ОПРЕДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ
Цели работы
Основными целями лабораторной работы являются:
1) закрепление знаний в области тормозных свойств автомобиля;
2) изучение оценочных параметров тормозных свойств автомобиля;
3) приобретение умения и навыков экспериментального определения оценочных параметров тормозных свойств автомобиля.
Основные теоретические положения
Тормозные свойства автомобиля существенно влияют на среднюю скорость движения. Чем надежнее работает тормозная система, тем быстрее может быть остановлен движущийся автомобиль, тем с большей скоростью может он двигаться и тем выше его средняя скорость, а, следовательно, выше производительность. Активная безопасность автомобиля также в основном определяется его тормозными свойствами.
Торможением называется процесс искусственного (управляемого водителем) уменьшения скорости движения автомобиля вплоть до полной остановки. При торможении происходит уменьшение (или полное рассеяние) кинетической энергии, накопленной автомобилем в процессе предыдущего движения и достижения соответствующей скорости, и превращение этой энергии в работу трения между фрикционными накладками колодок и тормозными барабанами, шинами и опорной поверхностью. Тепло, выделяющееся в результате трения, рассеивается, вызывая невосполнимые потери энергии.
Основными оценочными параметрами тормозных свойств являются величины замедления и путь торможения. В зависимости от величины замедления торможение может быть служебным и экстренным. Служебное торможение производится в рабочем порядке для снижения скорости движения на каком-то участке пути и не требует наибольших возможных величин замедления, а экстренное торможение производится в случаях, вызванных необходимостью предотвращения наезда или иной подобной ситуации, при которых требуется обеспечить минимальный тормозной путь при максимально возможном замедлении. Экстренное торможение чаще всего доводится до полной остановки автомобиля.
|
|
|
Как и всякий физический процесс, торможение автомобиля имеет продолжительность во времени, которую и называют временем торможения. Весь процесс торможения можно представить состоящим из нескольких этапов, каждый из которых можно охарактеризовать изменением величины скорости, замедления и тормозной силы во времени. Графическое изображение этой зависимости называется диаграммой торможения, вид которой представлен на рисунке 6.1.
Рис.13.1. Диаграмма торможения
Процесс торможения может быть представлен следующим образом. При возникновении аварийной ситуации водитель, приняв в результате оценки обстановки решение тормозить, переносит ногу с педали управления подачей топлива на педаль тормоза. Время tр, проходящее от момента, когда была замечена опасность, до начала нажатия на тормозную педаль называют ВРЕМЕНЕМ РЕАКЦИИ ВОДИТЕЛЯ. В зависимости от индивидуальных качеств, квалификации водителя, степени его утомленности, дорожной обстановки и др. это время может изменяться в пределах 0,2…1,5 с. При расчетах принимают среднее значение tр= 0,8 с.
|
|
|
После нажатия на педаль некоторое время tз, называемое ВРЕ-
МЕНЕМ ЗАПАЗДЫВАНИЯ СРАБАТЫВАНИЯ ТОРМОЗНОГО
ПРИВОДА, затрачивается на протекание в тормозном приводе процессов, в результате которых после перемещения тормозной педали на некоторую величину происходит соприкосновение фрикционных элементов тормозных механизмов возникают тормозные моменты на колёсах. Это время затрачивается на выбор свободного хода педали и зазоров в элементах привода передачи усилий жидкостью гидравлического привода или нарастание давления в рабочих аппаратах пневматического привода до величины, необходимой для преодоления усилий возвратных пружин колодок, выбор зазоров между фрикционными элементами тормозных механизмов. Величина времени задержки срабатывания зависит от типа тормозного привода и тормозных механизмов, а также технического состояния тормозной системы. У технически исправной тормозной системы с гидравлическим приводом и дисковыми тормозами tз = 0,05…0,07 с, барабанными тормозными механизмами tз = 0,15…0,20 с, у системы с пневматическим приводом tз = 0,2…0,4 с. Время запаздывания срабатывания существенно увеличивается при увеличении зазоров между фрикционными элементами тормозных механизмов, попадании воздуха в гидропривод падении давления воздуха в ресивере пневмопривода и др.
|
|
|
Начиная с момента соприкосновения фрикционных элементов тормозных механизмов, тормозные силы на колесах, а в результате этого и замедление автотранспортного средства, увеличивается от нуля до некоторой величины, соответствующей максимальному установившемуся значению сил, прижимающих невращающиеся фрикционные элементы тормозных механизмов к вращающимся. Отрезок времени tн, затрачиваемого на этот процесс, называют ВРЕМЕНЕМ НАРАСТАНИЯ ЗАМЕДЛЕНИЯ. В зависимости от типа автотранспортного средства, время tн может изменяться в пределах tн = 0,05…0,2 с для легковых автомобилей, tн = 0,05…0,4 с для грузовых автомобилей с гидравлическим приводом, tн = 0,15…1,5 с для грузовых автомобилей с пневматическим приводом. Время нарастания замедления в общем случае возрастает с увеличением массы автомобиля, с увеличением коэффициента сцепления .
|
|
|
Любые неисправности тормозной системы (наличие воздуха в гидроприводе, низкое давление воздуха в ресивере пневмопривода, попадание масла и воды на рабочие поверхности фрикционных элементов и др.) существенно увеличивают время tн.
