Оптимальное распределение тормозных сил.

Тормозная сила является одной из состовляющих продольной реакции колеса. При экстренном торможении АТС, составляющие продольной силы, определяемые моментом инерции и радиусм колеса, а также вертикальной составляющей PZ, на плече смещения fc, значително меньше тормозной силы, т.е. возможно принять, что РТорI»PxI, РТорII»PxII. Оптимальны мсчитается процесс торможения при котором тормозные силы на колесах оптимальны по значению, что возможно обеспечить оптимальным распределением весовых сосвавляющих АТС по соям. Оптимальное значение тормозной силы определяется весовой составляющей PZ и коэфициентом сцепления j.

Для эфективного торможения необходимо, чтобы значение jх для обеих осей автомобиля были одинаковыми. Это возможно лишь в случае когда распределение весовых сставляющих по осям является неизменным, что в действительности достич весьма проблематично, т.к. тормозной момент, создаваемый на колесе зависти от усилия на тормозной педали, поэтому коэффициент jх в процесе торможения изменяется и является результатом скорости движения автомобиля. Коэффициент jх может достигнуть максимального значения при скольжении, однако максимальной эфективности торможения при этом не достигается. Важно, чтобы при торможении силы на колесах одного моста одновременно достигали максимального значения, что при одинаковых значениях jх и PZ препятствует возниктовению момента, разворачивающего АТС. Важным является распределение тормозных сил и между мостами автомобиля при равных значениях коэффициента jх для переднего моста и заднего моста, что должно соответствовать равенству:

(1)

В случае, если автомобиль движеться по горизонтальному участку пути, то значения PZI и PZII щависят от полной массы автомобиля, а .также распределения этой массы по осям АТС. При торможении с учетом величин замедления, а также базы автомобиля, тогда:

где a, b – координаы центра тяжести;

h3 – высота центра тяжести;

L – база автомобиля.

Принимая во внимание, что , а учитывая влияние коэффициента сцепления на величину замедления вышеприведенное выражение примет вид:

, т.к. .

Коэфициенты a, b, h изменяются с изменентем нагрузки на автомобиль, а значение jх определяется состоянием дороги, следовательно оптимальное соотношение тормозных сил также должно быть переменным.

.

Фактическое распределение тормозного момента (сил) по соям для каждого автомобиля зависит от конструктивных особенностей тормозной системы. Принято характеризовать работу тормозной ситсемы коэфициентом распределения тормозной силы.

(4)

Коэффициент bТ может быть постоянным или переменным, со ступенчатым или непрерывным изменением в зависимости от измененеия давления в тормозной системе или изменения тормозной реакции, действующей на колеса. У АТС, оборудованых тормохными системами с постоянным bТ оптимальное распределение тормозных сил оценивается только на дороге, характеризуемой jх=jопт. При заданных значениях a, b, h у АТС коэффициент bТ однозначно связан с jопт.

Учитывая равенство (1) и подставляя значение RZI и RZII из равенств (2), (3) в равенство (4) и принимая во внимание, что j3=j0×g, получим, что коэффициент bТ:

(5)

Определим величину замедления и тормозного пути на дороге, у которой jх¹j0, при этом пусть РТорI достигнет значения jx×RZI раньше, чем РТорII.

Водитель, чтобы избежать поперечного скольжения колес не увеличивает усилре на педаль, хотя РТорII<jx×RZII. Пользуясь формулой (4) определим значение тормозной силы на второй оси:

.

Считая, что РТорI=RХI, а РТорII=RХII и учитывая горизонтальный участьок дорогт, получаем, что установившаяся величина замедления равняется:

.

Выразив значение RZI из формулы (3) и bТ из формулы (5) получим, что

.

Тогда величина тормозного пути с учетом вышеприведеной формулы, а также времени торможения и начальной скорости:

,

Формула справедлива пока RХI<jx×RХI, где

tс – время сраюатывания тормозной системы,

tн – время, соответствующее уменьшению тормозного зазора тормозного привода.

Аналогичные выводы возможно сделать, если предположить, что первыми срабатывают тормоза заднай оси. Из аналогичных формул по определению замедления и тормозного пути, заключим что при оптимальном использовании тормозных сил величина замедления увеличивается.