ТОРМОЗНЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ
Тормозные свойства автомобиля — совокупность свойств определяющие величину максимального тормозного пути или минимальное установившееся замедление при торможении, с нормированной скоростью. Возможность автомобиля надежно удерживаться на определенных уклонах. А также величины минимально установившегося замедления при торможении износостойкой тормозной системы (вспомогательной) в приделах нормированных скоростей.
Под тормозными свойствами понимают свойства автомобиля снижать скорость движения по желанию водителя, при необходимости быстро останавливаться, а также удерживаться на уклоне во время стоянки. Тормозные свойства обеспечиваются несколькими тормозными системами: рабочей, запасной, вспомогательной, стояночной.
Рабочая тормозная система предназначена для постоянного пользования во время движения автомобиля и позволяет водителю замедлить скорость движения автомобиля с той или иной интенсивностью или остановить его. Такую систему имеют все без исключения автомобили и мотоциклы. Органом управления рабочей тормозной системой обычно является педаль. У автомобилей, предназначенных для инвалидов, педаль может быть заменена рычагом.
Запасная тормозная система предназначена для замедления и остановки автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы.
Вспомогательная тормозная система предназначена для создания малой тормозной силы в течение длительного времени. Эти системы имеются на некоторых грузовых автомобилях и автобусах, осуществляющих междугородные перевозки. Принцип действия вспомогательной тормозной системы состоит в том, что при ее включении отключается подача топлива в двигатель и закрывается заслонка в выпускном трубопроводе, создавая сопротивление проворачиванию коленчатого вала. В данном случае происходит торможение двигателем. Вспомогательной тормозной системой обычно пользуются на затяжных спусках (на горных дорогах), предотвращая при этом длительную работу, износ и перегрев рабочих тормозных механизмов. Вспомогательная тормозная система не позволяет экстренно остановить автомобиль.
Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля от самопроизвольного движения во время стоянки. Эта система обычно действует на рабочие тормозные механизмы и имеет механический троссовый привод или пружинные энергоаккумуляторы. Стояночная тормозная система имеется на всех без исключения автомобилях. В некоторых случаях для удержания автомобиля во время стоянки водители включают вместо стояночного тормоза одну из низших передач. В порядке исключения в безвыходной ситуации этим способом можно воспользоваться на автомобиле с карбюраторным двигателем, так как при выключенном зажигании нет опасности запуска двигателя при движении.
Тормоза современных автомобилей могут развивать тормозные силы, значительно превышающие силы сцепления шин с дорогой. В такой ситуации автомобиль движется с заблокированными (не вращающимися) колесами. Проскальзывание колес в некоторых случаях приводит к заносу автомобиля. До блокировки колеса между тормозными накладками и барабаном действует сила трения скольжения, а в зоне контакта шины с дорогой — также сила трения скольжению. При блокировке колеса затраты энергии на преодоление сил трения в тормозе и на качение колеса прекращаются, и вся энергия выделяется в месте контакта шины с дорогой, нагревая и интенсивно изнашивая шину.
Различают два вида торможения: служебное и экстренное.
Служебным называется торможение невысокой интенсивности для снижения скорости до необходимой величины или для остановки автомобиля в намеченном водителем месте.
Экстренным называется торможение высокой интенсивности для предотвращения наезда на неожиданно появившееся или поздно замеченное препятствие
Тормозные свойства характеризуются несколькими показателями. Основные из них: максимальное замедление, остановочный путь, тормозной путь.
Величину тормозного пути, а иногда и величину максимального замедления, указывают в технической характеристике автомобиля.
Тормозной путь – это расстояние, которое проходит автомобиль от начала торможения до полной остановки. Для легковых автомобилей правилами дорожного движения (31 раздел ПДД) установлены предельная величина тормозного пути при начальной скорости 40 км/час – тормоз ножной:- тормозной путь – 14,7 метра.
Остановочный путь – расстояние, которое проходит автомобиль от момента обнаружения водителем опасности до остановки автомобиля (тормозной путь и некоторое расстояние, которое проходит автомобиль за время реакции водителя).
Остановочным путем называют расстояние, которое проходит автомобиль от момента обнаружения водителем опасности до остановки автомобиля. Остановочный путь включает в себя тормозной путь и еще некоторое расстояние, которое проходит автомобиль за время реакции водителя, время переноса ноги на педаль тормоза и время приведения тормоза в действие.
