6. Тормозные свойства

Цель практического занятия № 6 - закрепление студентами знаний, полученных на лекции по теме "Тормозные свойства".

Занятие предусматривает:

- рассмотрение процесса торможения с учетом перераспределения нормальных нагрузок и, как следствие, необходимости определенного распределения тормозных сил и возможности обеспечения их оптимального распределения;

- построение тормозной диаграммы, расчет тормозного пути.

6.1. Распределение тормозных сил при торможении

Рис. 6.1 расчетная схема

На рис. 6.1 представлена расчетная схема торможения двухосного автомобиля.

При торможении на горизонтальной дороге на автомобиль действуют следующие силы: сила тяжести Gа; нормальные реакции передней R_z1 и задней R_z2 осей; суммарные продольные реакции в контактах колес с дорогой на передней оси R_x1, задней оси R_x2, которые равны тормозным силам Р_ТОР1 и Р_ТОР2; сила инерции, равная произведению массы автомобиля на замедление.

Тормозные силы при экстренном торможении:

.

Чтобы найти R_z1 и R_z2, нужно рассмотреть уравнения равновесия моментов от действующих сил относительно точки 2

, (6.1)

где а и b - координаты центра масс автомобиля относительно передней и задней оси;

hg - высота центра масс над поверхностью дороги.

Координаты центра масс автомобиля (a, b) можно определить, рассмотрев уравнения равновесия моментов от действия сил на неподвижный автомобиль относительно точки 2. На неподвижный автомобиль действуют только Ga, R_z1 и R_z2. Тогда:

, откуда .

И

.

з уравнения (6.1):

Если принять j_З=φ_хg - при торможении с полным использованием тормозных сил, тогда:

(6.2)

По этим формулам можно рассчитать нормальные реакции при торможении в заданных дорожных условиях.

Отношение ,

т.е. соотношение тормозных сил должно быть такое же, как соотношение нормальных реакций, а сами силы:

(6.3)

Нетрудно заметить, что требуемые тормозные силы зависят от φ_Х, который в эксплуатации изменяется в широких пределах (φ_Х = 0.1...0.8).

Пользуясь этими формулами, можно рассчитать и построить зависимость Р_ТОР2=f(Р_ТОР1). Ее вид представлен на рис. 6.2.

Р_тор1 / Р_тор2 = c

груженый

(идеальная зависимость)

onst

Ртор2, Н
				порожний (идеальная зависимость)
0				Ртор1, Н

Рис. 6.2. Зависимость Р_тор2=f(Р_тор1)

Анализ этой зависимости позволяет установить, что для каждого коэффициента сцепления в диапозоне его возможного изменения существует определенное соотношение Р_ТОР1/Р_ТОР2, причем по величине для каждого φ_Х разное. Если тормозная система может обеспечить эту зависимость, то это будет идеально. Самые простые тормозные системы без регулятора обеспечивают постоянное соотношение Р_тор1/Р_тор2.

Если при торможении первыми заблокируются задние колеса, а передние еще не дойдут до предела по φ_Х - у автомобиля начнется занос, причем последний является развивающимся процессом, так как при увеличении курсового угла увеличивается поворачивающий момент.

Если при торможении заблокируются первыми передние колеса, автомобиль потеряет управляемость, но увеличения курсового угла в процессе торможения не будет. Поэтому второй вариант предпочтительнее.

Из графика рис. 6.2 видно, что если ординаты прямой, соответствующие Р_ТОР2, находятся ниже идеальной кривой, то будет обеспечен второй вариант - первыми заблокируются колеса передней оси. Ясно, что при, φ_Х = 0,8 это будет соответствовать всему возможному диапазону изменения _Х, а если взять, например, φ_Х = 0,6, то при силе Р_ТОР1, большей чем соответствующая величина при φ_Х = 0,6, на колесах второй оси должна развиваться сила большая, чем при φ_Х = φ_Хmax, а следовательно, они заблокируются первыми.

Однако выбор линейной зависимости Р_Т1/Р_Т2 при φ_Х = 0,8 увеличивает недоиспользование возможного сцепления колеса с дорогой в целом. Недоиспользование сцепления можно оценить по величине удельной тормозной силы:

, (6.4)

рассчитав значение при обычной и идеальной тормозных системах.

Для уменьшения недоиспользования сцепления колеса с дорогой применяют регулятор тормозных сил, изменяющий соотношение Р_Т1/Р_Т2 в зависимости от веса автомобиля и интенсивности торможения.