении автомобиля до полной остановки, когда v_к=0, выражение (8.8) упростится

Тормозной путь зависит от характера замедления автомобиля и представляет собой путь, проходимый автомобилем за время полного торможения, в течение которого замедление имеет максимальное значение.

Тормозной путь для заданных скоростей движения в м/с и км/ч соответственно:

(8.9)

Тормозной путь до полной остановки для начальной скорости в км/ч:

(8.10)

Тормозной путь автомобиля характеризуется квадратичной зависимостью от скорости, т.е. при возрастании начальной скорости тормозной путь быстро увеличивается.

В формулах (8.8–8.10) не учтен ряд конструктивных и эксплуатационных факторов, существенновлияющих на эффективность торможения. В действительности значения времени и пути торможения могут быть несколько больше, чем рассчитанные по этим формулам. Для согласования результатов теоретических расчетов с эксплуатационными данными служит коэффициент эффективности торможения k_э. Он учитывает непропорциональность тормозных сил на колесах нагрузкам, приходящимся на колеса, а также износ, регулировку, замасливание и загрязненность тормозных механизмов. Данный коэффициент показывает, во сколько раз действительное замедление автомобиля меньше теоретического, максимально возможного на данной дороге. Значение коэффициента эффективности торможения составляет 1,2 для легковых автомобилей и 1,4‑1,6 – для грузовых автомобилей и автобусов.

С учетом коэффициента эффективности торможения формулы для определения времени торможения и тормозного пути автомобиля преобразуются к следующему виду:

(8.11)

Для случая торможения до полной остановки:

(8.12)

Остановочным называется путь, проходимый автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки автомобиля.

Остановочный путь больше, чем тормозной, так как он кроме тормозного пути дополнительно включает в себя путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, время срабатывания тормозного привода и увеличения замедления:

(8.13)

где t`_p – время реакции водителя (0,2–1,5 с), зависящее от его возраста,

квалификации, утомляемости и т.д.;

t_пр – время срабатывания тормозного привода от момента нажатия на тормозную педаль до начала действия тормозных механизмов, зависящее от конструкции тормозного привода и его технического состояния (0,2 с для гидравлического, 0,6 с – для пневматического, 1,0 с – для автопоезда);

t_y – время увеличения замедления от нуля до максимального значения (0,2–0,5 с);

v_н – скорость автомобиля в начале торможения, км/ч.

Выражение (8.13) получено при допущении, что в течение времени увеличения замедления автомобиль движется равнозамедленно и замедление в этом случае составляет (0,5j_3max). Остановочный путь, как и тормозной путь, характеризуется квадратичной зависимостью от скорости.

Остановочный путь автомобиль проходит за остановочное время:

(8.14)

Для наглядного представления изменения скорости v и j₃ в процессе торможения используют тормозную диаграмму (рис. 8.2), представляющую собой графические зависимости указанных параметров от времени.

Диаграмма торможения характеризует интенсивность торможения автомобиля с учетом всех составляющих остановочного времени.

Рисунок 8.2 – Диаграмма торможения автомобиля

Тормозная диаграмма на рисунке (8.2) соответствует полной остановке автомобиля при нажатой педали тормоза. Если педаль тормоза отпустить раньше (частичное торможение), то появляется дополнительный временной интервал, в течение которого замедления уменьшается от максимального до нуля – время от начала отпускания педали тормоза до возникновения зазоров между фрикционными элементами.

Дата добавления: 2017-06-02 ; просмотров: 1569 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Коэффициент эффективности торможения

В приведенных ранее формулах для определения времени тор­можения и тормозного пути автомобиля не учтен ряд конструк­тивных и эксплуатационных факторов, существенно влияющих на эффективность торможения. Поэтому в действительности значе­ния времени и пути торможения могут быть на 20. 60 % больше рассчитанных по этим формулам.

Для согласования результатов теоретических расчетов с экс­плуатационными данными служит коэффициент эффективно­сти торможения k_э. Он учитывает непропорциональность тор­мозных сил на колесах нагрузкам, приходящимся на колеса, а

также износ, регулировку, замасливание и загрязненность тор­мозных механизмов. Данный коэффициент показывает, во сколь­ко раз действительное замедление автомобиля меньше теорети­ческого, максимально возможного на данной дороге. Значение коэффициента эффективности торможения составляет 1,2 для легковых автомобилей и 1,4. 1,6 — для грузовых автомобилей и автобусов.

С учетом коэффициента эффективности торможения формулы для определения времени торможения и тормозного пути автомо­биля преобразуются к следующему виду:

Для случая торможения до полной остановки

7.7. Остановочный путь и диаграмма торможения

Остановочным называется путь, проходимый автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной оста­новки автомобиля.

