Установившееся замедление автомобиля при торможении. Показатели тормозной динамичности автомобиля

2.4. Досмотр транспортного средства Досмотр транспортного средства любого вида – это обследование транспортного средства, проводимое без нарушения его конструктивной целостности. Для того, что бы произвести осмотр вашего автомобиля у сотрудника милиции должны быть

ПРИМЕР №1.

Установить замедление и скорость автомобиля перед началом торможения на сухом асфальтобетонном покрытии, если длина следов торможения всех колес составляет 10 м, время нарастания замедления 0,35 с, установившееся замедление 6,8 м/с 2 , база автомобиля 2,5 м, коэффициент сцепления – 0,7.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации в соответствии с зафиксированным следом скорость автомобиля перед началом торможения составляла примерно 40,7 км/ч:

j = g*φ = 9,81*0,70 = 6,8 м/с 2

В формуле обозначены:

t 3 = 0,35 с -- время нарастания замедления.

j = 6,8 м/с 2 -- установившееся замедление.

Sю = 10 м -- длина зафиксированного следа торможения.

L = 2,5 м -- база автомобиля.

ПРИМЕР №2.

Установить остановочный путь автомобиля ВАЗ-2115 на сухом асфальтобетонном покрытии, если: время реакции водителя 0,8 с; время запаздывания срабатывания тормозного привода 0,1 с; время нарастания замедления 0,35 с; установившееся замедление 6,8 м/с 2 ; скорость движения автомобиля ВАЗ-2115 - 60 км/ч, коэффициент сцепления – 0,7.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации остановочный путь автомобиля ВАЗ-2115 составляет примерно 38 м:

В формуле обозначены:

t 1 = 0,8 с -- время реакции водителя;

t 3 = 0,35 с -- время нарастания замедления;

j = 6,8 м/с 2 -- установившееся замедление;

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобиля ВАЗ-2115.

ПРИМЕР №3.

Определить остановочное время автомобиля ВАЗ-2114 на мокром асфальтобетонном покрытии, если: время реакции водителя 1,2 с; время запаздывания срабатывания тормозного привода 0,1 с; время нарастания замедления 0,25 с; установившееся замедление 4,9 м/с 2 ; скорость движения автомобиля ВАЗ-2114 50 км/ч.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации остановочное время автомобиля ВАЗ-2115 составляет 4,26 с:

В формуле обозначены:

t 1 = 1,2 с -- время реакции водителя.

t 3 = 0,25 с -- время нарастания замедления.

V = 50 км/ч -- скорость движения автомобиля ВАЗ-2114.

j = 4,9 м/с 2 -- замедление автомобиля ВАЗ-2114.

ПРИМЕР №4.

Определить безопасную дистанцию между движущимся впереди со скоростью автомобилем ВАЗ-2106 и автомобилем КАМАЗ, движущимся с той же скоростью. Для расчета принять следующие условия: включение стоп-сигнала от тормозной педали; время реакции водителя при выборе безопасной дистанции – 1,2 с; время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля КамАЗ – 0,2 с; время нарастания замедления автомобиля КамАЗ – 0,6 с; замедление автомобиля КамАЗ – 6,2 м/с 2 ; замедление автомобиля ВАЗ – 6,8 м/с 2 ; время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля ВАЗ – 0,1 с; время нарастания замедления автомобиля ВАЗ – 0,35 с.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации безопасная дистанция между автомобилями составляет 26 м:

В формуле обозначены:

t 1 = 1,2 с -- время реакции водителя при выборе безопасной дистанции.

t 22 = 0,2 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля КамАЗ.

t 32 = 0,6 с -- время нарастания замедления автомобиля КамАЗ.

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобилей.

j 2 = 6,2 м/с 2 -- замедление автомобиля КамАЗ.

j 1 = 6,8 м/с 2 -- замедление автомобиля ВАЗ.

t 21 = 0,1 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля ВАЗ.

t 31 = 0,35 с -- время нарастания замедления автомобиля ВАЗ.

ПРИМЕР №5.

