Страница 1
Величина замедления ТС (ј / м/с2) устанавливается путем проведения следственного эксперимента в дорожных условиях места происшествия либо аналогичных ему.
В случае если проведение эксперимента невозможно, она может быть определена по справочным данным экспериментально-расчетных значений параметров замедления ТС. Либо принята как нормативная, установленная Правилами дорожного движения РФ, согласно требованиям ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки».
Определение величины замедления ТС возможно и расчетным путем по известным в экспертной практике формулам, основная часть которых разработана В.А. Бекасовым и Н.М. Кристи (ЦНИИСЭ).
▪ При движении заторможенного ТС с блокировкой колес:
в общем случае (2.1)
на горизонтальном участке
ј = g ∙ φ (2.2)
▪ При свободном качении ТС по инерции (накатом):
в общем случае
(2.3)
на горизонтальном участке
▪ При торможении ТС колесами только задней оси:
в общем случае (2.5)
на горизонтальном участке (2.6)
где g – ускорение свободного падения, м/с2 ;
δ1 - коэффициент учета инерции вращающихся незаторможенных колес;
jH - установившееся замедление для технически исправного ТС при торможении всеми колесами его (принимается по справочным данным или рассчитывается по формуле 2.2), м/с2;
jK - замедление ТС при свободном качении (определяется по формуле 2.4) м/с2;
а - расстояние от центра тяжести ТС до оси его передних колес, м;
b - расстояние от центра тяжести ТС до оси его задних колес, м;
L - колесная база ТС, м;
hц - высота центра тяжести ТС над опорной поверхностью, м.
Для мотоциклов, легковых и негруженых грузовых автомобилей - δ1 ≈ 1.1, для груженых грузовых автомобилей и колесных тракторов - δ1 ≈1.0.
▪ При торможении ТС только передними колесами:
в общем случае (2.7)
на горизонтальном участке (2.8)
Здесь определение и выбор параметров δ2, jH jK аналогичны указанным в предыдущем пункте, за исключением колесных тракторов. Для них в этом случае δ2, = 1.1.
▪ При движении ТС с незаторможенными прицепами (колесом коляски) и полностью заторможенным тягачом (мотоциклом):
в общем случае (2.9)
на горизонтальном участке (2.10)
где: G полная масса ТС, кг;
Gnp - полная масса прицепа (прицепов) ТС, кг.
Для ТС без нагрузки δnp ≈1.1, с нагрузкой δnp ≈ 1.0
▪ При движении ТС с незаторможенными прицепами (колесом коляски) и торможении тягача только задними или только передними колесами:
в общем случае (2.11)
на горизонтальном участке (2.12)
здесь ј1 - замедление, определяемое соответственно по формулам (2.6) или (2.8);
δпр - коэффициент учета инерции вращающихся незаторможенных колес прицепов (с теми же значениями, что и в предыдущем пункте).
▪ При замасливании части колесных тормозов:
в общем случае (2.13)
на горизонтальном участке (2.14)
где: G" - масса ТС, приходящаяся на колеса, кроме колес с замасленными тормозами, кг;
G" - масса ТС, приходящаяся на колеса с замасленными тормозами, кг.
▪ При движении ТС с заносом без торможения: в общем случае
Расчет показателей работы автобусов по маршруту «Мозырь -
Гостов»
Исходные данные:
марка автобуса – МАЗ-103;
пробег автобуса с начала эксплуатации – 306270 км;
количество шин – 6 штук;
цена одного комплекта автомобильных шин – 827676 руб.;
размер шин – 11/70R 22,5;
стоимость дизельного топлива без учета НДС – 3150 руб.;
эксплуатационная норма пробега одной шины до списания - 70000 км;
протяженность маршрута (в одну сторону) – 22,9 км;
тарифный коэффициент водителя в зависимости от габаритной длины ав...
Разбивка обыкновенного стрелочного перевода
Основными документами для разбивки являются: эпюра со схемой разбивки и план путевого развития в осях. Порядок разбивки стрелочного перевода:
Рис.2 Схема разбивки стрелочного перевода
От оси станции отмеряют стальной рулеткой или лентой заданное по проекту расстояние до центра стрелочного перевода Ц, отмечают его на оси прямого пути колышком, забивая в него гвоздик, фиксирующий точно центр, и определяют направление прямого пути. Во избежани...
Основное производство
Основное производство - это множество производственных цехов (участков) с обеспеченными документацией исполнителями и средствами технологического оснащения, которые непосредственно воздействуют на ремонтируемые изделия. Основное производство также занято выпуском продукции для продажи или обмена.
В основном производстве авторемонтных предприятий применяют цеховую, участковую или комбинированную структуры:
1) Цеховую структуру используют на кр...
n1.doc
ТЕХНИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ЭКСПЕРТОМ
Помимо исходных данных, принимаемых на основании постановления следователя и материалов дела, эксперт использует ряд технических величин (параметров), которые им определяются в соответствии с установленными исходными данными. К ним относятся: время реакции водителя, время запаздывания срабатывания тормозного привода, время нарастания замедления при экстренном торможении, коэффициент сцепления шин с дорогой, коэффициент сопротивления движению при качении колес или скольжении тела по поверхности и др. Принятые значения всех величин должны быть подробно обоснованы в исследовательской части экспертного заключения.Поскольку эти величины определяются, как правило, в соответствии с установленными исходными данными об обстоятельствах происшествия, они не могут быть отнесены к исходным (т.е. принятым без обоснования или исследования) независимо от того, каким путем эксперт определяет их (по таблицам, расчетным путем или в результате экспериментальных исследований). Эти величины могут быть приняты за исходные данные лишь в случае, если они определены следственными действиями, как правило, при участии специалиста и указаны в постановлении следователя.
