Устройство автомобилей
Основы динамики торможения автомобиля
Тормозной момент
Тормозной момент может быть определен по формуле:
где υт – коэффициент пропорциональности, изменяющийся в широких пределах и зависящий от многих факторов – температуры, наличия воды и т. д.);
Р0 – давление в тормозном приводе.
Тормозная сила
Сумма тормозных сил на заторможенных колесах обеспечивает сопротивление торможения. В отличие от естественных сопротивлений (сила сопротивления качению или скатывающая сила) сила торможения может регулироваться от нуля до максимального значения, соответствующего экстренному торможению.
Если тормозящее колесо не проскальзывает по поверхности дороги, то кинетическая энергия автомобиля переходит в работу трения тормозного механизма и частично в работу сил естественных сопротивлений. При интенсивном торможении колесо может быть заблокировано тормозным механизмом, тогда оно скользит по дороге юзом и работа трением имеет место между шиной и опорной поверхностью.
По мере увеличения интенсивности торможения растут затраты энергии на проскальзывание шин, вследствие чего увеличивается их износ. Особенно велик износ шин при блокировке колес на дорогах с твердым покрытием и при высоких скоростях скольжения.
Торможение с блокировкой колес нежелательно и по условиям безопасности движения, поскольку на заблокированном колесе тормозная сила значительно меньше, чем при торможении на грани блокировки. Кроме того, при скольжении по дороге автомобиль теряет управляемость и устойчивость.
Предельное значение тормозной силы определяется коэффициентом сцепления φx колес с дорогой:
Для всех колес двухосного автомобиля:
где Ртор1 и Ртор2 – тормозные силы на колесах передней и задней оси автомобиля соответственно; G – вес автомобиля.
Уравнение движения автомобиля при торможении
Для вывода уравнения движения автомобиля при торможении спроецируем все силы, действующие на автомобиль при торможении (рис. 1) на плоскость дороги:
где Рf – сила сопротивления качению;
Ртд – сила трения в двигателе, приведенная к колесам; зависит от рабочего объема двигателя, передаточного числа трансмиссии, радиуса колеса и КПД трансмиссии;
Рα – сила сопротивления подъему;
Рω – сила сопротивления воздуха;
Рj – сила инерции при поступательном движении;
Рг – сила гидравлического сопротивления в агрегатах трансмиссии, обусловленная вязкостью смазочного материала.
Учитывая формулы (1) и (2), получим:
где m – масса автомобиля; jз – замедление автомобиля.
Разделив обе части уравнения на силу тяжести автомобиля, получим:
где g – ускорение свободного падения.
Показатели тормозной динамичности
Замедление автомобиля
Роль различных сил при замедлении автомобиля в процессе торможения неодинакова. При небольших скоростях пренебрегают силой сопротивления воздуха, поскольку она незначительна.
С учетом этого уравнение замедления будет иметь вид:
При торможении с отключенным двигателем коэффициент вращающихся масс можно принять равным единице ( δвр от 1,02 до 1,04), тогда получим:
Если при торможении автомобиля коэффициент сцепления φx колес с дорогой не меняется, то величина замедления остается постоянной, независимо от скорости движения.
Время торможения
Время tо торможения автомобиля до полной остановки складывается из отрезков времени:
где tр – время реакции водителя, в течение которого он принимает решение и переносит ногу на педаль тормоза, оно составляет 0,2…0,5 с;
tпр – время срабатывания привода тормозного механизма, т. е. в течение этого промежутка времени происходит перемещение деталей в приводе. Время срабатывания привода зависит от типа привода и его технического состояния: для гидропривода tпр = 0,005…0,07 с для дисковых тормозных механизмов и tпр = 0,15…1,2 с для барабанных тормозных механизмов; для систем с пневматическим приводом tпр = 0,2…0,4 с;
tн – время нарастания замедления. С момента соприкосновения деталей в тормозном механизме замедление увеличивается с нуля до того установившегося значения, которое обеспечивает сила, развиваемая в приводе тормозного механизма. Время нарастания замедления может меняться в пределах от 0,05 до 0,2 и зависит от типа автомобиля, состояния дороги, дорожной ситуации, квалификации и состояния водителя, состояния тормозной системы. Оно возрастает с увеличением веса автомобиля и уменьшением коэффициента сцепления колес с дорогой;
tуст – врем движения с установившимся замедлением или время торможения с максимальной интенсивностью соответствует тормозному пути. В этот период времени замедление автомобиля практически постоянно.
