Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Расчетная схема автомобиля при торможении

Расчетная схема автомобиля при торможении

СИЛЫ И МОМЕНТЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА АВТОМОБИЛЬ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ

 

На рис. I приведена схема сил, действующих на автомобиль при торможении.

 

 

 

Рис. 1. Схема сил, действующих на автомобиль при торможении

 

На автомобиль при торможении действуют следующие силы:

Gа- сила тяжести автомобиля;

Z1, Z2 - нормальные реакции опорной поверхности;

Ру - боковые силы и Rу - боковые реакции (они будут только при криволинейном движении);

Рw - сила сопротивления воздуха.

Рх- продольные реакции дороги, которые можно считать равнодействующими нормальных сил;

Pf - сила сопротивления качению;

Рτ – сила торможения

Рх = Рτ + Pf

Pj- инерционная сила автомобиля в поступательном движении;

Mj - инерционный момент вращающихся масс.

 

2.2. Предельная тормозная сила, которая может быть реализована на колесе определяется формулой

 

Pτ max = φ·Zk (1)

 

где φ- коэффициент сцепления колеса с дорогой.

Если составить согласно схеме (рис. 1) два уравнения равновесия моментов относительно задней оси и решить их относительно неизвестных вертикальных реакций Z1 и Z2, то получим следующие расчетные зависимости

 

(2)

 

где а1, а2 - координаты центра тяжести;

jτ - ускорение замедлений;

hq - высота центра тяжести;

L - база автомобиля;

Ga - вес автомобиля.

Как видно из формул (2), в процессе торможения автомобиля переменным величинам в них являются ускорения замедлений (jτ). Остальные величины: а1, а2, hq и Ga являются постоян­ными (они также будут переменными, если автомобиль будет порожним или загружен частично).

Определим предельное значение ускорений замедления из уравнений динамики. Пренебрегая сопротивлением качению (~ 3%), сопротив­лением воздуха Pw (~2,3%), согласно рис 1 можно написать уравнение равновесия

 

Pj = Pτ1 + Pτ2 (3)

 

Раскроем это уравнение через массу автомобиля. Получил

 

(4)

 

Сократив левую и правую части уравнения (4) на Ga, полу­чим

 

(5)

 

Из формулу (5) следует, что максимальные значения ускорений замедлений не зависят от веса (массы) автомобиля, а находятся в прямо пропорциональной зависимости от коэффициента сцепления φ, т.е. от дороги (коэффициент сцепления изменяется в широких преде­лах: от 0,1 до 0,8).

Рассмотрим один конкретный пример. Возьмем максимально возмож­ное значение коэффициента сцепления φ = 0,8 (бетон, асфальтобетон и асфальт гладкий).

В результате этого получим

 

Таким образом, самые максимальные значения ускорений замедле­ния, которые только можно получить при торможений автомобиля не могут быть больше 8 м/с2.

Пользуясь формулами (2), построим график изменения вертикаль­ных (нормальных) реакций в функции замедлений - jτ (в функции дороги - φ).

Из графика (рис.2) можно сделать следующие выводы:

1. При торможении автомобиля вертикальные реакции на передней оси увеличиваются, а на задней оси - уменьшаются.

 

 

Рис.2. Изменения нормальных реакций на колесах автомобиля при торможении автомобиля

 

Это позволяет сделать важный вывод о том, что передняя ось автомобиля должна тормозиться эффективнее, чем задняя (привести примеры конструктивных решений для выполнения этого требования, напри­мер, на автомобиле ГАЗ-66).

2. Как видно из рис. 1, есть три зоны торможения

Зона "а" - если значения коэффициента сцепления небольшие, то вначале тормозится передняя ось, а задняя ось - недотормаживается. В этом случае, во-первых, торможение автомобиля в целом неэффективно, во-вторых, может произойти блокировка передних колес, которые, как известно, являются управляемыми и, в-третьих, тормозная сила на заднюю ось недостаточна.

Таким образом, торможение автомобиля в целом нельзя признать эффективным.

Зона "б" - при больших значениях коэффициента сцепления вна­чале тормозится задняя ось автомобиля, а передняя ось в этом слу­чае недоторможивается.

И в этом случае, во-первых, торможение автомобиля также будет неэффективным и, во-вторых, блокировка задних колес может привести к заносу автомобиля. Таким образом, и в этом случае торможение автомобиля нельзя признать эффективным.