1. ЗАМЕДЛЕНИЕ ПРИ ЭКСТРЕННОМ ТОРМОЖЕНИИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Замедление J - одна из основных величин, необходимых при проведении расчетов для установления механизма происшествия и решения вопроса о технической возможности предотвратить происшествие путем торможения.Величина установившегося максимального замедления при экстренном торможении зависит от многих факторов. С наибольшей точностью она может быть установлена в результате эксперимента на месте происшествия. Если сделать это не представляется возможным, эту величину определяют с некоторым приближением по таблицам или расчетным путем.
При торможении негруженого транспортного средства с исправными тормозами на сухой горизонтальной поверхности асфальтового покрытия минимально допустимые значения замедления при экстренном торможении определяются в соответствии с Правилами движения (ст. 124), а при торможении груженого транспортного средства по следующей формуле:
| где: |  | - | минимально допустимое значение замедления негруженого транспортного средства, м/сек, |
 | - | коэффициент эффективности торможения негруженого транспортного средства; |
|
 | - | коэффициент эффективности торможения груженого транспортного средства. |
Значения замедления при экстренном торможении всеми колесами в общем случае определяется по формуле:
| где | ? | - | коэффициент сцепления на участке торможения; |
 | - | коэффициент эффективности торможения транспортного средства; |
|
| | - | угол уклона на участке торможения (если ? 6-8°, Cos можно принимать равным 1). |
Знак (+) в формуле принимается при движении транспортного средства на подъем, знак (-) - при движении на спуске.
2. КОЭФФИЦИЕНТ СЦЕПЛЕНИЯ ШИН С ДОРОГОЙ
Коэффициент сцепления ? представляет собой отношение максимально возможного на данном участке дороги значения cилы сцепления между шинами транспортного средства и поверхностью дороги Р сц к весу этого транспортного средства G a :
Необходимость в определении коэффициента сцепления возникает при расчете замедления при экстренном торможении транспортного средства, решении ряда вопросов, связанных с маневром и движением на участках с большими углами наклона. Величина его зависит главным образом от типа и состояния покрытия дороги, поэтому приближенное значение коэффициента для конкретного случая может быть определено по таблице 1 3 .
Таблица 1
| Вид дорожного покрытия | Состояние покрытия | Коэффициент сцепления (? ) |
| Асфальт, бетон | сухой | 0,7 - 0,8 |
| мокрый | 0,5 - 0,6 |
|
| грязный | 0,25 - 0,45 |
|
| Булыжник, брусчатка | сухие | 0,6 - 0,7 |
| мокрые | 0,4 - 0,5 |
|
| Грунтовая дорога | сухая | 0,5 - 0,6 |
| мокрая | 0,2 - 0,4 |
|
| грязная | 0,15 - 0,3 |
|
| Песок | влажный | 0,4 - 0,5 |
| сухой | 0,2 - 0,3 |
|
| Асфальт, бетон | обледенелые | 0,09 - 0,10 |
| Укатанный снег | обледенелый | 0,12 - 0,15 |
| Укатанный снег | без ледяной корки | 0,22 - 0,25 |
| Укатанный снег | обледенелый, после россыпи песка | 0,17 - 0,26 |
| Укатанный снег | без ледяной корки, после россыпи песка | 0,30 - 0,38 |
Существенное влияние на величину коэффициента сцепления оказывают скорость движения транспортного средства, состояние протекторов шин, давление в шинах и ряд других неподдающихся учету факторов. Поэтому, чтобы выводы эксперта оставались справедливыми и при других возможных в данном случае его значениях, при проведении экспертиз следует принимать не средние, а предельно возможные значения коэффициента ? .
Если необходимо точно определить значение коэффициента ? , следует провести эксперимент на месте происшествия.
Значения коэффициента сцепления, наиболее приближенные к действительному, т. е. к бывшему в момент происшествия, можно установить путем буксировки заторможенного транспортного средства, причастного к происшествию (при соответствующем техническом состоянии этого транспортного средства), замеряя при этом с помощью динамометра силу сцепления.
Определение коэффициента сцепления с помощью динамометрических тележек нецелесообразно, поскольку действительное значение коэффициента сцепления конкретного транспортного средства может существенно отличаться от значения коэффициента сцепления динамометрической тележки.
При решении вопросов, связанных с эффективностью торможения, экспериментально определять коэффициент? нецелесообразно, поскольку значительно проще установить замедление транспортного средства, наиболее полно характеризующее эффективность торможения.
Необходимость в экспериментальном определении коэффициента ? может возникнуть при исследовании вопросов, связанных с маневром, преодолением крутых подъемов и спусков, удержанием на них транспортных средств в заторможенном состоянии.
3. КОЭФФИЦИЕНТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЖЕНИЯ
Коэффициент эффективности торможения есть отношение расчетного замедления (определенного с учетом величины коэффициента сцепления на данном участке) к действительному замедлению при движении заторможенного транспортного средства на этом участке:
Следовательно, коэффициент К э учитывает степень использования сцепных качеств шин с поверхностью дороги.
При производстве автотехнических экспертиз знать коэффициент эффективности торможения необходимо для расчета замедления при экстренном торможении транспортных средств.
Величина коэффициента эффективности торможения прежде всего зависит от характера торможения, при торможении исправного транспортного средства с блокировкой колес (когда на проезжей части остаются следы юза) теоретически К э = 1.
Однако при неодновременной блокировке коэффициент эффективности торможения может превышать единицу. В экспертной практике в этом случае рекомендуются следующие максимальные значения коэффициента эффективности торможения:
| К э = 1.2 | при? ? 0.7 |
| К э = 1.1 | при? = 0,5-0,6 |
| К э = 1.0 | при? ? 0.4 |
Если торможение транспортного средства осуществлялось без блокировки колес, определить эффективность торможения транспортного средства без экспериментальных исследований невозможно, так как не исключено, что тормозная сила ограничивалась конструкцией и техническим состоянием тормозов.
| Таблица 2 4 |
||||
| Вид транспортного средства | К э в случае торможения негруженого и полностью груженного транспортных средств при следующих коэффициентах сцепления |
|||
| 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
|
| Легковые автомобили и другие на их базе |  |  |  |  |
| Грузовые - грузоподъемностью до 4,5 т и автобусы длиной до 7,5 м |  |  | | |
| Грузовые - грузоподъемностью свыше 4.5 т и автобусы длиной более 7,5 м |  |  |  |  |
| Мотоциклы и мопеды без коляски |  |  | | |
| Мотоциклы и мопеды с коляской | | |  |  |
| Мотоциклы и мопеды с рабочим объемом двигателя 49,8 см 3 | 1.6 | 1.4 | 1.1 | 1.0 |
В этом случае для исправного транспортного средства можно определить лишь минимально допустимую эффективность торможения (максимальное значение коэффициента эффективности; торможения).
