Измерители тормозных свойств

Измерителями тормозных свойств автомобиля являются замед­ление при торможении j _з, м/с², время торможения t _тор, с, и тор­мозной путь S _тop,м.Наиболее важное значение из указанных из­мерителей имеют замедление и тормозной путь.

Нагрузка на автомобиль оказывает существенное влияние на его тормозные свойства. Поэтому в процессе эксплуатации для проверки эффективности тормозных механизмов в качестве изме­рителей используют максимально допустимый тормозной путь и минимально допустимое замедление автомобиля без нагрузки и с полной нагрузкой.

Нормативные значения измерителей тормозных свойств авто­мобиля без нагрузки при торможении на сухой асфальтовой гори­зонтальной дороге регламентированы правилами дорожного дви­жения.

Уравнение движения при торможении

Уравнение движения автомобиля выведем для случая тормо­жения на горизонтальной дороге (рис. 7.1). Спроецируем все силы, действующие на автомобиль, на плоскость дороги и получим сле­дующее уравнение движения при торможении:

P _и= R _х1– R _х2– P _в=0

Замедление при торможении определим из этого уравнения, представив его в следующем виде:

,

Рис. 7.1. Силы, действующие на автомобиль при торможении откуда

Значение замедления зависит от режима торможения автомо­биля. При эксплуатации применяется экстренное (аварийное) и служебное торможение.

Экстренное торможение

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

При этом колесо находится на грани юза (полного скольже­ния), но еще катится с некоторым проскальзыванием. Как пока­зали исследования, максимальное значение тормозной силы на колесе достигается при его 15...30%-ном проскальзывании.

Экстренное торможение применяется сравнительно редко и обычно составляет 3...5% общего числа торможений. При экст­ренном торможении замедление достигает наибольшего значения и на сухом асфальтобетоне составляет 7,5... 8 м/с². Экстренное тор­можение очень неприятно для сидящих пассажиров и опасно для стоящих. Оно вызывает повышенный износ шин и тормозных ме­ханизмов. При экстренном торможении для увеличения замедле­ния необходимо уменьшить влияние вращающихся масс, поэтому двигатель отключается от трансмиссии при помощи сцепления. Процесс торможения осуществляется только тормозной системой.

При экстренном торможении скорость автомобиля резко пада­ет, поэтому влияние силы сопротивления воздуха незначительно. Уравнение движения автомобиля при экстренном торможении принимает следующий вид:

P _и – R _х1 – R _х2=0

Так как при экстренном торможении касательные реакции до­роги на передних и задних колесах имеют максимально возмож­ные значения по сцеплению, то

R _х1+ R _х2= R _z1φ_x+ R _z2φ_x= =(R _z1+ R _z2)φ_x= G φ_x

С учетом этого выражения для го­ризонтальной дороги и современных автомобильных дорог, имеющих не­большие уклоны, при экстренном торможении замедление

j _з= g φ_x,

где φ_x — коэффициент сцепления ко­лес с дорогой.

Рис. 7.2. Зависимости замед­ления Уз, времени торможе­ния tTOp, тормозного STop и ос­тановочного So путей автомо­биля от скорости движения v

Если во время торможения значе­ние коэффициента сцепления колес с дорогой не изменяется, то замедле­ние не зависит от скорости в течение всего периода торможения (рис. 7.2).

Время торможения

Для определения времени торможения представим замедление в следующем виде:

откуда

Проинтегрировав последнее выражение, определим время тор­можения:

где v _Hи v _K — значения скорости автомобиля соответственно в начале и конце торможения, выраженные в м/с, или

где v _ни v _квыражены в км/ч.

При торможении автомобиля до полной остановки, когда v _к = = 0, время торможения

Из этого выражения следует, что время торможения автомоби­ля связано линейной зависимостью со скоростью (см. рис. 7.2).

Тормозной путь

Тормозным называется путь, проходимый автомобилем за время полного торможения, в течение которого замедление имеет мак­симальное значение.

Используя соотношения и , выражение для

dS представим в виде .

Проинтегрировав это выражение, найдем тормозной путь:

где v _ни v _кизмеряются в м/с, или

где v _ни v _кизмеряются в км/ч.

При торможении до полной остановки

Из этого выражения видно, что тормозной путь автомобиля характеризуется квадратичной зависимостью от скорости. При воз­растании начальной скорости тормозной путь быстро увеличива­ется (см. рис. 7.2).