где v – скорость движения автомобиля до начала торможения;
tсумм = tр + tпр + 0,5 tн – время до начала установившегося замедления.
Тормозной путь
С учетом допущений, позволяющих пренебречь силами сопротивления воздуха и дороги можно вывести формулу полного остановочного пути автомобиля:
где jуст – максимальное замедление автомобиля, равное установившемуся замедлению. Значение jуст можно определить опытным путем, используя прибор для измерения замедления движущегося транспортного средства – деселерометр.
Управление автомобилем. Часть 6. Замедление и остановка
Последнее обновление: 19.07.2021
Комментариев нет
Основы управления автомобилем
Замедление автомобиля — это процесс, с точностью до наоборот идентичный его разгону. Если при разгоне автомобиля вы переключаетесь на высшие передачи, то при его замедлении вы должны своевременно переключаться на низшие передачи.
Почему в тексте используется слово «замедление», а, например, не торможение? Когда речь идет именно о торможении, подразумевается использование тормозной системы автомобиля, т.е. замедление с использованием педали тормоза.
Но снижение скорости автомобиля далеко не всегда связано с торможением. Вокруг множество и других факторов, способных замедлить автомобиль.
Например, при движении на подъем дороги скорость может «потеряться» естественным путем даже в том случае, если вы сможете как следует разогнаться. На затяжных подъемах потеря скорости особенно ощутима.
Еще пример: вы догоняете медленно движущуюся «пробку», и вынуждены снизить скорость. Снизить скорость можно как с помощью тормозов, так и заранее убрав ногу с педали газа. Если при этом не выключить сцепление, то произойдет так называемое торможение двигателем.
Можно еще привести немало примеров. Поэтому правильнее рассуждать о замедлении автомобиля, т.е. о снижении его скорости разными способами.
Для чего необходимо своевременно переключаться на низшие передачи? Дело в том, что замедление не всегда предполагает остановку. Автомобиль все время должен двигаться на таких оборотах двигателя, при которых сохраняется его тяга.
В процессе принудительного замедления (торможение) или при потере скорости по другим причинам (движение на подъем, потеря инерции) обороты двигателя падают (снижаются), и его тяга уменьшается.
По этой причине, для поддержания оптимальных оборотов необходимо перейти (переключиться) на низшую передачу. В результате, обороты двигателя поднимутся, восстановится тяга и можно будет продолжить движение с почти прежней скоростью.
Таким образом, можно утверждать, что тяга двигателя обеспечивает высокую маневренность автомобиля.
Торможение автомобиля двигателем
Для рассмотрения процесса торможения автомобиля двигателем обратимся к небольшому примеру. Пример достаточно условный, и больше подходит к автомобилям с механической КПП.
На машинах с автоматической КПП к процессу торможения двигателем своевременно подключается коробка «автомат», и в нужный момент она включает необходимую передачу. На автомобиле с МКПП переключать передачи должен водитель.
Предположим, вы разогнались, например, на третьей передаче, набрали нужную вам скорость, и движетесь на оптимальных оборотах двигателя. У разных машин значения оптимальных оборотов в одинаковых условиях будут отличаться, но суть не в этом.
Под «оптимальными» понимаются обороты коленчатого вала двигателя, на которых сохраняется достаточная тяга для движения с необходимой скоростью. Двигатель в этих условиях не «напрягается», и не «захлебывается» от недостатка топловно-воздушной смеси.
