7.2. Уравнение торможения

При торможении снижение скорости автотранспортного средства происходит благодаря действию сил сопротивления движению: продольные реакции опорной поверхности, прикладываемые к передним (R_x1) и задним (R_х2) колесам; сила лобового аэродинамического сопротивления (Р_w); сила сопротивления подъему (P = ± G_asin). В процессе торможения указанным силам сопротивления противодействует сила инерции (P_j*), которая стремится продолжить движение автомобиля (рис. 35).

Рис. 35. Схема сил, действующих на автомобиль в процессе

торможения

Для вывода уравнения торможения (замедления) составим уравнение проекций сил на продольную ось:

- R_x1 - R_x2 - P - Р_w + P_j* = 0. (136)

Из (136) имеем уравнение торможения:

J_з = (R_x1 + R_x2 + P_ + P_w)/М_а. (137)

7.3. Торможение при неполном использовании сил сцепления

При таком режиме торможения продольные усилия, прикладываемые к колесам со стороны опорной поверхности, не достигают своих предельных значений (R_xi < R_xi^мах) Применительно к данному случаю уравнение торможения (137) можно преобразовать, учитывая установленную ранее взаимосвязь касательных реакций и моментов, действующих на колесах (см. формулу 11).

При торможении величина суммарного момента, подводимого к ведущим колесам момента автомобиля (М_к2), в общем случае складывается из следующих приведенных к ним моментов:

- сопротивления двигателя (М_д), вспомогательных механизмов автомобиля (М_о) и трансмиссии (М_тр);

- индикаторного момента двигателя (М_i);

- момента инерции, создаваемого инерционными массами двигателя, вспомогательного оборудования и трансмиссии (М_e2);

- тормозных моментов, создаваемых колесными тормозными механизмами (М_тор2).

К ведомым колесам автомобиля подводятся только тормозные моменты (M_тор1).

Таким образом, при торможении к ведущим и ведомым колесам автомобиля подводятся следующие тормозные моменты:

М_к2 = (М_д + M_о - М_i) i_тр + М_тор2 - М_e2, (138)

М_к1 = М_тор1. (139)

Подставляя (138) и (139) в формулу (11) продольной реакции (R_х2), в конечном счете получим следующее уравнение торможения:

j_з = [Р_тд + Р_тр + Р_тор + Рy + P_w]/М_ad, (140)

где Р_тд - тормозная сила двигателя;

Р_тор - тормозная сила колесных тормозов.

Тормозная сила двигателя рассчитывается по формуле:

Р_тд = Р_д + P_o – P_i. (141)

Величину тормозной силы колесных тормозов можно определить в виде суммы тормозных сил всех колес или отношения суммы тормозных моментов, действующих на передних и задних колесах автомобиля к величине динамического радиуса:

P_тор = = Р_тор1 + Р_тор2. (142)

Значение тормозной силы, создаваемой колесными тормозными механизмами, регулируется водителем путем изменения величины давления жидкости (или воздуха) в тормозном приводе. Изменяя усилие на педаль тормоза и регулируя тем самым значение Р_тор водитель придает автомобилю необходимое замедление.

При торможении возможно три случая использования искусственных сил:

Торможение тормозными механизмами (тормозной системой)

При таком торможении двигатель отключается от трансмиссии с помощью сцепления (Р_тд = 0), а величина замедления определяется в основном значением суммарной тормозной силой, развиваемой тормозными механизмами (Р_тор  0);

Торможение двигателем (Р_тд  0, Р_тор = 0). Используется только тогда, когда не требуется интенсивное снижение скорости движения. Величину тормозной силы, создаваемой двигателем в этом режиме, можно определить по полуэмпирической формуле:

Р_тд = 10³ , (143)

где р₀, p₁ - эмпирические коэффициенты.

Как видно из формулы (143) величина тормозной силы двигателя тем выше, чем больше передаточное отношение трансмиссии. Поэтому торможение двигателем наиболее эффективно на низших передачах. Наглядное представление о величине замедления, создаваемого тормозной силой двигателя, дает рис. 36, где представлены тормозные характеристики грузового автомобиля при торможении двигателем на различных передачах.

Рис. 36. Тормозные характеристики автомобиля при торможении

двигателем

3. Совместное торможение (Р_тд  0, Р_тор  0). При совместном торможении водитель переносит ногу с педали управления подачей топлива на педаль тормоза, что приводит к появлению тормозной силы двигателя и тормозной силы автомобиля. Основное преимущество совместного торможения состоит в том, что для создания необходимого замедления требуется меньшее усилие тормозных механизмов. Это особенно важно при частых торможениях, т.к. снижается нагруженность тормозных механизмов, а также нагрев и износ фрикционных элементов.

Исходя из того, что при совместном торможении величина тормозной силы автомобиля (Р_торс) меньше, чем при торможении только тормозной системой (Р_тор), легко доказать, что режим совместного торможения выгоден, если требуемая величина замедления не превышает следующего значения:

j_з = . (144)