Определить безопасный интервал между движущимися в попутном направлении автомобилями ВАЗ-2115 и КамАЗ. Скорость автомобиля ВАЗ-2115 – 60 км/ч, скорость автомобиля КамАЗ – 90 км/ч.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожной ситуации при попутном движении транспортных средств безопасный боковой интервал составляет 1,5 м:

В формуле обозначены:

V 1 = 60 км/ч - скорость движения автомобиля ВАЗ-2115.

V 2 = 90 км/ч - скорость движения автомобиля КамАЗ.

ПРИМЕР №6.

Определить безопасную скорость автомобиля ВАЗ-2110 по условиям видимости, если видимость в направлении движения составляет 30 метров, время реакции водителя при ориентировании в направлении движения – 1,2 с; время запаздывания срабатывания тормозного привода – 0,1 с; время нарастания замедления – 0,25 с; установившееся замедление – 4,9 м/с 2 .

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации безопасная скорость автомобиля ВАЗ-2110 по условию видимости в направлении движения составляет 41,5 км/ч:

В формулах обозначены:

t 1 = 1,2 с -- время реакции водителя при ориентировании в направлении движения;

t 2 = 0,1 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода;

t 3 = 0,25 с -- время нарастания замедления;

jа = 4,9 м/с 2 -- установившееся замедление;

Sв = 30 м -- расстояние видимости в направлении движения.

ПРИМЕР №7.

Установить критическую скорость движения автомобиля ВАЗ-2110 на повороте по условию поперечного скольжения, если радиус поворота составляет 50 м, коэффициент поперечного сцепления - 0,60; угол поперечного уклона дороги - 10 °

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожной ситуации критическая скорость движения автомобиля ВАЗ-2110 на повороте по условию поперечного скольжения составляет 74,3 км/ч:

В формуле обозначены:

R = 50 м -- радиус поворота.

ф У = 0,60 -- коэффициент поперечного сцепления.

b = 10 ° -- угол поперечного уклона дороги.

ПРИМЕР №8

Определить критическую скорость движения автомобиля ВАЗ-2121 на повороте радиусом 50 м по условию опрокидывания, если высота центра тяжести автомобиля – 0,59 м, колея автомобиля ВАЗ-2121 – 1,43 м, коэффициент поперечного крена подрессоренной массы – 0,85.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожной ситуации критическая скорость движения автомобиля ВАЗ-2121 на повороте по условию опрокидывания составляет 74,6 км/ч:

В формуле обозначены:

R = 50 м -- радиус поворота.

hц = 0,59 м -- высота центра тяжести.

В = 1,43 м -- колея автомобиля ВАЗ-2121.

q = 0,85 -- коэффициент поперечного крена подрессоренной массы.

ПРИМЕР №9

Определить тормозной путь автомобиля ГАЗ-3102 в условиях гололеда при скорости движения 60 км/ч. Загрузка автомобиля 50%, время запаздывания срабатывания тормозного привода – 0,1 с; время нарастания замедления – 0,05 с; коэффициент сцепления – 0,3.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации тормозной путь автомобиля ГАЗ-3102 составляет примерно 50 м:

В формуле обозначены:

t 2 = 0,1 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода;

t 3 = 0,05 с -- время нарастания замедления;

j = 2,9 м/с 2 -- установившееся замедление;

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобиля ГАЗ-3102.

ПРИМЕР №10

Определить время торможения автомобиля ВАЗ-2107 при скорости 60 км/ч. Дорожные и технические условия: укатанный снег, время запаздывания срабатывания тормозного привода – 0,1 с, время нарастания замедления – 0,15 с, коэффициент сцепления – 0,3.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации время торможения автомобиля ВАЗ-2107 составляет 5,92 с:

В формуле обозначены:

t 2 = 0,1 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода.

t 3 = 0,15 с -- время нарастания замедления.

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобиля ВАЗ-2107.

j = 2,9 м/с 2 -- замедление автомобиля ВАЗ-2107.

