4. Тормозная динамичность автомобиля

Тормозная динамичность характеризует способность автомобиля быстро уменьшать скорость и его готовность к экстренной остановке. Надежная и эффектив­ная тормозная система позволяет водителю уверенно вести автомобиль с большой скоростью и при необхо­димости остановить его на коротком участке пути.

Современные автомобили имеют четыре тормозные системы: рабочую, запасную, стояночную и вспомогательную. У автомобилей легковых и грузовых малой грузоподъемности в качестве запасной системы ис­пользуется стояночная тормозная система, а в качес­тве вспомогательной — двигатель. Грузовые автомо­били большой грузоподъемности имеют четыре раз­дельные тормозные системы. Наиболее важной для управления и безопасности является рабочая тормоз­ная система. С ее помощью осуществляется служеб­ное и экстренное торможение автомобиля.

Служебным называют торможение с небольшим замедлением (1—3 м/с²). Его применяют для остановки автомобиля в заранее намеченном месте или для плавного снижения скорости.

Экстренным называют торможение с большим замедлением, обычно максимальным, доходящим до 7—8 м/с². Его применяют в опасной обстановке для предотвращения наезда на неожиданно появившееся препятствие.

При торможении автомобиля на его колеса дей­ствуют не силы тяги, а тормозные силы Р_T1 и Р_T2 (рис. 8). Сила инерции в этом случае направлена в сто­рону движения автомобиля.

Рассмотрим процесс экстренного торможения.

Водитель, заметив препятствие, оценивает доро­жную обстановку, принимает решение о торможении и переносит ногу на тормозную педаль. Время реак­ции водителя t_P , необходимое для этих действий, изо­бражено на рис. 2 отрезком АВ. Автомобиль за это время проходит путь S_p, не снижая скорости. Затем водитель нажимает на тормозную педаль и давление от главного тормозного цилиндра (или тормозного крана) передается колесным тормозам (время сраба­тывания тормозного привода t_HT, отрезок ВС).

Время t_HT зависит в основном от конструкции тор­мозного привода. Оно равно в среднем 0,2-0,4 с у автомобилей с гидравлическим приводом и 0,6-0,8 с с пневматическим. У автопоездов с пневматическим тормозным приводом время t_HT может достигать 2-3 с. Автомобиль за время t_HT проходит путь S_HT, также не снижая скорости.

По истечении времени t_HT тормозная система пол­ностью включена (точка С) и скорость автомобиля начинает снижаться. При этом замедление сначала увеличивается (отрезок CD, время нарастания тор­мозной силы t_HT), а затем остается примерно постоян­ным (установившимся) и равным j_уст (время t_уст, отре­зок DE).

Длительность периода t_HT зависят от массы транспортного средства, типа и состояния дорожного покрытия. Чем больше масса автомобиля и коэффи­циент сцепления шин с дорогой, тем больше время t_HT. Значение этого времени находится в пределах 0,1-0,6 с. За время t_HT автомобиль перемещается на рас­стояние S_HT и скорость его несколько снижается.

П ри движении с установившимся замедлением (вре­мя t_уст, отрезок DE), скорость автомобиля за каждую секунду уменьшается на одно и то же значение. В конце торможения она падает до нуля (точка Е) и автомобиль, пройдя путь S_УСТ, останавливается. Води­тель снимает ногу с тормозной педали и происходит оттормаживание (время оттормаживания t_ОТ, участок EF).

Рис. 8. Остановочный и тормозной пути автомобиля

Если тормозные силы на всех колесах достигли максимального значения (силы сцепления шин с до­рогой), то установившееся замедление

j_уст = ц_х g .

Однако под действием силы инерции передний мост при торможении нагружается, а задний, напротив, разгружается. Поэтому реакция на передних колесах R_х1 увеличивается, а на задних R_х2 уменьшается. Соответственно изменяются силы сцепления, поэтому у большинства автомобилей полное и одновременное использование сцепления всеми колесами автомобиля наблюдается крайне редко и фактическое замедление меньше максимально возможного.

Чтобы учесть сни­жение замедления, в формулу для определения j_уст приходится вводить поправочный коэффициент эффективности торможения К_э, равный 1,1-1,15 для легко­вых автомобилей и 1,3-1,5 для грузовых автомобилей и автобусов. На скользких дорогах тормозные силы на всех колесах автомобиля практически одновремен­но достигают значения силы сцепления. Поэтому при ц_х ≤ 0,4 принимают К_э =1 независимо от типа автомоби­ля. Фактически установившееся замедление

j_уст = ц_х g К_э .

Время движения автомобиля с установившимся замедлением

t_уст = v / (3,6 j ) = v К_э / (3,6 ц_х g ) ,

где v – скорость автомобиля; 3,6 – переводной коэффициент.

Эффективность тормозной системы в большой сте­пени зависит от технического состояния тормозной системы и шин. В случае проникновения в тормозную систему масла или воды снижается коэффициент трения между тормозными накладками и барабанами (или дисками), и тормозной момент уменьшается. При изнашивании протекторов шин уменьшается коэффи­циент сцепления. Это влечет за собой снижение тор­мозных сил. В эксплуатации часто тормозные силы на правых и левых колесах автомобиля различны, что вызывает его поворот вокруг вертикальной оси. При­чинами могут быть различный износ тормозных на­кладок и барабанов или шин либо проникновение в тормозную систему одной стороны автомобиля масла или воды, уменьшающих коэффициент трения и сни­жающих тормозной момент.