Тормозная сила и ее распределение между мостами автомобиля

Как уже было показано на предыдущем занятии тормозная сила – это сила взаимодействия между тормозными колесами автомобиля и опорной поверхности. В принципе тормозная сила реализует вследствие наличия силы трения покоя (сцепления) колес с дорожным покрытием. А если это так, то может существовать предельная для данного транспортного средства тормозная сила, увеличить которую не удастся ни при каких условиях, т.к. превзойти величину вилы трения нельзя, а поэтому:

где - коэффициент сцепления шин с дорогой.

Представим теперь эти выражения в упрощенное уравнение движения автомобиля при торможении

В результате получим:

Выражение в скобках в правой части представляет собой вес автомобиля.

Тогда после простейших преобразований получим.

(4)

Эта формула показывает, что максимально возможное замедление, которое может получить автомобиль при наиболее полном использовании его тормозных возможностей зависит от сцепных возможностей опорной поверхности и эффективного торможения на дороге с низкими сцепными качествами произвести нельзя.

Многочисленные эксперименты, проведенные при затормаживании автомобилей показали, что эффективность торможения оказывается выше для автомобилей, у которых торможение не вызывает полной блокировки колес и скольжения шин по опорной поверхности. Такой результат является следствием изменения коэффициента сцепления шин при проскальзывании.

По некоторым исследованиям коэффициент сцепления шин при скольжении колес по дороге падает 30-60% в зависимости от свойств опорной поверхности. Падение коэффициента сцепления объясняется появлением в пятне контакта продуктов износа резиновых шин, скоплением этих продуктов в виде слоя, способного служить неким подобием смазки. Именно поэтому опытные водители при торможение стремятся даже в экстренных случаях не дать столь большого усилия на колесных тормозных механизмах, чтобы не блокировать колеса. Это способствует увеличению эффективности торможения.

Отсюда становится совершенно ясно, что в конструкции автомобиля необходимо предусмотреть такое распределение искусственных сопротивлений проворачиванию колес по осям, чтобы в случае торможения с максимальной эффективностью, величины тормозных сил одновременно достигали бы максимально возможной величины по сцеплению шин с дорогой. Если это требование не выполнять, то колеса одной из осей заблокируются раньше других и их вклад в сумму тормозных сил окажется меньшим, чем мог быть в случае, если бы можно было удержать прикладываемые к колесам усилия по торможению на грани блокировки. Если торможение производить на дороге с постоянной величиной коэффициента сцепления , то тогда предельная величина тормозной силы зависит от силы прижатия колес к опорной поверхности, т.е. величины вертикальной нагрузки на осях автомобиля.

Таким образом, для рационального распределения тормозных сил с целью повышения эффективности торможения, необходимо распределять действие по искусственному затормаживанию колес на осях автомобиля пропорционально величинам опорных реакций на осях автомобиля.

Обозначим коэффициент распределения усилий водителя по затормаживанию колес на осях автомобиля символом “С“. Тогда, с учетом формул (3):

Приняв во внимание, что величина замедления автомобиля, в случае максимального использования тормозных возможностей, равна произведению ускорения свободного падения на коэффициент сцепления, после простейших преобразований получим:

(5)

Итак, величина требуемого распределения искус-ственного сопротивления провороту колес на осях автомобиля в случае экстренного торможения зависит в каждом конкретном случае от координат центра тяжести автомобиля по базе и по высоте и от сцепных возможностей шин на данной опорной поверхности.

Однако фактическое распределение тормозных сил между осями автомобиля зависит также от конструктивных особенностей тормозной системы.

Поэтому принято характеризовать РТС коэффициентом распределения тормозных сил

Коэффициент может быть постоянным или переменным со ступенчатым или непрерывным изменением в зависимости от изменения давления в тормозной системе или изменения нормальных реакций, действующих на колеса (обычно заднего моста).

Рис.2 Зависимость коэффициента распределения тормозных сил от коэффициента сцепления

Дата добавления: 2014-01-04