ПРИМЕР №11

Определить перемещение автомобиля КамАЗ-5410 в заторможенном состоянии при скорости 60 км/ч. Дорожные и технические условия: загрузка – 50%, мокрый асфальтобетон, коэффициент сцепления – 0,5.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации перемещение автомобиля КамАЗ-5410 в заторможенном состоянии составляет примерно 28 м:

j = g*φ = 9,81*0,50 = 4,9 м/с 2

В формуле обозначены:

j = 4,9 м/с 2 -- установившееся замедление;

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобиля КамАЗ-5410.

ПРИМЕР №12

На дороге шириной 4,5 м произошло встречное столкновение двух автомобилей - грузового ЗИЛ130-76 и легкового ГАЗ-3110 "Волга", Как установлено следствием, скорость грузо­вого автомобиля была примерно 15 м/с, легкового - 25 м/с.

При осмотре места ДТП зафиксированы тормозные следы. Задними шинами грузового автомобиля оставлен след юза длиной 16 м, задними шинами легкового автомобиля - 22 м. В результате следственного эксперимента установлено, что в момент, когда каждый из водителей имел техническую возможность обнаружить встречный автомобиль и оценить дорожную обстановку как опасную, расстояние между автомобилями было около 200 м. При этом грузовой автомобиль находился от места столкновения на удалении примерно 80 м, а легковой - 120 м.

Установить наличие технической возможности пред­отвратить столкновение автомобилей у каждого из водителей.

Для исследования приняты:

для автомобиля ЗИЛ-130-76:

для автомобиля ГАЗ-3110:

РЕШЕНИЕ:

1. Остановочный путь автомобилей:

грузового

Легкового

2. Условие возможности предотвращения столкновения присвоевременном реагировании водителей на препятствие:

Проверяем это условие:

Условие выполняется, следовательно, если бы оба водителя правильно оценили создавшуюся дорожную обстановку и одновре­менно приняли правильное решение, то столкновения удалось бы избежать. После остановки автомобилей между ними оставалось бы расстояние S = 200 - 142 = 58 м.

3.Скорость автомобилей в момент начала полного тор­можения:

грузового

легкового

4. Путь, пройденный автомобилями придвижении юзом (пол­номторможении):

грузового

легкового

5. Перемещение автомобилей от места столкновения в затор­моженном состоянии при отсутствии столкновения:

грузового

легкового

6.Условие возможности предотвращения столкновения у водителей автомобилей в создавшейся обстановке: для грузового автомобиля

Условие не выполняется. Следовательно, водитель автомобиля ЗИЛ-130-76 даже при своевременном реагировании на появление автомобиля ГАЗ-3110 не имел технической возможности предот­вратить столкновение.

для легкового автомобиля

Условие выполняется. Следовательно, водитель автомобиля ГАЗ-3110 при своевременном реагировании на появление автомо­биля ЗИЛ-130-76 имел техническую возможность предотвратить столкновение.

Вывод. Оба водителя несвоевременно реагировали на появ­ление опасности и оба затормозили с некоторым опозданием. (S" y д = 80 м > S" o = 49,5 м: S" y д = 120 м > S" o = 92,5 м). Однако только водитель легкового автомобиля ГАЗ-3110 в создавшейся обста­новке располагал возможностью предотвратить столкновение.

ПРИМЕР 13

Автобусом ЛАЗ-697Н, двигавшимся со скоростью 15 м/с, был сбит пешеход, шедший со скоростью 1,5 м/с. Удар пешеходу нанесен передней частью автобуса. Пешеход успел пройти по полосе движения автобуса 1,5 м. Полное перемещение пешехода 7,0 м. Ширина проезжей части в зоне ДТП равна 9,0 м. Определить возможность предотвращения наезда на пешехода путем объезда пешехода или экстренного торможения.

Для исследования приняты:

РЕШЕНИЕ:

Проверим возможность предотвращения наезда на пешехода путем объезда пешехода спереди и сзади, а также экстренного торможения.

1. Минимальный безопасный интервал при объезде пешехода

2. Ширина динамического коридора

3. Коэффициент маневра

4. Условие возможности выполнения маневра с учетом дорож­ной обстановки при объезде пешехода:

сзади

спереди

Объезд пешехода возможен лишь сзади (со стороны спины).

