Измерители тормозных свойств
Измерителями тормозных свойств автомобиля являются замедление при торможении jз, м/с 2 , время торможения tтор, с, и тормозной путь Sтop,м.Наиболее важное значение из указанных измерителей имеют замедление и тормозной путь.
Нагрузка на автомобиль оказывает существенное влияние на его тормозные свойства. Поэтому в процессе эксплуатации для проверки эффективности тормозных механизмов в качестве измерителей используют максимально допустимый тормозной путь и минимально допустимое замедление автомобиля без нагрузки и с полной нагрузкой.
Нормативные значения измерителей тормозных свойств автомобиля без нагрузки при торможении на сухой асфальтовой горизонтальной дороге регламентированы правилами дорожного движения.
Уравнение движения при торможении
Уравнение движения автомобиля выведем для случая торможения на горизонтальной дороге (рис. 7.1). Спроецируем все силы, действующие на автомобиль, на плоскость дороги и получим следующее уравнение движения при торможении:
Замедление при торможении определим из этого уравнения, представив его в следующем виде:
,
Рис. 7.1. Силы, действующие на автомобиль при торможении откуда
Значение замедления зависит от режима торможения автомобиля. При эксплуатации применяется экстренное (аварийное) и служебное торможение.
Экстренное торможение
Экстренным называется режим торможения, при котором тормозные силы на колесах автомобиля достигают максимально возможного значения по сцеплению.
При этом колесо находится на грани юза (полного скольжения), но еще катится с некоторым проскальзыванием. Как показали исследования, максимальное значение тормозной силы на колесе достигается при его 15. 30%-ном проскальзывании.
Экстренное торможение применяется сравнительно редко и обычно составляет 3. 5% общего числа торможений. При экстренном торможении замедление достигает наибольшего значения и на сухом асфальтобетоне составляет 7,5. 8 м/с 2 . Экстренное торможение очень неприятно для сидящих пассажиров и опасно для стоящих. Оно вызывает повышенный износ шин и тормозных механизмов. При экстренном торможении для увеличения замедления необходимо уменьшить влияние вращающихся масс, поэтому двигатель отключается от трансмиссии при помощи сцепления. Процесс торможения осуществляется только тормозной системой.
При экстренном торможении скорость автомобиля резко падает, поэтому влияние силы сопротивления воздуха незначительно. Уравнение движения автомобиля при экстренном торможении принимает следующий вид:
Так как при экстренном торможении касательные реакции дороги на передних и задних колесах имеют максимально возможные значения по сцеплению, то
 |
С учетом этого выражения для горизонтальной дороги и современных автомобильных дорог, имеющих небольшие уклоны, при экстренном торможении замедление
где φx — коэффициент сцепления колес с дорогой.
| Рис. 7.2. Зависимости замедления Уз, времени торможения tTOp, тормозного STop и остановочного So путей автомобиля от скорости движения v |
Если во время торможения значение коэффициента сцепления колес с дорогой не изменяется, то замедление не зависит от скорости в течение всего периода торможения (рис. 7.2).
Время торможения
Для определения времени торможения представим замедление в следующем виде:
Проинтегрировав последнее выражение, определим время торможения:
где vHи vK — значения скорости автомобиля соответственно в начале и конце торможения, выраженные в м/с, или
При торможении автомобиля до полной остановки, когда vк = = 0, время торможения
Из этого выражения следует, что время торможения автомобиля связано линейной зависимостью со скоростью (см. рис. 7.2).
Тормозной путь
Тормозным называется путь, проходимый автомобилем за время полного торможения, в течение которого замедление имеет максимальное значение.
Используя соотношения 
и 
, выражение для
dS представим в виде 
.
Проинтегрировав это выражение, найдем тормозной путь:
При торможении до полной остановки
Из этого выражения видно, что тормозной путь автомобиля характеризуется квадратичной зависимостью от скорости. При возрастании начальной скорости тормозной путь быстро увеличивается (см. рис. 7.2).
