Оценка сцепных качеств покрытия методом экстренного торможения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

4.1 Теоретические основы и описание метода

Сводный показатель сцепных качеств покрытия – коэффициент сцепления шин с покрытием j - при использовании метода экстренного торможения автомобиля можно определить либо по длине тормозного пути, либо по величине отрицательного ускорения автомобиля.

Определение коэффициента сцепления по длине тормозного пути основано на том, что кинетическая энергия свободно движущегося автомобиля при полной блокировке его колес поглощается работой тормозной силы, интенсивность проявления которой зависит от сцепных качеств покрытия.

Пусть автомобиль, массой m (кг), движущийся со скоростью V₀ (м/с), из-за экстренного торможения снижает скорость до V₁ (м/с) на длине пути l (м). Первоначальная кинетическая энергия автомобиля, равная , при этом снижается до величины . Очевидно, что разность этих энергий, вызванная экстренным торможением (снижение скорости движения с V₀ до V₁), поглощается работой тормозной силы, как трения первого рода. В таком случае, обозначая продольный уклон участка дороги через I и коэффициент трения силы с покрытием через φ и пренебрегая сопротивлением воздуха и сопротивлением качения ввиду их незначительности по сравнению с тормозной силой, можем записать

, (1)

При экстренном торможении до полной остановки автомобиля (V₁=0) равенство (1) преображается к виду

, (2)

где L – длина пути торможения до полной остановки (длина тормозного пути).

Тогда из формулы (2) видно, что

, (3)

Данное выражение и положено в основу способа определения коэффициента сцепления по длине тормозного пути. Если принять величину L в м, а V₀ х км/ч и учесть, что g=9,81 м/с², то окончательно будем иметь

, (4)

Для горизонтальных участков i=0 и, следовательно,

, (5)

Из формул (4) и (5) следует, что для определения коэффициента сцепления рассматриваемым способом необходимо регистрировать скорости движения автомобиля перед началом торможения и полную длину тормозного пути. Для исключения влияния уклона проводить испытания нужно в двух направлениях и в качестве коэффициента сцепления принимать среднее из двух значений.

Скорость движения перед началом торможения регистрируют по спидометру автомобиля.

Полная длина тормозного пути с достаточной для практики точностью может быть определена по выражению

L=1,09l_c, (6)

где l_c - средняя для четырех колес длина видимого на покрытии следа торможения (до вертикальных плоскостей, проведенных через оси колес).

Испытания проводят следующим образом. Автомобиль разгоняют на испытываемом участке до скорости 40-50 км/ч и по команде оператора осуществляют экстренное торможение (полную блокировку колес). После остановки автомобиля измеряют путь торможения с использованием выражения (6). После замера тормозного пути автомобиль разворачивают и повторяют те же операции при движении в противоположном направлении.

Определение коэффициента сцепления по величине отрицательного ускорения автомобиля основано на том, что замедление автомобиля при торможении пропорционально интенсивности потерь кинетической энергии, которая из-за поглощения энергии работой тормозной силы зависит от сцепных качеств покрытия

Для замедленного движения

V=V₀-at; S=V₀t – at/2, (7)

где a – отрицательное ускорение при торможении.

Для торможения до полной остановки автомобиля (V=0), а V₀=aT;

L=aT² – aT²/2 = aT²/2, (8)

где Т – время движения до полной остановки;

L – длина тормозного пути

Тогда, после преобразований получим

, (9)

а для горизонтальных участков (i=0)

, (10)

где g – ускорение сил гравитации.

Выражение (10) и положено в основу способа определения коэффициента сцепления шин с покрытием по отрицательному ускорению. Из него следует, что для определения коэффициента сцепления данным способом необходимо регистрировать единственный параметр – отрицательное ускорение при экстренном торможении.

Обязательное условие определения коэффициента сцепления методом экстренного торможения (как по длине тормозного пути, так и по отрицательному торможению) – правильная регулировка тормозной системы автомобиля, обеспечивающая одновременную блокировку всех колес. Для повышения качества результатов измерений шины должны иметь среднюю изношенность протектора, а загрузка автомобиля должна составлять 30-35 % нормативной.

Перед проведением лабораторной работы преподаватель обязан провести специальный инструктаж о правилах и требованиях техники безопасности при проведении испытаний.

Особое внимание следует уделить выбору и организации места проведения испытаний. Дорожный объект должен иметь распространенный тип покрытия и режим движения, гарантирующий полную безопасность проведения измерений. Место испытаний и сами испытания нужно организовывать со строгим соблюдением требований «Инструкции по обеспечению безопасности движения в местах производства дорожных работ» и правил дорожного движения.

4.2 . Схема оформления лабораторной работы