Максимально допустимые значения коэффициента эффективности торможения исправного транспортного средства в основном зависят от типа транспортного средства, его нагрузки и коэффициента сцепления на участке торможения. Располагая этими сведениями можно определить коэффициент эффективности торможения (см. табл. 2).
Приведенные в таблице значения коэффициента эффективности торможения мотоциклов справедливы при одновременном торможении ножным и ручным тормозами.
Если транспортное средство нагружено не полностью, коэффициент эффективности торможения может быть определен путем интерполяции.
4. КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ
В общем случае коэффициентом сопротивления движению тела по опорной поверхности называется отношение сил, препятствующих этому движению, к весу тела. Следовательно, коэффициент сопротивления движению позволяет учесть потери энергии при перемещении тела на данном участке.В зависимости от природы действующих сил в экспертной практике пользуются различными понятиями коэффициента сопротивления движению.
Коэффициентом сопротивления качению - ѓ называют отношение силы сопротивления движению при свободном качении транспортного средства в горизонтальной плоскости к его весу.
На величину коэффициента ѓ , помимо типа и состояния дорожного покрытия, оказывает влияние целый ряд других факторов (например, давление в шинах, рисунок протектора, конструкция подвески, скорость и др.), поэтому более точное значение коэффициента ѓ может быть определено в каждом случае экспериментальным путем.
Потеря энергии при перемещении по поверхности дороги различных объектов, отброшенных при столкновении (наезде), определяется коэффициентом сопротивления движению ѓ g . Зная величину этого коэффициента и расстояние, на которое переместилось тело по поверхности дороги, можно установить его первоначальную скорость, после чего во многих случаях.
Значение коэффициента ѓ можно приближенно определить по таблице 3 5 .
Таблица 3
| Дорожное покрытие | Коэффициент, ѓ |
| Цемент и асфальтобетон в хорошем состоянии | 0,014-0,018 |
| Цемент и асфальтобетон в удовлетворительном состоянии | 0,018-0,022 |
| Щебенка, гравий с обработкой вяжущими материалами, в хорошем состоянии | 0,020-0,025 |
| Щебенка, гравий без обработки, с небольшими выбоинами | 0,030-0,040 |
| Брусчатка | 0,020-0,025 |
| Булыжник | 0,035-0,045 |
| Грунт плотный, ровный, сухой | 0,030-0,060 |
| Грунт неровный и грязный | 0,050-0,100 |
| Песок влажный | 0,080-0,100 |
| Песок сухой | 0,150-0,300 |
| Лед | 0,018-0,020 |
| Снежная дорога | 0,025-0,030 |
Как правило, при перемещении отброшенных при столкновении (наезде) объектов движение их тормозится неровностями дороги, острые кромки их врезаются в поверхность покрытия и т.п. Учесть влияние всех этих факторов на величину силы сопротивления движению конкретного объекта не представляется возможным, поэтому значение коэффициента сопротивления движению ѓ g может быть найдено лишь экспериментальным путем.
Следует помнить, что при падении тела с высоты в момент удара гасится часть кинетической энергии поступательного движения за счет прижатия тела к поверхности дороги вертикальной составляющей сил инерции. Поскольку потерянную при этом кинетическую энергию учесть не удается, нельзя определить и действительное значение скорости тела в момент падения, можно определить лишь нижний ее предел.
Отношение силы сопротивления движению к весу транспортного средства при свободном качении его на участке с продольным уклоном дороги называется коэффициентом суммарного сопротивления дороги ? . Величина его может быть определена по формуле:
Знак (+) берется при движении транспортного средства на подъем, знак (-) - при движении на спуске.
При перемещении по наклонному участку дороги заторможенного транспортного средства коэффициент суммарного сопротивления движению выражается аналогичной формулой:
5. ВРЕМЯ РЕАКЦИИ ВОДИТЕЛЯ
Под временем реакции водителя в психологической практике понимается промежуток времени с момента поступления к водителю сигнала об опасности до начала воздействия водителя на органы управления транспортного средства (педаль тормоза, рулевое колесо).В экспертной практике под этим термином принято понимать промежуток времени t 1 , достаточный для того, чтобы любой водитель (психофизические возможности которого отвечают профессиональным требованиям) после того, как возникнет объективная возможность обнаружить опасность, успевал воздействовать на органы управления транспортного средства.
Очевидно между этими двумя понятиями имеется существенная разница.
Во-первых, не всегда сигнал об опасности совпадает с моментом, когда возникает объективная возможность обнаружить препятствие. В момент появления препятствия водитель может выполнять другие функции, отвлекающие его на какое-то время от наблюдения в направлении возникшего препятствия (например, наблюдение за показаниями контрольных приборов, поведением пассажиров, объектами, расположенными в стороне от направления движения, и т. п.).
Следовательно, время реакции (в том смысле, какой вкладывается в этот термин в экспертной практике) включает в себя время, прошедшее с момента, когда водитель имел объективную возможность обнаружить препятствие, до момента, когда он фактически его обнаружил, и собственно время реакции с момента поступления к водителю сигнала об опасности.
Во-вторых, время реакции водителя t 1 , которое принимается в расчетах экспертов, для данной дорожной обстановки величина постоянная, одинаковая для всех водителей. Она может значительно превышать фактическое время реакции водителя в конкретном случае дорожно-транспортного происшествия, однако фактическое время реакции водителя не должно быть больше этой величины, так как тогда его действия следует оценивать как несвоевременные. Фактическое время реакции водителя в течении короткого отрезка времени может меняться в широких пределах в зависимости от целого ряда случайных обстоятельств.
