книги из ГПНТБ / Петров М.А. Работа автомобильного колеса в тормозном режиме

состояния колеса в фазе затормаживания и за счет излишнего разгона в фазе растормаживания. Увеличение частоты по сравнению с ѵ 0 П т также влечет за собой снижение q, хотя и

в меньшей мере. В данном случае это снижение обусловлено ростом времени торможения колеса в докритической зоне от­ носительного проскальзывания ('s< sKp>). Изменение амплиту­ ды колебаний тормозного момента ие вызывает изменения максимального значения q, но с увеличением амплитуды наб­ людается более резкое падение степени реализации коэффи­ циента сцепления при отклонении от оптимальной частоты. Уменьшение недотормаживания сопровождается повышением степени реализации коэффициента сцепления.

Точное совпадение среднего значения тормозного момента

ство моментов без учета других параметров не может слу­ жить гарантией максимальной эффективности торможения. Объясняется это тем, что в условиях снижающегося по про­ скальзыванию коэффициента сцепления наблюдается возрас­ тание блокирующего импульса за счет падения момента по сцеплению и по этой же причине уменьшение разгонного им­ пульса. Поэтому не исключено, что в результате изменения соотношения блокирующего и разгонного импульсов послед­ ний окажется недостаточным для полного разгона колеса и появится кратковременное скольжение.

Реализация коэффициента сцепления с уменьшением амп­ литуды и ростом частоты стремится к максимальному значе­ нию, которое достигается при А — 0, т. е. в случае постоянного тормозного момента, превышающего максимальный момент по сцеплению на величину инерционного момента затормаживае­ мого колеса.

Приведенные результаты анализа соответствуют качению колеса по ровной опорной поверхности и постоянной верти­ кальной нагрузки.

Ранее было показано, что качение колеса в реальных ус­ ловиях сопровождается непрерывным изменением действую­ щих на него сил и реакций. Более того, имеющиеся к настоя­ щему времени экспериментальные данные [10; 11] свидетель­ ствуют о наличии влияния неровностей опорной поверхности на эффективность торможения автомобиля. Правомерно поэ­ тому предположить, что реальные дорожные условия могут оказывать влияние и на процесс импульсного торможения.

С целью проверки качественного влияния нестабильности

189

вертикальной нагрузки, скорости движения и коэффициента сцепления на показатели импульсного торможения проведена исследование математической модели колеса, составленной с учетом перечисленных факторов [12]. Численные решения вы­ полнены на ЦВМ для данных, соответствующих переднему колесу полностью загруженного автомобиля ГАЗ-53Ф. Рас­ смотрены варианты перетормаживания с превышением сред­ него значения тормозного момента над моментом по сцепле­ нию на 10, 25, 50%. Амплитуда колебаний тормозного момен­ та задавалась в пределах 0,25; 0,5; 0,75 и 1,0 от момента по сцеплению с частотами 1, 3, 5 и 7 герц. Торможения рассмат­ ривались с начальных скоростей 80; 50; 20 км/час при коэф­ фициенте сцепления для заблокированных колес, равном 0,1; 0,3; 0,5. Всего рассмотрено 600 вариантов различного сочета­ ния параметров. В различных расчетных вариантах получен широкий диапазон изменения степени реализации коэффици­ ента сцепления от 0,69 до 0,93. Предельные значения для этих условий составляют от 0,63 до 1,0, что соответствует тормо­ жению с заблокированными колесами и при критическом про­ скальзывании. Значительное различие в степени реализации для отдельных вариантов расчета подтверждает полученный ранее вывод о наличии оптимального сочетания параметров. Полученные результаты также показывают, что во всех слу­ чаях импульсного торможения с перетормаживанием и час­ тичным разгоном колеса получаемая степень реализации ко­ эффициента сцепления превышает реализацию, соответствую­ щую обычному торможению с блокированием колеса (рис. 7.7). Из приведенных данных нетрудно заметить, что увеличение об­ щего перетормаживания при импульсном изменении тормоз­ ного момента вызывает относительно небольшое падение сте­ пени реализации коэффициента сцепления.

Таким образом, учет переменной опорной реакции, скорос­ ти движения и изменения коэффициента сцепления по скорос­ ти движения не вносит каких-либо принципиально новых положений в процесс импульсного торможения. Незначитель­ ное влияние степени перетормаживания на показатели им­ пульсного торможения позволяет при его применении значи­ тельно снизить неравенство тормозных сил на колесах одной оси автомобиля, а также использовать его для регулирования тормозных сил по осям [7]. Согласно расчетным данным не­ равномерность тормозных сил по колесам оси, у которой одно колесо заблокировано, а второе находится на грани блокиро­ вания, может достигать 35%, в то время как при импульсном

190

Рис. 7. 7. Зависимость степени реализации коэффициента сцепления от перетормаживания при разной частоте изменения тормозного момента.

торможении для тех же условий неравномерность находится

впределах 9-т-18%, т. е. снижается в 2-1-4 раза.

§4. Экспериментальные данные по эффективности импульсного торможения на различных опорных поверхностях

Сравнительные испытания в дорожных условиях проводи­ лись с целью выявления предельных возможностей импуль­ сного и обычного способов торможения на различных опорных поверхностях [ИУ-6].

