Ответы на вопросы. 1. Влияние различных факторов на проходимость автомобиля
 Скачать 284.8 Kb.
|
|
19. Влияние различных факторов на тормозные свойства автомобиля На тормозные свойства автомобиля оказывают влияние различные конструктивные и эксплуатационные факторы. К ним относятся конструкция тормозных механизмов и их техническое состояние, состояние дорожного покрытия и протекторов шин, распределение тормозных сил по колесам автомобиля, применение регуляторов тормозных сил и антиблокировочных систем, способы служебного торможения и др. Рассмотрим влияние указанных факторов на тормозные свойства. Тормозные механизмы и их техническое состояние. Тормозные свойства автомобиля во многом зависят от типа тормозных механизмов и их технического состояния. В передних и задних колесах грузовых автомобилей и автобусов применяют барабанные тормозные механизмы (рис. 11.6, а). В передних колесах легковых автомобилей используют дисковые тормозные механизмы (рис. 11.6, б), а в задних колесах — барабанные. При торможении более эффективными являются барабанные тормозные механизмы, а более стабильными — дисковые. Дисковые тормозные механизмы по сравнению с барабанными имеют меньшую массу, более компактны и лучше охлаждаются. Однако у них быстрее изнашиваются фрикционные накладки колодок, и они хуже защищены от загрязнения. Техническое состояние тормозных механизмов серьезно влияет на эксплуатационные свойства автомобиля. От технического состояния во многом зависит безопасность движения. Так, например, самой распространенной причиной дорожно-транспортных происшествий, возникающих из-за технической неисправности автомобиля, является неудовлетворительное состояние тормозных механизмов (замасливание, загрязнение, износ, нарушение регулировки и др.). Как показывает статистика дорожно-транспортных происшествий, около 15 % общего числа аварий с гибелью людей происходит вследствие неисправности тормозных механизмов. Дорожное покрытие и протекторы шин. Состояние дорожного покрытия и протекторов шин определяет возможность реализовать создаваемую тормозными механизмами тормозную силу автомобиля, значение которой зависит от силы сцепления колес с дорогой. Новое дорожное покрытие имеет шероховатую поверхность, и ее микроскопические выступы увеличивают сцепление шин с дорогой. При износе дорожного покрытия микронеровности его поверхности сглаживаются и коэффициент сцепления колес с дорогой уменьшается.  Рис. 11.6. Схемы барабанного (а) и дискового (б) тормозных механизмов: 1, 4 — тормозные колодки; 2 — тормозной барабан; 3 — тормозной диск  Рис. 11.7. Зимний рисунок протектора шины (а) и шипы противоскольжения (б): 1 — сердечник; 2 — корпус Зимой на заснеженных и обледенелых дорогах коэффициент сцепления существенно снижается, и для его увеличения необходимо использовать шины с зимним рисунком протектора и ошипованные шины (рис. 11.7). Регуляторы тормозных сил. Наибольшая интенсивность торможения автомобиля достигается при полном использовании сцепления всеми колесами автомобиля, что возможно только при оптимальном распределении тормозных сил по колесам. Поэтому для торможения автомобиля в любых дорожных условиях с максимальным замедлением необходимо, чтобы тормозные силы на колесах автомобиля всегда были пропорциональны нагрузкам на колеса. Это достигается при помощи регулятора тормозных сил, который изменяет значение тормозной силы в зависимости от нагрузки на задний ведущий мост. При этом исключается занос (юз) колес моста, повышаются устойчивость автомобиля и безопасность движения. Антиблокировочные системы. Такие системы устраняют блокировку колес автомобиля при торможении, регулируют тормозной момент и обеспечивают одновременное торможение всех колес автомобиля. При этом достигается оптимальная эффективность торможения (минимальный тормозной путь) и повышаются устойчивость автомобиля и безопасность его движения. Эффективность торможения с антиблокировочной системой (АБС) зависит от схемы установки ее элементов. Наиболее эффективной является АБС с отдельным регулированием колес автомобиля (рис. 11.8, а). В этом случае на каждое колесо установлен отдельный датчик 2 угловой скорости, а в тормозном приводе к колесу — отдельный модулятор 3 давления и блок управления 1. Однако такая схема установки АБС наиболее сложная и дорогостоящая. В более простой схеме установки элементов АБС (рис. 11.8, 6) используются один датчик 2 угловой скорости, установленный на валу карданной передачи, один модулятор 3 давления и один блок управления 1.  Рис. 11.8. Схемы АБС с отдельным (а) и общим (б) регулированием колес: "14. Рецензия" - тут тоже много полезного для Вас. 1 — блок управления; 2 — датчик; 3 — модулятор давления Такая схема установки элементов АБС имеет более низкую чувствительность и обеспечивает меньшую эффективность торможения автомобиля. Применение АБС обеспечивает наибольший эффект на скользкой дороге, когда тормозной путь автомобиля уменьшается на 10... 