Уравнение движения при торможении.

В зависимости от того какую работу совершают внешние силы за цикл движения машины различают три режима движения: разгон, торможение и установившееся движение. Циклом называют период времени или период изменения обобщенной координаты через который все параметры системы принимают первоначальные значения.

Разгон => Адц > Асц, Ае ц > 0;

Установившееся движение => Адц = Асц, Ае ц = 0;

Торможение (выбег) => Адц< Асц, Ае ц < 0.

В целях снижения скорости для намеренной остановки или предупреждения дорожно-транспортного происшествия производят торможение автомобиля. Различают служебное и экстренное (аварийное) торможение.

Служебным торможением называется такое, к которому водитель заблаговременно подготовлен для остановки автомобиля в заранее намеченном месте или снижения скорости движения. Такое торможение характерно тем, что оно производится плавно без использования максимальной эффективности тормозов и, как правило, с выключенной передачей. На скользкой дороге во избежание бокового заноса служебное торможение рекомендуется осуществлять при помощи двигателя, а окончательную остановку - плавным нажатием на педаль тормоза.

Экстренное (аварийное) торможение производится с целью остановки автомобиля на минимальном расстоянии. Оно, как правило, осуществляется внезапно, в случаях возникновения опасности наезда, когда требуется быстро остановить автомобиль или снизить его скорость. Наиболее правильным в этом случае будет торможение автомобиля до начала блокировки колес, т.е. до состояния, когда колеса перестают катиться и начинают скользить по дороге "юзом". Полной блокировки колес допускать не следует, так как при этом: во-первых, увеличивается тормозной путь, особенно на скользкой дороге, а во-вторых, резко повышается возможность бокового заноса автомобиля, поэтому при появлении "юза" интенсивность торможения надо уменьшить, ослабив нажатие на педаль. На скользкой дороге, где "юз" появляется при меньшей тормозной силе, следует использовать прием периодического торможения. Он заключается в том, что водитель, воздействуя на педаль тормоза быстрыми и короткими нажатиями, не допускает блокировки колес. Экстренное торможение надо производить при включенной передаче. Это позволит лучше использовать тормозное усилие двигателя и повысить устойчивость автомобиля на дороге. А когда тормозное усилие двигателя практически прекращается и появляются рывки в трансмиссии, сцепление следует выключить. Торможение двигателем, как правило, должно применяться вместе с периодическим торможением колес. Экстренное торможение заканчивается обычно остановкой автомобиля. Расстояние, которое пройдет автомобиль с момента обнаружения водителем опасности до полной остановки, называется остановочным путем.

Остановочный путь можно разделить на три периода: путь, пройденный автомобилем за время реакции водителя; путь, пройденный за время срабатывания тормозов; путь, пройденный с начала торможения до остановки (тормозной путь).

Время срабатывания тормозов. На срабатывание тормозов с гидравлическим приводом (достижение максимального давления жидкости в приводе), после чего наступает интенсивное торможение колес, необходимо время в пределах 0,1-0,2 с. За это время автомобиль пройдет определенный путь.

Во всех случаях, кроме аварийных, торможение должно выполняться плавно. Чем выше скорость движения автомобиля, тем торможение должно быть более плавным.

Необходимо избегать торможения на поворотах, особенно автомобилей с высоко расположенным грузом, при неодинаковом сцеплении колес правой и левой сторон с дорогой, при движении с боковым креном.

Применяя экстренное торможение, водитель должен наблюдать за траекторией движения автомобиля. При начавшемся заносе следует отпустить тормозную педаль.

На дорогах со скользким покрытием нужно применять прерывистое торможение, периодически нажимая на тормозную педаль и быстро ее отпуская. Сила нажатия на тормозную педаль увеличивается по мере снижения скорости, но это не должно приводить к блокировке колес. Торможение необходимо осуществлять на включенной передаче и выключать сцепление следует непосредственно перед остановкой автомобиля.

Снижение эффективности тормозной системы при постоянном распределении тормозных моментов. Исходя из того, что уровень нагрузки автомобиля и дорожные условия изменяются в широких пределах, при рт = const во многих случаях значительно снижается эффективность тормозной системы. Это обусловлено тем, что распределение тормозных моментов между мостами не соответствует нормальным реакциям, изменяющимся во время торможения - регулирование тормозных моментов.

Для повышения эффективности функционирования рабочей тормозной системы применяют устройства автоматического регулирования тормозных моментов. Существует два типа устройств: регуляторы тормозных моментов и антиблокировочные системы. Регулятор тормозных моментов (РТМ) представляет собой автоматический регулятор без обратной связи, устанавливаемый в контуре привода тормозных механизмов задних колес. Он позволяет изменять рт в зависимости от нагрузки автомобиля и интенсивности торможения таким образом, чтобы первыми блокировались передние колеса. Тормозные моменты пропорциональны у грузовых автомобилей кривизна оптимальных характеристик р2 =f (Px) значительно меньшая, чем у легковых. Поэтому на них наиболее часто используют РТМ лучевого типа. Характеристика лучевого РТМ описывается линейной зависимостью р2 = арх, где а - коэффициент передачи регулятора. Лучевой РТМ также реагирует на величину нагрузки автомобиля. С уменьшением нагрузки а снижается. В связи с отсутствием в РТМ обратной связи результат регулирования не контролируется, поэтому при чрезмерном усилии на педали тормоза не исключена блокировка колес.