Следовательно, время реакции водителя t 1 , которое принимается в экспертных расчетах, по существу является нормативным, как бы устанавливающим необходимую степень внимательности водителя.
Если водитель реагирует на сигнал медленнее, чем другие водители, следовательно, он должен быть более внимательным при управлении транспортным средством, чтобы уложиться в этот норматив.
Было бы правильнее, по нашему мнению, назвать величину t 1 не временем реакции водителя, а нормативным временем запаздывания действий водителя, такое название точнее отражает сущность этой величины. Однако поскольку термин «время реакции водителя» прочно укоренился в экспертной и следственной практике, мы сохраняем его и в настоящей работе.
Так как необходимая степень внимательности водителя и возможность обнаружения им препятствия в различной дорожной обстановке неодинаковы, нормативное время реакции целесообразно дифференцировать. Чтобы сделать это, необходимы сложные эксперименты с целью выявления зависимости времени реакции водителей от различных обстоятельств.
В экспертной практике в настоящее время рекомендуется принимать нормативное время реакции водителя t 1 равным 0,8 сек. Исключение составляют следующие случаи.
Если водитель предупрежден о возможности возникновения опасности и о месте предполагаемого появления препятствия (например, при объезде автобуса, из которого выходят пассажиры, или при проезде с малым интервалом мимо пешехода), ему не требуется дополнительное время на обнаружение препятствия и принятие решения, он должен быть подготовлен к немедленному торможению в момент начала опасных действий пешехода. В подобных случаях нормативное время реакции t 1 рекомендуется принимать 0,4-0,6 сек (большее значение - в условиях ограниченной видимости).
Когда водитель обнаруживает неисправность органов управления лишь в момент возникновения опасной обстановки, время реакции, естественно, возрастает, так как при этом необходимо дополнительное время для принятия водителем нового решения, t 1 в этом случае равно 2 сек.
Правилами движения водителю запрещается управлять транспортным средством даже в состоянии самого легкого алкогольного опьянения, а также при такой степени утомления, которая может повлиять на безопасность движения. Поэтому влияние алкогольного опьянения на t 1 не учитывается, а при оценке степени утомляемости водителя и его влияния на безопасность движения следователь (суд) учитывает обстоятельства, которые вынудили водителя управлять транспортным средством в подобном состоянии.
Полагаем, что эксперт в примечании к заключению может указать на возрастание t 1 в результате переутомления (после 16 час работы за рулем примерно на 0,4 сек).
6.ВРЕМЯ ЗАПАЗДЫВАНИЯ СРАБАТЫВАНИЯ ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА
Время запаздывания срабатывания тормозного привода (t 2 ) зависит от типа и конструкции системы тормозов, их технического состояния и, в определенной степени, от характера нажатия водителем на педаль тормоза. При экстренном торможении исправного транспортного средства время t 2 сравнительно невелико: 0,1 сек для гидравлического и механического приводов и 0,3 сек - для пневматического.Если тормоза с гидравлическим приводом срабатывают со второго нажатия на педаль, время (t 2 ) не превышает 0,6 сек, при срабатывании с третьего нажатия на педаль t 2 = 1.0 сек (по данным экспериментальных исследований, проведенных в ЦНИИСЭ).
Экспериментальное определение действительных значений времени запаздывания срабатывания тормозного привода транспортных средств с исправными тормозами в большинстве случаев излишне, поскольку возможные отклонения от средних значений не могут существенно повлиять на результаты расчетов и выводы эксперта.
Тормозная сила. При торможении элементарные силы трения, распределенные по поверхности фрикционных накладок, создают результирующий момент трения, т.е. тормозной момент М тор, направленный в сторону, противоположную вращению колеса. Между колесом и дорогой возникает тормозная сила Р тор .
Максимальная тормозная сила Р тор max равна силе сцепления шины с дорогой. Современные автомобили имеют тормозные механизмы на всех колесах. У двухосного автомобиля (рис. 2.16) максимальная тормозная сила, Н,
Проецируя все силы, действующие на автомобиль при торможении, на плоскость дороги, получим в общем виде уравнение движения автомобиля при торможении на подъеме:
Р тор1 + Р тор2 + Р к1 + Р к2 + Р п + Р в + Р т.д . + Р г – Р и = = Р тор + Р д + Р в + Р т.д . + Р г – Р п = 0,
где Р тор = Р тор1 + Р тор2 ; Р д = Р к1 + Р к2 + Р п – сила сопротивления дороги; Р т.д. – сила трения в двигателе, приведенная к ведущим колесам.
Рассмотрим случай торможения автомобиля только тормозной системой, когда сила Р т.д. = 0.
Учитывая, что скорость автомобиля во время торможения уменьшается, можно считать, что сила Р в ≈ 0. В связи с тем что сила Р г мала по сравнению с силой Р тор ею также можно пренебречь, особенно при экстренном торможении. Принятые допущения позволяют написать уравнение движения автомобиля при торможении в следующем виде:
Р тор + Р д – Р п = 0.
Из этого выражения после преобразования получим уравнение движения автомобиля при торможении на негоризонтальном участке дороги:
φ х + ψ – δ н a з /g = 0,
где φ х – коэффициент продольного сцепления шин с дорогой, ψ – коэффициент сопротивления дороги; δ н – коэффициент учета вращающихся масс на негоризонтальном участке дороги (при накате); a з – ускорение торможения (замедления).
В качестве измерителей тормозной динамичности автомобиля используют замедление а з при торможении и тормозной путь S тор , м. Время t тор, с, используют в качестве вспомогательного измерителя при определении остановочного пути S о.
Замедление при торможении автомобиля. Замедление при торможении определяют по формуле
а з = (Р тор + Р д + Р в + Р г)/(δ вр m ).
Если тормозные силы на всех колесах достигли значения сил сцепления, то, пренебрегая силами Р в и Р г
a з = [(φ х + ψ) / ψ вр ] g .