Время реакции водителя зависит от его состояния и может изменяться от 0,2 до 1,5 с и более. При расчетах часто принимают время реакции водителя 0,8 с. Время срабатывания тормозного привода зависит от его конструкции и технического состояния и изменяется от 0,2 до 0,4 с — для гидравлических тормозов и от 0,6 до 0,8 с — для пневматических. У автопоездов с пневматическими тормозами время срабатывания тормоза прицепа может достигать 2 с. После срабатывания тормозного привода замедление автомобиля не сразу становится максимальным, а нарастает до максимальной величины за определенное время. Только после этого начинает отсчет тормозного пути. Ниже приведены значения времени нарастания замедления для различных типов тормозного привода:
— легковые автомобили с гидравлическими тормозами 0,05 — 0,2 с;
— грузовые автомобили с гидравлическими тормозами 0,05 — 0,4 с;
— грузовые автомобили с пневматическими тормозами 0,2 — 1,5 с.
Величину тормозного пути (S) можно определить по формуле:
где к, — коэффициент эффективности торможения, который показывает, во сколько раз действительное замедление автомобиля меньше теоретического, максимально возможного на данной дороге;
Va — начальная скорость движения автомобиля;
g — ускорение свободного падения;
φ — коэффициент сцепления шин с дорогой.
Из приведенной формулы видно, что величина тормозного пути пропорциональна квадрату скорости, с которой двигался автомобиль перед началом торможения. Поэтому при увеличении скорости движения вдвое тормозной путь удлиняется в 4 раза.
При торможении автомобиля под действием силы инерции происходит перераспределение массы по осям. Нагрузка на переднюю ось увеличивается, а на заднюю уменьшается. Перераспределение массы тем значительнее, чем выше интенсивность торможения. При уменьшении нагрузки на заднюю ось уменьшается сила, прижимающая колеса к дороге, следовательно, появляется вероятность проскальзывания колес и заноса автомобиля. Увеличение нагрузки на переднюю ось приводит к увеличению силы, прижимающей передние колеса к дороге, следовательно, вероятность их проскальзывания снижается. Таким образом, чем интенсивнее торможение, тем эффективнее должны быть передние тормоза и менее эффективны — задние.
Выход из строя тормозных систем при движения автомобиля очень опасен и практически всегда влечет за собой дорожно-транспортное происшествие. Для повышения надежности рабочих тормозных систем современных автомобилей в их конструкциях предусмотрены двойные связи между педалью управления и тормозными механизмами. Такие конструкции получили название тормозов с двухконтурным приводом. Выход из строя одновременно двух контуров маловероятен. При выходе из строя одного из контуров второй обеспечивает торможение автомобиля, хотя и с меньшей эффективностью. Двухконтурная тормозная система считается надежной и эффективной, если при выходе из строя одного из контуров (любого) обеспечивается не менее 50% эффективности торможения исправной тормозной системы.
При движении по скользкой дороге существует опасность проскальзывания колес автомобиля. Эта опасность увеличивается при торможении. Эффективность тормозных систем практически всегда достаточна для того, чтобы заблокировать колеса на скользкой дороге. В этом случае автомобиль может потерять устойчивость. Опасность состоит также в том, что заблокированные управляемые колеса не влияют на направление движения автомобиля, и он становится неуправляемым ни по скорости, ни по направлению движения. Если на скользкой дороге водитель, пытаясь избежать столкновения с идущим впереди автомобилем, применил одновременно торможение и маневр, а колеса при этом заблокировались, то автомобиль будет продолжать движение в прежнем направлении, плавно снижая скорость и «не слушаясь руля». Если, повернув руль, водитель уменьшит давление на педаль тормоза и колеса при этом разблокируются, то автомобиль резко изменит направление движения в направлении повернутых управляемых колес. При этом возможен выезд на полосу встречного движения и столкновение со встречным транспортом. Таким образом, блокирование колес на скользкой дороге является не менее опасным событием, чем выход из строя тормозной системы. Водителю в таких случаях требуются очень высокие профессиональные навыки. Для повышения безопасности и эффективности торможения на скользких дорогах применяются антиблокировочные системы— сложные и дорогостоящие электронные устройства, которые предотвращают блокирование колес при любом, даже очень сильном, нажатии на педаль тормоза. При торможении автомобиль с антиблокировочной системой не теряет устойчивость и управляемость.