И третье - для каждого автомобиля есть только одно значение φp, при котором полностью используется сцепной вес автомобиля, т.е. когда обе оси автомобиля тормозятся на грани блокировки колес.

Последний вывод важен с точки зрения того, что при проектирова­нии автомобиля необходимо закладывать такое значение φp (рас­четное значение коэффициента сцепления), которое наиболее полно характеризует условия эксплуатации автомобиля (по асфальтированным дорогам, по щебеночной дороге, по улучшенной грунтовой дороге и т.д.)

3. Оси автомобиля необходимо тормозить в функции изменения вертикальных реакций на колесах (это можно обеспечить при примене­нии регуляторов тормозных сил).

4. Оси автомобиля необходимо тормозить в функции дороги - (это можно обеспечить при установке антиблокировочной системы).

Так встает вопрос обоснования и выбора характеристики тормоз­ной системы.

Вот примеры реальных значений φp для некоторых автомо­билей:

1. Волга - φp = 0,46 (разбитая грунтовая дорога).

2. УАЗ - φp = 0,26 (песок).

3. ГАЗ-66 - φp = 0,25 (песок).

4. ЗИЛ-131 - φp = 0,31 (разбитая грунтовая дорога).

Как видим, многие значения φp не соответствуют наиболее характерным условиям эксплуатации автомобилей.

Рассмотрим характеристики регуляторов тормозных сил.

На рис. 3 представлена характеристика регулятора тормозных сил с компенсатором.

Из графика рис.3 следует, что до точки "а" давление на входе в регулятор и давление на выходе из регулятора одинаковое (Р1 = Р2). В точке "а" срабатывает компенсатор, в результате чего давление на выходе из регулятора будет меньше, чем давление на входе (Р1 ≠ Р2, Р1 > Р2).

 

Рис.3. Характеристика регулятора с компенсатором

 

Таким образом, если связать давление воздуха (или жидкости), направляемого в тормозные камеры с нагрузкой на колесах автомобиля, то можно создавать в тормозных камерах давление в функции измене­ния нормальной нагрузки (реакций).

На рис.4 представлена характеристика лучевого регулятора. Из характеристики следует, что если нагрузка на среднюю и заднюю оси автомобиля одинаковая, то давление на входе и выходе из регу­лятора одинаковое, и, следовательно, оси автомобиля тормозятся одинаково.

Если же уменьшить нагрузку на заднюю ось, то уменьшается и нагрузка на выходе, а, следовательно, задняя ось тормозится менее эффективно.

Таким образом, связь давлений можно описать формулой

 

Р2 = iP1, (6)

 

где i - передаточное число.

 

Передаточное число (I) выражает отношение площадей над поршнем и под поршнем регулятора тормозных сил автомобиля КамАЗ-5320.

Линия 1 графика (рис.4) соответствует полностью груженому автомобилю и определяет отношение давления на входе и выходе как

 

 

 

Рис.4. Характеристика лучевого регулятора тормозных сил (автомобиль КамАЗ-5320)

1 - автомобиль полностью загружен;

2 - автомобиль с частичной нагрузкой.

 

Если же уменьшить нагрузку на заднюю ось, то уменьшается и пе­редаточное число (i) итогда Р1 ≠ Р2, то есть Р2бу­дет меньше Р1, а следовательно задняя ось автомобиля тормозит­ся менее эффективно, что и требуется.

Однако, автомобиль надо тормозить не только в функции нагрузки на колеса, но и в функции дороги (коэффициент сцепления). Это может быть обеспечено при применении на автомобилях антиблокировоч­ных систем.

 

 

 

В лекции рассмотрены ключевые вопросы процесса торможения автомобиля.

Прежде всего, мы уяснили, что тормозные свойства автомобиля являются важнейшими эксплуатационными свойствами, определяющими в том числе и его обобщенное свойство - подвижность.

Тормозные свойства регламентированы международными правилами.

Тормозные свойства автомобиля определяются рядом оценочных параметров, главными из которых являются тормозной путь и устано­вившиеся замедления, которые регламентированы соответствующими нормативными документами (ГОСТами).

Эффективное торможение автомобиля осуществляется на грани блокировки всех колес автомобиля в функции коэффициента сцепления и нормальной нагрузки на колесо, что может быть обеспечено при применении на автомобилях антиблокировочных систем и регуляторов тормозных сил.

 

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
I.I. Оценочные показатели тормозных свойств | Перенос и накопление осадка
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 731; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.041 сек.