Ім'я файлу: Лекція 3 Гальмівні властивості (2).doc
Розширення: doc
Розмір: 1431кб.
Дата: 25.11.2022
скачати


КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
З ДИСЦИПЛІНИ “АВТОМОБІЛІ”

Експлуатаційні властивості автомобіля
для студентів спеціальності

"Автомобілі та автомобільне господарство”

денної форми навчання
ЛЕКЦІЯ
Тема: Гальмівні властивості автомобіля.
Мета лекції: Вивчення гальмівних властивостей автомобіля, а також

методів і критеріїв оцінки цих властивостей.

Час - 4 години.

Навчально – методичне забезпечення – Мультимедійний проектор, екран, ноутбук, зразки рекомендованої літератури.

Питання, що розглядаються:

1.Визначення. 3

2.Показники гальмівних властивостей автомобіля. 3

3.Нормативи ефективності гальмівних систем. 4

4.Сили, що діють на автомобіль при гальмуванні. 4

5.Сповільнення, шлях та час гальмування. 6

6.Регулювання гальмових сил. 8



Список рекомендованої та використаної літератури:

  1. Автомобілі. Навчальний посібник. М.Ю. Основенко, В.П. Сахно.1992р.

  2. Автомобілі. Основи конструкції , теорія. Навчальний посібник.

В.І. Сирота, В.П. Сахно . 2007 р.

3. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник. В.І.Сирота.

4. Автомобиль. Анализ конструкции, елементы расчета. Учебник.

В.В. Осепчугов, А.К.Фрумкин.

5. Автомобиль. Основы конструкции. Учебник. Н.Н.Вишняков и другие.

6. Автомобілі. Тягово-швидкісні властивості та паливна економічність: Навч. посібник. . Сахно В.П., Безбородова Г.Б., Маяк М.М., Шарай С.М – К.: В-во “КВІЦ, 2004. – 174 с.

7 . Краткий автомобильный справочник. – М.: Транспорт, 1985. – 220 с

Тема: Гальмівні властивості

1.Визначення.


Гальмівні властивості - це сукупність властивостей, які забезпечують максимальне сповільнення автомобіля при його русі в гальмівному режимі, стабілізацію руху при гальмуванні (або при заносу), надійне утримання автомобіля в нерухомому стані на місці, а також забезпечення усталеного руху автомобіля на затяжних спусках. Застосування антиблокувальних та систем стабілізації руху дає можливість підвищити середні швидкості руху та рівень безпеки.

Гальмування – це процес створення та змінювання штучного опору руху автомобіля з метою зменшення його швидкості, стабілізації руху або утримання нерухомим відносно дороги.

Види гальмування - службове здійснюється водієм з вибраним ним сповільненням руху автомобіля, екстерне при максимально можливому сповільненню руху та пригальмовування здійснюється водієм при руху на спуск (часто довготривало) або для зменшення швидкості з незначним сповільненням. Пригальмовування здійснюється гідравлічними або електричними сповільнювачами (ретардерами), або гальмом дизельного двигуна та примусовим переведенням роботи двигуна на режим холостого ходу.

Типи гальмівних систем – робоча (використовується при службовому та аварійному гальмуваннях), запасна (використовується при виходу з ладу робочої), стоянкова (використовується для утримання автомобіля на місці), додаткова(використовується при службовому гальмуванні та при пригальмовуванні).

Окрім вище названих призначень гальмівна система:

1. “асистент”(Break Assist)-система екстреного гальмування скорочує час спрацювання гальм та збільшує гальмівне зусилля до максимально допустимого.

2. АБС запобігає заносу при гальмуванні.

3. Проти відкотна система запобігає зкочуванню автомобіля назад при рушанні під ухил.

4. Системи курсової стійкості EBD,ESP відпускають (автоматично включають) гальма відповідного колеса і доповнюють АВС.

5. Автоматична автономна система гальмування багаторівнева, спочатку підводить колодки до дисків, потім попереджає водія про небезпеку та далі зупиняє автомобіль.

2.Показники гальмівних властивостей автомобіля.


  1. Сповільнення при гальмуванні (службове - , аварійне- максимальне сповільнення , пригальмовування).

  2. Час гальмування.

  3. Інтенсивність гальмування (службове та аварійне).

  4. Питома гальмівна сила (характеризує інтенсивність гальмування).

  5. Гальмівний шлях.

  6. Шлях до зупинки.

3.Нормативи ефективності гальмівних систем.


Вимоги по гальмуванню, які пред’являються до автомобіля, викладені в правилах ЕЭК ООН № 13Н ( ГОСТ 22895-77, 4364-81), директивах ЄС.

В Україні для автомобілів, що перебувають в експлуатації вимоги викладені у ДСТУ 3649-97.

4.Сили, що діють на автомобіль при гальмуванні.