Коэффициент φ х обычно значительно больше коэффициента ψ, поэтому в случае полного торможения автомобиля величиной ψв выражении можно пренебречь. Тогда
a з = φ х g /δ вр ≈ φ х g .
Если во время торможения коэффициент φ х не изменяется, то замедление а з не зависит от скорости автомобиля.
Время торможения. Остановочное время (общее время торможения) – это время от момента обнаружения водителем опасности до полной остановки автомобиля. Общее время торможения включает в себя несколько отрезков:
1) время реакции водителя t р – время, в течение которого водитель принимает решение о торможении и переносит ногу с педали подачи топлива на педаль рабочей тормозной системы (в зависимости от его индивидуальных особенностей и квалификации составляет 0,4...1,5 с);
2) время срабатывания тормозного привода t пр – время от начала нажатия на тормозную педаль до начала замедления, т.е. время на перемещение всех подвижных деталей тормозного привода (в зависимости от типа тормозного привода и его технического состояния составляет 0,2...0,4 с для гидропривода, 0,6...0,8 с для пневмопривода и 1...2 с для автопоезда с пневмоприводом тормозов);
3) время t у, в течение которого замедление увеличивается от нуля (начало действия тормозного механизма) до максимального значения (зависит от интенсивности торможения, нагрузки на автомобиль, типа и состояния дорожного покрытия и тормозного механизма);
4) время торможения с максимальной интенсивностью t тор. Определяют по формуле t тор = υ/a з max – 0,5t у.
В течение времени t р + t пр автомобиль движется равномерно со скоростью υ, в период t y – замедленно, а в течение времени t тор – замедленно до полной остановки.
Графическое представление о времени торможения, изменении скорости, замедлении и остановке автомобиля дает диаграмма (рис. 2.17, а).
Чтобы определить остановочное время t о , необходимое для остановки автомобиля с момента возникновения опасности, нужно суммировать все названные выше отрезки времени:
t о = t р + t пр + t у + t тор = t р + t пр + 0,5t у + υ/a з max = t сум + υ/a з max ,
где t сум = t р + t пр + 0,5t у.
Если тормозные силы на всех колесах автомобиля одновременно достигают значения сил сцепления, то, принимая коэффициент δ вр = 1, получим
t о = t сум + υ/(φ х g ).
Тормозной путь – это расстояние, которое автомобиль проходит за время торможения t тор с максимальной эффективностью. Этот параметр определяют, используя кривую t тор = f(υ) и считая, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется равнозамедленно. Примерный вид графика зависимости пути S тор от скорости с учетом сил Р к , Р в, Р т и без учета этих сил показан на рис. 2.18, а.
Расстояние, необходимое для остановки автомобиля с момента возникновения опасности (длину так называемого остановочного пути), можно определить, если принять, что замедление изменяется так, как показано на рис. 2.17, а.
Остановочный путь условно можно разделить на несколько отрезков, соответствующих отрезкам времени t р, t пр, t у, t тор:
S о = S р + S пр + S у + S тор.
Путь, пройденный автомобилем за время t р + t пр движения с постоянной скоростью υ, определяют так:
S р + S пр =υ (t р + t пр) .
Принимая, что при уменьшении скорости от υдо υ"автомобиль движется с постоянным замедлением а ср = 0,5 а з m ах, получим путь, пройденный автомобилем за это время:
ΔS у = [υ 2 – (υ") 2 ] / а з m ах.
Тормозной путь при уменьшении скорости от υ"до нуля во время экстренного торможения
S тор = (υ") 2 / (2а з m ах) .
Если тормозные силы на всех колесах автомобиля одновременно достигли значений сил сцепления, то при Р т.д. = Р в = Р г = 0 тормозной путь автомобиля
S тор = υ 2 / (2φ х g ).
Тормозной путь прямо пропорционален квадрату скорости автомобиля в момент начала торможения, поэтому при увеличении начальной скорости тормозной путь возрастает особенно быстро (см. рис. 2.18, а).
Таким образом, остановочный путь можно определить так:
S о = S р + S пр + S у + S тор = υ (t р + t пр) + [υ 2 – (υ") 2 ] / а з m ах + (υ") 2 / (2 а з m ах) =
= υ t сум + υ 2 / (2а з m ах) = υ t сум + υ 2 / (2φ х g ).
Остановочный путь, как и остановочное время, зависит от большого числа факторов, основными из которых являются:
скорость движения автомобиля на момент начала торможения;
квалификация и физическое состояние водителя;
тип и техническое состояние рабочей тормозной системы автомобиля;
состояние дорожного покрытия;
загруженность автомобиля;
состояние шин автомобиля;
способ торможения и т.д.
Показатели интенсивности торможения. Для проверки эффективности действия тормозной системы в качестве показателей используют наибольший допустимый тормозной путь и наименьшее допустимое замедление в соответствии с ГОСТ Р 41.13.96 (для новых автомобилей) и ГОСТ Р 51709–2001 (для автомобилей, находящихся в эксплуатации). Интенсивность торможения легковых автомобилей и автобусов по условиям безопасности движения проверяют без пассажиров.
Наибольший допустимый тормозной путь S тор, м, при движении с начальной скоростью 40 км/ч на горизонтальном участке дороги с ровным, сухим, чистым цементо- или асфальтобетонным покрытием имеет следующие значения:
легковые автомобили и их модификации для перевозки грузов……….14,5
автобусы с полной массой:
до 5 т включительно…………….…………………………18,7
более 5 т…………………………………...………………19,9
грузовые автомобили с полной массой
до 3,5 т включительно…………….………….….………..19
3,5... 12 т включительно………………………………..…18,4
более 12 т………………………………………………..…17,7
автопоезда с автомобилями-тягачами с полной массой:
до 3,5 т включительно…………………….………………22,7
3,5... 12 т включительно……………………………….….22,1
более 12 т……………………………………….…………21,9
Распределение тормозной силы между мостами автомобиля. При торможении автомобиля сила инерции Р и, (см. рис. 2.16), действуя на плече h c , вызывает перераспределение нормальных нагрузок между передними и задними мостами; нагрузка на передние колеса увеличивается, а на задние – уменьшается. Поэтому нормальные реакции R z 1 и R z 2 , действующие соответственно на передние и задние мосты автомобиля во время торможения, значительно отличаются от нагрузок G 1 и G 2 , которые воспринимают мосты в статическом состоянии. Эти изменения оценивают коэффициентами изменения нормальных реакций m р1 , и m р2 , которые для случая торможения автомобиля на горизонтальной дороге определяют по формулам
m р1 = 1 + φ х h c / l 1 ; m р2 = 1 – φ х h c / l 2 .