5. Поперечное смещение автобуса, необходимое для объезда пешехода со стороны спины:

6. Фактически необходимое продольное перемещение автобуса для его смещения в сторону на 2,0 м

7. Удаление автомобиля от места наезда на пешехода в момент возникновения опасной ситуации

6. Условие безопасного объезда пешехода:

Условие выполняется, Следовательно, водитель автобуса имел техническую возможность предотвратить наезд на пешехода путем его объезда со стороны спины.

7. Длина остановочного пуши автобуса

Так как S уд =70 м > S o = 37, б м, безопасность перехода пеше­хода можно было также обеспечить путем экстренного тормо­жения автобуса.

Вывод.Водитель автобуса имел техническую возможность предотвратить наезд на пешехода:

а) путем объезда пешехода со стороны спины (при неизменной скорости движения автобуса);

б) путем экстренного торможения с момента начала движения пешехода по проезжей части.

ПРИМЕР 14.

Автомобиль марки ЗИЛ-4331 в результате повреждения шины переднего левого колеса внезапно выехал на левую сторону проезжей части дороги, где произошло ло­бовое столкновение со встречным автомобилем марки ГАЗ-3110. Водители обоих автомобилей во избежание столкновения при­меняли торможение.

На разрешение эксперта поставлен вопрос: имели ли они техническую возможность предотвратить столкновение путем торможения.

Исходные данные:

- проезжая часть - асфальтированная, мокрая, горизон­тального профиля;

- расстояние от места столкновения до начала поворота автомобиля ЗИЛ-164 влево - S = 56 м;

- длина следа торможения от задних колес автомобиля ГАЗ-3110 - = 22,5 м;

- длина следа торможения автомобиля ЗИЛ-4331 до удара - = 10,8 м;

- длина следа торможения автомобиля ЗИЛ-4331 после удара до полной остановки - = 3 м;

- скорость движения автомобиля ЗИЛ-4331 перед проис­шествием –V 2 = 50 км/ч, скорость движения автомобиля ГАЗ-3110 не установлена.

Эксперт принял следующие значения технических величин, необходимых для расчетов:

- замедление автомобилей при экстренном торможении - j = 4м/с 2 ;

- время реакции водителей – t 1 = 0,8 с;

- время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля ГАЗ-3110 – t 2-1 = 0,1 с, автомобиля ЗИЛ-4331 – t 2-2 = 0,3 с;

- время нарастания замедления автомобиля ГАЗ-3110 - t 3-1 = 0,2 с, автомобиля ЗИЛ-4331 t 3-2 = 0,6 с;

- вес автомобиля ГАЗ-3110 – G 1 = 1,9 т, вес автомобиля ЗИЛ-4331 – G 2 = 8,5 т.

Торможение, целью которого является максимально быстрая остановка, называется экстренным. При экстренном торможении считается, что силы сцепления используются полностью, то есть силы торможения достигают максимального значения одновременно на всех колесах, коэффициенты сцепления j х на всех колесах одинаковы и неизменны за весь период торможения.

При таких допущениях процесс торможения может быть описан графиком зависимости j з = f(t) (рисунок 3.1), называемым тормозной диаграммой. Начало координат соответствует моменту обнаружения опасности. На диаграмму для лучшей иллюстративности наносят зависимость V = f(t) .

t рв - время, прошедшее от момента обнаружения опасности до начала торможения, называют временем реакции водителя. В зависимости от индивидуальных качеств, квалификации водителя, степени его утомления, дорожной обстановки и т. п. t рв может изменяться в пределах 0,2…1,5 с. При расчетах принимают среднее значение t рв = 0,8 с.

t с - время срабатывания тормозов, с:

Для дисковых тормозов с гидроприводом t с = 0,05…0,07 с;

Для барабанных тормозов с гидроприводом t с = 0,15…0,20 с;

Для барабанных тормозов с пневмоприводом t с = 0,2…0,4 с.

t н - время нарастания замедления, с:

Для легковых автомобилей t с = 0,05…0,07 с;

Для грузовых автомобилей с гидроприводом t н = 0,05…0,4 с;

Для грузовых автомобилей с пневмоприводом t н = 0,15…1,5 с;

Для автобусов t с = 0,2…1,3 с.