Начинаете замедлять движение. Для этого полностью отпустите педаль газа — автомобиль продолжит двигаться по инерции, постепенно теряя скорость.
Когда вы просто уберете «газ», начнется так называемое торможение двигателем, и оно будет продолжаться до тех пор, пока вы НЕ выключите сцепление (нажмете педаль сцепления до пола). Если не выключить сцепление, то в конце-концов двигатель заглохнет и автомобиль остановится.
Вы так же можете регулировать интенсивность торможения двигателем, переключая передачи от высшей к низшей без использования тормозной системы. Чем ниже передача, тем сильнее будет торможение двигателем. Такой способ торможения целесообразно применять на спусках.
Но для такого способа требуется достаточно большое расстояние и спокойная дорожная обстановка, что в современных условиях большая редкость, особенно в крупных населенных пунктах. Поэтому для снижения скорости целесообразно всегда подключать педаль тормоза.
Торможение с использованием педали тормоза
Итак, вы разогнались, предположим, на третьей передаче, сбросили «газ» и плавно нажимаете ногой на педаль тормоза. Обороты двигателя начнут падать – стрелка тахометра «поползет» вниз. Не рекомендуется ее «опускать» ниже 2000 об/мин., вам необходимо поддерживать оптимальные обороты. Когда стрелка тахометра опустится до 2000 об/мин:
Продолжаете двигаться дальше, регулируя педалью газа обороты двигателя. Если необходимо остановиться, то плавно нажимаете на педаль тормоза и снижаете скорость. Когда стрелка тахометра снизится до 1000—1200 об/мин, выжимаете педаль сцепления, чтобы двигатель не заглох, и продолжаете тормозить до полной остановки.
Теперь, собственно, о самом торможении. Как вы уже заметили, в тексте очень часто встречается выражение «плавно нажимаете на педаль тормоза». Это не зря. Наиболее безопасное торможение – плавное, когда автомобиль не «клюет носом» при остановке.
Более того, на автомобилях, не оборудованных АБС, невозможно одновременно и тормозить, и поворачивать руль. Это возможно только на машинах с исправно работающей антиблокировочной системой.
Принято различать два типа торможения автомобиля: повседневное (или служебное) и экстренное. Всякий раз, когда вы самостоятельно выбираете момент начала торможения, давить на педаль тормоза нужно так, чтобы тормозное усилие распределялось равномерно на всем участке тормозного пути.
Другими словами, чем меньше вы делаете манипуляций с педалью тормоза, тем стабильнее и безопаснее будет торможение. Как это понимать?
Равномерное распределение тормозного усилия на всем тормозном пути позволит остановить автомобиль плавно. Плавное торможение НЕ вызовет резкий «кивок носом», следовательно, колеса не заскользят, а будут катиться, что очень важно на скользкой дороге — автомобиль останется управляем.
Резкое торможение на скользкой поверхности способно вызвать занос задней оси, особенно, если «задок» у автомобиля конструктивно легкий.
Ну и, резкое или внезапное торможение может стать полной неожиданностью для едущих сзади вас. В случае ДТП обычно виноват тот, кто едет сзади, но ведь, ремонтировать придется и ваш авто.
Если целью торможения автомобиля является его остановка (прекращение физического движения), нужно стремиться к тому, чтобы автомобиль останавливался в точно запланированном месте, без «недоезда» и «переезда».
Изложенное выше — это и есть повседневное (или служебное) торможение автомобиля.
Экстренное торможение автомобиля
Теперь насколько слов об экстренном торможении автомобиля. Чаще всего этот тип торможения используется для предотвращения ДТП.
В отличие от повседневного торможения, при экстренном — все просто: нужно максимально быстро замедлить автомобиль, вплоть до полной его остановки. Это означает резкое и сильное нажатие на тормозную педаль.
При экстренном торможении, когда стоит задача быстро остановить автомобиль, вы можете совсем не использовать педаль сцепления! Но чтобы двигатель после остановки автомобиля не заглох, придется выжать сцепление.