Источник статьи: http://infopedia.su/11x633c.html
Измерители эффективности тормозных систем автомобилей дорожным методом
Эффективность действия тормозных систем автомобиля в определенных условиях проверяется с помощью специальных измерителей — деселерометров или деселерографов. Такие измерители применяются при отсутствии тормозных стендов и в полевых условиях.
Замедление автомобиля измеряют на горизонтальном участке дороги с ровным, сухим, чистым цементо- или асфальтобетонным покрытием. Транспортное средство в снаряженном состоянии разгоняют и резко тормозят однократным нажатием на педаль ножного тормоза. Принцип работы деселерометра заключается в фиксации пути перемещения подвижной инерционной массы прибора относительно его корпуса, неподвижно закрепленного на автомобиле. Это перемещение происходит под действием возникающей при торможении автомобиля силы инерции, которая пропорциональна его замедлению. Инерционной массой деселеро-метра могут служить поступательно движущийся груз, маятник, жидкость или датчик ускорения, а измерителем — стрелочное устройство, шкала, сигнальная лампа, самописец, компостер и пр. Для обеспечения устойчивости показаний деселерометр снабжают демпфером (жидкостным, воздушным, пружинным), а для удобства измерений — механизмом, фиксирующим максимальное замедление.
Наиболее широко распространенным измерителем эффективности тормозных систем автомобилей является измеритель «Эффект».
Рис. Общий вид измерителя эффективности тормозных систем «Эффект» (Россия): 1 — ручка зажима; 2 — индикатор; 3 — зажим; 4 — кнопка включения питания «Вкл.»; 5 — кнопка «Ввод»; 6 — кнопка «Выбор»; 7 — кнопка «Отмена»; 8 — присоска; 9 — приборный блок; 10 — гнездо для подключения принтера (компьютера); 11 — разъем кабеля датчика усилия; 12 — разъем кабеля питания; 13 — датчик усилия; 14 — разъем кабеля принтера; 15 — разъем для подключения к гнезду прикуривателя; 16 — кнопка включения питания принтера; 17 — принтер
Прибор определяет установившееся замедление jуст, пиковое значение усилия нажатия на педаль Рп, длину тормозного пути вт, время срабатывания тормозной системы tcp, начальную скорость торможения V0 и линейное отклонение транспортного средства, а также производит пересчет нормы тормозного пути к реальной начальной скорости торможения.
Для проверки эффективности тормозной системы прибор крепится на стекле правой или левой двери автомобиля. Стрелка расположения прибора должна совпадать с направлением движения проверяемого автомобиля. На педаль тормозной системы устанавливается датчик усилия. Кабель датчика подключается к приборному блоку в зависимости от используемого источника (бортовой сети автомобиля или аккумуляторной батареи, входящей в комплект прибора). Прибор имеет возможность распечатывать информацию с помощью специального принтера.
После включения прибора вводится категория транспортного средства (М1, М2 и т.д.) в снаряженном состоянии или с полной массой, а также дата изготовления транспортного средства.
Для правильной ориентации в пространстве при установке на автомобиль прибор снабжен системой сигнализации о необходимости корректировки относительно горизонтального положения.
Прибор может работать в двух режимах:
- основной режим (измерение параметров эффективности тормозных систем);
- режим проверки работоспособности датчиков замедления в диапазоне 0…9,8 м/с2, линейного отклонения в диапазоне +9,8…-9,8 м/с2 и датчика усилия в диапазоне 0.100 кгс.
Для проверки эффективности действия тормозной системы автомобиля его разгоняют до скорости 40 км/ч (мотоцикл или мопед — до скорости 30 км/ч) и затормаживают в режиме экстренного торможения однократным нажатием на тормозную педаль при отсоединенном от трансмиссии двигателе, отключенных приводах дополнительных ведущих мостов и разблокированных трансмиссионных дифференциалах.
