Определение коэффициента перераспределения тормозных сил
Рабочая тормозная система характеризуется коэффициентом распределения тормозной силы:
,(8)
где Ртор1, Ртор2 - тормозная сила соответственно на передних и задних колесах автомобиля.
Коэффициент βт зависит от коэффициента сцепления шин с дорогой j и рассчитывается по формуле:
,(9)
где b – расстояние от центра тяжести автомобиля до задней оси, м;
hцт - высота центра тяжести автомобиля, м;
L - база автомобиля, м.
(10)
где F- масса автомобиля, кг;
а - расстояние от центра массы автомобиля до передней оси, м.
(11)
b=L-a.(12)
а = (5287*3.6)/7825 = 2,4 м;
b = 3.6-2,4 = 1.2м.
При j=0,6 для автомобиля в груженном состоянии:
bТ = (1,2+0,6*1,1)/3,6 = 0,51.
Аналогично проводим расчёт дляавтомобиля в порожнем и груженном состоянии при мокром покрытии, и результаты расчётов сводим в таблицу 4.
Таблица 4 – Коэффициент перераспределения тормозных сил
Коэффициент перераспределения тормозных сил
Коэффициент сцепления шин с дорогой
Шеб покрытие сухое 0,6
Шеб покрытие мокрое 0,5
для автомобиля в порожнем состоянии
0,49
0,46
для автомобиля в груженном состоянии
0,51
0,48
На основании таблицы 5 строится график зависимости коэффициента перераспределения тормозных сил от коэффициента сцепления шин с дорогой bТ = f(j) рисунок 6.
Рисунок 6 – График зависимости коэффициента перераспределения тормозных сил от коэффициента сцепления шин с дорогой
Изменение коэффициента сцепления шин с дорогой способствует и изменению коэффициента перераспределения тормозных сил. Для асфальтобетонного и цементобетонного покрытий коэффициент перераспределения тормозных сил максимальный. Для порожнего автомобиля коэффициент перераспределения тормозных сил больше чем для автомобиля в груженом состоянии.
Устойчивость автомобиля - способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающим его занос и опрокидывание в различных дорожных условиях при высоких скоростях движения.
Различают следующие виды устойчивости:
· поперечная при прямолинейном движении (курсовая устойчивость). Ее нарушение проявляется в рыскании (изменении направления движения) автомобиля по дороге и может быть вызвано действием боковой силы ветра, разными величинами тяговых или тормозных сил на колесах левого или правого борта, их буксованием или скольжением, большим люфтом в рулевом управлении, неправильными углами установки колес и т.д.;
· поперечная при криволинейном движении, нарушение которой приводит к заносу или опрокидыванию автомобиля под действием центробежной силы. Особенно ухудшает устойчивость повышение положения центра масс автомобиля (например, большая масса груза на съемном багажнике на крыше);
Критериями поперечной устойчивости являются максимально возможные скорости движения по окружности и углы поперечного уклона дороги (косогора). Поэтому поперечная устойчивость оценивается:
· критической скоростью движения на кривой в плане, соответствующей началу заноса или скольжения автомобиля;
· критической скоростью движения на кривой в плане, соответствующей началу опрокидывания;
· критическим углом косогора, при котором возникает поперечное скольжение транспортного средства;
· критическим углом косогора, соответствующим началу опрокидывания транспортного средства.
Расчёт критической скорости по условию опрокидывания порожнего и груженого автомобиля при разных радиусах поворота
Расчёт критической скорости по условию опрокидывания автомобиля определяется по формуле:
(13)
где В – ширина колеи автомобиля, м;
R – радиус поворота, м;
hцт – высота центра тяжести, м.
Для автомобиля в порожнем состоянии при радиусе поворота 100 м.:
Vкр.о. = = 29,7 м/с.
Аналогично проводим расчёт для значений R = 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 м для автомобиля в порожнем и груженом состоянии и результаты расчётов сводим в таблицу 5.
Таблица 5 - Критическая скорость по условию опрокидывания
Критическая скорость по условию опрокидывания, м/с
Радиус поворота, м
для автомобиля в порожнем состоянии
29,7
51,4
59,4
66,4
72,7
78,6
89,1
93,9
в груженном состоянии
28,3
56,6
63,3
69,4
74,9
84,9
89,5
На основании таблицы 5 строится график зависимости критической скорости по условию опрокидывания от радиуса поворота Vкр.о. = f(R) рисунок 7.