Максимальное замедление j з max при торможении достигается при достижении максимального усилия воздействия на тормозную педаль, поэтому считается, что сила торможения будет неизменной, а замедление также можно принять постоянным.

При экстренном торможении на горизонтальной дороге максимальное замедление по условиям сцепления можно определить по формуле:

j з max = j х ×g , м/с 2 . (3.1)

За время t н (время нарастания замедления) изменение замедления j з происходит пропорционально времени, то есть график j з = f(t н) - прямая линия.

t т – минимальное время торможения, с;

t р – время растормаживания (это время от начала отпускания тормозной педали до возникновения зазора между фрикционными элементами).

Построение тормозной диаграммы осуществляется в соответствии с выбранными масштабами времени t , скорости V и замедления j в прямоугольной системе координат, в соответствии с рисунком 3.1.

На участках t рв , t с скорость V остается равной V o – скорости в начале торможения; на участке t н величина скорости плавно снижается, а на участке t т изображается в виде прямой линии, так как замедление постоянное (V = V o - j з ×t , м/с).

Тормозная сила. При торможении элементарные силы трения, распределенные по поверхности фрикционных накладок, создают результирующий момент трения, т.е. тормозной момент М тор, направленный в сторону, противоположную вращению колеса. Между колесом и дорогой возникает тормозная сила Р тор .

Максимальная тормозная сила Р тор max равна силе сцепления шины с дорогой. Современные автомобили имеют тормозные механизмы на всех колесах. У двухосного автомобиля (рис. 2.16) максимальная тормозная сила, Н,

Проецируя все силы, действующие на автомобиль при торможении, на плоскость дороги, получим в общем виде уравнение движения автомобиля при торможении на подъеме:

Р тор1 + Р тор2 + Р к1 + Р к2 + Р п + Р в + Р т.д . + Р г – Р и = = Р тор + Р д + Р в + Р т.д . + Р г – Р п = 0,

где Р тор = Р тор1 + Р тор2 ; Р д = Р к1 + Р к2 + Р п – сила сопротивления дороги; Р т.д. – сила трения в двигателе, приведенная к ведущим колесам.

Рассмотрим случай торможения автомобиля только тормозной системой, когда сила Р т.д. = 0.

Учитывая, что скорость автомобиля во время торможения уменьшается, можно считать, что сила Р в ≈ 0. В связи с тем что сила Р г мала по сравнению с силой Р тор ею также можно пренебречь, особенно при экстренном торможении. Принятые допущения позволяют написать уравнение движения автомобиля при торможении в следующем виде:

Р тор + Р д – Р п = 0.

Из этого выражения после преобразования получим уравнение движения автомобиля при торможении на негоризонтальном участке дороги:

φ х + ψ – δ н a з /g = 0,

где φ х – коэффициент продольного сцепления шин с дорогой, ψ – коэффициент сопротивления дороги; δ н – коэффициент учета вращающихся масс на негоризонтальном участке дороги (при накате); a з – ускорение торможения (замедления).

В качестве измерителей тормозной динамичности автомобиля используют замедление а з при торможении и тормозной путь S тор , м. Время t тор, с, используют в качестве вспомогательного измерителя при определении остановочного пути S о.

Замедление при торможении автомобиля. Замедление при торможении определяют по формуле

а з = (Р тор + Р д + Р в + Р г)/(δ вр m ).

Если тормозные силы на всех колесах достигли значения сил сцепления, то, пренебрегая силами Р в и Р г

a з = [(φ х + ψ) / ψ вр ] g .

Коэффициент φ х обычно значительно больше коэффициента ψ, поэтому в случае полного торможения автомобиля величиной ψв выражении можно пренебречь. Тогда

a з = φ х g /δ вр ≈ φ х g .

Если во время торможения коэффициент φ х не изменяется, то замедление а з не зависит от скорости автомобиля.

