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
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