Следовательно, нормальные реакции дороги
R z 1 = m р1 G 1 ; R z 2 = m р2 G 2 .
Во время торможения автомобиля наибольшие значения коэффициентов изменения реакций находятся в следующих пределах:
m р1 = 1,5...2; m р2 = 0,5...0,7.
Максимальную интенсивность торможения можно обеспечить при условии полного использования сцепления всеми колесами автомобиля. Однако тормозная сила между мостами может распределяться неравномерно. Такую неравномерность характеризует коэффициент распределения тормозной силы между передними и задними мостами:
β о = Р тор1 / Р тор = 1 – Р тор2 / Р тор.
Этот коэффициент зависит от различных факторов, из которых основными являются: распределение веса автомобиля между его осями; интенсивность торможения; коэффициенты изменения реакций; виды колесных тормозных механизмов и их техническое состояние и т.д.
При оптимальном распределении тормозной силы передние и задние колеса автомобиля могут быть доведены до блокировки одновременно. Для этого случая
β о = (l 1 + φ о h c) / L.
Большинство тормозных систем обеспечивает неизменное соотношение между тормозными силами колес переднего и заднего мостов (Р тор1 и Р тор2 ), поэтому суммарная сила Р тор может достигнуть максимального значения только на дороге с оптимальным коэффициентом φ о. На других дорогах полное использование сцепного веса без блокировки хотя бы одного из мостов (переднего или заднего) невозможно. Однако в последнее время появились тормозные системы с регулированием распределения тормозных сил.
Распределение общей тормозной силы между мостами не соответствует нормальным реакциям, изменяющимся во время торможения, поэтому фактическое замедление автомобиля оказывается меньше, а время торможения и тормозной путь больше теоретических значений этих показателей.
Для приближения результатов расчета к экспериментальным данным в формулы вводят коэффициент эффективности торможения К э , который учитывает степень использования теоретически возможной эффективности тормозной системы. В среднем для легковых автомобилей К э = 1,1...1,2; для грузовых автомобилей и автобусов К э = 1,4...1,6. В этом случае расчетные формулы имеют следующий вид:
a з = φ х g / К э;
t о = t сум + К э υ/(φ х g );
S тор = К э υ 2 / (2φ х g );
S о = υ t сум + К э υ 2 / (2φ х g ).
Способы торможения автомобиля. Совместное торможение тормозной системой и двигателем. Такой способ торможения применяют с целью избежать перегрева тормозных механизмов и ускоренного изнашивания шин. Тормозной момент на колесах создается одновременно тормозными механизмами и двигателем. Так как в этом случае нажатию на тормозную педаль предшествует отпускание педали подачи топлива, то угловая скорость коленчатого вала двигателя должна была бы уменьшиться до угловой скорости холостого хода. Однако на самом деле ведущие колеса через трансмиссию принудительно вращают коленчатый вал. В результате появляется дополнительная сила Р тд сопротивления движению, пропорциональная силе трения в двигателе и вызывающая замедление автомобиля.
Инерция маховика противодействует тормозящему действию двигателя. Иногда противодействие маховика оказывается больше тормозящего действия двигателя, вследствие чего интенсивность торможения несколько снижается.
Совместное торможение рабочей тормозной системой и двигателем более эффективно, чем торможение только тормозной системой, если замедление при совместном торможении a зс больше, чем замедление при торможении с отсоединенным двигателем a з, т.е. a зс > a з.
На дорогах с малым коэффициентом сцепления совместное торможение повышает поперечную устойчивость автомобиля по условиям заноса. При торможении в аварийных ситуациях сцепление полезно выключить.
Торможение с периодическим прекращением действия тормозной системы. Заторможенное нескользящее колесо воспринимает большую тормозную силу, чем при движении с частичным проскальзыванием. В случае свободного качения угловая скорость колеса ω к, радиус r к и поступательная скорость υ к движения центра колеса связаны зависимостью υ к = ω к r к . У колеса, движущегося с частичным проскальзыванием (υ* ≠ ω к r к), это равенство не соблюдается. Разность скоростей υ к и υ*определяет скорость скольжения υ ск , т. е. υ ск = υ –ω к r к.
Степень проскальзывания колес определяется как λ = υ ск / υ к . Ведомое колесо нагружено только силами сопротивления движению, поэтому касательная реакция невелика. Приложение к колесу тормозного момента вызывает увеличение касательной реакции, а также увеличение деформации и упругого проскальзывания шины. Коэффициент сцепления шины с дорожной поверхностью повышается пропорционально проскальзыванию и достигает максимума при проскальзывании около 20...25 % (рис. 2.19, а – точка В ).
Рабочий процесс поддержания максимального сцепления шины с дорожным покрытием иллюстрирует график (рис. 2.19, б ). При увеличении тормозного момента (участок ОА) угловая скорость колеса уменьшается. Для того чтобы не дать колесу остановиться (заблокироваться), тормозной момент уменьшают (участок CD). Инерционность механизма регулирования давления в тормозном приводе приводит к тому, что процесс уменьшения давления происходит с некоторым запаздыванием (участок AQ) . На участке ЕF давление на некоторое время стабилизируется. Рост угловой скорости колеса требует нового увеличения тормозного момента (участок GА) до значения, соответствующего 20...25 % величины проскальзывания.
