Лабораторная работа № 6 Анализ процесса торможения автомобиля с помощью теорем динамики материальной точки

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. В этой работе необходимо установить зависимости величин остановочного и тормозного путей автомобиля как от исходной его скорости , так и от дорожных условий , в частности состояния дорожного покрытия.

С точки зрения законов динамики при торможении автомобиля происходит уменьшение его кинетической энергии за счет работы сил сопротивления движению.

В этом смысле можно отметить , что при потребности в интенсивном и тем более экстренном торможении необходимо создать дополнительное и значительное сопротивление движению автомобиля с помощью тормозных механизмов.

При этом следует иметь в виду , что современные автомобиля , в том числе и грузовые, могут оснащаться антиблокировочной системой ( АБС), что исключает движение автомобиля с юзом, т.е. блокировкой колес и , безусловно, повышает эффективность процесса торможения и безопасность перемещения автомобиля в режиме торможения , особенно в условиях скользкого дорожного покрытия.

Исходными данными при проведении расчетов в данной лабораторной работе необходимо принять:

- V-исходная скорость автомобиля 40,60,90 км\час,

- -время реакции водителя в конкретной дорожной ситуации ( в среднем 0,8 сек),

- -время срабатывания тормозов конкретного (исследуемого) автомобиля 0,1с-0,2с,

- время нарастания полного тормозного замедления в зависимости от дорожных условий и типа автомобиля 0,1с – 0,6 с,

-j- полное замедление автомобиля в зависимости от состояния дорожного покрытия и типа автомобиля при коэффициентах сцепления 0,2;0,4;0,7, которое определяется произведением коэффициента сцепления на величину ускорения свободного падения g ( 9,81 м\с2).

Расчетная формула для вычисления величин остановочного и тормозного пути имеет вид , здесь первое слагаемое представляет собой расстояние , преодолеваемое автомобилем за время естественного запаздывания торможения, второе – тормозной путь автомобиля , т.е. расстояние , преодолеваемое в режиме торможения с максимальным замедлением.

Полное замедление автомобиля зависит как от типа транспортного средства , так и от дорожных условий , должно быть принято из справочных данных для каждой величины коэффициента сцепления , указанной выше.

При этом , теоретическое значение величины максимального тормозного замедления может быть установлено по формуле ( м\с2),при этом , g=9,81м\с2.

Результаты проведенных расчетов должны быть проиллюстрированы графиками зависимостей остановочного пути автомобиля как от исходной его скорости , так и от дорожных условий ( состояния дорожного покрытия).

Следующей задачей , решаемой в этой лабораторной работе , является определение безопасной скорости движения автомобиля в конкретных дорожных условиях с учетом ограниченной дальности прямой видимости с места водителя ( например при движении и со светом фар).

Речь идет о движении автомобиля в темное время суток , когда дальность видимости с места водителя определяется дальностью видимости при включенном свете фар ( дальнем и ближнем).

Поскольку водитель для обеспечения безопасности движения обязан принять при обнаружении препятствия возможные меры к снижению скорости вплоть до полной остановки автомобиля путем торможения , то это означает , что при обнаружении опасности водитель обязан остановить автомобиль на расстоянии , не превышающем дальности видимости в свете фар.

Это означает , что водитель обязан при выборе скорости автомобиля учитывать не только дорожные условия ( состояние дорожного покрытия) , но и дальность видимости в свете фар ( ближнего и дальнего).

Для определения безопасной скорости автомобиля , обеспечивающей водителю возможность остановить транспортное средство на расстоянии , соответствующем дальности видимости , можно воспользоваться соотношением ( км\час),

здесь - время естественного запаздывания торможения автомобиля(сек),

L – дальность видимости с места водителя при свете фар ( дальнем и ближнем) (м).

Остальные обозначения и значения приведены выше.

При этом необходимо определить безопасную скорость автомобиля при дальностях видимости на ближнем свете фар ( 40-50 м) и дальнем ( 100-120м), а также при различных коэффициентах сцепления с дорожным покрытием ( 0,2 – 0,7), от величины которого зависит полное замедление автомобиля и время нарастания этого замедления.

Следует отметить , что при выборе безопасной скорости в темное время суток при включенном свете фар предполагается максимальная концентрация внимания водителя , в связи с чем время реакции водителя в этом случае принимается 0,3 сек.

Поскольку величина безопасной скорости автомобиля определяется исходя из обязательного соблюдения неравенства , то это означает , что результаты расчетов безопасной скорости исходя из дальности видимости при свете фар и с учетом состояния дорожного покрытия необходимо нанести на графики зависимости величины остановочного пути от дорожных условий , указав точки , соответствующие значениям величин этих безопасных скоростей, установив таким образом зону безопасного движения по данному критерию.