Остановочный путь больше, чем тормозной, так как он кроме тормозного пути дополнительно включает в себя путь, проходи­мый автомобилем за время реакции водителя, время срабатыва­ния тормозного привода и увеличения замедления. Остановочный путь

где S _д — дополнительный путь, м, или

где t′_p = 0,2. 1,5 с — время реакции водителя, зависящее от его возраста, квалификации, утомляемости и т.д.; t_пp— время сраба­тывания тормозного привода от момента нажатия на тормозную педаль до начала действия тормозных механизмов, зависящее от конструкции тормозного привода и его технического состояния (составляет 0,2 с для гидравлического, 0,6 с — для пневматичес­кого, 1,0 с — для автопоезда с пневмоприводом); t_у = 0,2. 0,5с — время увеличения замедления от нуля до максимального значе­ния; v_н — скорость автомобиля в начале торможения, км/ч.

Выражение для остановочного пути по­лучено при наличии допущения, что в течение времени увеличения замедления автомобиль движется равнозамедленно и замедление в этом случае составляет 0,5j_зmax. Из формулы для остановочного пути следует, что он, как и тормозной путь, характеризуется квадратичной за­висимостью от скорости. При увеличении начальной скорости он существенно воз­растает (см. рис. 7.2).

Рис. 7.3. Диаграмма тор­можения автомобиля

Остановочный путь автомобиль прохо­дит за остановочное время

Диаграмма торможения (рис. 7.3) представляет собой график изменения замедления и скорости автомобиля во времени при торможении. Она характеризует интенсивность торможения авто­мобиля с учетом всех составляющих остановочного времени.

Служебное торможение

Служебным называется такой режим торможения, при кото­ром тормозные силы на колесах автомобиля не достигают макси­мально возможного значения по сцеплению.

При эксплуатации автомобилей применяются различные спо­собы служебного торможения. Оно может осуществляться двига­телем, с отсоединенным двигателем, с неотсоединенным двига­телем (комбинированное торможение), тормозом-замедлителем (вспомогательным тормозом) и с периодическим прекращением действия тормозной системы.

Торможение двигателем.При торможении этим способом не используются тормозные механизмы колес автомобиля. В этом слу­чае тормозом служит двигатель, который не отсоединяется от трансмиссии, но работает на режиме холостого хода (с умень­шенной подачей горючей смеси) или на компрессорном режиме (без подачи в цилиндры горючей смеси). Ведущие колеса прину­дительно вращают коленчатый вал двигателя. В результате в двига-

теле за счет трения возникает сила сопротивления, которая за­медляет движение автомобиля.

Торможение двигателем применяют в горных условиях, при движении на длинных затяжных спусках и в тех случаях, когда требуется небольшое замедление. Оно обеспечивает плавное тор­можение, сохранность колесных тормозных механизмов и устой­чивость автомобиля против заноса (благодаря равномерному рас­пределению тормозных сил по колесам). Однако торможение дви­гателем на режиме холостого хода очень вредно для окружающей среды, загрязняемой отработавшими газами, с которыми на этом режиме выбрасывается большое количество оксидов углерода.

Торможение с отсоединенным двигателем.Торможение осуще­ствляется только тормозными механизмами колес автомобиля без использования двигателя. Двигатель отсоединяют от трансмиссии путем выключения сцепления или установкой нейтральной пере­дачи в коробке передач. Торможение с отсоединенным двигате­лем — основной способ служебного торможения. Оно чаще всего используется при эксплуатации автомобилей, так как обеспечи­вает необходимое замедление. Однако торможение с отсоединен­ным двигателем уменьшает устойчивость автомобиля на дорогах с малым коэффициентом сцепления (скользких, обледенелых и др.).

Торможение с неотсоединенным двигателем.Это комбиниро­ванный способ торможения, который осуществляется тормозны­ми механизмами колес совместно с двигателем автомобиля. Пе­ред приведением в действие тормозных механизмов уменьшают подачу горючей смеси в цилиндры двигателя. Угловая скорость коленчатого вала двигателя снижается, чему препятствуют веду­щие колеса, принудительно вращающие коленчатый вал через трансмиссию. В результате происходит торможение двигателем, после чего приводятся в действие тормозные механизмы колес. Торможение с неотсоединенным двигателем увеличивает срок службы тормозных механизмов, которые при длительных тормо­жениях с отсоединенным двигателем сильно нагреваются и выхо­дят из строя. Кроме того, оно повышает устойчивость автомобиля против заноса вследствие более равномерного распределения тор­мозных сил по колесам автомобиля.

Торможение с периодическим прекращением действия тормоз­ной системы.Этот способ торможения обеспечивает наибольший эффект.