В начале скольжения увеличивается замедление колеса и нарушается линейная пропорциональность зависимости: ω = f(M тор ). Участки DЕ и FG характеризуются инерционностью исполнительных механизмов. Тормозная система, в которой реализуется пульсирующий режим управления давлением в рабочих цилиндрах (камерах), называется антиблокировочной. Глубина модуляции давления в тормозном приводе достигает 30...37 % (рис. 2.19, в).
Колеса автомобиля благодаря циклическому нагружению тормозным моментом катятся с частичным проскальзыванием, приблизительно равным оптимальному, и коэффициент сцепления остается высоким в течение периода торможения. Введение антиблокировочных устройств уменьшает износ шин и позволяет повысить поперечную устойчивость автомобиля. Несмотря на сложность и высокую стоимость, антиблокировочные тормозные системы уже узаконены стандартами многих зарубежных стран, их устанавливают на легковые автомобили среднего и высшего классов, а также на автобусы и грузовые автомобили для междугородных перевозок.
Установившееся замедление , м/с 2 , рассчитывают по формуле
.
(7.11)
=9,81*0,2=1,962
м/с 2 ;
=9,81*0,4=
3,942 м/с 2 ;
=9,81*0,6=5,886м/с 2 ;
=9,81*0,8=7,848
м/с 2 .
Результаты расчетов по формуле (7.10) сведены в таблицу 7.2
Таблица 7.2 – Зависимость остановочного пути и установившегося замедления от начальной скорости торможения и коэффициента сцепления
|
|
|
|||||||
,
км/чПо данным таблицы 7.2 строим зависимость остановочного пути и установившегося замедления от начальной скорости торможения и коэффициента сцепления (рисунок 7.2).
7.9 Построение тормозной диаграммы атс
Тормозной диаграммой (рисунок 7.3)называется зависимость замедления и скорости движения АТС от времени.
7.9.1 Определение скорости и замедления на участке диаграммы, соответствующем времени запаздывания срабатывания привода
Для
этого этапа
=
=const,
= 0 м/с 2 .
В
эксплуатации начальная скорость
торможения
= 40 км/ч для всех категорий АТС.
7.9.2 Определение скорости АТС на участке диаграммы, соответствующем времени нарастания замедления
Скорость
,
м/с, соответствующую концу времени
нарастания замедления, определяют по
формуле
=11,11-0,5*9,81*0,7*0,1=10,76
м/с.
Промежуточные
значения скорости на данном участке
определяют по формуле (7.12), при этом
= 0
;
коэффициент сцепления для категории
М 1 
=
0,7.
7.9.3 Определение скорости и замедления на участке диаграммы, соответствующем времени установившегося замедления
Время
установившегося замедления
,
с, рассчитывают по формуле
,
(7.13)
с.
Скорость
,
м/с, на участке диаграммы, соответствующем
времени установившегося замедления,
определяют по формуле
,
(7.14)
при
= 0
.
Величину
установившегося замедления для рабочей
тормозной системы автомобилей категории
М 1 принимают
=7,0
м/с 2 .
8
Определение параметров управляемости
АТС
Управляемость АТС – это его свойство сохранять в определенной дорожной обстановке заданное направление движения или изменять его в соответствии с воздействием водителя на рулевое управление.
8.1 Определение максимальных углов поворота управляемых колес
8.1.1 Определение максимального угла поворота наружного управляемого колеса
Максимальный
угол поворота наружного управляемого
колеса
,
(8.1)
где R н1 min – радиус поворота наружного колеса.
Радиус поворота наружного колеса принимается равным соответствующему параметру прототипа –R н1 min = 6 м.
,
=25,65.
8.1.2 Определение максимального угла поворота внутреннего управляемого колеса
Максимальный угол поворота внутреннего управляемого колеса можно определить, приняв колею шкворней равной колее колес. Предварительно необходимо определить расстояние от мгновенного центра поворота до наружного заднего колеса.
Расстояние
от мгновенного центра поворота до
наружного заднего колеса
,
м, рассчитывают по формуле
,
(8.2)
.
Максимальный
угол поворота внутреннего управляемого
колеса
,
град, можно определить из выражения
,
(8.3)
,
=33,34.
8.1.3 Определение среднего максимального угла поворота управляемых колес
Средний
максимальный угол поворота управляемых
колес
,
град, можно определить по формуле
,
(8.4)
.
8.2 Определение минимальной ширины проезжей части
Минимальную
ширину проезжей части
,
м, рассчитывают по формуле
=5,6-(5,05-1,365)=1,915м.
8.3 Определение критической по условиям увода скорости движения
Критическую
по условиям увода скорость движения
,
м/с, рассчитывают по формуле
,
(8.6)
где
,
– коэффициенты сопротивления уводу
колес передней и задней оси соответственно,
Н/град.
Коэффициент
сопротивления уводу одного колеса
,
Н/рад, ориентировочно определяют по
эмпирической зависимости
где
– внутренний диаметр шины, м;
– ширина профиля шины, м;
– давление воздуха в шине, кПа.
К δ1 =(780(0,33+2*0,175)0,175(0,17+98) *2)/57.32=317,94, Н/град
К δ1 =(780(0,33+2*0,175)0,175(0,2+98)*2)/ 57.32=318,07,Н/град
.
Поворачиваемость проектируемого автомобиля – избыточная.
Для обеспечения безопасности движения должно выполняться условие
>
.
(***)
Условие (***) не выполняется, так как при определении коэффициентов сопротивления уводу были учтены только параметры шин. В тоже время при определении критической по уводу скорости необходимо учитывать распределение массы автомобиля, конструкцию подвески и другие факторы.
Показателями тормозной динамичности автомобиля являются:
замедление Jз, время торможения tтор и тормозной путь Sтор.
Замедление при торможении автомобиля
Роль различных сил при замедлении автомобиля в процессе торможения неодинакова. В табл. 2.1 приведены значения сил сопротивления при экстренном торможении на примере грузового автомобиля ГАЗ-3307 в зависимости от начальной скорости.
