3.2. Силы и моменты, действующие на колесо при торможении.

Выше (рис. 2.10б) рассматривалась схема сил, действующих на тормозное колесо. Было получено выражение (2.13), описывающее касательную реакцию на колесе со стороны дороги: R_X = + R_Z f - .

В системе координат X-Z запишем условия (3.1) и уравнения равновесия (3.2)для плоской системы сил и моментов, действующих на колесо при торможении, приняв за положительное направление линейной скорости V, угловой скорости и оси Z.

Рис. 3.2. Схема сил и моментов, действующих на тормозное колесо.

(3.1) (3.2)

Отсюда: P_X = R_X; P_Z = R_Z; R_X = (3.3)

Угловое замедление колеса при торможении будет определяться из соотношения:

= (3.4)

Тормозной момент создается тормозным механизмом и пропорционален давлению в приводе, т.е. = к_м (р – р_пр), (3.5)

где к_м – коэффициент пропорциональности между тормозным моментом и давлением;

р – давление в приводе;

р_пр – давление, необходимое для преодоления сопротивления стяжных пружин в тормозном механизме.

Тогда тормозная сила также будет пропорциональна давлению в приводе:

P_T = = (р – р_пр)= к_р(р – р_пр), (3.6)

где к_р – коэффициент пропорциональности между тормозной силой и давлением.

Коэффициенты к_М и к_Р зависят от размеров тормозного механизма и колеса.

Выше уже отмечалось, что коэффициент скольжения (относительная скорость сколь-жения) в пятне контакта определяется по формуле:

= 100 =(1- )100. (3.7)

По мере увеличения тормозного момента M_T касательная реакция R_X, а, следовательно, и тормозная сила P_T предельного по сцеплению значения = R_Z· , после чего наступает блокирование колеса (δ = 100%) и коэффициент сцепления снижается (рис.3.3). Снижение коэффициента приводит к уменьшению замедления при торможении и увеличению тормозного пути. Кроме того, как будет показано ниже (рис.3.6), при блокировании колеса понижается устойчивость против боковых возмущений колесо может пойти в занос вдоль оси Y.

Наибольшего значения достигает при относительном скольжении 20…30%.

Рис. 3.3. Диаграмма изменения коэффициента сцепления.

При значениях δ тормозная сила определяется только значением тормозного момента. В этом случае отношение = называется удельной тормозной силой.

При δ тормозная сила ограничивается условием сцепления колеса с дорогой и в этом случае отношение = реализуемым коэффициентом сцепления.