Определение тормозных сил при торможении

При торможении на автомобиль действуют следующие силы: сила тяжести G_a; нормальные реакции передней R_z1 к задней R_z2 осей; суммарные продольные реакции в контактах колес с дорогой на передней оси R_x1, задней оси R_x2,которые равны тормозным силам P _{тop 1} и Р _{тоp 2}; сила инерции, равная произведению массы автомобиля на замедление m_a. j_з.

Тормозные силы Р _{тop 1} = φх R_z1; Р _{тор 2} = φ_x/R_z2

Чтобы найти R_z1 и R_z2. нужно рассмотреть уравнения равновесия моментов от действующих сил

R_zl L – ma j_з h_g – Gа b = 0, (7.1)

где а и b – координаты центра масс автомобиля относительно передней и задней осей; h_q – высота центра масс над поверхностью дороги.

Координаты центра масс автомобиля (а, b) можно определить, рассмотрев уравнении равновесия моментов от действия сил на неподвижный автомобиль. На неподвижный автомобиль действуют только G_a; R_z1 и R_z2, тогда

R_zl L – Ga b = 0

откуда b = R_zl L/G_a; a = L – b.

Высоту центра масс принимают равной высоте погрузочной площади для грузовых автомобилей и диаметру колеса для легковых.

Из уравнения (7.1)

R_z1=G_a(b+j_зh_g/g)/L

R_z2=G_a(a– j_зh_g/g)/L

Если принять, что j_а = φ_х g, т.е все колеса автомобиля одновременно доходят до φ_X получим

R_z1 = G_a(b + φ_x h_g)/L (7.2)

откуда:a, b-найдено, φ_x- изменяется от 0,2 до 0,8, L -по условию (для грузового автомобиля принимается равной высоте днища платформы, для легкового автомобиля – диаметру колеса)

R_z2 =G_а (а – φx h_g)/L

По этим формулам можно рассчитать нормальные реакции при торможении в заданных дорожных условиях.

Отношение

R_xl/R_X2 = Р_Тор1/Р_Тоp2 ⁼ R_zl φ_х/R_z2 φ_х = R_zl/R_z2, т. е. соотношение тормозных сил должно быть такое же, как соотношение нормальных реакций, а сами силы

P _{тop 1}=R_z1 φx = G_a(b+φ_xh_q)φ_x/L (7.3)

P _{тop 2} =R_z2 φ_{x =}G_a(a– φ_xh_q)φ_x/L

Нетрудно заметить, что требуемые тормозные силы зависят от φ_х, который в эксплуатации изменяется в широких пределах

(φ_х = 0,2...0,8).

Пользуясь этими формулами, можно рассчитать и построить зависимость Р _{тор 2} = f(Р _тор1 ). Ее вид представлен на рисунке 7.1.

Анализ этой зависимости позволяет установить, что для каждого коэффициента сцепления в диапазоне его возможного из­менения существует определенное соотношение Р _{тор 1} /Р _{тор 2} причем по величине для каждого φ_х разное. Если тормозная система может обеспечить эту зависимость, то это будет идеально. Самые простые тормозные системы без регулятора обеспечивают постоянное соотношение P _{тop 1}/Р _{тоp 2} обычно выбираемое по рекомендациям Правила №13 ЕЭК OOH (для легковых автомобилей при φ_x = 0,8), исходя из того, чтобы обеспечить при всех φ_х заблокирование колес передней оси первыми.

Если при торможении первыми заблокируют задние колеса, а передние еще не дойдут до предела по φ_x – у автомобиля начнется занос, причем последний является развивающимся процессом, так как при увеличении курсового угла увеличивается поворачивающий момент.

Если при торможении заблокируются первыми передние колеса, автомобиль потеряет управляемость, но увеличения курсового угла в процессе торможения не будет. Поэтому второй вариант предпочтительнее.

Из графика рисунок 7.1 видно, что если ординаты прямой, соответствующие Р _{тоp 2}. находятся ниже идеальной кривой, то и будет обеспечен второй вариант – первыми заблокируются колеса передней оси. Ясно, что при φ_x =0,8 это будет соответствовать всему возможному диапазону изменения φ_х, а если взять, например, φ_х = 0,6, то при силе P _{тop 1} больше чем соответствующая величина при φ_х = 0,6, на колесах второй оси должна развиваться сила большая, чем при φ_х = φ_хтaх, а следовательно, они заблокируются первыми.

Однако выбор φ_x = 0,8 увеличивает недоиспользование воз­можного сцепления в целом. Недоиспользование сцепления можно оценить по величине удельной тормозной силы

= (Р _{тоp 1} + P _{тop 2})/G_a, (7.4)

P_тор1,P_тор2- из уравнения (7.3)

рассчитав значение при обычной и идеальной тормозных системах.

Дата добавления: 2015-07-10