Таблица 2.1
Значения некоторых сил сопротивления при экстренном торможении грузового автомобиля ГАЗ-3307 общей массой 8,5 тонн
При скорости движения автомобиля до 30 м/с (100 км/ч) сопротивление воздуха - не более 4 % всех сопротивлений (у легкового автомобиля оно не превышает 7 %). Влияние сопротивления воздуха на торможение автопоезда еще менее значительно. Поэтому при определении замедлений автомобиля и пути торможения сопротивлением воздуха пренебрегают. С учетом вышеуказанного получим уравнение замедления:
Jз=[(цх+ш)/двр]g (2.6)
Так как коэффициент цх обычно значительно больше коэффициента ш, то при торможении автомобиля на грани блокировки, когда усилие прижатия тормозных колодок одинаково, что дальнейшее увеличение этого усилия приведет к блокировке колес, величиной ш можно пренебречь.
Jз=(цх/двр)g
При торможении с отключенным двигателем коэффициент вращающихся масс можно принять равным единице (от 1,02 до 1,04).
Время торможения
Зависимость времени торможения от скорости движения автомобиля показана на рисунке 2.7, зависимость изменения скорости от времени торможения - на рисунке 2.8.
Рисунок 2.7 - Зависимость показателей
Рисунок 2.8 - Тормозная диаграмма тормозной динамичности автомобиля от скорости движения
Время торможения до полной остановки складывается из отрезков времени:
tо=tр+tпр+tн+tуст, (2.8)
где tо - время торможения до полной остановки
tр - время реакции водителя, в течение которого он принимает решение и переносит ногу на педаль тормозного механизма, оно составляет 0,2-0,5 с;
tпр - время срабатывания привода тормозного механизма, в течение этого времени происходит перемещение деталей в приводе. Промежуток этого времени зависит от технического состояния привода и его типа:
для тормозных механизмов с гидравлическим приводом - 0,005-0,07 с;
при использовании дисковых тормозных механизмов 0,15-0,2 с;
при использовании барабанных тормозных механизмов 0,2-0,4 с;
для систем с пневматическим приводом - 0,2-0,4 с;
tн - время нарастания замедления;
tуст - время движения с установившемся замедлением или время торможения с максимальной интенсивностью соответствует тормозному пути. В этот период времени замедление автомобиля практически постоянно.
С момента соприкосновения деталей в тормозном механизме, замедление увеличивается от нуля до того установившегося значения, которое обеспечивает сила, развиваемая в приводе тормозного механизма.
Время, затраченное на этот процесс, называется временем нарастания замедления. В зависимости от типа автомобиля, состояния дороги, дорожной ситуации, квалификации и состояния водителя, состояние тормозной системы tн может меняться от 0,05 до 2 с. Оно возрастает с увеличением силы тяжести автомобиля G и уменьшением коэффициента сцепления цх. При наличии воздуха в гидравлическом приводе, низком давлении в ресивере привода, попадании масла и воды на рабочие поверхности фрикционных элементов значение tн увеличивается.
При исправной тормозной системе и движении по сухому асфальту значение колеблется:
от 0,05 до 0,2 с для легковых автомобилей;
от 0,05 до 0,4 с для грузовых автомобилей с гидравлическим приводом;
от 0,15 до 1,5 с для грузовых автомобилей с пневматическим приводом;
от 0,2 до 1,3 с для автобусов;
Так как время нарастания замедления изменяется по линейному закону, то можно считать, что на этом отрезке времени автомобиль движется с замедлением равным примерно 0,5 Jзmax.
Тогда уменьшение скорости
Дх=х-х?=0,5Jустtн
Следовательно, в начале торможения с установившимся замедлением
х?=х-0,5Jустtн (2.9)
При установившемся замедлении скорость уменьшается по линейному закону от х?=Jустtуст до х?=0. Решая уравнение относительно времени tуст и подставляя значения х?, получим:
tуст=х/Jуст-0,5tн
Тогда остановочное время:
tо=tр+tпр+0,5tн+х/Jуст-0,5tн?tр+tпр+0,5tн+х/Jуст
tр+tпр+0,5tн=tсумм,
тогда, считая, что максимальная интенсивность торможения может быть получена, только при полном использовании коэффициента сцепления цх получим
tо=tсумм+х/(цхg) (2.10)
Тормозной путь
Тормозной путь зависит от характера замедления автомобиля. Обозначив пути, проходимые автомобилем за время tр, tпр, tн и tуст, соответственно Sр, Sпр, Sн и Sуст, можно записать, что полный остановочный путь автомобиля от момента обнаружения препятствия до полной остановки может быть представлен в виде суммы:
Sо=Sр+Sпр+Sн+Sуст
Первые три члена представляют собой путь пройденный автомобилем за время tсумм. Он может быть представлен как
Sсумм=хtсумм
Путь, пройденный за время установившегося замедления от скорости х? до нуля, найдем из условия, что на участке Sуст автомобиль будет двигаться до тех пор, пока вся его кинетическая энергия не израсходуется на совершение работы против сил, препятствующих движению, а при известных допущениях только против сил Ртор т.е.
mх?2/2=Sуст Ртор
Пренебрегая силами Рш и Рщ, можно получить равенство абсолютных значений силы инерции и тормозной силы:
РJ=mJуст=Ртор,
где Jуст - максимальное замедление автомобиля, равное установившемуся.
mх?2/2=Sуст m Jуст,
0,5х?2=Sуст Jуст,
Sуст=0,5х?2/Jуст,
Sуст=0,5х?2/цх g?0,5х2/(цх g)
Таким образом, тормозной путь при максимальном замедлении прямо пропорционален квадрату скорости движения в начале торможения и обратно пропорционален коэффициенту сцепления колес с дорогой.
Полный остановочный путь Sо, автомобиля будет
Sо=Sсумм+Sуст=хtсумм+0,5х2/(цх g) (2.11)
Sо=хtсумм+0,5х2/Jуст (2.12)
Значение Jуст, можно установить опытным путем, используя деселерометр - прибор для измерения замедления движущегося транспортного средства.