Пользуясь рис.2.1, можно записать
,
откуда
(2.1.)
где, Rx1 и Rx2 – продольные реакции опорной поверхности, прикладываемые к передним и задним колесам;
Рw – сила лобового аэродинамического сопротивления;
Рj – сила инерции;
ma – масса автомобиля.
Реакции Rх 1 и Rх 2 различны в различных случаях торможения.
Торможение, целью которого является максимально быстрая остановка, называется экстренным. Торможение, совершаемое с целью предотвратить ДТП, называется аварийным. На дорогах с высоким коэффициентом сцепления j з = 8…9 м/с2.
Плавное торможение j з = 2,5…3 м/с2 называют служебным. Если конечная скорость при торможении равна нулю, его называют полным, если не равна – частичным.
При экстренном торможении продольные реакции могут достигать значений Rхмакс . Такой случай будем называть торможением с полным использованием сил сцепления.
Рассмотрим этот случай при следующих допущениях: реакции Rх достигают максимального значения одновременно на всех колесах; коэффициенты jх всех колес одинаковые и неизменны за весь процесс торможения.
|
|
|
При таких допущениях процесс торможения может быть описан графиком зависимости j з = f (t) (рис.2.2), называемым тормозной диаграммой. Начало координат соответствует моменту нажатия на тормозную педаль (начало торможения). На диаграмму для лучшей иллюстративности иногда наносят зависимость V = f (t). При возникновении аварийной ситуации водитель, приняв в результате оценки обстановки решение тормозить, переносит ногу с педали управления подачей топлива на тормозную педаль. Время t рв от момента, когда замечена опасность, до начала торможения называют временем реакции водителя. В зависимости от индивидуальных качеств, квалификации водителя, степени его утомленности, дорожной обстановки и т.п. t рв может изменяться в пределах 0,2…1,5 с. При расчетах принимают среднее значение t рв = 0,8 с.
После начала торможения время t с, называемое временем запаздывания, затрачивается на перемещение элементов тормозного привода на величину зазоров, имеющихся между ними в нерабочем положении, нарастание давления жидкости или воздуха в трубопроводах и рабочих аппаратах гидравлического или пневматического привода до значения, необходимого для преодоления усилий возвратных пружин колодок и перемещения колодок до соприкосновения их фрикционных накладок с тормозными дисками или барабанами. Время t с зависит от типа тормозного привода и тормозных механизмов, а также технического состояния тормозной системы. У технически исправной тормозной системы с гидроприводом и дисковыми тормозными механизмами t с = 0,05…0,07 с, с барабанными тормозными механизмами t с = 0,15…0,20 с, у систем с пневмоприводом t с = 0,2…0,4 с. Время t с возрастает при увеличении зазоров в тормозных механизмах, попадании воздуха в гидропривод, падении давления в ресивере пневмопривода и др.
|
|
С момента соприкосновения фрикционных элементов тормозных механизмов реакция Rх, а в результате этого и замедление увеличиваются от 0 до значения, соответствующего установившемуся значению сил, приводящих в действие тормозные механизмы. Время t н, затрачиваемое на этот процесс, называют временем нарастания замедления j з.н. В зависимости от типа автомобиля, состояния дороги, дорожной ситуации, квалификации и состояния водителя, состояния тормозной системы t н может изменяться в пределах 0,05 … 2 с. Оно возрастает с увеличением G а и j х (поскольку увеличиваются разжимные силы в тормозных механизмах, необходимых для создания Rхмакс).
При наличии неисправной тормозной системы (наличие воздуха в гидроприводе, низкое давление воздуха в ресивере пневмопривода, попадание масла и воды на рабочие поверхности фрикционных элементов) значения t н существенно увеличиваются.
В расчетах можно принимать следующие значения t н: 0,05…0,2 с – для легковых автомобилей; 0,05…0,4 с – для грузовых автомобилей с гидроприводом; 0,15…1,5 с – для грузовых автомобилей с пневмоприводом; 0,2…1,3 с – для автобусов.
Время срабатывания тормозного привода tср = t с + tн.
Переменное значение j з на участке t уст условно заменяют средним и считают установившимся, взяв за начало отсчета (t = 0) момент прекращения увеличения усилия на педаль.
Поэтому t уст называют временем установившегося замедления.
Время t р от начала отпускания тормозной педали до возникновения зазоров между фрикционными элементами называют временем растормаживания.
Таблица 2.3
Время для разных тормозных систем
Время запаздывания, t с, с | Время нарастания t н, с | ||||
с гидро-приводом и дисковыми тормозными механизмами | с барабанными тормозными механизмами | с пневмо-приводом | для легковых а/м | для грузовых а/м с гидропри-водом | для грузовых а/м с пневмо-приводом |
0,05…0,07 | 0,15…0,20 | 0,2…0,4 | 0,05…0,2 | 0,05…0,4 | 0,15…1,5 |
Обозначив пути, проходимые автомобилем за время t с, t н, t уст соответственно S тс, S тн, S т.уст, можно записать:
Sт = S тс + S тн + S т.уст. (2.2.)
Путь S тс получают по формуле:
, (2.3.)
где S тс - путь за время запаздывания, м;
V 0 - начальная скорость торможения, км/ч;
t с - время запаздывания, с.
Путь S тн получают по формуле:
, (2.4.)
где S тн - путь за время нарастания торможения, м;
t н - время нарастания торможения, с;
j уст - установившееся ускорение, м/с2.
Скорость V 0уст, соответствующую началу движения с j уст найдем по формуле:
, (2.5.)
где V 0уст - скорость при установившемся ускорении, м/ч.
Путь S т.уст получают по формуле:
, (2.6.)
где S т.уст - путь за время установившегося ускорения, м.
Зависимость V = f (t) на тормозной диаграмме описывается следующими отрезками: на участке t с прямой, параллельной оси абсцисс, на участке t н – квадратичной параболой, на участке t уст – прямой с угловым коэффициентом равным j уст, поскольку .
|