Управляя автомобилем, водитель должен учитывать возможные изменения весовой нагрузки на ось. При движении с уклона центр тяжести переносится вперед, и при торможении создается опрокидывающий момент, дополнительно нагружающий переднюю ось.
Особую опасность при торможении представляют перевозимые жидкие грузы, не полностью заполняющие емкости – цистерны, так как при торможении жидкость перемещается вперед, увеличивая нагрузку на переднюю ось.
Источник статьи: http://sdamzavas.net/2-61915.html
Тормозные свойства
Непрерывный рост количества эксплуатируемых автомобилей в мире и увеличение мощностных показателей применяемых в их конструкциях двигателей приводят к возрастанию плотности и интенсивности движения транспортных потоков. Последствия дорожно-транспортных происшествий, связанные с гибелью и ранением людей, потерей и повреждением материальных ценностей, наносят значительный ущерб экономике. Снижение вероятности возникновения дорожно-транспортных происшествий (повышение активной безопасности) в большей степени зависит от эффективности тормозной системы автомобиля, т.е. от его тормозных свойств.
Тормозные свойства — это совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившиеся скорости при движении под уклон и др.
Тормозной режим — это режим, при котором ко всем или нескольким колесам подводятся тормозные моменты, а торможение — это процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвижным относительно опорной поверхности.
Значительная часть аварий происходит из-за неисправности тормозной системы. Особенно тяжелые последствия вызывает неправильная регулировка или выход из строя одного из тормозных механизмов. В этом случае автомобиль заносит, и он теряет устойчивость. Следует отметить, что тягово-скоростные и тормозные свойства связаны между собой. Чем выше скорость автомобиля, тем больше внимания необходимо уделять безопасности движения, и тем лучше должны быть тормозные свойства автомобиля.
Тормозные свойства автомобиля могут обеспечиваться следующими тормозными системами:
- рабочая, предназначенная для торможения в любых условиях эксплуатации;
- запасная, предназначенная для остановки автомобиля в случае отказа рабочей тормозной системы (обычно используется контур рабочей тормозной системы с обеспечением не менее 30 % эффективности рабочей системы);
- стояночная, предназначенная для удержания автомобиля полной массы на уклоне не менее 16 % (в снаряженном состоянии уклон не менее 23 % — для легковых автомобилей и автобусов, 31% — для грузовых автомобилей и автопоездов) при усилии на рычаге ручного включения этой системы не более 392 Н;
- вспомогательная (тормоза-замедлители), предназначенная для длительного торможения на затяжных спусках без использования других тормозных систем.
Вспомогательная тормозная система применяется для исключения интенсивного изнашивания и перегрева тормозных механизмов на затяжных спусках.
Если торможение связано с регулированием скорости движения автомобиля, то такое торможение называется рабочим (обычно ускорение замедления на сухом асфальтобетонном покрытии составляет не более 3 м/с2). Торможение с целью обеспечения максимально быстрой остановки называется экстренным. Экстренное торможение в связи с угрозой аварии называется аварийным.
Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/tormoznaya-sistema/tormozny-e-svojstva/
Тормозные свойства автомобиля
Тормозные свойства относятся к важнейшим из эксплуатационных свойств, определяющих активную безопасность автомобиля.
Оценочными показателями эффективности рабочей и запасной тормозных систем являются установившееся замедление jуст, соответствующее движению автомобиля при постоянном усилии воздействия на тормозную педаль, и минимальный тормозной путь Sт – расстояние, проходимое автомобилем от момента нажатия на педаль до остановки.
Нормативные значения оценочных показателей, назначают из условий соответствия их параметрам лучших моделей с учетом перспектив развития в зависимости от категорий автотранспортных средств.
Для рабочей тормозной системы новых автомобилей всех категорий нормативные значения jуст и Sт устанавливаются соответственно двум типам испытаний. Испытания типа О, когда температура, измеренная вблизи поверхности трения тормозного барабана или диска менее 100 о С (холодные тормоза) и испытания типа I – тормозные механизмы разогреты по ГОСТированной методике (горячие тормоза).