При таком способе торможения колеса автомобиля необходи­мо удерживать на грани юза, не допуская их скольжения. Колесо, катящееся и не скользящее, обеспечивает большую тормозную силу, а при движении колеса юзом его сцепление с дорогой резко уменьшается.

При скольжении колеса в месте контакта шины с дорогой ре­зина протектора нагревается и размягчается. При многократном

последовательном нажатии на тормозную педаль и затем частич­ном отпускании ее с дорогой соприкасаются новые (ненагретые) части протектора шины, вследствие чего сохраняется максималь­ное сцепление колеса с дорогой. В начале скольжения колес авто­мобиля усилие, приложенное к тормозной педали, уменьшают. В этом случае колеса перекатываются, и в соприкосновение с до­рогой входят новые части протектора шин, которые не участвова­ли в торможении и в меньшей степени нагреты и размягчены.

Торможение с периодическим прекращением действия тормоз­ной системы рекомендуется выполнять только водителям высо­кой квалификации, так как для удержания колес автомобиля на грани юза без их скольжения необходимы большой опыт и внима­ние.

Торможение тормозом-замедлителем.Торможение осуществля­ют с помощью вспомогательного тормозного механизма, обычно действующего на вал трансмиссии автомобиля (рис. 7.4, б).Этот способ обеспечивает плавное торможение с замедлением 1. 2 м/с 2 в течение длительного времени.

Торможение тормозом-замедлителем целесообразно в горных условиях, где при частых торможениях колесные тормозные ме­ханизмы быстро нагреваются и выходят из строя. Так, напри­мер, торможение автомобиля в горных условиях производится в 8—10 раз чаще, чем в обычных условиях на загородном шоссе.

При торможении тормозом-замедлителем повышается безопас­ность движения и уменьшается износ тормозных механизмов, шин и двигателя. Тормозами-замедлителями обычно оборудуют грузо­вые автомобили и автобусы, предназначенные для особых усло­вий эксплуатации (горных и т.п.).

Рис. 7.4. Схемы моторного (а) и электродинамического (б) тормозов-замедлителей: 1 — заслонка; 2 — ротор; 3 — электромагнит

7.9. Распределение тормозных сил по колесам автомобиля

При торможении на горизонтальной дороге (см. рис. 7.1) дей­ствие силы инерции Р_и,приложенной в центре тяжести, которое характеризуется плечом, равным h_ц,приводит к перераспределе­нию нагрузки на колеса. При этом нагрузка на передние колеса увеличивается, а на задние уменьшается. Следовательно, нормаль­ные реакции R_z1и R_z2,воспринимаемые колесами при торможе­нии, значительно отличаются от нагрузок G₁и G₂,приходящихся на колеса в статическом состоянии.

Изменение нагрузок на колеса при торможении оценивается коэффициентами изменения реакций, которые для передних и задних колес соответственно равны

; .

Для определения значений m_р1и m_р2найдем сначала нормаль­ные реакции R_z1и R_z2при торможении. С этой целью составим уравнение моментов относительно центра тяжести, пренебрегая силой сопротивления воздуха, так как при торможении скорость быстро падает и влияние силы незначительно:

При экстренном торможении на горизонтальной дороге

Тогда уравнение моментов примет вид

Спроецируем все силы на вертикальную плоскость и получим

Решим совместно два последних уравнения и найдем нормаль­ные реакции дороги, действующие на передние и задние колеса при торможении:

Используя полученные выражения для R_z1и R _z2и учитывая, что

находим коэффициенты изменения реакций При торможении для передних и задних колес соответственно:

Как показали исследования, при торможении предельные зна-чения коэффициентов изменения реакций составляют 1,5. 2,0 для передних колес и 0,5. 0,7 — для задних.

Наибольшая интенсивность торможения автомобиля достига­ется при полном использовании сцепления всеми его колесами, что возможно только на дороге с оптимальным коэффициентом сцепления φ_опт = 0,40. 0,45.

На дорогах с другими значениями коэффициента сцепления полное использование сцепления невозможно без блокировки колес одного из мостов. Так, при торможении на дорогах с коэф­фициентом сцепления, большим оптимального (φ_х > φ_опт), первы­ми будут блокироваться (доводиться до юза) задние колеса, что может вызвать занос и нарушение устойчивости автомобиля. При торможении на дорогах с коэффициентом сцепления, меньшим оптимального (φ_х 0 и прицеп тормозится с опережением, растягивает автопоезд и исключает его складывание, однако ухуд­шается эффективность торможения автопоезда. При этом прицеп может сползать вбок и тянуть за собой автопоезд.

Если удельная тормозная сила автомобиля-тягача больше, чем у прицепа, то сила Р_с

Источник