Использование сцепного веса при торможении

Из предыдущего материала совершенно ясно, что распределение сил для случая экстренного торможения не должно быть величиной постоянной даже при постоянной загрузке автомобиля, т.к. автомобиль эксплуатируется на различных дорогах. В практике наиболее часты автомобили, для которых соотношение возможных тормозных сил является постоянной величиной, не зависящей от развесовки автомобиля или дорожных условий. Покажем график зависимости (рис.3).

Рис.3

Анализируя графики зависимости коэффициента распределения усилий водителя по затормаживанию колес на осях автомобиля можно видеть, что на дорогах с коэффициентом сцепления меньшим, чем требуемый коэффициент распределения меньше фактического. Это значит, что тормозные силы на колесах передней оси достигнут предела по сцеплению и заблокируются раньше, чем на колесах задней оси. При торможении на дорогах с коэффициентом сцепления большим, чем требуемое распределение тормозной эффективности на осях оказалось выше фактического. Это означает, что передние тормозные механизмы недостаточно эффективны в сравнении с задними и тормозные силы на задних колесах достигнут предела по сцепным возможностям колес раньше, чем на передних колесах. Очевидно, что в обоих рассматриваемых случаях за счет скольжения шин уменьшится коэффициент сцепления под колесами одной из осей и это приведет к уменьшению суммы тормозных сил и снижению эффективности торможения.

При наступлении блокировки колес одной из осей, колеса другой оси имеют неиспользованный резерв по созданию тормозной силы путем возможности приложения дополнительно сил сопротивления провороту колес. Чем больше такой резерв, тем хуже использование сцепного веса является следствием просчетов при проектировании тормозных систем, следствием небрежной регулировки или обслуживания тормозной системы.

Хорошо иллюстрирует важность одновременного достижения предельных значений тормозных сил передними и задними колесами график зависимости роста замедления машины от увеличения силы искусственного сопротивления провороту колес (рис.4).

Рис.4

Примечание: P – давление в тормозной системе.

Участок “оа“ графика соответствует процессу от начала торможения (рост давления в тормозной системе) до мгновения, когда колеса одной из осей будут блокированы. Этот участок графически изображает зависимость (2)

При росте давления в системе растет и сопротивление провороту колеса, а значит и сумма тормозных сил и , что непосредственно влияет на величину развиваемого автомобилем замедления.

Участок “бд“ графика соответствует конечному этапу роста тормозных сил и изображает зависимость (4).

при которой рост замедления не происходит, т.к. колеса обеих осей блокированы и замедление определяется только сцепным свойствами колес и дороги. В дальнейшем, сколь не велико давление в тормозной системе и силы искусственного сопротивления провороту колес, провернуть их нет возможности из-за отсутствия должных сил сцепления колес с дорогой.

Участок “оа“ графика соответствует этапу процесса торможения, при котором колеса одной из осей блокированы, а колеса другой оси осуществляют торможение без блокировки. В случае, если в начале блокируются колеса задней оси, этот процесс торможения описывается уравнением

Анализируя это уравнение можно предположить, что при росте давления в тормозной системе первое слагаемое левой части будет увеличиваться. Вклад колес задней оси в сумму тормозных сил, представленный вторым слагаемым, начнет уменьшаться за счет уменьшения реакции при увеличивающемся замедлении. Если заменить величину реакции через величины из формулы (3), то получим

После преобразований получим:

При росте давления в системе получим некоторое приращение тормозной силы и соответствующее изменение замедления .

Найдем приращение замедления . Оно выразится после простых преобразований:

Переходя к дифференциалам, получим:

Интегрируя, получим

(6)

Поскольку тормозная сила на передних колесах пропорциональна давлению в тормозной системе, уравнение (6) представляет собой прямую, изображенную участком “аб“ графика на рис.4.

Анализируя график на рис.4 видно, что если на автомобиле исключена раздельная блокировка колес, то рост замедления идет по точкам 0-а-б’-д, если вначале блокируется одна из осей, то рост замедления идет по точкам 0-а-б-д графика.

Таким образом, одновременное достижение колесами обеих осей предела по сцепным возможностям обеспечивает снижение потребных усилий водителя и темп нарастания замедления оказывается значительно более высоким, что увеличивает эффективность торможения.

В заключение следует отметить, что наличие горизонтальных сил, воздействующих на автомобиль, возникающих в результате затормаживания колес автомобиля, существенно изменяет статическую развесовку автомобиля.

Эффективность торможения напрямую зависит не только от внешних условий сцепления колес с дорогой, но также от конструктивных особенностей построения тормозной системы, которая должна быть построена таким образом, чтобы перераспределению нагрузок колеса при торможении соответствовало бы и правильное распределение тормозных сил по осям. Пренебрежение этим правилом приводит к недоиспользованию возможностей по торможению автомобиля и снижению эффективности торможения.

Дата добавления: 2014-01-04