Нормативные значения jуст для испытаний типа О новых автотранспортных средств приведены ниже в таблице 2.
Таблица 2. Нормативные значения установившегося замедления
| Категория | М1 | М2 , М3 | N1 | N2 | N3 |
| Начальная скорость торможения, км/ч | |||||
| jуст, м/с 2 , не менее: | |||||
| рабочей тормозной системы | — | 5.5 | — | ||
| запасной тормозной системы | 2.9 | 2.5 | — | 2.2 | — |
Расчетный метод оценки тормозных свойств основывается на анализе процесса торможения одиночного автомобиля при экстренном торможении. Установившееся замедление определяется из выражения:
где g = 9.8 — ускорение свободного падения, м/с 2 ; j- коэффициент сцепления шин с дорогой (прил. 3); Кэ— коэффициент эффективности торможения (прил. 7).
Тормозной путь автомобиля в зависимости от скорости начала торможения, можно найти по формуле:
где t2 –время срабатывания тормозного привода. Для гидравлического привода легковых автомобилей t2=0.2 с, грузовых автомобилей t2 = 0.4 с.;для пневматического привода – t2 = 0.4 с;
t3 – время нарастания замедления, с (прил. 8);
Vн –скорость движения автомобиля перед торможением, км/ч.
Топливная экономичность.
Топливной экономичностью называют совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.
Топливная экономичность автомобиля в значительной степени определяется такими показателями двигателя, как часовой расход топлива Gт кг/ч — масса топлива, расходуемого в один час, и удельный расход топлива qе, г/кВт*ч – масса топлива, расходуемого в один час на единицу мощности двигателя.
Основным измерителем топливной экономичности автомобиля в нашей стране и в большинстве европейских стран является расход топлива в литрах на 100 км пройденного пути (путевой расход) Qs, л.
Если известен часовой расход топлива двигателя и скорость движения автомобиля, то расход топлива в литрах на 100 км пробега выразится в виде следующей зависимости:
Qs = , (7.1)
где qе — удельный расход топлива, г/кВт ч; gт — плотность топлива, кг/л, (для бензина gт = 0, 725 кг/л; для дизельного топлива gт = 0.825 кг/л.); Nе – мощность двигателя, потребная для движения автомобиля в заданных условиях.
При расчете путевого расхода топлива следует учесть, что удельный расход топлива qe является величиной переменной, зависящей от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.
Пример выполнения расчета.
Требуется выполнить проектировочный тяговый расчет и определить основные эксплуатационные свойства автомобиля.
Задание на проектирование и выбор исходных данных.
Техническим заданием на проектирование задаются следующие данные:
тип автомобиля – грузовой;
номинальная грузоподъемность – 1.5 т;
область использования – дороги I – IV категорий;
максимальная скорость движения – 120 км/ч;
тип двигателя – карбюраторный;
тип трансмиссии – механическая, пятиступенчатая коробка перемены передач (четвертая – прямая, пятая – повышающая);
колесная формула – 4 х 2.
Дополнительно необходимо определить или выбрать следующие параметры.
1. Полная масса автомобиля.
Для современных грузовых автомобилей данного класса можно принять коэффициент снаряженной массы hс = 1.1 (Рис.1). Исходя из этого снаряженная масса автомобиля определяется из выражения (1.1):
mc = mг * 1.1 = 1500 * 1.1 = 1650 кГ.
Тогда полная масса автомобиля находится как
mа = mг + mс = 1500 + 1650 = 3150 кГ » 3200 кГ
2. Шины автомобиля;
Шины выбираем по нагрузке на наиболее нагруженных колесах. Для автомобилей, предназначенных для движения по дорогам I — IV категорий, распределение нагрузки но осям происходит следующим образом:
mз = 0.7 mа = 0.7 * 3200 = 2240 кГ
— на переднюю ось
Выбираем шины 175 R16С ( Прил. 1), для которых радиус качения rк = 0.345 м.
3. Коэффициент обтекаемости и лобовая площадь.
Коэффициент обтекаемости kв и лобовую площадь F можно выбрать исходя из предварительной эскизной компоновки или по аналогии с существующими автомобилями родственного типа (Прил. 4 ): сх = 0.55, F = 3.3 м 2 .
Источник статьи: http://infopedia.su/12x3b6a.html