Тормозная динамика

Различают аварийное (экстренное) и служебное торможение.

Аварийное торможение производят с максимальной для данных условий интенсивностью. Обычно число аварийных торможений составляет 5... 10 % общего числа торможений.

Служебное торможение применяют для плавного уменьшения скорости автомобиля или его остановки в заданном месте. Оно происходит с небольшой интенсивностью (замедление 1... 1,5 м/с²). Служебное торможение может осуществляться двигателем. При этом водитель уменьшает или прекращает подачу топлива в цилиндры двигателя. За счет трения в двигателе и агрегатах трансмиссии создается тормозная сила. Такой способ торможения применяют при необходимости получения плавного снижения скорости.

Наиболее часто используемый способ служебного торможения - торможение двигателем и тормозами. На дорогах с малым коэффициентом сцепления при таком способе торможения уменьшается возможность возникновения заноса.

Торможение при отсоединенном двигателе применяют в тех случаях, когда торможение двигателем не обеспечивает нужного замедления, а также при необходимости остановки автомобиля.

На рисунке 4.2.1 изображена тормозная диаграмма, на которой показано время реакции водителя, срабатывания тормозного привода, движения с заданным замедлением и время оттормаживания.

Рис. 4.2.1 Диaгpамма торможения автомобиля:

а - изменение замедления от времени; б - изменение скорости от времени; t_р - время реакции водителя; t_п - время срабатыванияя тормозноro привода; t_τ - время движения автомобиля с заданным замедлением; t_о - время оттормаживания; t'_р - время психической реакции водителя; t''_р - время физической реакции водителя; t_з - время запаздывания тормозного привода; t_н - время нарастания замедления

Время реакции водителя (0,2... 1,5c) состоит из времени психической реакции (оценка обстановки и принятие решения) и времени физической реакции (перенос ноги с педали подачи топлива на тормозную педаль и начало перемещения педали тормоза).

Время срабатывания тормозного прнвода (не более 0,6с) зависит от времени запаздывания тормозного привода t_з и времени нарастания замедления

Время оттормаживания при гидравлическом приводе составляет 0,2с, при пневматическом - 0,5...1,5 с.

Весь пyть, проходимый автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки, называют остановочным S₀..

Остановочный путь равен сумме пyти S_р.з, проходимого автомобилем в течение времени реакции водителя и времени запаздывания срабатывания тормозного привода, и пyти торможения S_t:

S₀ = S_р.з + S_t·

Пyть торможения - это расстояние, проходимое автомобилем за время действия на него тормозных сил.

Внешние силы, действующие на автомобиль при торможении, показаны на рисунке 4.2.2.

Рис. 4.2.2 Силы, действующие на автомобиль при торможении:

F_τ1 и F_τ2 - тормозные силы; F_f1 и F_f2 - силы сопротивления качению; F_i — составляющая силы тяжести, параллельная направленю движения; F_В - аэродинамическое сопротив­ление; R_z1 и R_z2 - нормальные составляющие реакции дороги; L - база; а,b - координаты центра тяжести; G_а - масса автомобиля; α - угол подъема

Основные силы F_τ1 и F_τ2 ,обеспечивающие замедление автомобиля, действуют в плоскости контакта колес с дорогой и направлены противоположно направлению движения автомобиля. При достаточном сцеплении силы F_τ1 и F_τ2 определяются тормозными моментами, развиваемыми тормозными механизмами мостов. Эти силы можно рассчитать по формуле

F_τi = M_i /r₀,

где M_i - момент тормозных сил; r₀ - радиус колеса.

Максимальные значения тормозных сил ограничены по сцеплению с дорожным покрытием, т. е. F_τi = φR_zi,

где R_zi - нормальная составляющая реакции дороги, действующая на i-й мост.

Кроме тормозных сил на автомобиль действуют силы сопротивления качению колес F_f1 и F_f2 ,сила сопротивления подъему F_i и аэродинамическое сопротивление F_В .

Сумма проекций всех сил на плоскость, параллельную опорной поверхности, вызывает ускорение автомобиля:

δma = F₁ + F₂ + F_f1 + F_f2 + F_i + F_в,

где m - масса автомобиля; a - ускорение торможения; δ = 1,03... 1,05 - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при торможении (для изменения угловой скорости вращающихся масс необходимо приложить силу!)

К вращающимся массам в процессе торможения относят только массы колес. Это связано с тем, что при торможении с отсоединенным двигателем маховик не связан с колесами, а моменты инерции других деталей трансмиссии малы.

Нецелесообразно доводить колеса автомобиля при торможении до блокировки, что приводит к полному скольжению (юзу) колес, так как при этом колесо не может воспринимать боковые силы.

Блокировка задних колес более опасна, чем передних.

Когда первыми блокируются колеса заднего моста, автомобиль теряет устойчивость. Даже незначительная боковая сила, вызванная, например, ветром, неровностями дороги, центробежной силой или поворачивающим моментом, обусловленным различием тормозных сил на правом и левом колесах, вызывает боковое скольжение колес заднего моста. Это приводит к тому, что продольная ось автомобиля повернется на некоторый угол.

При отклонении оси автомобиля от прямолинейного направления возникает момент, стремящийся увеличить занос автомобиля.

При блокировке передних колес водитель не может управлять автомобилем: автомобиль продолжает прямолинейное движение, но устойчивость его при этом не теряется,так какпри поперечном отклонении переднего моста возникает момент, стремящийся возвратить автомобиль в положение, соответствующее прямолинейному движению.

Для обеспечения одинакового скольжения колес всех мостов и наиболее эффективного торможения необходимо, чтобы тормозные силы (тормозные моменты) распределялись между мостами автомобиля пропорционально нормальным реакциям дороги.

Дата добавления: 2015-04-29