После достижения максимального значения силы, прижимающей невращающиеся элементы тормозных механизмов к вращающимся, считают, что тормозные силы на колесах, а, следовательно, и замедление автотранспортного средства в данный период времени, называемый временем установившегося торможения tт остаются неизменными.
В действительности это не совсем так. Во-первых, водитель в процессе торможения несколько изменяет усилие на педали тормоза; во-вторых, даже при постоянном усилии на педаль тормозные моменты, создаваемые тормозными механизмами, изменяются за счет изменения коэффициента трения фрикционных пар. По мере увеличения температуры трущихся поверхностей коэффициент трения уменьшается, а в результате снижения скоростей скольжения между фрикционными элементами из-за замедления вращения колеса коэффициент трения возрастает. Наконец, изменяется и коэффициент сцепления между колесами и дорогой в результате изменения скорости движения Vaскольжения S % и температуры шины.
Время от начала отпускания педали тормоза до возникновения зазоров между фрикционными элементами тормозов называют ВРЕМЕНЕМ РАСТОРМАЖИВАНИЯ tрас. Если торможение производится до полной остановки, то замедление равно нулю в начале времени растормаживания и в процессе растормаживания не изменяется. Если к концу времени установившегося замедления скорость не равна нулю, то за время растормаживания замедление падает от jср до нуля.
Время растормаживания не превышает 1…2 с.
Используя тормозную диаграмму, можно определить продолжительность каждого из этапов процесса торможения и общее время t0, необходимое для остановки автомобиля с момента обнаружения водителем опасности
t0 tр tз tн tT . (13.1)
В то же время, имея данные о продолжительности каждой из составляющих, можно оценить один из основных показателей тормозных свойств автомобиля — величину тормозного пути Sт, который является суммой: пути SЗ, проходимого за время запаздывания срабатывания привода tз, пути SН проходимого за время нарастания величины замедления tн, и пути SТ проходимого за время установившегося торможения tт.
Поскольку за время запаздывания срабатывания скорость движения автомобиля не изменяется, то:
S З V0tз, (13.2)
где V0 — начальная скорость торможения, м/с.
Принимая, что за время tн величина замедления возрастает пропорционально времени, получим:
1 2
S Н V0tн jmaxtн , (13.3) 6
где jmax— максимальное замедление, м/с2.
Скорость автомобиля в конце данного участка, соответствующая скорости начала движения с установившимся замедлением
V уст V 0 j max t н . (13.4)
2
Как видно из тормозной диаграммы, на последнем этапе торможение происходит с постоянным замедлением. Скорость при этом уменьшается с Vуст до конечной Vк и тормозной путь за данное время tт определится выражением:
V уст2 V к2 j
| Тогда тормозной путь S Т S З S Н S ТУСТ | |
| 1 2 j max t н 2 2 1 V0(tз tн ) jmaxtн V0 Vк | . (13.6) |
| 6 2 2 j max | |
S ТУСТ 2 j V 0 max 2 t н V к2 2 j1 max . (13.5) max
Если конечная скорость Vк = 0, а jmax = g, то
2 2
S Т V0t з t2н 2V 0g 24gt н . (13.7)
Последним членом данного равенства можно пренебречь ввиду его малой значимости, и тогда
2
S Т V 0t з t н V 0 .
2 2 g
Путь равный сумме тормозного пути и пути, проходимого автомобилем за время реакции водителя, называется остановочный. Определить его можно из следующего выражения:
S V
o 0t р t з t2н 2V 02g . (13.8)
Следует отметить, что приведённые выше формулы не учитывают влияния эксплуатационного состояния тормозных механизмов и привода (зазор между фрикционными поверхностями, запыленность и др.) Поэтому параметры Sтуст, Sт, Sо, определенные экспериментальным путем отличаются от расчётных, определенных по вышеприведенным формулам. С целью согласования результатов полученных расчётным путем с экспериментальным введен коэффициент эффективности Кэ, который принимается равным Кэ ≈ 1,2 для легковых автомобилей и Кэ ≈ 1,3…1,4 для грузовых автомобилей и автобусов.
Таким образом, реальные значения тормозного пути и остановочного могут быть найдены по следующим формулам:
V уст2 V к2
S ТУСТ К э ; (13.9)
2 j max
2
t н V a К э ; (13.10) S Т V 0t з
2 2 g
2
S o V 0t р t з t н V a К э . (13.11)
2 2 g
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 404; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!