Гальмівні властивості автомобіля. Взаємозв’язок між гальмівними властивостями та продуктивністю і безпекою руху автомобіля. Енергетичний аспект процесу гальмування.

При створенні нових автотранспортних засобів прагнуть, щоб вони могли виконувати якомога більший обсяг транспортної роботи за одиницю часу, тобто були якомога продуктивнішими. Транспортна робота визначається як добуток маси перевезеного вантажу (для пасажирських автомобілів – кількості перевезених пасажирів) на віддаль

Продуктивність транспортного засобу – це відношення величини виконаної транспортної роботи до часу перевезення

де v– середня швидкість руху.

Очевидно, що збільшення продуктивності транспортної роботи може досягатися як завдяки підвищенню вантажності автомобіля, так і завдяки підвищенню середньої швидкості руху.

Постійне зростання інтенсивності і швидкості руху автотранспортних засобів вимагають забезпечення безпеки руху, яка значним чином залежить від гальмівних властивостей автомобіля. Саме можливість ефективного гальмування дозволяє підвищити середню швидкість, а отже, і продуктивність автомобільного транспорту, не знижуючи безпеки руху. Надійності роботи гальм приділяється особлива увага як з огляду гарантування безпеки руху, так і з огляду великих навантажень на гальма під час роботи. Енергетичний аспект процесу гальмування можна оцінити на простому прикладі.

Рухаючись з певною швидкістю, автомобіль як механічна система набуває кінематичної енергії

де М – повна маса автомобіля;

v– поступальна швидкість автомобіля;

J_i, ω_i– відповідно момент інерції деталі, що перебуває в обертовому русі та її кутова швидкість.

При гальмуванні з-за зниження швидкості відбувається зменшення кінетичної енергії, нагромадженої під час попереднього руху. Кінетична енергія перетворюється в роботу тертя у гальмових механізмах, двигуні, в роботу ковзання шин по опорній поверхні і т.д. Під час тертя відбувається нагрівання поверхонь тертя, тому кінетична енергія перетворюється в тепло і розсіюється.

Нехай автомобіль, повна маса якого дорівнює 10000 кг, рухається з швидкістю 20 м/с, тобто 72 км/год. Кінетична енергія лише поступального руху становить

Припустимо, що внаслідок гальмування автомобіль зупинився через 10 с. Сповільнення при такому гальмуванні

Є доволі невеликим порівняно з граничним значення сповільненням, передбаченим стандартом (7м/с²для легкових автомобілів і 5,5 м/с²для вантажівок). Потужність теплового розсіювання

Якщо автомобіль двовісний, то на кожний з чотирьох гальмових механізмів припадає потужність

тобто кожний гальмовий механізм працює як нагрівальний елемент потужністю 50 кВm.

Оцінкові показники гальмівних властивостей автомобіля та їх нормування

Гальмуванням називається створення і зміна штучного опору рухові автомобіля для зменшення його швидкості або утримування нерухомим щодо дороги.

Оцінковими показниками ефективності основної та запасної гальмових систем є:

– усталене сповільнення j_уст, що відповідає сталому зусиллю на гальмову педаль в обумовлених стандартом умовах;

– мінімальний гальмівний шлях S_г– віддаль, що проходить автомобіль з моменту натискання на педаль до його повної зупинки.

Для автопоїздів використовують ще один показник – час спрацювання _сп, тобто час від моменту натискання на педаль до досягнення усталеного сповільнення.

Нормативні значення названих оцінкових показників залежить від категорії автотранспортних засобів і визначається при різких типах випробувань:

– випробування типу 0 з холодними гальмами, коли температура поверхні тертя гальмового барабана або диска менша за 100⁰С;

– випробування типу І з гарячими гальмами, коли гальмові механізми розігріті передбаченим стандартним способом і температура поверхні тертя гальмового барабана чи диска перевищує 100⁰С;

– випробування типу IIпередбачають гальмування під час руху на довгих спусках. Ці випробування обов’язкові лише для автобусів та вантажівок і автопоїздів великої вантажності.

При випробуваннях типу 0 значення усталеного сповільнення, що повинне забезпечуватися при гальмуванні основною і запасною гальмовими системами відповідно дорівнюють:

– для легкових автомобілів – 7м/с²та 2,9 м/с²;

– для вантажівок з повною масою до 3,5 т і для автобусів – 6 м/с²та 2,5 м/с²;

– для вантажівок з повною масою понад 3,5 т – 5,5 м/с²та 2,2 м/с².

Нормативні значення усталеного сповільнення при випробуваннях типу Iстановлять 80%, а при випробуваннях типуII– 75% від наведених вище значень.

Додатковий оцінковий показник для автопоїзда – час спрацювання – змінюється в межах 0,6 … 1,2 с залежно від вантажності, більші значення характерні для пневмоприводу гальм.

Нормативним показником допоміжної гальмової системи є усталена швидкість на спуску. Стандартом передбачено, що допоміжна гальмова система повинна без застосування інших гальмових систем забезпечити рух зі швидкістю 30 2 км/год на схилі 7% завдовжки 6 км.

Оцінковим показником стоянкової гальмової системи є максимальний схил, на якому автомобіль утримується нерухомим завдяки гальмівній силі, створеній цією системою. Нормативні значення цього показника:

– для легкових автомобілів і автобусів не менше 25%;

– для вантажівок – не менше 20%;

– для автопоїздів при гальмуванні всіх ланок автопоїзда – не менше 18%;

– для автопоїздів при гальмуванні лише автотягача – не менше 12%.