В среде автомобилистов можно услышать выражение «Наступил на тормоз». Оно и означает резкое и сильное нажатие на педаль тормоза с целью быстро замедлить автомобиль.
Подобное замедление может заблокировать колеса. Это случается, потому что при сильном нажатии на тормоз колодки зажимают тормозные диски, и колеса перестают катиться — автомобиль по инерции движется, как говорят, юзом (скользя резиной по асфальту или по грунту).
Так происходит на автомобиле, на котором нет антиблокировочной системой тормозов (АБС) или она неисправна. Чем это опасно? Опасность именно в заблокированных колесах.
Во-первых, на машине без АБС невозможно одновременно и тормозить, и вращать руль, так устроены системы автомобиля.
При движении юзом машина становится вовсе неуправляемой – на сухой дороге при заблокированных колесах вы не сможете повернуть руль, а на скользкой дороге при повороте руля машина продолжит двигаться по инерции прямо.
Во-вторых, при движении юзом сцепление колес с дорогой меньше, чем при обычном качении, поэтому тормозной путь, а также и время для остановки увеличиваются.
По этим причинам ваша задача не допустить блокировки колес при экстренном торможении, и тем самым сохранить управляемость автомобиля.
Для этого есть один прием, который называется ступенчатое, или импульсное торможение. Название говорит само за себя – нажатие на педаль тормоза происходит импульсами: нажал — отпустил, нажал — отпустил.
Нужно сильно нажать на педаль тормоза, но так, чтобы колеса были на грани блокировки, но не заблокировались, и сразу отпустить педаль, чтобы восстановить свободное качение колес, после чего снова нажать, и снова отпустить. И так повторять до полной остановки автомобиля.
В случае, если ваш автомобиль оборудован антиблокировочной системой (АБС), то в процессе торможения колеса не блокируются, и вы сможете рулить.
При экстренном торможении нужно сильно ударить ногой по педали тормоза и ждать остановки. АБС не допустит блокировки колес и автомобиль останется управляемым — при необходимости, можно будет объехать препятствие «на тормозах».
Но в гололед АБС может себя повести непредсказуемо. Самое безобидное, это увеличится тормозной путь на неизвестную величину, и можно на тормозах «доехать» до препятствия.
Поэтому, в ответственных случаях целесообразно использовать повседневное (служебное) торможение, а самих экстренных случаев постараться не допускать.
Будьте внимательны за рулем.
Автор: Сергей Довженко
Последняя редакция: 19.07.2021
Если есть желание поделиться прочитанным, ниже кнопки на выбор. Жмем, не стесняемся.
Замедление при экстренном торможении таблица. Установившееся замедление при торможении транспортного средства
Торможение, целью которого является максимально быстрая остановка, называется экстренным. При экстренном торможении считается, что силы сцепления используются полностью, то есть силы торможения достигают максимального значения одновременно на всех колесах, коэффициенты сцепления j х на всех колесах одинаковы и неизменны за весь период торможения.
Для дисковых тормозов с гидроприводом t с = 0,05…0,07 с;
Для барабанных тормозов с гидроприводом t с = 0,15…0,20 с;
Для барабанных тормозов с пневмоприводом t с = 0,2…0,4 с.
Для легковых автомобилей t с = 0,05…0,07 с;
Для грузовых автомобилей с гидроприводом t н = 0,05…0,4 с;
Для грузовых автомобилей с пневмоприводом t н = 0,15…1,5 с;
Для автобусов t с = 0,2…1,3 с.
Максимальное замедление j з max при торможении достигается при достижении максимального усилия воздействия на тормозную педаль, поэтому считается, что сила торможения будет неизменной, а замедление также можно принять постоянным.
При экстренном торможении на горизонтальной дороге максимальное замедление по условиям сцепления можно определить по формуле:
t т – минимальное время торможения, с;
t р – время растормаживания (это время от начала отпускания тормозной педали до возникновения зазора между фрикционными элементами).