После проведения торможения прибор выдает следующие значения:
- Si — длина тормозного пути
- Sn — пересчитанная норма тормозного пути
- jуст — установившееся замедление
- V0 — начальная скорость торможения
- t — время срабатывания тормозной системы
- F — усилие нажатия на педаль
- L — линейное отклонение
Прибор оборудован последовательным портом для связи с компьютером и передачи результатов измерений и формирования базы данных, а также оформления протоколов проверки рабочей тормозной системы методом дорожных испытаний с дополнительным программным обеспечением «Эффект».
Результаты измерений могут быть представлены в цифровом или графическом виде, наглядно показывающем динамику изменения замедления, усилия нажатия на педаль и ускорения линейного отклонения в процессе торможения.
При работе прибора в линии технического контроля результаты измерений передаются в базу данных компьютера.
Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/diagnostirovanie/izmeriteli-e-ffektivnosti-tormozny-h-sistem-avtomobilej-dorozhny-m-metodom/
Тормозные свойства автомобиля
Торможение автомобиля — это процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению АТС.
Под этим понятием определяют свойства автомобиля снижать скорость движения по желанию водителя, при необходимости быстро останавливаться, а также удерживать на уклоне во время стоянки.
Торможение автомобиля имеет большое значение для безопасности движения и зависит от его тормозных качеств. Эту роль выполняет тормозная система, предназначенная для постоянного пользования во время движения автомобиля.
Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля от самопроизвольного движения во время стоянки.
Тормоза современного автомобиля могут развивать тормозные силы, значительно превышающие силы сцепления шин с дорогой. В некоторых случаях для удержания автомобиля на стоянке водители включают вместо стояночного тормоза одну из низших передач. Но на автомобилях с дизельным двигателем применять такой способ в любых ситуациях категорически запрещено.
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.
Эффективность торможения оценивается по тормозному пути и величине замедления.
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).
- Время реакции водителя — от 0,2 до 1,5 сек и более.
- Средняя величина (расчетная) — 0,8 сек.
- Время срабатывания тормозного привода — 0,2 — 0,4 сек для гидравлики и 0,6 — 0,8 сек для пневматического тормоза.
Безопасное движение возможно только при учете водителем всех факторов, от которых зависит торможение автомобиля.
Тормозные свойства автомобиля — это совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, npij действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимально установившиеся скорости при движении под уклон.
Тормозные свойства зависят от эффективности тормозной системы, ее конструктивного исполнения (типа тормозных механизмов, антиблокировочной системы тормозов), управляемости, устойчивости, плавности хода автомобиля.
Рабочая тормозная система — это тормозная система, предназначенная для снижения скорости АТС.
Стояночная тормозная система — это тормозная система, предназначенная для удержания АТС неподвижным.
Запасная тормозная система — это тормозная система, предназначенная для снижения скорости АТС при выходе из строя рабочей тормозной системы.
Безопасность движения автомобиля регламентируется внутригосударственными и международными нормативными и техническими документами.
Показатели безопасности автомобилей устанавливаются при исследовании эффективности тормозных сил рабочей, стояночной и запасной тормозных систем.
Показателями безопасности являются:
— установившееся замедление, соответствующее движению автомобиля при постоянном усилии воздействия на тормозную педаль;
— минимальный тормозной путь — расстояние, проходимое автомобилем от момента нажатия на педаль до остановки.
Для рабочей тормозной системы новых моделей автомобилей всех категорий тормозной путь и установившееся замедление исследуются экспериментально при «холодных» и «горячих» тормозах.
В ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» даны следующие термины, характеризующие работу тормозной системы. —
Время срабатывания тормозной системы — это интервал времени от начала торможения до момента, в который замедление транспортного средства принимает установившееся значение при проверках в дорожных условиях, либо до момента, в который тормозная сила при проверках на стендах или принимает максимальное значение, или происходит блокировка колеса транспортного средства на роликах стенда. При проверках на стендах измеряют время срабатывания по каждому из колес транспортного средства.
