Вопрос 31. Служебное торможение.

Формулы 1.42, 1.43 и 1.44 используют при расчетах аварийных режимов торможения. Для снижения скорости АТС и остановки в заранее планируемом месте применяют служебное торможение. Такое торможение может быть выполнено следующими способами:

1)Торможение двигателем (используется для получения небольших замедлений). Замедление j в этом случае рассчитывается по формуле:

j = (Р+ Р+ G)/ G, (1.45)

где: Р- тормозная сила двигателя, Н

- к-т учета вращающихся масс при торможении двигателем.

Р= Мu/(r), (1.46)

где: М- тормозной момент двигателя, Нм.

= 1 + (Iu+ I)/(mrr), (1.47)

2) Торможение с помощью рабочей тормозной системы (РТС) при отключенном двигателе (используется, когда требуется получить большие по величине замедления, чем это достигается двигателем). Замедление j в этом случае рассчитывается по формуле:

j = (Р+ Р+ G)/ G, (1.48)

где: Р- тормозная сила, создаваемая тормозной системой на колесах АТС

- к- учета вращающихся масс трансмиссии, при отсоединенном двигателе.

= 1 + I/(mrr), (1.49)

3) Торможение с помощью РТС без отключения двигателя (используется с целью повышения эффективности торможения, особенно на дорогах с малыми значениями к-та сцепления ). Замедление j в этом случае рассчитывается по формуле:

j = (Р+ Р+ Р+ G)/ G, (1.50)

4) Торможение с помощью запасной тормозной системы (используется при отказе РТС, в качестве запасной используют либо один из контуров РТС, либо стояночную тормозную систему). Замедление j в этом случае рассчитывается по формуле:

- при использовании для торможения стояночной тормозной системы или при отказе переднего контура РТС:

j=, (1.51)

- при отказе заднего контура РТС и использовании для торможения переднего:

j=, (1.52)

5) Замедление при движении накатом (используется для снижения скорости, а также как прием, применяемый водителями для экономии топлива). Замедление j в этом случае рассчитывается по формуле:

j = (Р+ Р+ G)/ G, (1.53)

где: Р- сила сопротивления трансмиссии проворачиванию (потери в трансмиссии), Н.

Вопрос 32. Оптимальное распределение тормозных сил.

Большое значение на результат торможения имеют конструктивные параметры тормозных систем и их техническое состояние. Практически сложно обеспечить одновременность и одинаковость максимально возможных тормозных сил по сцеплению колес с дорогой. Обычно эффективность обеспечивается с некоторым запасом.

Для АТС с исправной тормозной системой можно считать гарантированным, что при приложении к тормозной педали силы в пределах нормируемых значений, максимально возможная тормозная сила будет обеспечиваться на дорогах с к-том сцепления равным нормативному замедлению, требуемому ГОСТом для данного АТС, деленному на g.

Не выполняется условие о равенстве к-тов сцепления у всех колес, поскольку величина к-та зависит от величины нормальных реакций. В большинстве случаев не выполняется условие об одновременном достижении тормозными силами передних и задних колес, значений максимально возможных по сцеплению.

Тормозной силой называют силу сопротивления движению автомобиля, искусственно создаваемую в результате действия тормозных механизмов: Р= М/r.

При экстренном торможении Р Rи РR. Одновременное достижение продольными реакциями максимально возможных по условиям сцепления значений Rи Rможет быть обеспечено оптимальным распределением тормозных сил между колесами и осями АТС.

Оптимальное распределение тормозных сил между осями АТС при полном использовании тормозных сил (j = g) обеспечивается при (Р= 0, Р= 0, i =0):

==, (1.54)

Если считать одинаковыми для всех колес, то оптимальное соотношение между тормозными силами равно соотношению суммарных, нормальных реакций действующих на правое и левое колесо каждой оси и должно быть переменным, т.к. а, b и hменяются в зависимости от нагрузки..

Известно, что достигает максимума при определенной величине скольжения, при этом обеспечиваются максимально возможные по сцеплению тормозные силы. Если у всех колес это значение достигается одновременно, то торможение будет оптимальным.

Качение колеса со скольжением большим оптимального будет неустойчивым. Неустойчивость проявляется в том, что при неизменной величине тормозного момента, скорость скольжения растет и колесо переходит на юз. При этом снижается, в результате уменьшается тормозная сила, снижается замедление и увеличивается тормозной путь. Неустойчивость снижает способность противодействовать внешним боковым силам, которые могут появиться из-за наличия уклона дороги, из-за неравенства тормозных сил справа и слева, из-за неравенства .

Принято характеризовать РТС к-том распределения тормозной силы :

= = (b+h)/L, (1.55)

где: - значение к-та сцепления при котором обеспечивается оптимальное распределение тормозных сил.

К-т может быть постоянным или переменным, со ступенчатым или непрерывном изменением в зависимости от изменения давления в тормозной системе или изменения нормальных реакций, действующих на колеса АТС.

При = const (0,8 для легковых АТС 0,3 для не груженого, грузового АТС 0,7 для груженого грузового АТС). Тогда: =(b+h)/L

Если , то первыми достигают величины максимально возможной по сцеплению тормозные силы колес передней оси. Если , то первыми достигают величины максимально возможной по сцеплению тормозные силы колес задней оси.

Для достижения высокой эффективности торможения желательно, чтобы было близко к среднему, часто встречающемуся. Вместе с тем желательно, чтобы для хорошей устойчивости тормозные силы задних колес никогда не достигали величин максимально возможных по сцеплению. Согласно Правила № 13 ЕЭК ООН рекомендуется такое распределение тормозных сил, при котором передние колеса первыми достигали скольжения: у легковых АТС при 0,7 и у грузовых при 0,6.

Для обеспечения эффективности торможения используются регуляторы тормозных сил (статические и динамические).

Регулятор работает следующим образом.

При малых усилиях на педали и малых давлениях жидкости (воздуха), давления в тормозных цилиндрах передних и задних колес одинаковы. Распределения тормозных сил определяется конструктивными особенностями и размерами тормозных цилиндров передних и задних колес.

При увеличении усилия на педали после достижения определенного расчетного давления регулятор изменяет соотношение между давлением в тормозных механизмах передних и задних колес в пользу передних, в связи с этим изменяется и .

При статическом регулировании изменение распределения тормозных сил соответствует определенной величине давления в тормозной системе, не зависящей от условий движения.

При динамическом регулировании величина давления, при которой изменяется соотношение в системах передних и задних колес, связана с нормальной реакцией, действующей на задние колеса. Датчиком, определяющим эту зависимость, является прогиб упругого элемента задней подвески.

Применение регуляторов позволяет приблизить распределение тормозных сил к идеальному, т.е такому при котором на всех колесах тормозные силы достигают величины максимально возможной по сцеплению одновременно. При этом обеспечивается не только минимальный тормозной путь, но и хорошая устойчивость и управляемость, поскольку колеса при оптимальной величине скольжения в полной мере сохраняют способность противостоять без поперечного скольжения достаточно большим поперечным силам. Однако это требует приложения к педали определенной силы (ни больше, ни меньше)

Антиблокировочные системы автоматически поддерживают скольжение в режиме близком к оптимальному. Принцип действия таких систем основан на использовании в тормозных механизмах электронных устройств и датчиков, создающих при нажатии на педаль пульсирующее с высокой частотой давление, обеспечивающее поддержание в заданных пределах скольжение колес.