Величина замедления ТС (ј / м/с2) устанавливается путем проведения следственного эксперимента в дорожных условиях места происшествия либо аналогичных ему.
В случае если проведение эксперимента невозможно, она может быть определена по справочным данным экспериментально-расчетных значений параметров замедления ТС. Либо принята как нормативная, установленная Правилами дорожного движения РФ, согласно требованиям ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки».
Определение величины замедления ТС возможно и расчетным путем по известным в экспертной практике формулам, основная часть которых разработана В.А. Бекасовым и Н.М. Кристи (ЦНИИСЭ).
▪ При движении заторможенного ТС с блокировкой колес:
на горизонтальном участке
▪ При свободном качении ТС по инерции (накатом):
(2.3)
на горизонтальном участке
▪ При торможении ТС колесами только задней оси:
на горизонтальном участке (2.6)
где g – ускорение свободного падения, м/с2 ;
▪ При торможении ТС только передними колесами:
на горизонтальном участке (2.8)
Здесь определение и выбор параметров δ2, jH jK аналогичны указанным в предыдущем пункте, за исключением колесных тракторов. Для них в этом случае δ2, = 1.1.
▪ При движении ТС с незаторможенными прицепами (колесом коляски) и полностью заторможенным тягачом (мотоциклом):
на горизонтальном участке (2.10)
Для ТС без нагрузки δnp ≈1.1, с нагрузкой δnp ≈ 1.0
▪ При движении ТС с незаторможенными прицепами (колесом коляски) и торможении тягача только задними или только передними колесами:
в общем случае (2.11)
на горизонтальном участке (2.12)
▪ При замасливании части колесных тормозов:
в общем случае (2.13)
на горизонтальном участке (2.14)
▪ При движении ТС с заносом без торможения: в общем случае
Разбивка обыкновенного стрелочного перевода
Основными документами для разбивки являются: эпюра со схемой разбивки и план путевого развития в осях. Порядок разбивки стрелочного перевода: Рис.2 Схема разбивки стрелочного перевода От оси станции отмеряют стальной рулеткой или лентой заданное по проекту расстояние до центра стрелочного перевода Ц, отмечают его на оси прямого пути колышком, забивая в него гвоздик, фиксирующий точно центр, и определяют направление прямого пути. Во избежани.
Расчетом движения называют определение основных параметров движения автомобиля и пешехода: скорости, пути, времени и траектории движения.
При расчете равномерного движения автомобиля используют элементарное соотношение
Торможение при постоянном коэффициенте сцепления
Если водитель в ходе ДТП тормозил, то начальную скорость автомобиля можно достаточно точно определить по длине следа скольжения (следа хода) шины на дороге, возникающего при полной блокировке колес.
Экспериментальное исследование процесса торможения показывает, что вследствие изменения коэффициента сцепления шин с дорогой и колебаний, вызванных наличием упругих шин и элементов подвески, замедление j в процессе торможения носит сложный характер.
Рис. 5.1. Диаграмма торможения
Для упрощения расчетов полагаем, что за время tн (время нарастания замедления) замедление нарастает по закону прямой (участок АВ), а в течение времени (время tу установившегося замедления) остается постоянным (участок ВС) и по окончании периода полного торможения мгновенно уменьшается до нуля (точка С).
Замедление автомобиля рассчитывают исходя из условий полного использования сцепления всеми шинами автомобиля,
, м/с 2 (5.2)
ч — коэффициент продольного сцепления шин с дорогой, который принимают постоянным.