Время торможения. Остановочное время (общее время торможения) – это время от момента обнаружения водителем опасности до полной остановки автомобиля. Общее время торможения включает в себя несколько отрезков:

1) время реакции водителя t р – время, в течение которого водитель принимает решение о торможении и переносит ногу с педали подачи топлива на педаль рабочей тормозной системы (в зависимости от его индивидуальных особенностей и квалификации составляет 0,4...1,5 с);

2) время срабатывания тормозного привода t пр – время от начала нажатия на тормозную педаль до начала замедления, т.е. время на перемещение всех подвижных деталей тормозного привода (в зависимости от типа тормозного привода и его технического состояния составляет 0,2...0,4 с для гидропривода, 0,6...0,8 с для пневмопривода и 1...2 с для автопоезда с пневмоприводом тормозов);

3) время t у, в течение которого замедление увеличивается от нуля (начало действия тормозного механизма) до максимального значения (зависит от интенсивности торможения, нагрузки на автомобиль, типа и состояния дорожного покрытия и тормозного механизма);

4) время торможения с максимальной интенсивностью t тор. Определяют по формуле t тор = υ/a з max – 0,5t у.

В течение времени t р + t пр автомобиль движется равномерно со скоростью υ, в период t y – замедленно, а в течение времени t тор – замедленно до полной остановки.

Графическое представление о времени торможения, изменении скорости, замедлении и остановке автомобиля дает диаграмма (рис. 2.17, а).

Чтобы определить остановочное время t о , необходимое для остановки автомобиля с момента возникновения опасности, нужно суммировать все названные выше отрезки времени:

t о = t р + t пр + t у + t тор = t р + t пр + 0,5t у + υ/a з max = t сум + υ/a з max ,

где t сум = t р + t пр + 0,5t у.

Если тормозные силы на всех колесах автомобиля одновременно достигают значения сил сцепления, то, принимая коэффициент δ вр = 1, получим

t о = t сум + υ/(φ х g ).

Тормозной путь – это расстояние, которое автомобиль проходит за время торможения t тор с максимальной эффективностью. Этот параметр определяют, используя кривую t тор = f(υ) и считая, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется равнозамедленно. Примерный вид графика зависимости пути S тор от скорости с учетом сил Р к , Р в, Р т и без учета этих сил показан на рис. 2.18, а.

Расстояние, необходимое для остановки автомобиля с момента возникновения опасности (длину так называемого остановочного пути), можно определить, если принять, что замедление изменяется так, как показано на рис. 2.17, а.

Остановочный путь условно можно разделить на несколько отрезков, соответствующих отрезкам времени t р, t пр, t у, t тор:

S о = S р + S пр + S у + S тор.

Путь, пройденный автомобилем за время t р + t пр движения с постоянной скоростью υ, определяют так:

S р + S пр =υ (t р + t пр) .

Принимая, что при уменьшении скорости от υдо υ"автомобиль движется с постоянным замедлением а ср = 0,5 а з m ах, получим путь, пройденный автомобилем за это время:

ΔS у = [υ 2 – (υ") 2 ] / а з m ах.

Тормозной путь при уменьшении скорости от υ"до нуля во время экстренного торможения

S тор = (υ") 2 / (2а з m ах) .

Если тормозные силы на всех колесах автомобиля одновременно достигли значений сил сцепления, то при Р т.д. = Р в = Р г = 0 тормозной путь автомобиля

S тор = υ 2 / (2φ х g ).

Тормозной путь прямо пропорционален квадрату скорости автомобиля в момент начала торможения, поэтому при увеличении начальной скорости тормозной путь возрастает особенно быстро (см. рис. 2.18, а).

Таким образом, остановочный путь можно определить так:

S о = S р + S пр + S у + S тор = υ (t р + t пр) + [υ 2 – (υ") 2 ] / а з m ах + (υ") 2 / (2 а з m ах) =

= υ t сум + υ 2 / (2а з m ах) = υ t сум + υ 2 / (2φ х g ).

Остановочный путь, как и остановочное время, зависит от большого числа факторов, основными из которых являются:

скорость движения автомобиля на момент начала торможения;

квалификация и физическое состояние водителя;

тип и техническое состояние рабочей тормозной системы автомобиля;

состояние дорожного покрытия;

загруженность автомобиля;

состояние шин автомобиля;

способ торможения и т.д.