15 %. На сухой асфальтобетонной дороге такого сокращения тормозного пути автомобиля может и не быть. Способ торможения. Из различных способов служебного режима торможения автомобиля — торможение двигателем, с отсоединенным двигателем (тормозной системой), совместно с двигателем, тормозом-замедлителем и с периодическим прекращением действия тормозной системы — наиболее эффективным является последний способ. При торможении с периодическим прекращением действия тормозной системы обеспечиваются наиболее значительные тормозные силы на колесах автомобиля и сохраняется максимальное сцепление колес с дорогой. Однако из-за сложности такого способа торможения его рекомендуется применять только водителям высокой квалификации. 20. Назначения и классификация технических средств, показатели эффективности их применения Классификация технических средств. Технические средства организации движения по их назначению можно разделить на две большие группы. К первой относятся технические средства, непосредственно воздействующие на транспортные и пешеходные потоки с целью формирования их необходимых параметров. Это - дорожные знаки, дорожная разметка, светофоры и направляющие устройства. Ко второй группе относятся средства, обеспечивающие работу средств первой группы по заданному алгоритму. Это - дорожные контроллеры, детекторы транспорта, средства обработки и передачи информации, оборудование управляющих пунктов АСУД, средства диспетчерской связи и т.д. Характер воздействия технических средств первой группы на объект управления может быть двояким. Неуправляемые дорожные знаки, разметка проезжей части и направляющие устройства обеспечивают постоянный порядок движения, изменить который можно лишь соответствующей заменой этих средств (например, установкой другого знака или применением другого вида разметки). Напротив, светофоры и управляемые дорожные знаки способны обеспечивать переменный порядок движения (поочередный пропуск транспортных потоков через перекресток с помощью сигналов светофора или, например, временное запрещение движения в каком-то направлении путем смены символа управляемого знака). Работа последних связана с использованием технических средств второй группы. Дорожные контроллеры имеют различное исполнение в зависимости от характера выполняемыми ими задач и подразделяются (как было указано выше) на контроллеры локального и системного управления. И те, и другие могут обеспечивать жесткое программное управление, а при наличии обратной связи с транспортным потоком - адаптивное. При автоматическом управлении обратная связь осуществляется с помощью детекторов транспорта. Так как эта связь применяется не во всех случаях, на рис.2 она показана пунктирной линией. При ручном управлении (если оператор не находится на перекрестке) для обратной связи могут быть использованы средства телевизионного обзора, телефонной связи и средства отображения информации управляющего пункта. Последние используют информацию, поступающую от детекторов транспорта. Технические средства обеих групп имеют свою классификацию. Например, деление знаков на группы, разметки на виды, и т.д. Показатели эффективности применения технических средств. Технические средства организации движения воздействуют на транспортные и пешеходные потоки. При этом параметры потоков меняются. Эти изменения могут быть положены в основу показателей, используемых для оценки эффективности применения как отдельного технического средства, так и их совокупности. В общем виде, принимая принимая во внимание задачи управления движением, показатели эффективности должны отражать производительность транспортного процесса и безопасность движения. Вместе с тем поиски единого показателя, который был бы универсальным, измеримым в реальных условиях движения и имел бы стоимостное выражение, связаны с определенными трудностями. Для разных "потребителей" систем управления на первый план могут быть выдвинуты различные показатели: число и тяжесть ДТП, пропускная способность улично-дорожной сети, транспортные задержки, число остановок транспортных средств, длина очередей перед перекрестками, время выполнения поездки, скорость сообщения, степень загазованности окружающей среды и уровень шума, создаваемого транспортными средствами. Между перечисленными показателями существует взаимосвязь, однако явный вид этих зависимостей пока неизвестен. Кроме этого, некоторые показатели не могут быть определены сразу. Например, для определения числа и тяжести ДТП необходимо время для сбора статистических данных. В зависимости от цели оценки (например, оценка уровня безопасности движения или загазованности воздуха) используются те или иные показатели или их совокупность. Для расчетов экономической эффективности внедрения технических средств организации движения целесообразно учитывать множество показателей в их стоимостном выражении. Для целей оптимизации работы технических средств можно ограничиться использованием одного-двух показателей, поскольку практика показывает, что минимизация одного из ведущих параметров эффективности приводит к снижению (или увеличению) других. Так снижение задержки транспортных средств приводит к увеличению скорости сообщения, уменьшению времени движения, расхода топлива, загазованности и шума. При выборе ведущего показателя необходимо учитывать, что в наиболее явном виде об эффективности управления можно судить по характеру работы перекрестков, пропускная способность которых во многом определяет производительность всей транспортной системы. Для перекрестка таким показателем является среднее время обслуживания или средняя задержка автомобиля. Этот показатель чаще всего используется как характеристика