Показатели и нормы оценки тормозных свойств

 

     Тормозные свойства автомобиля принято оценивать по режиму экстренного торможения. Тормозные свойства оценивают по следующим, основным показателям:

     j – замедление автомобиля в м/с² (мах);

     S – путь автомобиля до полной остановки в м (мин);

     t – время от начала торможения до остановки в с (мин).

     Тормозные свойства АТС регламентированы международными правилами №13, разработанными комитетом по внутреннему транспорту европейской экономической комиссии организации объединенных наций (ЕЭК ООН).

     В России тормозные свойства АТС регламентированы ГОСТом Р 51709-2001 «Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки».

 

 

Тормозные системы автомобилей

 

     Все автомобили оборудуются рабочей тормозной системой. Главное назначение рабочей тормозной системы: экстренное торможение автомобиля. Эта система также применяется в режиме служебного торможения.

     Современные легковые автомобили, а также автомобили для перевозки опасных грузов, оборудуются антиблокировочной тормозной системой (АБС). АБС является дополнительной системой рабочей тормозной системы, и обеспечивает вращение колес при торможении (предотвращает их движение юзом).

     Автомобиль также оборудуется дополнительной, запасной тормозной системой, обеспечивающей торможение автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы.

     Для обеспечения безопасности движения на длительных спусках автомобили оборудуются вспомогательной тормозной системой. При работе вспомогательной системы не используются тормозные механизмы рабочей тормозной системы.

     Удержание автомобиля неподвижным, в том числе при отключенном двигателе, обеспечивает стояночная тормозная система.

Тормозные механизмы и тормозной привод рабочей

 тормозной системы

 

     На автомобилях применяют барабанные и дисковые тормозные механизмы. Принцип действия тормозных механизмов основан на трении деталей. Величина тормозного момента, подводимого к колесу, зависит от сил, сжимающих детали. Конструкция тормозных механизмов в теории автомобиля не рассматривается.

В барабанных тормозных механизмах образуются силы трения между колодками и барабаном, соединенным с колесом. Барабанные механизмы применяются на грузовых автомобилях и на задних осях легковых автомобилей.

     В дисковых тормозных механизмах образуются силы трения между колодками и диском, соединенным с колесом. Дисковые механизмы наиболее широко применяются на легковых автомобилях.

     Силы, сжимающие детали, создаются с помощью гидравлического или пневматического приводов.

В тормозной механизм устанавливаются гидроцилиндры, создающие силы, сжимающие детали. Гидравлический привод имеет высокое быстродействие и применяется на легковых автомобилях, а также на грузовых автомобилях небольшой грузоподъемности. Для снижения силы нажатия на педаль тормоза гидравлический привод оснащается гидровакуумным усилителем.

     На грузовых автомобилях и автобусах применяется пневматический привод. Силы, сжимающие трущиеся детали, создаются пневматическими камерами. В приводе применяются специальные тормозные краны со следящим механизмом. Такой привод позволяет подводить к колесам большие тормозные моменты, что и требуется для грузовых автомобилей. Однако его быстродействие ниже, чем у гидравлического привода.

 

 

Качение тормозящего колеса

 

     Пусть колесо нагружено нормальной нагрузкой P_Z и движется в ведомом режиме со скоростью V. Колесо вращается с угловой скоростью w, величина которой зависит от радиуса качения: w= V / r _ко, где r _ко – радиус качения колеса ведомом режиме. При качении колеса образуется сила сопротивления качению P_f, величина которой мала по сравнению с тормозной силой.

     Рассмотрим теперь качение колеса, нагруженного тормозным моментом M _T = R_X × r _ко (рис. 1.1). При действии на колесо момента M _T оно начинает вращаться с меньшей угловой скоростью и двигаться с проскальзыванием:

                                           s = 1 – w× r _ко/ V.

В ведомом режиме w× r _ко = V и проскальзывание s = 0. При w= 0 (юз) проскальзывание s = 1.

При движении колеса с проскальзыванием в контакте шины с дорогой образуется продольная, тормозная реакция дороги R_X (рис. 1.2). Величина реакции R_X зависит от проскальзывания. По мере увеличения момента M _T реакция возрастает, достигает максимума, а затем обычно снижается. Максимальное значение R_{X MAX} реакции R_X зависит от сцепных свойств дорожного покрытия и шины. Отношение R_{X MAX} к P_Z называют коэффициентом продольного сцепления:

                                           j _X = R_{X MAX}/ P_Z.

 

 

Рис. 1.1. Силы и моменты, действующие на тормозящее колесо

         

Коэффициент сцепления зависит от дорожного покрытия и его состояния. На сухом асфальтовом покрытии j _X достигает 0,95, а на льду снижается до 0,1.

     Отношение реакции R_{X Б}, образующейся при движении колеса юзом к нагрузке P_Z называют коэффициентом сцепления при скольжении:

j _{X Б} = R_{X Б}/ P_Z.

 

 

Рис. 1.2. Характеристика продольного проскальзывания колеса

 

Коэффициент сцепления j _{X Б} меньше коэффициента j _X: на 10…20% на сухом асфальтовом покрытии, на 20…40% на льду и укатанном снегу. Известны следующие его значения:

j _{X Б} = 0,7…0,8 – сухое асфальтовое покрытие;

              j _{X Б} = 0,5…0,6 – мокрое асфальтовое покрытие;

              j _{X Б} = 0,25…0,3 – укатанный снег в холодную погоду;

              j _{X Б} = 0,06…0,12 – лед при температуре минус 5 град.

     Проскальзывание, при котором достигается максимальная тормозная реакция, называют критическим проскальзыванием s _K. Величина s _K также зависит от состояния дорожного покрытия:

              s _K = 0,25…0,3 – сухое асфальтовое покрытие;

              s _K= 0,15…0,2 – мокрое асфальтовое покрытие;

          s _K= 0,05…0,1 – укатанный снег в холодную погоду;

          s _K= 0,03…0,05 – лед при температуре минус 5 град.