Торможение автомобиля

При затормаживании колеса автомобиля возникает тормозной момент ( рис. 140 ), противодействующий вращению колеса, а между колесом и дорогой появляется касательная реакция, препятствующая движению колеса.

Сумма касательных реакций тормозных колес и будет тормозной силой.

Максимальное значение тормозной силы так же, как и максимальное значение тяговой силы, зависит от коэффициента сцепления и от веса автомобиля, приходящегося на затормаживаемые колеса.

Правилами дорожного движения установлены нормативные значения тормозного пути и замедления автомобиля (при υ а = 30 км/ч), оценивающие тормозные свойства автомобиля.

Рис. 140. Схема сил и моментов, действующих на колесо автомобиля при торможении

Наибольший
тормозной
путь, м

Наименьшее
допустимое
замедление, м/сек 2

Грузовые автомобили c разрешенным максимальным весом
до 8 т и автобусы длиной до 7,5 м без нагрузки

Грузовые автомобили с разрешенным максимальным весом
более 8 т и автобусы длиной более 7,5 м

Деселерометр ( рис. 141 ) укрепляют при помощи резиновых присосок на лобовом стекле автомобиля.

Теоретический тормозной путь автомобиля подсчитывается по формуле

где υ a — скорость движения автомобиля, км/ч;

φ — коэффициент сцепления шин с полотном дороги.

Рис. 141. Деселерометр

Из формулы видно, что тормозной путь зависит от квадрата скорости движения автомобиля и коэффициента сцепления шин с дорогой.

Но формула выведена из условия, что приводная сила распределяется по тормозным колесам в соответствии с приходящимся на них весом (имеется в виду, что полностью используется (цепной вес на каждом из затормаживаемых колес), а это трудно достижимо, тем более, что при торможении автомобиля происходит перераспределение нагрузки между осями.

Поэтому в числитель формулы для подсчета тормозного пути вводят коэффициент Кэ эффективности торможения, который учитывает несоответстви тормозных сил на колесах приходящемуся на них сцепному весу.

Коэффициент эффективности торможения зависит от конструкции тормозов, полезной нагрузки автомобиля и технического состояния тормозов. Величину этого коэффициента можно принять: 1,3 — для легковых и 1,6—1,8 — для грузовых автомобилей и автобусов.

Общий тормозной путь автомобиля до его остановки или остановочный путь Sо — это расстояние, на котором автомобиль может быть остановлен в эксплуатационных условиях.

Этот путь больше тормозного пути Sт вследствие того, что автомобиль до начала интенсивного торможения проходит дополнительный путь за время t 1 реакции водителя и за время t 2 срабатывания тормозов.

Для подсчета остановочного пути используют формулу

где t 1 — время реакции водителя, т. е. время от момента восприятия водителем сигнала о необходимости торможения до нажатия на педаль тормоза;
t 2 — время срабатывания тормозов, т. е. время запаздывания действия тормозного привода и время нарастания тормозного усилия;
К э — коэффициент эффективности торможения;
υa — скорость движения автомобиля, км/ч;
φ — коэффициент сцепления.

Время t 1 реакции водителя зависит от его опыта, индивидуальных особенностей и усталости. Оно колеблется от 0,4 до 1,5 сек. Время t 2 срабатывания тормозов зависит от типа привода.

В среднем можно принять t 2 =0,2 сек для гидравлического привода и 0,6 сек для пневматического привода тормозов. Время t 1 + t 2 характеризует тот путь, который проходит автомобиль до начала интенсивного торможения.

Пример. Пусть t 1 = 0,8 сек, t 2 =0,6 сек: (пневматический привод), К э = 1,6. Скорость движения грузового автомобиля υ а = 50 км/ч, φ = 0,6.

При торможении не следует доводить колеса автомобиля до блокировки и полного скольжения их по дороге (юза), так как при этом возможен занос автомобиля и сильно изнашиваются шины, а при мокрой, влажной и скользкой дороге из-за снижения коэффициента сцепления увеличивается и тормозной путь.

Блокирование передних колес приводит к потере управляемости автомобиля.

Водитель автомобиля должен выбирать скорость движения в зависимости от состояния и профиля пути, видимости и обзорности дороги, изношенности шин и других факторов, влияющих на величину тормозного пути.

Источник

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

Nissan Skyline 二郎 › Бортжурнал › Расчет эффективности тормозной системы (технический пост)

Доброго все времени суток. Предупреждаю сразу будет много букаф, формул, цифр по сему советую взять чашку/бокал/кружку любимого пития))) Думаю у каждого водителя а тем более скаевода бывали моменты когда он доводил свои тормоза до грани, и думаю сразу задавались вопросом: «а как улучшить тормозную систему?» и тут начинается полет фантазии кто во что горазд) Обычно, на уровне потребительском, руководствуются принципом – «чем больше-тем лучше» Но какие параметры тормозов действительно имеют значение – информации мало.
«Фактически, автомобиль замедляется относительно дорожного покрытия, а значит главными факторами являются – качество полотна и свойства покрышек. Но у нас сегодня в фокусе – эффективность тормозной системы и ее компонентов. Итак, тормозной путь, который проделает автомобиль за время процесса торможения, определяется одним единственным параметров, называемым Тормозной момент. Это показатель, создаваемый эффективным радиусом тормозного диска, силой сжатия пары компонентов и динамическим коэффициентом трения «диск-колодки». Эффективный радиус – это расстояние от центра диска до центра тормозной колодки колодки. Зная эти параметры – легко вычисляем тормозной момент по формуле

R1 — эффективный радиус тормозного диска

F – сила сжатия пары «диск-колодки»

µд – динамический коэффициент трения пары «диск-колодки»

Эффективность тормозной системы и суппортов

Эффективный радиус – это расстояние между центром диска и точкой приложения силы сжатия (рисунок 2).

F — сила, с которой суппорт прижимает накладки к поверхности диска.

µд – это коэффициент трения пары «диск-колодки». (Не путать с собственным коэффициентом колодок). Однако, учитывая что диски производятся из чугуна – их коэффициент приравняем к 1. А значит динамический коэффициент пары будет равен показателю колодок.

Как видно из формулы, определяющими для нашего главного показателя являются

— размер тормозного диска (внешний диаметр и точка приложения силы)

— сила, с которой прижимаются колодки к диску

— коэффициент трения колодок (коэффициент трения дисков можем приравнять к 1).

Эффективный радиус тормозного диска. Если с радиусом колеса и собственным коэффициентом трения колодок все более-менее понятно, то – как найти величину силы сжатия F? Сила давления (сила сжатия), согласно закону Паскаля, зависит только от двух факторов – давления в системе и суммарной площади поршней суппорта. Вычисляется по формуле F=pS, где p – давление на поршнях, а S – сумма всех площадей суппорта.

Даже до вычислений, на основании формулы, мы можем сделать несколько выводов

— Размер тормозных колодок никак не влияет на тормозной путь авто

— Количество поршней никак не влияет на эффективность суппорта

— При выборе альтернативной тормозной системы мы можем сравнить эффективность суппортов – штатных и предполагаемых.

42% — думаю более чем достойная прибавка в торможении)))
бюджет? более чем доступно: 326е диски от 1500р за диск ( я решил взять обычный Bosch 2к+ за диск) токарка дисков 400р колодки Endless 6к, элементы выноса суппорта: токарка 800р, пластины 300р 10мм пластина из пункта приема чермета нужная форма придается в гараже.
Надеюсь данная инфа будет полезна)

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: 1568 ; 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