Показатели интенсивности торможения. Для проверки эффективности действия тормозной системы в качестве показателей используют наибольший допустимый тормозной путь и наименьшее допустимое замедление в соответствии с ГОСТ Р 41.13.96 (для новых автомобилей) и ГОСТ Р 51709–2001 (для автомобилей, находящихся в эксплуатации). Интенсивность торможения легковых автомобилей и автобусов по условиям безопасности движения проверяют без пассажиров.

Наибольший допустимый тормозной путь S тор, м, при движении с начальной скоростью 40 км/ч на горизонтальном участке дороги с ровным, сухим, чистым цементо- или асфальтобетонным покрытием имеет следующие значения:

легковые автомобили и их модификации для перевозки грузов……….14,5

автобусы с полной массой:

до 5 т включительно…………….…………………………18,7

более 5 т…………………………………...………………19,9

грузовые автомобили с полной массой

до 3,5 т включительно…………….………….….………..19

3,5... 12 т включительно………………………………..…18,4

более 12 т………………………………………………..…17,7

автопоезда с автомобилями-тягачами с полной массой:

до 3,5 т включительно…………………….………………22,7

3,5... 12 т включительно……………………………….….22,1

более 12 т……………………………………….…………21,9

Распределение тормозной силы между мостами автомобиля. При торможении автомобиля сила инерции Р и, (см. рис. 2.16), действуя на плече h c , вызывает перераспределение нормальных нагрузок между передними и задними мостами; нагрузка на передние колеса увеличивается, а на задние – уменьшается. Поэтому нормальные реакции R z 1 и R z 2 , действующие соответственно на передние и задние мосты автомобиля во время торможения, значительно отличаются от нагрузок G 1 и G 2 , которые воспринимают мосты в статическом состоянии. Эти изменения оценивают коэффициентами изменения нормальных реакций m р1 , и m р2 , которые для случая торможения автомобиля на горизонтальной дороге определяют по формулам

m р1 = 1 + φ х h c / l 1 ; m р2 = 1 – φ х h c / l 2 .

Следовательно, нормальные реакции дороги

R z 1 = m р1 G 1 ; R z 2 = m р2 G 2 .

Во время торможения автомобиля наибольшие значения коэффициентов изменения реакций находятся в следующих пределах:

m р1 = 1,5...2; m р2 = 0,5...0,7.

Максимальную интенсивность торможения можно обеспечить при условии полного использования сцепления всеми колесами автомобиля. Однако тормозная сила между мостами может распределяться неравномерно. Такую неравномерность характеризует коэффициент распределения тормозной силы между передними и задними мостами:

β о = Р тор1 / Р тор = 1 – Р тор2 / Р тор.

Этот коэффициент зависит от различных факторов, из которых основными являются: распределение веса автомобиля между его осями; интенсивность торможения; коэффициенты изменения реакций; виды колесных тормозных механизмов и их техническое состояние и т.д.

При оптимальном распределении тормозной силы передние и задние колеса автомобиля могут быть доведены до блокировки одновременно. Для этого случая

β о = (l 1 + φ о h c) / L.

Большинство тормозных систем обеспечивает неизменное соотношение между тормозными силами колес переднего и заднего мостов (Р тор1 и Р тор2 ), поэтому суммарная сила Р тор может достигнуть максимального значения только на дороге с оптимальным коэффициентом φ о. На других дорогах полное использование сцепного веса без блокировки хотя бы одного из мостов (переднего или заднего) невозможно. Однако в последнее время появились тормозные системы с регулированием распределения тормозных сил.

Распределение общей тормозной силы между мостами не соответствует нормальным реакциям, изменяющимся во время торможения, поэтому фактическое замедление автомобиля оказывается меньше, а время торможения и тормозной путь больше теоретических значений этих показателей.

Для приближения результатов расчета к экспериментальным данным в формулы вводят коэффициент эффективности торможения К э , который учитывает степень использования теоретически возможной эффективности тормозной системы. В среднем для легковых автомобилей К э = 1,1...1,2; для грузовых автомобилей и автобусов К э = 1,4...1,6. В этом случае расчетные формулы имеют следующий вид:

a з = φ х g / К э;

t о = t сум + К э υ/(φ х g );

S тор = К э υ 2 / (2φ х g );

S о = υ t сум + К э υ 2 / (2φ х g ).