Так как полное и одновременное использование сцепления всеми шинами автомобиля наблюдается относительно редко, в формулу вводят поправочный коэффициент эффективности торможения Кэ, и формула приобретает следующий вид:
Значение к при наличии следов юза
Самый распространенный способ определения скорости движения транспортного средства перед началом торможения представлен по формуле, имеющейся во всех литературных источниках,
где: j а — замедление автомобиля, развиваемое при его торможении, зависящее от типа транспортного средства, степени его загрузки, состояния покрытия проезжей части, м/с 2 ;
t н — время нарастания замедления автомобиля при его затормаживании, зависящее также от всех вышеперечисленных факторов, как и замедление, и практически изменяющиеся пропорционально изменению загрузки автомобиля и величине коэффициента сцепления, с;
Тормозной и остановочный пути автомобиля
, м (5.5)
, м. (5.6)
Время реакции водителя t 1 . Значение времени реакции водителя (в автотехнической экспертизе) представляет собой промежуток времени с момента появления сигнала опасности в поле зрения водителя до начала воздействия на органы управления транспортного средства (тормозная педаль, рулевое колесо, педаль акселератора).
Так, при расчете максимально допустимой скорости по условиям видимости дороги минимальное время простой сенсомоторной реакции следует принимать равным 0,3 с. Такое же время реакции следует принимать при определении минимально допустимой дистанции между попутно движущимися транспортными средствами.
В случае же проявления при движении каких-либо неисправностей транспортного средства, влияющих на безопасность движения, а также при физическом вмешательстве пассажира в процесс управления транспортным средством время реакции водителя можно принять равным 1,2 с.
При дорожно-транспортных происшествиях в темное время суток, когда препятствие было малозаметно, допускается увеличение времени реакции водителя на 0,6 с.
Время запаздывания срабатывания действия тормозного привода t 2 . В течение этого времени выбирается свободный ход педали тормоза и зазоры привода тормозной системы. Величина зависит от типа привода тормозов и его технического состояния.
При экстренном торможении до момента блокировки колес это время практически изменяется пропорционально изменению загрузки автомобиля и величине коэффициента сцепления.
Время нарастания замедления зависит, главным образом, от типа тормозного привода, типа и состояния дорожного покрытия, массы транспортного средства.
, м/с. (5.7)
Техническая возможность предотвращения ДТП
При анализе обстоятельств дорожно-транспортного происшествия после определения величины остановочного пути автомобиля S о необходимо определить:
Удаление автомобиля (S a ) от места наезда в момент, когда возникла опасность для движения;
Время, необходимое на остановку автомобиля, т. е. время на остановочный путь (t o );
Время пешехода (t п ), которое он затрачивает на движение от места возникновения опасности до места наезда;
Время (
), в течение которого заторможенный автомобиль перемещался до наезда.
Время движения пешехода к месту соударения определяется:
, с, (5.8)
где: S n — путь пешехода от места возникновения опасной обстановки до места наезда, м ;
V n — скорость движения пешехода, определенная либо по табличным данным, либо экспериментальным путем, км/ч.
Если время движения пешехода к месту соударения меньше или равно суммарному времени реакции водителя и времени срабатывания тормозного привода (t n t 1 + t 2 + 0,5t н = Т ), то пешеход окажется в полосе движения автомобиля, тогда как торможение еще не наступило. В таком случае технической возможности предотвратить наезд нет, независимо от значения скорости движения транспортного средства.
Если t a > Т, то анализ осуществляют в следующей последовательности:
Определяют расстояние S a между автомобилем и местом наезда в момент возникновения опасности для движения;
Сравнивают расстояние S а с остановочным путем транспортного средства S o .
Если остановочный путь автомобиля (S о ) меньше расстояния (S a ), то следует вывод о технической возможности избежания ДТП, в противном случае таковая у водителя отсутствует.
Для определения расстояния S a ВНИИСЭ рекомендует следующие формулы:
В случае наезда до начала торможения
, м, (5.9)
В случае, если заторможенный автомобиль после наезда продолжал движение до остановки,
, м (5.10)
, м, (5.11)
где 
— расстояние, которое преодолевает автомобиль после наезда до полной остановки.
Показателями тормозной динамичности автомобиля являются:
замедление Jз, время торможения tтор и тормозной путь Sтор.
Замедление при торможении автомобиля
Роль различных сил при замедлении автомобиля в процессе торможения неодинакова. В табл. 2.1 приведены значения сил сопротивления при экстренном торможении на примере грузового автомобиля ГАЗ-3307 в зависимости от начальной скорости.