эффективности различных систем массового обслуживания. Задержка может быть сравнительно просто определена в реальных условиях движения и имеет стоимостное выражение. К сожалению, средняя непосредственно задержка не отражает степень безопасности движения. Известно, что уменьшение задержек уменьшает раздраженность и психологическую утомляемость водителей, что в конечном счете уменьшает и вероятность возникновения ДТП. Тем не менее только путем уменьшения средних задержек транспортных средств добиться снижение числа ДТП невозможно. Поэтому, принимая указанный критерий в качестве основного, следует учитывать и другие показатели соответствующие характеру и направленности анализа систем управления. В ряде случаев параметры систем, расчитанные по критерию средней задержки, могут быть ограничены с учетом интересов безопасности движения, например длительность минимального разрешающего, максимального запрещающего и промежуточного сигналов светофоров, расчетная скорость движения и т.д. Кроме этого, показатель безопасности предъявляет определенные требования и к техническим средствам организации движения с точки зрения их безотказности в работе и информативности. С учетом роста уровня автомобилизации особое значение принимают экологические показатели. Частые торможения и остановки транспортных средств повышают вероятность использования водителями понижающих передач и работы двигателя на не экономичных режимах. это способствует загрязнению атмосферы продуктами неполного сгорания топлива и увеличению транспортного шума. Поэтому параметры управления движением должны обеспечивать стабильность скоростного режима и снижение числа и продолжительности остановок транспортных средств. 21. Измерители тормозных свойств Измерителями тормозных свойств автомобиля являются замедление Измерителями тормозных свойств автомобиля являются замедление при торможении jз, м/с2, время торможения tтор, с, и тормозной путь Sтop,м.Наиболее важное значение из указанных измерителей имеют замедление и тормозной путь. Нагрузка на автомобиль оказывает существенное влияние на его тормозные свойства. Поэтому в процессе эксплуатации для проверки эффективности тормозных механизмов в качестве измерителей используют максимально допустимый тормозной путь и минимально допустимое замедление автомобиля без нагрузки и с полной нагрузкой. Нормативные значения измерителей тормозных свойств автомобиля без нагрузки при торможении на сухой асфальтовой горизонтальной дороге регламентированы правилами дорожного движения. Уравнение движения при торможении Уравнение движения автомобиля выведем для случая торможения на горизонтальной дороге (рис. 7.1). Спроецируем все силы, действующие на автомобиль, на плоскость дороги и получим следующее уравнение движения при торможении: Pи=Rх1– Rх2–Pв=0 Замедление при торможении определим из этого уравнения, представив его в следующем виде:  , Значение замедления зависит от режима торможения автомобиля. При эксплуатации применяется экстренное (аварийное) и служебное торможение. Экстренное торможение Экстренным называется режим торможения, при котором тормозные силы на колесах автомобиля достигают максимально возможного значения по сцеплению. При этом колесо находится на грани юза (полного скольжения), но еще катится с некоторым проскальзыванием. Как показали исследования, максимальное значение тормозной силы на колесе достигается при его 15...30%-ном проскальзывании. Экстренное торможение применяется сравнительно редко и обычно составляет 3...5% общего числа торможений. При экстренном торможении замедление достигает наибольшего значения и на сухом асфальтобетоне составляет 7,5... 8 м/с2. Экстренное торможение очень неприятно для сидящих пассажиров и опасно для стоящих. Оно вызывает повышенный износ шин и тормозных механизмов. При экстренном торможении для увеличения замедления необходимо уменьшить влияние вращающихся масс, поэтому двигатель отключается от трансмиссии при помощи сцепления. Процесс торможения осуществляется только тормозной системой. При экстренном торможении скорость автомобиля резко падает, поэтому влияние силы сопротивления воздуха незначительно. Уравнение движения автомобиля при экстренном торможении принимает следующий вид: Pи – Rх1 – Rх2=0 Так как при экстренном торможении касательные реакции дороги на передних и задних колесах имеют максимально возможные значения по сцеплению, то Rх1+Rх2=Rz1φx+Rz2φx= =(Rz1+Rz2)φx=Gφx С учетом этого выражения для горизонтальной дороги и современных автомобильных дорог, имеющих небольшие уклоны, при экстренном торможении замедление jз=gφx, где φx — коэффициент сцепления колес с дорогой.
Если во время торможения значение коэффициента сцепления колес с дорогой не изменяется, то замедление не зависит от скорости в течение всего периода торможения (рис. 7.2). Время торможения Для определения времени торможения представим замедление в следующем виде:  откуда  Проинтегрировав последнее выражение, определим время торможения:  где vHи vK — значения скорости автомобиля соответственно в начале и конце торможения, выраженные в м/с, или  где vни vквыражены в км/ч. При торможении автомобиля до полной остановки, когда vк = = 0, время торможения  Из этого выражения следует, что время торможения автомобиля связано линейной зависимостью со скоростью (см. рис. 7.2). |