Способы торможения автомобиля. Совместное торможение тормозной системой и двигателем. Такой способ торможения применяют с целью избежать перегрева тормозных механизмов и ускоренного изнашивания шин. Тормозной момент на колесах создается одновременно тормозными механизмами и двигателем. Так как в этом случае нажатию на тормозную педаль предшествует отпускание педали подачи топлива, то угловая скорость коленчатого вала двигателя должна была бы уменьшиться до угловой скорости холостого хода. Однако на самом деле ведущие колеса через трансмиссию принудительно вращают коленчатый вал. В результате появляется дополнительная сила Р тд сопротивления движению, пропорциональная силе трения в двигателе и вызывающая замедление автомобиля.

Инерция маховика противодействует тормозящему действию двигателя. Иногда противодействие маховика оказывается больше тормозящего действия двигателя, вследствие чего интенсивность торможения несколько снижается.

Совместное торможение рабочей тормозной системой и двигателем более эффективно, чем торможение только тормозной системой, если замедление при совместном торможении a зс больше, чем замедление при торможении с отсоединенным двигателем a з, т.е. a зс > a з.

На дорогах с малым коэффициентом сцепления совместное торможение повышает поперечную устойчивость автомобиля по условиям заноса. При торможении в аварийных ситуациях сцепление полезно выключить.

Торможение с периодическим прекращением действия тормозной системы. Заторможенное нескользящее колесо воспринимает большую тормозную силу, чем при движении с частичным проскальзыванием. В случае свободного качения угловая скорость колеса ω к, радиус r к и поступательная скорость υ к движения центра колеса связаны зависимостью υ к = ω к r к . У колеса, движущегося с частичным проскальзыванием (υ* ≠ ω к r к), это равенство не соблюдается. Разность скоростей υ к и υ*определяет скорость скольжения υ ск , т. е. υ ск = υ –ω к r к.

Степень проскальзывания колес определяется как λ = υ ск / υ к . Ведомое колесо нагружено только силами сопротивления движению, поэтому касательная реакция невелика. Приложение к колесу тормозного момента вызывает увеличение касательной реакции, а также увеличение деформации и упругого проскальзывания шины. Коэффициент сцепления шины с дорожной поверхностью повышается пропорционально проскальзыванию и достигает максимума при проскальзывании около 20...25 % (рис. 2.19, а – точка В ).

Рабочий процесс поддержания максимального сцепления шины с дорожным покрытием иллюстрирует график (рис. 2.19, б ). При увеличении тормозного момента (участок ОА) угловая скорость колеса уменьшается. Для того чтобы не дать колесу остановиться (заблокироваться), тормозной момент уменьшают (участок CD). Инерционность механизма регулирования давления в тормозном приводе приводит к тому, что процесс уменьшения давления происходит с некоторым запаздыванием (участок AQ) . На участке ЕF давление на некоторое время стабилизируется. Рост угловой скорости колеса требует нового увеличения тормозного момента (участок GА) до значения, соответствующего 20...25 % величины проскальзывания.

В начале скольжения увеличивается замедление колеса и нарушается линейная пропорциональность зависимости: ω = f(M тор ). Участки DЕ и FG характеризуются инерционностью исполнительных механизмов. Тормозная система, в которой реализуется пульсирующий режим управления давлением в рабочих цилиндрах (камерах), называется антиблокировочной. Глубина модуляции давления в тормозном приводе достигает 30...37 % (рис. 2.19, в).

Колеса автомобиля благодаря циклическому нагружению тормозным моментом катятся с частичным проскальзыванием, приблизительно равным оптимальному, и коэффициент сцепления ос­тается высоким в течение периода торможения. Введение антиблокировочных устройств уменьшает износ шин и позволяет повысить поперечную устойчивость автомобиля. Несмотря на сложность и высокую стоимость, антиблокировочные тормозные системы уже узаконены стандартами многих зарубежных стран, их устанавливают на легковые автомобили среднего и высшего классов, а также на автобусы и грузовые автомобили для междугородных перевозок.