Значения некоторых сил сопротивления при экстренном торможении грузового автомобиля ГАЗ-3307 общей массой 8,5 тонн
Так как коэффициент цх обычно значительно больше коэффициента ш, то при торможении автомобиля на грани блокировки, когда усилие прижатия тормозных колодок одинаково, что дальнейшее увеличение этого усилия приведет к блокировке колес, величиной ш можно пренебречь.
При торможении с отключенным двигателем коэффициент вращающихся масс можно принять равным единице (от 1,02 до 1,04).
Время торможения
Время торможения до полной остановки складывается из отрезков времени:
при использовании дисковых тормозных механизмов 0,15-0,2 с;
при использовании барабанных тормозных механизмов 0,2-0,4 с;
С момента соприкосновения деталей в тормозном механизме, замедление увеличивается от нуля до того установившегося значения, которое обеспечивает сила, развиваемая в приводе тормозного механизма.
Время, затраченное на этот процесс, называется временем нарастания замедления. В зависимости от типа автомобиля, состояния дороги, дорожной ситуации, квалификации и состояния водителя, состояние тормозной системы tн может меняться от 0,05 до 2 с. Оно возрастает с увеличением силы тяжести автомобиля G и уменьшением коэффициента сцепления цх. При наличии воздуха в гидравлическом приводе, низком давлении в ресивере привода, попадании масла и воды на рабочие поверхности фрикционных элементов значение tн увеличивается.
При исправной тормозной системе и движении по сухому асфальту значение колеблется:
от 0,05 до 0,2 с для легковых автомобилей;
от 0,05 до 0,4 с для грузовых автомобилей с гидравлическим приводом;
от 0,15 до 1,5 с для грузовых автомобилей с пневматическим приводом;
от 0,2 до 1,3 с для автобусов;
Так как время нарастания замедления изменяется по линейному закону, то можно считать, что на этом отрезке времени автомобиль движется с замедлением равным примерно 0,5 Jзmax.
Тогда уменьшение скорости
Следовательно, в начале торможения с установившимся замедлением
При установившемся замедлении скорость уменьшается по линейному закону от х?=Jустtуст до х?=0. Решая уравнение относительно времени tуст и подставляя значения х?, получим:
Тогда остановочное время:
тогда, считая, что максимальная интенсивность торможения может быть получена, только при полном использовании коэффициента сцепления цх получим
Тормозной путь
Тормозной путь зависит от характера замедления автомобиля. Обозначив пути, проходимые автомобилем за время tр, tпр, tн и tуст, соответственно Sр, Sпр, Sн и Sуст, можно записать, что полный остановочный путь автомобиля от момента обнаружения препятствия до полной остановки может быть представлен в виде суммы:
Первые три члена представляют собой путь пройденный автомобилем за время tсумм. Он может быть представлен как
Путь, пройденный за время установившегося замедления от скорости х? до нуля, найдем из условия, что на участке Sуст автомобиль будет двигаться до тех пор, пока вся его кинетическая энергия не израсходуется на совершение работы против сил, препятствующих движению, а при известных допущениях только против сил Ртор т.е.
Пренебрегая силами Рш и Рщ, можно получить равенство абсолютных значений силы инерции и тормозной силы:
Sуст=0,5х?2/цх g?0,5х2/(цх g)
Таким образом, тормозной путь при максимальном замедлении прямо пропорционален квадрату скорости движения в начале торможения и обратно пропорционален коэффициенту сцепления колес с дорогой.
Полный остановочный путь Sо, автомобиля будет
Sо=Sсумм+Sуст=хtсумм+0,5х2/(цх g) (2.11)
. (7.11)
=9,81*0,2=1,962 м/с 2 ;
=9,81*0,4= 3,942 м/с 2 ;
=9,81*0,6=5,886м/с 2 ;
Результаты расчетов по формуле (7.10) сведены в таблицу 7.2
Таблица 7.2 – Зависимость остановочного пути и установившегося замедления от начальной скорости торможения и коэффициента сцепления
, км/ч
По данным таблицы 7.2 строим зависимость остановочного пути и установившегося замедления от начальной скорости торможения и коэффициента сцепления (рисунок 7.2).
