Исследование распределения тормозных сил по осям автомобиля

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

СФУ

Кафедра «Автомобили и двигатели»

Лабораторная работа №1

Исследование распределения тормозных сил по осям автомобиля

Выполнил:

ст-т гр. ФТ 05-06

Киданчук В. С.

Проверил:

Муромцев А. С.

Красноярск

2008

Цель работы: экспериментальное определение реальных тормозных характеристик рабочей тормозной системы автомобиля.

Оборудование:

1. Лабораторно-стендовая установка для исследования конструктивной безопасности автомобиля.

2. Мобильная компрессорная установка.

Основные положения

Одним из основных эксплуатационных свойств автомобиля, определяющих его активную безопасность, является тормозная динамика. Как известно, тормозная динамика автомобиля в значительной степени обусловливается распределением тормозных сил между колесами автомобиля. Учитывая, что максимальное значение тормозных сил на колесах, при которых обеспечивается минимальный тормозной путь, определяется из условия сцепления шин с дорогой и динамического перераспределения опорных реакций, имеем:

где    - тормозная сила на колесах данной оси;

- касательная реакция;

- вес автомобиля;  

 и  - база и высота центра масс автомобиля;

 и  - расстояние от центра масс до передней и задней оси               соответственно;

и  - вес автомобиля, приходящийся на соответствующую ось;

 - коэффициент сцепления шин с дорогой;

- замедление автомобиля при торможении.

При известном распределении веса автомобиля по осям:

Обозначив  - коэффициент торможения, а также, учитывая, что величина тормозной силы на колесах автомобиля определяется значением коэффициента передачи тормозного механизма и давлением в тормозном приводе, т.е. , можно записать:

(1.5)

Из теоретического курса известно, что максимальная интенсивность торможения обеспечивается при условии  , и тогда система (1.5) примет вид:

(1.6)

Очевидно, что для данного автомобиля при заданной нагрузке значения давлений в контуре тормозов передней и задней оси автомобиля зависят, при неизменных передаточных коэффициентах, только от коэффициента торможения. Поэтому можно построить кривую оптимального распределения тормозных сил (идеальную тормозную характеристику) вида , пример который представлен на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Идеальные тормозные характеристики: а) снаряженного автомобиля; б) груженого автомобиля

Однако реальная тормозная характеристика, при отсутствии в приводе регулирующих приборов, и определяемая для автомобиля полной массы, описывается линией, далекой от требуемой (идеальной). При этом обычно точка пересечения идеальной и реальной характеристик выбирается при   = 0,6  0,7, что объясняется обеспечением опережающего блокирования передних колес на дорогах с низким сцеплением для сохранения устойчивости при торможении.

Для приближения реальных характеристик к идеальным используются специальные приборы (регуляторы), устанавливаемые в тормозном приводе задних колес. Кроме того, для ограничения тормозной силы передних колес на дорогах с малым  устанавливают регуляторы и на переднюю ось. Общепринято подразделять регуляторы на две группы:

- статические, ограничивающие давление в приводе в зависимости от командного давления;

- динамические, ограничивающие давление в приводе как в функции командного давления, так и нагрузки на ось.

Статические регуляторы могут быть выполнены в виде клапана ограничителя, рабочая характеристика которого представлена на (рис. 1.2.). Такой клапан устанавливался в тормозном приводе передней оси автомобилей КамАЗ. Он обеспечивает сохранение управляемости автомобиля, т.е. не дает возможности блокироваться передним колесам, однако снижает эффективность торможения в виду недоиспользования сцепного веса. Кроме того, как показывают исследования ряда авторов, применение клапана-ограничителя на передней оси автомобилей КамАЗ приводит к несоблюдению Приложения 10 Правил 13 ЕЭК ООН и ГОСТ Р 41.13-99.

Поэтому на автомобилях КамАЗ стали устанавливаться пропорциональные клапаны, рабочая характеристика которых показана на (рис. 1.З.).