Антиблокировочная система (АБС) управления тормозными моментами представляет собой систему автоматического регулирования с обратной связью. Она получает информацию о характере движения колес, на основании которой определяется начало процесса блокирования и включается система импульсного регулирования давления, которая уменьшает тормозной момент и обеспечивает исключение блокировки колес. АБС поддерживает среднее значение тормозного момента на уровне максимально возможного по сцеплению колес с дорогой. Система датчиков обеспечивает измерение сок и продольной составляющей ускорения автомобиля ах, направленной вдоль оси. Значение ек получают путем численного дифференцирования результатов измерений ск, а значение va - численным интегрированием результатов измерений ах. Вычисления выполняет микропроцессор ЭБУ. Возможно применение алгоритма, в котором используется информация о реализуемых колесами моментах сцепления с дорогой М9 и их производных по времени. Кроме сил и моментов, показанных, на колесо может действовать поперечная сила которая при недостаточном сцеплении приводит к боковому скольжению (заносу) колеса. При Хт > Хт способность шины противостоять возникновению бокового скольжения значительно снижается. Регулирование тормозного момента в АБС обеспечивается модулятором давления, представляющим собой электромагнитный клапан, который поддерживает необходимый уровень давления в рабочих тормозных цилиндрах при экстренном торможении независимо от давления, задаваемого главным тормозным цилиндром. Интервал соответствует начальному этапу торможения. Нарастающее давление р приводит к увеличению тормозного момента, вследствие чего происходит падение скорости автомобиля va и скорости колеса VK0. Замедление колеса постепенно возрастает и в конце интервала достигает нижнего порогового значения sKH. Модулятор АБС прерывает рост давления и в течение небольшого интервала 2 поддерживает его на постоянном уровне. Замедление колеса продолжает нарастать, что нежелательно. Однако при высоких значениях коэффициента сцепления это необходимо для исключения помех, обусловленных переходным процессом и влиянием колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс автомобиля. После снижения скорости колеса ниже порога допустимого скольжения, определяемого по значению скорости vKn, модулятор в течение интервала 3 сбрасывает давление до некоторого уровня и поддерживает его постоянным в течение интервала 4. В третьем временном интервале и в начале четвертого замедление колеса уменьшается, однако скорость VK0 продолжает падать, и скольжение колеса увеличивается.

В заключительной фазе интервала 4 колесо начинает разгоняться, и скорость его возрастает. В конце интервала 4 угловое ускорение колеса достигает верхнего порога екв, поэтому модулятор начинает подъем давления. Это приводит к прекращению роста ускорения в интервале 5 и к последующему его уменьшению. Поэтому на некоторое время (интервал 6) задерживается нарастание давления, и после достижения промежуточного порогового значения ускорения екп модулятор начинает медленно увеличивать давление (интервал 7). В результате начинается замедленное вращение колеса, скольжение увеличивается и скорость колеса VK0 приближается к эталонной скорости УКЭ. После достижения нижнего порогового значения ускорения екн опять начинается сброс давления (интервал 8), и формируется следующий цикл управления. Каждый последующий цикл регулирования давления включает три фазы: фазу нарастания давления, фазу спада давления и фазу выдержки постоянного давления. Частота пульсации давления около 10 Гц. В результате автоматического управления изменением давления в рабочем тормозном цилиндре скорость колеса VK0 колеблется вокруг эталонной скорости vK э и поддерживается оптимальный уровень скольжения колеса, при котором достигается наилучшее его сцепление с опорной поверхностью. Но самое главное преимущество АБС состоит в том, что она предотвращает блокировку колес автомобиля и вследствие этого обеспечивает надежную управляемость и устойчивость автомобиля при торможении. В случае большого момента инерции колеса, малого коэффициента сцепления и медленного нарастания давления в рабочем тормозном цилиндре (осторожное начальное торможении, например, на льду) замедление колеса будет небольшим, и АБС может на него не среагировать. В результате колесо заблокируется. В этом случае АБС должна обеспечить процесс регулирования по величине скольжения колеса. При торможении в условиях, когда сцепление левых и правых колес значительно различается (сухой асфальтобетон и обледенелая обочина), разность продольных реакций создает вращающий момент, который стремится развернуть автомобиль вокруг его вертикальной оси, проходящей через центр масс.

Для уменьшения вероятности разворота и последующего заноса задних колес разработано множество вариантов исполнения АБС с различным количеством и расположением датчиков и модуляторов и с различными порогами настройки алгоритмов управления. Ознакомиться с ними можно в специальной литературе. Учитывая существенное влияние АБС на активную безопасность автомобиля, директива 71/320 ЕЭС и Правила № 13 ЕЭК ООН предписывают ее обязательную установку на грузовые автомобили полной массой свыше 16 т, прицепы и полуприцепы полной массой свыше 10 т и автобусы полной массой свыше 12 т. Предполагается распространить это требование и на автомобили полной массой свыше 3,5 т.

Список используемой литературы

1. Архангельский А. Н.; статья "Комплексный критерий оценки транспортно-эксплуатационных параметров автомобильной дороги" (БГИТА, Брянск, РФ)

2. Ребенок А.А., статья "Момент сопротивления качению", интернет-ресурс "Форум "Нива 4х4"", 2011

3. Интернет - ресурс www/autung.ru, раздел Безопасное движение автомобиля, secret-membership.com, 2011

4. Ю.А. Долматовский; "Автомобиль в движении" М.: Транспорт, 1987 г

5. В.С. Цыбин, В.А. Галашин "Легковые автомобили", изд. "Просвещение" 1981 г.

6. Коноплянко В.И., Безопасность дорожного движения.

Размещено на Allbest.ru