6.3.4. Вимірювачі гальмових якостей автомобіля

Основними вимірювачами гальмових якостей автомобіля є: максимальне уповільнення при гальмуванні j_у (м/с²), мінімальний час уповільнення t (с) та гальмовий шлях S_г (м).

Уповільнення при гальмуванні автомобіля. Вирішуючи рівняння (6.15) відносно уповільнення j_у, одержимо

.

Знак мінус вказує на те, що проходить уповільнення руху автомобіля.

Коефіцієнт φ звичайно значно більше ψ, тому величиною ψ можливо знехтувати (ψ = 0). Тоді

. (6.16)

Якщо прийняти g ≈ 10 м/с², то можна вважати, що при екстренному гальмуванні автомобілів усіх моделей на сухому асфальто-бетоні максимальне уповільнення буде на рівні j_у = 7,5…8 м/с². Звичайно в умовах експлуатації, щоб уникнути неприємних відчуттів у пасажирів і підвищеного зносу гальм і шин, уповільнення не створюється більше 1,5…2,5 м/с².

Якщо під час гальмування величина φ не змінюється, то уповільнення залишається постійним по швидкості у всьому інтервалі гальмування (рис. 6.6).

Час гальмування. Для визначення мінімального часу гальмування формулу (6.16) покажемо в наступному вигляді

,

або

. (6.17)

Час гальмування в с знайдемо інтегруючи залежність (6.17) у відрізках від V_п до V_к (де V_п – швидкість автомобіля у момент початку гальмування, м/с; V_к – швидкість автомобіля у момент закінчення гальмування, м/с)

(6.18)

Якщо швидкість виміряти в км/г, то формула (6.18) буде мати вигляд

При гальмуванні до зупинки (V_к = 0) в залежності від розмірності швидкості час гальмування в с відповідно становитиме

Приблизно можемо вважати, що час гальмування змінюється у лінійній залежності від швидкості автомобіля (рис. 6.6).

Шлях гальмування. Для знаходження шляху гальмування змінимо рівняння (6.17), відносно часу через шлях і швидкість.

Так як

, то .

Інтегруючи у відрізках від V_п до V_к, одержимо шлях гальмування

.

Таким чином шлях гальмування в м становить

(6.19)

або

. (6.20)

При гальмуванні автомобіля до зупинки в залежності від розмірності швидкості шлях гальмування в м відповідно становитиме

; (6.21)

Величина гальмівного шляху при гальмуванні з максимальною інтенсивністю прямо пропорційна квадрату швидкості автомобіля у момент початку гальмування. Тому при збільшенні швидкості руху автомобіля величина гальмівного шляху росте дуже швидко (рис. 6.6).

При виведенні рівняння для шляху і часу гальмування не враховується стан гальмівних механізмів (знос, регулювання, забрудненість та ін.), а також невідповідність розподілу гальмівної сили по колесах (нормальним реакціям на колесах автомобіля). Тому фактичний мінімальний гальмівний шлях завжди більший теоретичного на 20…40%.

Для врахування експлуатаційних умов Д.П. Великанов запропонував у рівняння гальмування ввести коефіцієнт К_е. Величина коефіцієнта ефективності гальмування К_е в середньому 1,2 для легкових автомобілів і 1,4…1,6 для вантажних автомобілів та автобусів. У цьому випадку розрахункове рівняння має в залежності від розмірності швидкості відповідно такий вигляд

м

або

м. (6.22)

Величина S_г враховує шлях, який проходить автомобіль тільки за час повного гальмування. Повний (зупинний) шлях S_о необхідний до зупинки автомобіля більше S_г, так як в нього входить також шлях, що проходить

автомобіль за час реакції водія, спрацювання гальм і збільшення уповільнення.

Уповільнення автомобіля за час t_у (рис. 6.7) змінюється по закону, близько до лінійного. Тому можна вважати, що за цей час автомобіль рухається рівноуповільнено з уповільненням, рівним 0,5 j_у. При такому припущенні зупинний шлях в м в залежності від розмірності швидкості відповідно такий

,

або

, (6.23)

де t_р – час реакції водія, рівний 0,2…0,5 с; при розрахунках звичайно приймають t_р = 0,8 с;

t_nр – час спрацювання приводу від початку натискування на педаль до виникнення уповільнення; за час t_nр відбувається переміщення усіх деталей приводу; для гальм з гідравлічним та пневматичним приводами t_nр = 0,6 с; у автопотягів з пневматичним приводом гальм t_nр = 2 с;

t_у – час поступового збільшення уповільнення від нуля (початок дії гальм) до максимального значення. В середньому t_у = 0,2…0,5 с.

Таким чином, загальний час t_з в с необхідний для зупинки автомобіля з моменту виникнення перешкод (зупинний час), можливо дати як суму декількох складових

t_з = t_р + t_nр + t_у + t_г . (6.24)

Суму (t_nр+t_у) інколи називають часом спрацювання гальмівного приводу. Із усіх перерахованих величин аналітично можливо визначити тільки t_г із рівняння (6.18) , а другі складові визначаються дослідом.

Наочне уявлення щодо зміни інтенсивності гальмування з урахуванням часу t_р, t_nр, t_у і t_г дає діаграма (рис. 6.8), яка показує зміну гальмової сили Р_г або уповільнення j_у за час гальмування.

Рис. 6.7. Зміна гальмівної сили і уповільнення в процесі гальмування автомобіля

Рис. 6.8. Гальмівна характеристика карбюраторного двигуна

Гальма існуючих автомобілів не завжди можуть створювати момент необхідної величини. Це пов’язано з необхідністю зменшення розмірів гальм при розміщенні їх в середині коліс. Орієнтовним показником гальмівної динамічності є відношення повної ваги автомобіля до загальної площі усіх гальмових накладок

Н/см². (6.25)

Чим більший цей показник, тим гірші гальмові властивості автомобіля.