Постановка экспериментов и отражение его результатов были выполнены с учетом возможного реального поведения водителя при неограниченном выборе усилия воздействия на тормозную педаль, которое задавалось с таким расчетом, что­ бы был охвачен весь возможный диапазон его изменения. На рис. 7.8 даны результаты сравнительных испытаний, получен­ ные на шероховатой ледяной поверхности (7=1° С) при тор­ можении автомобиля со скорости 30 км/час до остановки.

191

ОРис. 7. 8. Зависимость эффективности торможения от давления в приводе:

— обычное торможение; ф — импульсное торможение; j s — среднее за­ медление по пути; Р -— давление в тормозном приводе.

Каждая точка иа графике соответствует среднему замедле­ нию по пути ( j s) для обычного и импульсного способов под­ ведения приводного давления (Р). Номера точек соответству­ ют очередности проведения заездов.

Взаимное расположение точек довольно четко определяет область предельных возможностей различных способов тор­ можения. В частности, с превышением в стандартном тормоз­ ном приводе давления Р=2Ъ кг/см2 происходило блокирова­ ние колес передней оси автомобиля, что несколько снижало общую эффективность торможения. Дальнейшее повышение давления до Д = 4 0 кг/см2 приводило к блокированию колес обеих осей и стабилизации процесса.

Импульсное торможение с частотой 1,5-=-3,3 герца и амп­ литудой 13-1-30 кг/см2 позволяло получать более высокие за­ медления в широком диапазоне изменения приводного давле­ ния. Эти результаты в целом подтвердились сравнительными испытаниями автомобиля на скользких дорогах в различном их состоянии. Всего было проведено 482 зачетных торможе-

192

можения около 35% приходилось на обычное торможение с заблокированными колесами, что позволяло контролировать величину коэффициента сцепления и объективно оценивать результаты импульсного торможения автомобиля. Торможе­ ния проводились с различных начальных скоростей от 20 до 60 км/час. Для сопоставимости все результаты приведены к значению среднего замедления по пути.

Из приведенных данных (рис. 7.9) видно, что при импуль­ сном торможении в различных дорожных условиях средние

Рис. 7. 9. Результаты дорожных испытаний автомобиля:

замедления превышают замедления, получаемые торможени­ ем блокированными колесами. Это превышение составляет:

на льду — 5%; на грязном асфальтобетоне— 14,3%;

на заснеженной дороге— 16,5%.

Необходимо отметить высокую нестабильность полученных результатов по отдельным торможениям. Особенно это каса­ ется результатов, полученных на заснеженной дороге.

В зависимости от состояния поверхности дороги и темпе­ ратуры окружающего воздуха коэффициент сцепления изме-

нялся от 0,15 до 0,3. Нестабильно также падение коэффициен­ та сцепления после блокирования колес.

В процессе дорожных испытаний проводились наблюдения за устойчивостью движения затормаживаемого автомобиля. Практически во всех случаях импульсного торможения в пря­ молинейном движении не наблюдалось признаков бокового скольжения, в то время как при торможении заблокированны­ ми колесами неоднократно приходилось прерывать экспери­ мент ввиду угрожающего развития заноса. Особенно опасным становилось торможение с заблокированными колесами на скоростях выше 40 км/час.

Устойчивость движения автомобиля в процессе импульсно­ го торможения сохранялась и в случае действия боковой воз­ мущающей силы. Боковая сила создавалась изменением нап­ равления движения автомобиля путем поворота управляемых колес поочередно в обе стороны. Автомобиль двигался «змей­ кой» при одновременном импульсном торможении.

На рис. 7.10 приведена осциллограмма этого процесса с записью угла поворота рулевой сошки и угла отклонения пя­ того колеса, имеющего флюгерное крепление, от продольной оси автомобиля. На осциллограмме видно синхронное измене­ ние названных углов, что свидетельствует о сохранении уп­ равляемого движения. Автомобиль не терял управляемость, изменял направление движения без забросов в сторону и ук­ ладывался в шестиметровой полосе дороги при повышении давления в тормозном приводе до 48 кг/см2. Обычное тормо­ жение с таким давлением сопровождалось полным блокиро­ ванием всех колес, потерей устойчивости и управляемости.

В целом, дорожные испытания подтвердили повышение эф­ фективности и устойчивости движения при импульсном подве­ дении тормозного момента.

ОСТ 37.001.016-70 «Тормозные свойства автомобильного подвижного сос­ тава». Технические требования и условия проведения испытания.

П р и л о ж е н и е

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНОГО КОЛЕСА

ПРИ ТОРМОЖЕНИИ

§ 1. Установка для исследования трения элементов протектора шины на опорных поверхностях (ИУ-1)

В основу схемы установки положен метод сдвига образцов протектсфной резины по различным типам покрытий.

Установка позволяет определять коэффициент трения об­ разцов в диапазоне изменения скоростей скольжения от 0,001 до 170 мм/сек и вертикальных нагрузок от 0 до 500 кг.

Общий вид установки и ее конструктивная схемапредстав-

пиевмобаллон (рис. 3) размером 200X110 мм (1). К его верх­ ней и нижней частям крепится герметизирующая арматура, состоящая из колец (2) и крышек (3), соединенных между со­ бой болтами. Нижняя крышка а,рматуры соединена с обой­ мой (4), имеющей гнездо для закрепления испытуемого об­ разца резины (5). Пневмобаллон крепится к направляющей (6), позволяющей регулировать положение нагружающего устройства по высоте.

Сила трения, возникающая в контакте при перемещении

197