Рисунок 7 – График зависимости критической скорости по условию опрокидывания от радиуса поворота
При увеличении радиуса поворота критическая скорость по условию опрокидывания также увеличивается. Для порожнего автомобиля критическая скорость по условию опрокидывания больше чем для автомобиля в груженом состоянии.
Расчёт критической скорости по условию скольжения автомобиля
Расчёт критической скорости по условию скольжения автомобиля при разных радиусах поворота на дорогах с разным покрытием находится по формуле:
,(14)
При радиусе поворота 100 м для щебеночного сухого покрытия:
Vкр.с. = = 24 м/с.
Аналогично проводим расчёт для значений R = 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 м для всех типов покрытий, и результаты расчётов сводим в таблицу 6.
Таблица 6 – Критическая скорость по условию скольжения
Критическая скорость по условию скольжения (м/с) при радиусе поворота, м:
Коэффициент сцепления шин с дорогой
Щеб. дорога сухое 0,6
Щеб. дорога мокрое 0,5
На основании таблицы 6 строится график зависимости критической скорости по условию скольжения от радиуса поворота Vкр.с. = f(R) рисунок 8.
Рисунок 8 - График зависимости критической скорости по условию скольжения от радиуса поворота
При увеличении радиуса поворота критическая скорость по условию скольжения также увеличивается. Тип покрытия также влияет на критическую скорость по условию скольжения: на асфальтобетонном сухом покрытии критическая скорость больше чем при гололеде.
Расчёт критического угла по условию опрокидывания порожнего и груженого автомобиля
Критический угол по условию опрокидывания определяется по формуле:
, (15)
где В/hц.т.- коэффициент поперечной устойчивости.
Для порожнего автомобиля:
bкр.о. = аrctg(1.8/2*1) = 71º
Для груженого автомобиля:
bкр.о. = аrctg(1.8/2*1,1) = 75º
Расчёт критического угла по условию скольжения автомобиля на дорогах с разным покрытием
Критический угол по условию скольжения рассчитывается по формуле:
.(16)
Для щебеночного сухого покрытия:
bкр.с. = arctg0,6=54º
Аналогично проводим расчёт для грунтового мокрого покрытия, и результаты расчётов сводим в таблицу 7.
Таблица 7 – Критический угол по условию скольжения
Критический угол по условию скольжения, º
Коэффициент сцепления шин с дорогой
щебеночное сухое 0,6
щебеночное мокрое 0,5
На основании таблицы 8 строится график зависимости критического угла по условию скольжения от коэффициента сцепления шин с дорогой bкр.с. = f(j) рисунок 9
Рисунок 9 - График зависимости критического угла по условию скольжения от коэффициента сцепления шин с дорогой
При изменении коэффициента сцепления шин с дорогой критический угол по условию скольжения также изменяется. Для асфальтобетонного и цементобетонного покрытий критический угол по условию скольжения минимальный, а при гололёде максимальный.
Коэффициент поперечной устойчивости
Потеря устойчивости по опрокидыванию более опасна, чем по боковому скольжению. Для предотвращения опрокидывания необходимо выполнения следующего условия,
(17)
или
(18)
Нормативными документами НАМИ установлены нормы для автотранспортных средств различных категорий по определению критического угла по условию опрокидывания βкр.о. при неподвижном автомобиле.
при 0,55 1;
при >1.
Т.к. hп.ц.=B/2hц.т.=0,9<1 поэтому
Минимально допустимое значение bкр.о. для порожнего автомобиля:
bкр.о. = 42.4*0.9-2.4º=35º.
Для груженого:
bкр.о. =42,4*0,81-2,4º=32º
Поэтому максимальная высота центра тяжести автомобиля hц.т. при обеспечении минимально допустимого значения bкр.о. для порожнего автомобиля:
hц.т. = 1,8/2*tg35º=0,42;
Для груженного:
hц.т. =1,8/2*tg32º=0.59
Значение коэффициента, j при котором не будет опрокидывания для порожнего автомобиля:
