Сделай Сам Свою Работу на 5

Аварийное торможение (торможение при полном использовании сил сцепления)





Процесс торможения в этом случае может быть представлен следующим образом. Заметив какое-либо препятствие, водитель оценивает обстановку и, если найдет нужным, решает тормозить, для чего переносит ногу с педали управления подачей топлива на педаль тормоза и нажимает на эту педаль. Время tp которое затрачивает и перенос ноги с педали управления подачей топлива на педаль тормоза, когда замечена опасность, до начала торможения называют временем реакции водителя. Время реакции водителя tрв включает в себя две фазы – время принятия решения tрв и время физической реакции tрв (перенос ноги с педали газа на педаль тормоза). В зависимости от индивидуальных качеств, квалификации водителя, степени его утомленности, дорожной обстановки и т. п. время реакции водителя может изменяться в пределах0,2…1,5с.При расчетах принимают среднее значение tрв = 0,8с.

Время tз от начала торможения (момент времени, в который тормозная система получает сигнал о необходимости осуществить торможение) до момента появления замедления (тормозной силы), т.е. до соприкосновения фрикционных накладок с тормозными дисками или барабанами (затрачивается на нарастание давления жидкости или воздуха в трубопроводах и рабочих аппаратах и на перемещение элементов тормозного привода на величину зазоров, имеющихся между ними в исходном положении), называют временем запаздывания тормозной системы.



Время запаздывания зависит от типа тормозного привода и типа тормозных механизмов, а также технического состояния тормозной системы. У технически исправной тормозной системы с гидроприводом и дисковыми тормозными механизмами tз = 0,05…0,07с, с барабанными тормозными механизмами tз = 0,15…0,20с,у системы с пневмоприводомtз = 0,2…0,4с. Время запаздывания возрастает при увеличении зазоров в тормозном приводе, попадании воздуха в гидросистему или падении давления в ресивере пневмопривода и др.

Время от момента появления замедления до момента, в который замедление достигает установившегося значения, называют временем нарастания замедления tн. В зависимости от типа автомобиля, состояния дороги, состояния тормозной системы и др. время нарастания может изменяться в пределахtн = 0,05…2,0с. Оно возрастает с увеличением массы АТС, размеров рабочих аппаратов тормозного привода и коэффициента сцепления шин с дорогой .



В расчетах можно принимать следующие значенияtн =0,05…0,2 с – для легковых автомобилей; 0,1…0,4с для грузовых автомобилей с гидроприводом;0,15…1,5с – для грузовых автомобилей с пневмоприводом; 0,2…1,3с – для автобусов. Интервал времени от начала торможения (касания педали тормоза) до момента времени, в котором замедление принимает установившееся значение, называют временем срабатывания тормозной системы, tср. После появления тормозной силы на тормозных колодках она постепенно увеличивается от нуля до своей максимальной величины. Время ty, в течение которого происходят увеличение тормозной силы (время увеличения тормозной силы), при аварийном торможении составляет в среднем 0,5с.

При торможении тормозные силы на колесах, а значит и замедление, не остаются неизменными. Во-первых, водитель может изменять усилие воздействия на педаль, и тормозные моменты изменяются за счет изменения коэффициента трения фрикционных пар. Во-вторых, изменяется и коэффициент сцепления шин с дорогой в результате изменения скорости движения, скольжения колеса и температуры шины. Однако при расчетах переменное значение замедления условно заменяют средним и считают установившимся. Время торможения с установившимся замедлением tуст называют временем установившегося замедления.

Установившееся замедление jа уст – среднее значение замедления за время установившегося торможения, т.е. за время торможения от момента окончания периода нарастания замедления до конца торможения (торможение с постоянной эффективностью).



Время от начала отпускания тормозной педали до возникновения зазоров между фрикционными элементами называют временем растормаживания tраст.

При полном торможении в начале растормаживания замедление автомобиля равно нулю, а при частичном – установившемуся. В процессе растормаживания замедление снижается до нуля. Время срабатывания тормозной системы, tср.интервал времени от начала торможения (касания педали тормоза) до момента времени, в котором замедление принимает установившееся значение.

После достижения своей максимальной величины в течение некоторого времени tm тормозная сила остается приблизительно неизменной. Время tm называют временем полного торможения, а путь ST , проходимый за это время, путем полного торможения (тормозным путем). Расстояние, проходимое автомобилем с момента обнаружения опасности до полной остановки называетсяостановочным путем Sост.

Графическое изображение изменения по времени замедления и скорости движения автомобиля называют диаграммой торможения (рис. 23).

Найдем сначала путь полного торможения.

Будем считать, что усилие, прилагаемое водителем к тормозной педали, достаточно для получения значений касательных реакций, максимально возможных по сцеплению, и что конструкция рабочей тормозной системы обеспечивает одновременное достижение максимально возможных по сцеплению тормозных сил на колесах обоих осей. Тогда

. (73)

 

На дорогах с твердым покрытием при скоростях движения, меньших 30 м/с, в этом случае сумма X1+X2 значительно больше силы сопротивления воздуха. Поэтому силой Рв обычно пренебрегают, тогда

 

(74)

Если коэффициент сцепления φх и подъем дороги i постоянны, то jЗ = const.

Найдем для этого случая величину тормозного пути.

Если обозначить скорость движения в начале торможения Vao м/с, то через время t скорость движения м/с будет равна

. (75)

но ,

следовательно,

После разделения переменных и интегрирования получим.

При t = 0, S = 0, откуда C = 0,

. (76)

Из равенства (75)

 

(77)

Подставляя это значение t в равенство (65), получим:

. (78)

Если скорость выразить в км/ч, то

. (78а)

Рис. 23. Диаграмма торможения

 

Подставляя в формулы (78) в (78а) значение jз, из равенства (74), получим:

(79)

. (80)

При торможении до полной остановки (Va = 0) на горизонтальной дороге

;

. (80а)

Весь путь, проходимый автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки автомобиля, называют остановочным путем.

Остановочный путь складывается из пути, проходимого автомобилем за время реакции водителя, время срабатывания тормозного привода, время увеличения, тормозной силы и пути полного торможения. Величина остановочного пути подсчитывается по формуле:

,

 

(81)

Формулы (74)…(81) получены при некоторых допущениях, в результате чего они дают только приближенные значения замедлений и тормозного пути. Наибольшую ошибку дают допущение о том, что распределение тормозных сил между осями всегда обеспечивает одновременное доведение колес передней и задней осей до предела скольжения (юза).

Чтобы приблизить результаты расчетов к результатам экспериментов, Д.П.Великанов ввел поправочный коэффициент Кэ, названный им коэффициентом эффективности торможения. С учетом этого формулы для определения замедления и тормозного пути примут вид:

;

. (82)

Коэффициент эффективности торможения при φх>0,4 берут равным:

для легковых автомобилей Кэ=1,2;

для грузовых автомобилей Кэ=1,3…1,4.

При φx<0,4 для всех автомобилей Кэ=1.

 

Служебное торможение

Служебным называют торможение, производимое с целью уменьшения скорости движения до нужной величины или до полной остановки в случае, когда нет необходимости создавать на колесах тормозные силы, максимально возможные по сцеплению.

Служебное торможение можно производить следующими различными способами:

а) Торможение двигателем осуществляется без приведения в действие тормозных систем. Водитель уменьшает или полностью прекращает подачу топлива (горючей смеси) в цилиндры двигателя, в результате чего мощность, развиваемая двигателем при данном числе оборотов, оказывается недостаточной для преодоления сил трения деталей двигателя, и двигатель превращается в тормоз. Кинетическая энергия, запасенная автомобилем, при этом расходуется как на преодоление внешних сопротивлений, так и на преодоление трения в двигателе и механизмах трансмиссии. В результате этого скорость автомобиля уменьшается.

Такой вид торможения применяется главным образом для уменьшения скорости движения в случае, когда замедления должны быть небольшими.

б) Торможение с отъединенным двигателем является основным видом служебного торможения и применяется в тех случаях, когда торможение двигателем не обеспечивает нужного замедления, а также в сочетании с торможением двигателем для полной, остановки автомобиля в заданном месте. При таком способе торможения отключают двигатель (выключая сцепление или устанавливая нейтральную передачу в коробке передач) и плавно нажимают на педаль тормоза.

в) Торможение с неотъединенным двигателем является в ряде случаев выгодным с точки зрения увеличения долговечности тормозных механизмов и затраты водителем энергии на приведение в действие тормозной системы. Кроме того, на дорогах с малым коэффициентом сцепления такой способ торможения уменьшает возможность возникновения заноса автомобиля.

Торможение с неотъединенным двигателем является наиболее общим видом служебного торможения, поскольку в этом случае касательные реакции X1 и X2 создаются как за счет действия тормозных моментов, создаваемых тормозными механизмами, так и за счет тормозного момента двигателя, передаваемого на колесо через трансмиссию, и трения в трансмиссии.

Если вывести уравнения для определения замедления и тормозного пути при торможении с неотъединенным двигателем, то, как частный случай, можно получить уравнения для торможения двигателем и торможения с не отъединенным двигателем. Для определения, замедлений воспользуемся равенством (72).

Касательные реакции X1 и Х2 найдем из рассмотрения качения колеса, используя формулу (9). Для колес, не связанных с двигателем, момент М, подводимый к колесу, создается только тормозными механизмами. Обозначая этот момент Мтор, и принимая во внимание, что он направлен в сторону, противоположную, вращению колес, получим:

. (83)

 

Знак минус уже учтен при выводе уравнения (72), поскольку в схеме сил, по которой выводилось это уравнение, X1 и Х2 были направлены в сторону, противоположную движению.

Принимая это во внимание, а также подставляя jз вместо ja получим:

. (84)

У колес, связанных с двигателем, момент М равен сумме момента Мтор2, создаваемого тормозными механизмами колес, и момента, подводимого к колесу полуосью в результате тормозящего действия двигателя и механизмов трансмиссии.

Для определения момента М воспользуемся теоремой живых сил. Поскольку двигатель и трансмиссия в этом случае выполняют роль дополнительных тормозов, то для их вращения необходимо от колес через полуоси подвести некоторую мощность. Кроме того, мощность трения в двигателе и механизмах трансмиссии частично компенсируется за счет энергии вращающихся деталей двигателя и трансмиссии, отдаваемой при замедлении вращения этих деталей.

Исходя из этого, можно записать:

(85)

где А – кинетическая энергия вращающихся деталей двигателя и трансмиссии;

Nкол – мощность, подводимая к тормозу трансмиссии и двигателе от колеса;

Nтр – мощность, теряемая на трение в механизмах трансмиссии;

Nтрд – мощность, теряемая на трение в двигателе;

Nтор2 – мощность теряемая в тормозах колес, связанных с двигателем.

Кинетическая энергия вращающихся деталей двигателя и трансмиссии равна:

где Iм – момент инерции вращающихся деталей двигателя и трансмиссии, приведенный к маховику двигателя.

. (86)

 

Принимая во внимание, что Nкол = Mwk; Nтор2 = Мтор2wk,

Nтр = (NколNтор2)(1–ηтр) = (MMтор2)wk(1–ηтр); Nтрд = Mтрдwkiт;

Из равенств (85) и (86) получим:

. (87)

Подставляя найденное значение в формулу (74) и принимая во внимание, что момент М направлен против вращения колеса, найдем:

 

. (88)

Знак минус уже учтен при выводе уравнения (72).

Подставляя значения X1 и Х2 в формулу (72) и решая полученное равенство относительно jз, будем иметь:

, (89)

Где

(90)

. (91)

Коэффициент учета вращающихся масс при торможении δврт несколько отличается от коэффициента δвр учета вращающихся масс при тяговом режиме, большой ошибки можно для определения замедления при торможении пользоваться теми же значениями δвр, что и при расчете ускорений на тяговом режиме.

Введем обозначение:

,

Силы Ртор и Pтрд называют соответственно тормозная сила автомобиля и тормозная сила двигателя.

Тогда равенство (88) перепишется так:

 

(92)

Будем называть отношение тормозным фактором автомобиля. Тогда величина замедления может быть выражена формулой:

(93)

Если известны зависимости ΣРтор и Pтрд от скорости движения автомобиля, то могут быть построены графики DT = f(Va), которые называют тормозной характеристикой автомобиля. Пользуясь этими графиками, можно построить графики замедлений j3 = f(Va) и далее теми же методами, которые использовались для определения времени и пути разгона, определить время и путь торможения.

Уравнения (79) и (82) являются общими и могут быть использованы для определения замедлений, времени и пути торможения при любых режимах торможения. Например, если для уменьшения скорости движения автомобиля, не выключая сцепления, закрывают дроссельную заслонку карбюратора, не пользуясь тормозами (торможение двигателем), то в формуле (83) следует считать . Если торможение производится при помощи тормозов, но с отключенным двигателем, то

При этом изменяется также коэффициент учета вращающихся масс δвр.

Поскольку вращающиеся детали трансмиссии, обладающие наибольшей кинетической энергией (маховик со сцеплением, вращающиеся детали двигателя), отключаются при подсчете δврт можно считать Iм = 0. Следовательно, при торможении с отключенным двигателем

. (94)

Если торможение производится одновременно и тормозами и двигателем, то тормозной фактор подсчитывается по формуле:

 

,

а коэффициент учета вращающихся масс определяется из формулы (91).

Сравнивая способы торможения с отсоединенным и неотсоединенным двигателем, можно заметить, что во втором случае при прочих равных условиях тормозной фактор увеличивается (за счет слагаемого Ртрд). Одновременно с этим увеличивается коэффициент δврт (за счет слагаемого ). Поскольку в равенстве (93) Dт стоит в числителе, а δврт в знаменателе, то для получения желаемого значения замедления jз в одних условиях при торможении с неотключенным двигателем тормозные силы Pтор должны быть меньшими, а в других условиях большими, чем при торможении с отключенным двигателем.

Очевидно, что торможение с неотключенным двигателем должно применяться только тогда, когда его применение уменьшает тормозную силу, необходимую для получения желаемого замедления. Это имеет место при малых значениях jз на высших передачах в коробке передач. Формулой (93) можно пользоваться также для подсчета замедлений при накате (свободном выбеге) автомобиля, т.е. свободном движении автомобиля после отключения путем установки нейтральной передачи в коробке передач двигателя от ведущих колес. В этом случае в выражении для тормозного фактора следует считать ΣPтор = Ртрд = 0. Для того чтобы учесть влияние на замедление автомобиля мощности трения в трансмиссии, не зависящей от передаваемой через трансмиссию мощности, в числителе выражения для определения Dт добавляется член , представляющий собой силу трения в трансмиссии при движении автомобиля накатом, приведенную к ведущим колесам. Мощность Nтрх или непосредственно сила Ртрх , как функция от Va, определяется опытным путем. Таким образом, при движении накатом

.

Коэффициент учета вращающихся масс в этом случае должен подсчитываться по формуле (84). Определив по формуле (83) замедление как функцию от скорости построив трафик j3 = f(Va), можно определить путь и время движения автомобиля накатом, пользуясь той же методикой и теми же формулами, которые используются для определения времени и пути разгона.

В результате анализа различных способов торможения установлено, что торможение с не отсоединенным от трансмиссии двигателем целесообразно применять на дорогах с низким коэффициентом сцепления, при высоких начальных скоростях движения и при необходимости плавного снижения скорости на дорогах с высоким коэффициентом сцепления. Кроме того, торможение двигателем или торможение с не отсоединенным от трансмиссии двигателем широко используется для поддержания желаемой постоянной скорости на спусках.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.