Головними силами, які забезпечують сповільнення руху автомобіля являються сили та , які діють в площині контакту коліс з дорогою та спрямовані протилежно напряму руху автомобіля. Сили та визначаються гальмовими моментами, які створюються колісними гальмовими механізмами



Максимальні можливі значення гальмових сил обмежені умовами зчеплення коліс з полотном дороги



Крім гальмових силна автомобіль діють сили опору коченню коліс та , сила опору повітря , сила опору підйому .


Рис 1. Схема сил, що діють на автомобіль при гальмуванні.
Сума проекцій всіх сил на площину, паралельну опорній поверхні, дорівнює силі інерції автомобіля

де

- коефіцієнт, що враховує інерцію обертових масс автомобіля при гальмуванні,

Якщо позначити

де

- питома гальмова сила ( - визначає інтенсивність гальмування автомобіля).

де

- гальмовий фактор.

Підставивши ці позначення в формулу сили інерції автомобіля та виразивши сили опору коченню та підйому через коефіцієнт опору дороги і зробивши перетворення, отримаємо сповільнення


Гальмівна сила досягає максимального значення при певному проковзуванні в зоні контакта колеса з дорогою. Повністю використати силу тяжіння, що припадає на ведучі колеса при аварійних гальмуваннях, а також виключити блокування коліс можливо лише тоді, коли коефіцієнти ковзання коліс всіх мостів будуть одинакові.

Для забезпечення однакового ковзання коліс всіх мостів необхідно, щоб питомі гальмові сили на всіх колесах будуть однакові



Найбільш ефективне гальмування можливо тоді, коли гальмові моменти розподілилися пропорційно нормальним реакціям дороги та .

Величини цих реакцій можуть бути знайдені за рівнянням моментів відносно центрів площ контактів коліс з полотном дороги.





Рис 2. Схема сил, що діють на автомобіль при гальмуванні на горизонтальній дорозі.

Якщо гальмування здійснюється з максимальною інтенсивністю, а сумарна гальмова сила розподіляється між мостами автомобіля так, що колеса обох мостів повністю використовуються зчіпні властивості дороги, то


Отже, в умовах повного використання зчіпних властивостей питома гальмова сила автомобіля дорівнює коефіцієнту зчеплення

Максимальне можливе сповільнення автомобіля досягається у випадку, коли на всіх колесах, що котяться з однаковим ковзанням, питомі гальмові сили одночасно дорівнюють коефіцієнту зчеплення . При цьому гальмовий фактор.

,

а сповільнення



Якщо не враховувати опорів повітря та кочення (сприяють процесу гальмування), то максимальне сповільнення в загальному випадку
.

5.Сповільнення, шлях та час гальмування.


Визначимо спочатку шлях ефективного Якщо на початку гальмування швидкість , то через час t буде



де – сповільнення автомобіля при гальмуванні; але

тоді


Після розділення змінних та інтегрування одержимо


При тому і С=0.

Отже .

Час гальмування



Шлях гальмування з урахуванням часу t

Шлях, який проходить автотранспортний засіб від моменту, коли водій помітив небезпеку, до повної зупинки, називають шляхом зупинки.

де – час реакції водія; – час спрацювання привода; – час зростання гальмового зусилля. При розрахунках приймають , при гідравлічному та при пневматичному гальмових приводах;

Рис 3. Схема зміни зусиль на педалі гальм та гальмівної сили і швидкості в процесі гальмування.
Припущення, прийняті при одержанні цих формул, виключають вплив конструктивних параметрів робочої гальмової системи та автотранспортного засобу в цілому на усталене сповільнення та гальмівний шлях. З метою наближення результатів розрахунків до експериментальних Д.П.Великанов запропонував вводити в розрахункові формули коефіцієнт ефективності гальмування . З урахуванням цього, формули для визначення шляху та сповільнення наберуть вигляд

Шлях гальмування



Сповільнення


При , для легкових та для вантажних автомобілів. При , для всіх автомобілів.

6.Регулювання гальмових сил.


Підвищити ефективність гальмування при одночасному поліпшенні стійкості автомобіля можна забезпечити встановленням в гальмовій системі регуляторів гальмових сил. При гальмуванні регулятори забезпечують оптимальний розподіл гальмових сил між колесами автомобіля в різних дорожніх умовах, незалежно від ступеню завантаженості автомобіля.

Існуючи регулятори поділяють на регулятори із зворотнім зв’язком та без нього.

Регулятори без зворотного зв’язку змінюють співвідношення між гальмовими силами в залежності від інтенсивності гальмування та завантаження автомобіля. Максимальні гальмівні моменти в цьому випадку визначаються силою, з якою водій натискає на гальмову педаль. Тому такі регулятори хоч і забезпечують розподіл гальмових сил, близький до оптимального, але не виключають блокування коліс, а отже і заносу автомобіля.

Регулятори із зворотнім зв’язком враховують характер кочення коліс. На початку блокування коліс спеціальний автоматичний пристрій зменшує гальмовий момент так, щоб його середнє значення підтримувалось приблизно на рівні максимально можливого з умов зчеплення при певному навантаженні на колесо.

