Формула расчета остановочного пути автомобиля

4.1 Определение остановочного времени автомобиля с полной нагрузкой и без нагрузки

Остановочное время автомобиля определяется по следующей формуле:

(4.1)

где – время реакции водителя, с;

– время срабатывания тормозной системы, с;

– время нарастания замедления, с;

k_э – коэффициент эффективности торможения;

V– скорость автомобиля непосредственно перед началом торможения, м/с;

– коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги;

g– ускорение свободного падения;

принимаем равным 0,8 с;

для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов 0,2 – 0,3 с, для автомобилей с пневматическим приводом тормозов 0,6 – 0,8 с;

рассчитывается по формуле:

(4.2)

где G– вес автомобиля с данной нагрузкой, Н;

b– расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести, м;

h_ц– расстояние от центра тяжести автомобиля до поверхности дороги, м;

k₁–скорость нарастания тормозных сил, кН/с;

L– база автомобиля, принимаем 3,77м.

Расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести рассчитывается по формуле:

(4.3)

где М₁ – масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось, кг;

М– масса всего автомобиля с данной нагрузкой, кг;

k₁ выбирается в зависимости от типа тормозной системы:

для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов k₁ = 15 – 30 кН/с;

k_э выбирается в зависимости от типа автомобиля и его весового состояния из следующей таблицы.

Таблица 4.1 – Значения коэффициентов эффективности торможения

Коэффициент эффективности торможения k_э

Водитель, заметив, препятствие оценивает обстановку, принимает решение о торможении и переносит ногу с педали подачи топлива на педаль тормоза. Время, затрачиваемое на эти действия, называется временем реакции водителя. Оно зависит от опыта и квалификации водителя, его возраста, состояния здоровья, степени усталости и т. п. При этом, чем неожиданнее возникновение препятствия, тем больше время реакции. На ожидаемое препятствие водитель затрачивает меньше времени реакции.

Далее водитель начинает нажимать педаль тормоза. В приводе тормозов выбираются зазоры и перемещаются детали тормозных механизмов. Это время называют временем срабатывания или запаздывания тормозной системы.

Остановочное время автомобиля – это время, прошедшее от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки автомобиля.

Оно определяется по следующей формуле

, с;

где – время реакции водителя ( с);

– время срабатывания тормозной системы ( для гидравлического тормозного привода t_С= 0,3 с);

– время нарастания тормозных сил, с;

– начальная скорость торможения (V=40км/ч=11.111м/с);

– ускорение свободного падения ( );

– коэффициент продольного сцепления с дорогой колёс автомобиля (0,6);

– коэффициент эффективности торможения.

При расчётах для автомобиля без нагрузки принимаем Kэ=1.12,

с нагрузкой – =1,17.

Время нарастания замедления рассчитывается по формуле:

, с;

где – вес транспортного средства, Н;

b – расстояние от центра тяжести автомобиля до заднего моста, м;

– высота центра тяжести автомобиля от поверхности дороги, м;

– скорость нарастания тормозных сил на колесах переднего моста ( , кН/с).

Расстояние от центра тяжести автомобиля до заднего моста вычисляем по формуле:

, м

где M₁– вес, приходящийся на переднюю ось автомобиля, кг;

M – вес всего транспортного средства, кг;

– колёсная база автомобиля (L=2,700 м).

Для автомобиля без нагрузки:

м;

с;

с;

Для автомобиля с нагрузкой:

м;

с;

с;

Результаты приведены в таблице:

Определение остановочного пути автомобиля с нагрузкой и без нагрузки

Остановочный путь – расстояние, проходимое автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки.

Расчёт будем проводить по следующей формуле:

, м.

Для автомобиля без нагрузки:

м;

Для автомобиля с нагрузкой :

м.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра менеджмент на автомобильном транспорте

Расчёт параметров безопасности автомобиля

к курсовому проекту по дисциплине

Безопасность транспортных средств

1. Расчёт замедления автомобиля на разных дорожных покрытиях

Тормозные свойства. Возможность предотвращения ДТП чаще всего связана с интенсивным торможением, поэтому необходимо, чтобы тормозные свойства автомобиля обеспечивали его эффективное замедление в любых дорожных ситуациях.

Для выполнения этого условия сила, развиваемая тормозным механизмом, не должна превышать силы сцепления с дорогой, зависящей от весовой нагрузки на колесо и состояния дорожного покрытия. Иначе колесо заблокируется (перестанет вращаться) и начнет скользить, что может привести (особенно при блокировке нескольких колес) к заносу автомобиля и значительному увеличению тормозного пути. Чтобы предотвратить блокировку, силы, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны весовой нагрузке на колесо. Реализуется это с помощью применения на передней оси более эффективных дисковых тормозов, а на задней – барабанных, причем с ограничителем тормозных сил.
На современных автомобилях используется антиблокировочная система тормозов (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая их скольжение.

Зимой и летом состояние дорожного покрытия разное, поэтому для наилучшей реализации тормозных свойств необходимо применять шины, соответствующие сезону.

Максимальное установившееся замедление наступает при достижении максимально возможной продольной реакции R_x , т.е. при полном использовании сцепных качеств колеса с дорогой. При замедлении, меньшем по значению, чем максимально установившееся, продольная реакция R_x не достигает своего максимального значения, т.е. при торможении не происходит полного использования сцепных качеств колеса и дороги. Это происходит при служебном торможении, когда используется часть сцепных качеств. Иначе говоря, коэффициент сцепления можно рассматривать как переменную величину, меняющуюся от нуля до максимального значения, соответствующего экстремальному торможению. И замедление при торможении также может изменяться от нуля до максимально возможного по условиям сцепления.

Расчёт замедления автомобиля производится по формуле:

,(1)

где J – замедление автомобиля, м/с 2 ;

j – коэффициент сцепления шин с дорогой;

g – ускорение свободного падения, м/с 2 ;

Kэ – коэффициент эффективности торможения, он учитывает степень использования теоретически возможной эффективности тормозной системы автомобиля, Kэ=1,3

При j = 0,6 для щебеночного сухого покрытия:

J = (0,6*9,8)/1,3 = 4,5 м/с 2 .

При j = 0,5 для щебеночного мокрого покрытия:

J = (0,5*9,8)/1,3 = 3,8 м/с 2 .

2. Расчёт остановочного пути автомобиля при разных скоростях его движения

Остановочный путь автомобиля рассчитывается по формуле:

(2)

где V – скорость движения автомобиля, м/с;

t_р – время реакции водителя, t_р = 0,8 с;

t_пр – время срабатывания тормозного привода, для автомобиля с пневматическим приводом t_пр = 0,4 с;

t_н – время нарастания замедления, c;

J – замедление автомобиля, м/с².

При V = 2,3 м/с для щебеночного сухого покрытия:

S_ост = 2,8*(0,8+0,4+0,5*0,8) + 1,3*2,8 2 /2*4,5 = 5,6 м

Аналогично проводим расчёт для значений V =5,6; 8,3; 11,1; 13,9; 16,6; 19,4; 22,2 м/с для мокрого щебеночного покрытия и результаты расчётов сводим в таблицу 1.

Таблица 1 – Остановочный путь автомобиля

Скорость движения автомобиля, м/с

Остановочный путь S_ост , м при J