3.2. Расчетное определение тормозных сил

Как известно при торможении автомобиля с выключенным сцеплением (М_кр =0) к тормозящему колесу подводится тормозной момент М_т (рис. 4.1), направленный против его вращения.

Рис. 3.1.

Здесь Х_т и Z_т — тангенциальная и нормальная реакция дороги соответственно; Р_i — сила инерции при поступательном перемещении колеса; Р — сила действия на колесо отброшенной части автомобиля; М_i — момент касательных сил инерции; _к — угловая скорость колеса.

Сумма моментов всех сил относительно оси вращения колеса (ось у):

(4.1)

Момент касательных сил инерции колеса

(4.2)

где I_к — момент инерции колеса.

В результате деформации шины точка приложения равнодействующей элементарных реакций дороги смешается в направлении качения колеса на величину , зависящей от эластичности шины, внутреннего давления воздуха в ней, вертикальной нагрузки на колесо и ведущего крутящего момента. Произведение является моментом сопротивления качения, а отношение — коэффициент сопротивления.

Разделив все члены выражения (4.1) на , получим округленную тормозную силу

(4.3)

Максимальное значение тангенциальной реакции

(4.4)

где  — коэффициент сцепления.

Соответственно, максимальное значение Р_т будет в том случае, когда . При этом колесо заблокируется (перестанет вращаться), а сила сопротивления качения станет равной нулю. Не будет влиять на параметры движения колеса и инерционный момент, так как он воспринимается тормозным механизмом. Тогда из ( ) получим

(4.5)

Максимальная тормозная сила для всего автомобиля в случае, когда тормозные силы на передних и задних колесах автомобиля достигают сил сцепления одновременно

(4.5а)

При торможении автомобиля нагрузка на заднюю ось в сравнении со статической (без движения) уменьшается, а на переднюю увеличивается. Причем чем больше замедление i_т автомобиля, тем больше перераспределение нагрузок между его осями. Из рис. 4.2.очевидно, что сумма моментов всех сил и реакций относительно центра тяжести автомобиля

(4.6)

где h_g — высота центра тяжести (ц.т) автомобиля.

Рис. 4.2.

Проектируя все силы и реакции на оси, параллельную и перпендикулярную направлению движения автомобиля, имеем

(4.7)

где _вр — учет вращающихся масс; j_т — замедление автомобиля при торможении:

(4.8)

Здесь Р_r — окружная сила на ведущих колесах от действия момента сопротивления двигателя, которую рассчитывают по формуле

При торможении автомобиля с выключенным двигателем Р_r = 0. Если торможение осуществляют с наибольшей интенсивностью ( ), то можно пренебречь силами сопротивления качению Р_f и сопротивления воздуха Р_в, а также принять _вр = 0. Тогда в случае одновременного блокирования всех колес

(4.9)

Как было указано выше, условие (4.9) не соблюдается, поскольку из выражений (4.6) и (4.7) следует, что

	(4.10)
	(4.11)

Блокировка колес передней и задней оси произойдет одновременно, если

(4.12)

Условие (4.12) выполнимо в том случае, когда каждому значению коэффициента  соответствует вполне определенные значения тормозных моментов и , зависящие от интенсивности затормаживания автомобиля, параметров тормозных механизмов и привода.