РАЗДЕЛ 2
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ТОРМОЗНЫХ СВОЙСТВ
АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
2.1. Ретроспективный анализ требований, предъявляемых к эффективности
торможения автотранспортных средств
Критериями оценки эффективности торможения в соответствии со стандартами [39,
67, 109, 110] являются тормозной путь ST и среднее установившееся замедление
jуст.
Тормозной путь автотранспортного средства (АТС) зависит как от начальной
скорости торможения и дорожных условий, так и от продолжительности динамической
стадии процесса торможения. Установившееся замедление не зависит от начальной
скорости торможения и характеризует способность АТС создавать максимальную
тормозную силу. Этот показатель не учитывает влияние динамической стадии
процесса торможения.
В работе [51] сделан вывод о том, что в качестве критериев эффективности
торможения АТС следует избирать тормозной путь, позволяющий судить о тормозной
системе в целом, и установившееся замедление, характеризующее тормозные
механизмы – наиболее нестабильные элементы тормозной системы.
Рассмотрим как изменялись с течением времени требования к наименьшему
допустимому установившемуся замедлению АТС, (табл.2.1) при испытаниях 0 [39,
109, 244, 249, 258, 271, 274, 275, 277, 292, 294].
Очевидно, что с течением времени тормозные системы АТС должны
совершенствоваться и будут ужесточаться требования к показателям эффективности
торможения. Однако требования стандартов не могут непрерывно изменяться во
времени. Они устанавливаются в конкретное время, имеют определенный срок
действия и могут или опережать необходимый уровень требований, или отставать от
них.
Таблица 2.1.
Нормативные значения среднего установившегося замедления АТС при
испытаниях тип 0, [jуст], м/с2
Год введения
Категория АТС
М1
М2
М3
N1
N2
N3
1959 [82]
5,8
5,0
5,0
4,4
4,4
4,4
1975 [106]
7,0
6,0
6,0
5,5
5,5
5,5
На рис. 2.1 представлены ломанные прямые, соответствующие изменению
нормативного значения [jуст] в зависимости от относительного времени л,
представляющего собой
(2.1)
где Г1 – год, в который делается изменение нормативных требований (в данном
случае текущее время);
Г2 – год, от которого условно ведется отсчет времени; принимаем
Г2 = 1900 – начало массового производства автомобилей;
Г3 – год, от которого проводится ретроспективный анализ; принимаем
Г3 = 2000.
Если бы была возможность непрерывно изменять во времени требования к
наименьшему допустимому установившемуся замедлению, то его функция могла бы
описываться экспоненциальной зависимостью
, (2.2)
где jmax – максимально возможное замедление, обусловленное сцепными свойствами
АТС,
, (2.3)
j” – максимальный коэффициент сцепления колес с дорогой, определяемый по
условиям проведения испытаний на сухом асфальтобетоне [39, 109, 110]; принимаем
j”= 0,8 [14, 67];
g – ускорение свободного падения, g = 9,81м/с2;
B – коэффициент, который зависит от категории транспортного средства.
Рис.2.1. Кривые изменения требований к эффективности торможения
АТС категорий М1; М2; М3; N1; N2; N3
В табл. 2 приведены значения В для разных категорий АТС, полученные нами на
основании аппроксимации результатов ретроспективного анализа изменения величины
[jуст]. На рис. 2.1 приведены графики зависимости (2.2) для указанных в табл.
2.2 категорий АТС. При принятых условиях проведения тормозных испытаний jmax=
0,8·9,81 = 7,848 м/с2.
В предисловии к работе [16] сказано, что в период с 1910 – 1912 г. до 1949 г.
эффективность торможения автомобилей возросла в 2 – 4 раза. Это достигнуто
введением тормозов на все колеса, улучшением конструкции тормозов и разработкой
шин, которые обеспечивают высокие значения коэффициента сцепления колес с
дорогой.
Таблица 2.2.
Значения коэффициента В
Категория АТС
М1
М2
М3
N1
N2
N3
2,622
1,823
1,823
1,501
1,501
1,501
Оценим, насколько тенденция роста эффективности торможения в указанный период
времени отвечает зависимости (2.2). Отношение нормативного значения
установившегося замедления при l2 = 0,49 (Г12 = 1949 г.) к нормативному
значению установившегося замедления при l1 = 0,11 (Г11 = 1911 г.)
. (2.4)
Для различных категорий АТС это отношение составляет величину:
– категории М1;
– категория М2, М3;
– категория N1, N2, N3.
Мы получили увеличение эффективности в 2,9 – 3,4 раза, что попадает в указанный
в работе [16] интервал.
Таким образом, зависимость (2.2) может использоваться для прогнозирования роста
требований к эффективности торможения АТС.
Очевидно, что действительное значение установившегося замедления АТС должно
находиться в границах [jуст] ? jуст ? jmax. При этом величину допуска на
изменение установившегося замедления можно определить как
(2.5)
или
. (2.6)
Очевидно, что наиболее жесткие требования по эффективности торможения
предъявляются к АТС категории М1. На рис. 2.1 поле допуска замедления Тj для
этой категории АТС заштриховано. Таким образом, действительное изменение ?jуст
среднего установившегося замедления АТС не должно превышать величины допуска
Тj. Действительное установившееся замедление можно определить как
, (2.7)
где Ga – полный вес АТС;
rд – динамический радиус колес;
УМТ – сумма тормозных моментов на колесах.
Изменение среднего установившегося замедления, обусловленное нестабильностью
тормозных моментов на колесах
, (2.8)
где У?МТ – сумма изменений тормозных моментов на колесах.
Следовательно, ?jуст ? Tj или
. (2.9)
Разделив почленно (2.8) на (2.7) и принимая jуст = jmax и ?jуст ? Tj, получим с
учетом (2.5) допустимую относительную общую нестабильность тормозных
механизмов
. (2.10)
Уравнения (2.9), (2.10) позволяют
- Київ+380960830922