Залежність між тиском в гальмових приводах передніх та задніх коліс називається робочою характеристикою регулятора. В гальмовій системі без регулятора робочою характеристикою є пряма , яка виходить з початку координат під кутом 45 град ( ).

Найчастіше регулятор змінює тиск в контурі заднього моста в залежності від тиску в контурі переднього моста та навантаження, що припадає на задній міст. Ідеальний регулятор повинен забезпечувати регулювання тиску в приводі задніх коліс так, щоб за всіх режимів гальмування витримувалися оптимальні співвідношення між гальмовими силами. Такий регулятор є дуже складним. На практиці регулювання здійснюється за допомогою механічних регуляторів, що працюють за простими законами.

  1. Регулювання шляхом змінювання коефіцієнта передачі регулятора.

У загальному випадку між тиском у приводі передніх та задніх коліс існує співвідношення , де – коефіцієнт передачі регулятора. Можна створити такий регулятор, у якого при змінюванні навантаження на мост (деформація пружного елемента) буде змінюватися і коефіцієнт передачі. Робочі характеристики такого регулятора порівняно з ідеальним показані на рис.4,а. При застосуванні регулятора підвищується ефективність гальмування автомобіля при русі з неповним завантаженням та без вантажу, але в той же час не виключається блокування коліс моста. Подібні регулятори застосовуються при пневматичному гальмовому приводі. Вони одержали назву променевих.



Рис 4. Робочі характеристики регуляторів гальмівних сил.
2. Регулювання шляхом обмеження тиску в задньому контурі (рис. 4, б).

Тиск , при якому змінюється нахил характеристики, називається точкою спрацьовування регулятора. Такі регулятори інколи застосовують на автомобілях, у яких вагові характеристики змінюються мало. Основний недолік подібних регуляторів – мала ефективність гальмування при значних коефіцієнтах зчеплення внаслідок неповного використання сили тяжіння, що припадає на задній міст. Краща характеристика притаманна регулятору, у якого в точці спрацьовування змінюється к-т передачі. Він називається регулятором з пропорційним клапаном. При встановленні подібного регулятора в гальмовому приводі ефективність гальмування зростає, але при неповному завантаженні автомобіля не виключене блокування коліс заднього моста.

  1. Регулювання із змінюваною точкою спрацьовування (рис.4,в). Характеристика такого регулятора визначається коефіцієнтом передачі

та законом змінювання положення точки спрацьовування залежно від навантаження, що припадає на задній міст. Регулятори з такою характеристикою застосовують в гальмівних системах з гідроприводом.

На (рис.4,г) наведена схема регулятора, у якого залежно від навантаження на задній міст змінюється положення точки спрацьовування та коефіцієнт передачі . Ці регулятори найбільш повно задовольняють вимоги оптимального регулювання гальмівних сил. Їх застосовують у гальмівних системах з пневматичним приводом.

Наявність регуляторів хоч і поліпшує гальмівні властивості автомобіля, але не виключає можливості втрати стійкості автомобіля внаслідок його заносу.

Регулятори із зворотнім зв’язком або протиблокувальними системами (ПБС) призначені для забезпечення ефективного гальмування автомобіля в будь-яких умовах при збереженні його стійкості. Принципіальна схема системи ПБС наведена на рис 5.


Рис 5. Принципіальна схема протибуксувальної системи.

  1. робочий гальмівний циліндр. 2- пневматичні магістралі. 3- модулятор.

4 – ресивер. 5 – гальмовий кран. 6 – гальмова педаль. 7 – вивід в атмосферу. 8 – електронний блок керування. 9 – електричні мережі.

10 – датчик швидкості.

Протиблокувальні системи можуть працювати за різними алгоритмами. Основна ідея більшості алгоритмів ґрунтується на тому, що при перевищенні ковзання, що відповідає максимальному зчепленню, швидкість обертання колеса різко зменшується. Встановлення в гальмівній системі ПБС із правильно обраними параметрами дозволяє зменшити шлях гальмування на 20...35%. При цьому стійкість та керованість автомобіля зберігаються.
7.Напрями покращення гальмівних властивостей:

1. Скорочення часу гальмування та збільшення гальмівного зусилля до максимально допустимого шляхом застосування гальмівних систем типу “ассистент” (Break Assist).

2. Застосування гальмівних систем, що працюють разом з системами курсової стійкості EBD, ESP (доповнюють їх) та автоматично включають (виключають) гальма відповідних коліс.

3. Застосування паралельних багаторівневих автоматичних автономних систем гальмування, де при появі небезпеки спочатку колодки підводяться до дисків, потім попереджається водій про небезпеку і вже потім зупиняється автомобіль.

4. Застосування противідкотних гальмових систем, тощо.

5. Спільна робота автоматичних гальмівних систем з автоматичними системами руху автомобіля.




скачати

© Усі права захищені
написати до нас