7.4. Торможение с полным использованием сил сцепления

Найдем, исходя из полного использования сил сцепления всех колес (R_х1^мах = R_z1_x, R_х2^мах = R_z2_x), максимально возможное замедление. Для этого подставим в (127) выражения предельных значений продольных реакций:

j_з^мах = (R_z1_x + R_z2_x + P_ + P_w)/М_а =g =

= g = g . (145)

Учитывая, что значение лобовой аэродинамической силы относительно веса автомобиля невелико, последним членом можно пренебречь. В итоге получим:

j_з^мах  g . (146)

Из полученной формулы видно, что величина максимального замедления непосредственно не зависит от массы автомобиля и определяется коэффициентом сцепления и продольным уклоном дороги.

Для автомобилей, в тормозном приводе которых нет автоматических регуляторов, теоретические значения предельных замедлений, соответствующие формуле (146), как правило, недостижимы. Различие в теоретическом и реально достигаемом замедлении объясняется тем, что формулы (145)-(146) получены для условий одновременного и полного использования всеми колесами, сил сцепления. У автомобилей без автоматических регуляторов одновременное достижение всеми колесами предельных значений касательных реакций, как правило, не происходит: в одних условиях первыми достигают предела по сцеплении передние колеса, в других - задние. Кроме того, при переходе колес одного моста в юз силы их сцепления из-за падения _х существенно уменьшаются, а на колесах другого еще не успевают достигнуть предела. Вследствие это сумма тормозных сил оказывается меньше, чем при одновременном достижении колес предельных состояний. Чтобы приблизить расчетные значения замедлений к тем, которые фактически обеспечивают тормозные системы без регуляторов, Д.П. Великановым был предложен поправочный коэффициент К_э, который был назван коэффициентом эффективности экстренного торможения. С учетом коэффициента К_э формула (146) может быть записана следующим образом:

j_з^мах = . (147)

Значения коэффициента эффективности применительно к дорогам с относительно хорошим сцеплением (_х > 0,4) ориентировочно равны: 1,20 - для легковых автомобилей; 1,30 - 1,40 - для грузовых автомобилей и автобусов. При торможении на скользких дорогах (_х < 0,4) значение К_э = 1.

7.5. Основные фазы процесса торможения

Процесс торможения во времени состоит из несколько основных фаз, в течение которых определенным образом изменяется скорость движения автомобиля и величина его замедления. Наглядное представление о характере изменений указанных величин при торможении дает так называемая тормозная диаграмма, которая впервые была предложена проф. Н. А. Бухариным (рис. 37) для простейшего случая торможения (однократное нажатие и отпускание педали тормоза) /2/.

Рис. 37. Параметры торможения автомобиля

Время от момента, когда замечена опасность, до начала торможения называют временем реакции водителя (_рв). В зависимости от индивидальных качеств, квалификации водителя, степени его утомляемости и т. п. _рв может изменяться в пределах 0,2 - 0,15 с.

Период времени от начала торможения до момента появления тормозной силы называется временем запаздывания (_з). Время запаздывания зависит от типа тормозного привода и тормозных механизмов, а также от технического состояния тормозной системы. Для тормозных систем с исправным гидравлическим приводом и барабанными тормозами _з = 0,10 - 0,20 с., при использовании дисковых тормозов _з = 0,05 – 0,07 с., у систем с исправным пневматическим приводом и барабанными тормозами время запаздывания составляет около 0,30 - 0,40 с. Увеличение зазоров между фрикционными элементами в тормозных механизмах, попадание воздуха в гидропривод, утечка воздуха из пневмопривода и другие неисправности приводят к увеличению времени.

Время от момента появления замедления до момента времени, когда прекращается его рост, называют временем нарастания замедления (_н). У АТС с гидроприводом тормозов время нарастания замедления составляет 0.2 - 0.4 с., у АТС с пневмоприводом 0,4 - 0.6 с. Однако величина _н в зависимости от типа привода, режима нажатия на педаль, технического состояния тормозной системы и других факторов может изменяться. При экстренном торможении время нарастания замедления снижается с уменьшением массы АТС и коэффициента сцепления. Возрастанию _н способствует появление различных неисправностей, а также попадание влаги или масла на фрикционные элементы тормозных механизмов. В фазе нарастания замедления происходит некоторое снижение скорости от V_o до V_д.

Время протекания первой и второй фаз торможения называется временем срабатывания тормозной системы (_ср = _з + _н).

Продолжительность третьей фазы торможения, в течение которой величина замедления остается относительно стабильной, называется временем установившегося замедления (торможения). Время установившегося замедления (_н) зависит от начальной и конечной скорости торможения, а также величины установившегося замедления.

Продолжительность четвертой фазы торможения называют временем растормаживания (_р ). В этот период происходит падение тормозной силы и замедления, и завершается сам процесс торможения. За время растормаживания скорость движения автомобиля понижается отV_к* до V_к. Скорость автомобиля в момент окончания торможения (V_к) называется конечной скоростью торможения.

Период времени от начала до конца торможения называется временем торможения (Т_т). Его величина складывается из времени соответствующих фаз торможения:

Т_т = _з + _н + _у + _р. (148)

Время, отсчитываемое с момента поступления к водителю сигнала об опасной дорожной ситуации до момента остановки автотранспортного средства, называется остановочным временем.

Т_о = _рв + Т_т = _рв + _ср + _у + _р. (149)