Время запаздывания тормозной системы — это интервал времени от начала торможения до момента появления замедления (тормозной силы).
Время нарастания замедления — интервал времени монотонного роста замедления до момента, в который замедление принимает установившееся значение.
Эффективность торможения — мера торможения, характеризующая способность тормозной системы создавать необходимое искусственное сопротивление движению транспортного средства.
Эффективность торможения до полной остановки автомобиля зависит от силы сцепления колес с дорожным покрытием. На дорогах с асфальтовым или бетонным покрытиями коэффициент продольного сцепления определяется совокупностью коэффициентов трения покоя и скольжения с различными скоростями в различных точках контакта. При полном скольжении или буксовании коэффициент сцепления является коэффициентом трения скольжения.
Коэффициент сцепления колеса с опорной поверхностью — это отношение результирующей продольной и поперечной сил реакций опорной поверхности, действующих в контакте колеса с опорной поверхностью, к величине нормальной реакции опорной поверхности на колесо.
На коэффициент сцепления влияют тип и состояние дороги (табл.), износ протектора шины, давление воздуха в шине, нормальная нагрузка на колесо.
Средние значения коэффициентов продольного сцепления при оптимальном и 100% скольжениях приведены в таблице
Таблица Коэффициенты продольного сцепления колеса и дороги
| Тип и состояние дороги | Коэффициент продольного сцепления (φх опт ) | Коэффициент продольного сцепления (φх 100%) |
| Сухой асфальт и бетон | 0,8-0,9 | 0,7-0,8 |
| Мокрый асфальт | 0,5-0,7 | 0,45-0,6 |
| Мокрый бетон | 0,75-0,8 | 0,65-0,7 |
| Гравий | 0,55-0,65 | 0,5-0,55 |
| Грунтовая дорога сухая | 0,65-0,7 | 0,6-0,65 |
| Грунтовая дорога мокрая | 0,5-0,55 | 0,4-0,5 |
| Уплотненный снег | 0,15-0,2 | 0,15 |
| Лед | 0,1 | 0,07 |
Износ шины снижает коэффициент продольного сцепления на мокрой дороге. Отертый рисунок протектора шины имеет сниженное сечение поверхности канавок и снижает водоотвод. Водяная пленка уменьшает коэффициент продольного сцепления с опорной поверхностью (φх ) до 0,15-0,2.
При наличии на поверхности дороги воды подъемная сила может стать равной нормальной нагрузке, при этом вода разъединяет шину с дорогой, возникает глиссирование.
Увеличение давления воздуха в шине на сухих и чистых дорогах уменьшает коэффициент сцепления, а на мокрых и грязных дорогах с твердым покрытием повышает (за счет увеличения в контактной области удельной нагрузки, обеспечивающей выдавливание грязи).
Эффективность процесса торможения зависит от последовательности и равномерности распределения тормозных сил между колесами.
Тормозная сила — это сила сопротивления движению автомобиля, созданная в результате действия тормозных механизмов.
Эффективность торможения зависит от правильного распределения тормозных сил на колеса. Это свойство характеризуется коэффициентом распределения тормозных сил (βт).
βт = Ртор1 : (Ртор1 + Ртор2)
где Ртор1 — сопротивление движению автомобиля, создаваемое тормозными механизмами переднего моста;
Ртор2 — сопротивление движению автомобиля, создаваемое тормозными механизмами заднего моста.
Тормозные силы должны быть распределены так, чтобы обеспечивать максимальную эффективность и устойчивость автомобиля при торможении. Это обеспечивается подбором размеров колесных тормозных цилиндров, тормозов разной эффективности.
Для получения переменных значений коэффициента распределения тормозных сил в системе торможения колес передней оси используются более эффективные дисковые тормоза, задней оси — барабанные, с ограничителем тормозных сил.
Эффективность и надежность тормозной системы зависят от правильного использования различных способов торможения.
Источник статьи: http://studopedia.ru/1_90203_tormoznie-svoystva-avtomobilya.html