7.9 Построение тормозной диаграммы атс
Тормозной диаграммой (рисунок 7.3)называется зависимость замедления и скорости движения АТС от времени.
7.9.1 Определение скорости и замедления на участке диаграммы, соответствующем времени запаздывания срабатывания привода
В эксплуатации начальная скорость торможения 
= 40 км/ч для всех категорий АТС.
7.9.2 Определение скорости АТС на участке диаграммы, соответствующем времени нарастания замедления
Скорость 
, м/с, соответствующую концу времени нарастания замедления, определяют по формуле
=11,11-0,5*9,81*0,7*0,1=10,76 м/с.
Промежуточные значения скорости на данном участке определяют по формуле (7.12), при этом 
= 0
; коэффициент сцепления для категории М 1 
= 0,7.
7.9.3 Определение скорости и замедления на участке диаграммы, соответствующем времени установившегося замедления
Время установившегося замедления 
, с, рассчитывают по формуле
, (7.13)
с.
Скорость 
, м/с, на участке диаграммы, соответствующем времени установившегося замедления, определяют по формуле
, (7.14)
при
= 0
.
8 Определение параметров управляемости АТС
Управляемость АТС – это его свойство сохранять в определенной дорожной обстановке заданное направление движения или изменять его в соответствии с воздействием водителя на рулевое управление.
8.1 Определение максимальных углов поворота управляемых колес
8.1.1 Определение максимального угла поворота наружного управляемого колеса
Максимальный угол поворота наружного управляемого колеса 
, (8.1)
где R н1 min – радиус поворота наружного колеса.
Радиус поворота наружного колеса принимается равным соответствующему параметру прототипа –R н1 min = 6 м.
,
=25,65.
8.1.2 Определение максимального угла поворота внутреннего управляемого колеса
Максимальный угол поворота внутреннего управляемого колеса можно определить, приняв колею шкворней равной колее колес. Предварительно необходимо определить расстояние от мгновенного центра поворота до наружного заднего колеса.
Расстояние от мгновенного центра поворота до наружного заднего колеса 
, м, рассчитывают по формуле
, (8.2)
.
Максимальный угол поворота внутреннего управляемого колеса 
, град, можно определить из выражения
, (8.3)
,
=33,34.
8.1.3 Определение среднего максимального угла поворота управляемых колес
Средний максимальный угол поворота управляемых колес 
, град, можно определить по формуле
, (8.4)
.
8.2 Определение минимальной ширины проезжей части
Минимальную ширину проезжей части 
, м, рассчитывают по формуле
=5,6-(5,05-1,365)=1,915м.
8.3 Определение критической по условиям увода скорости движения
Критическую по условиям увода скорость движения 
, м/с, рассчитывают по формуле
, (8.6)
где 
,
– коэффициенты сопротивления уводу колес передней и задней оси соответственно, Н/град.
Коэффициент сопротивления уводу одного колеса 
, Н/рад, ориентировочно определяют по эмпирической зависимости
где 
– внутренний диаметр шины, м;
– ширина профиля шины, м;
– давление воздуха в шине, кПа.
К δ1 =(780(0,33+2*0,175)0,175(0,17+98) *2)/57.32=317,94, Н/град
К δ1 =(780(0,33+2*0,175)0,175(0,2+98)*2)/ 57.32=318,07,Н/град
.
Поворачиваемость проектируемого автомобиля – избыточная.
Для обеспечения безопасности движения должно выполняться условие
> 
. (***)
Условие (***) не выполняется, так как при определении коэффициентов сопротивления уводу были учтены только параметры шин. В тоже время при определении критической по уводу скорости необходимо учитывать распределение массы автомобиля, конструкцию подвески и другие факторы.