Rozkład sił hamowania na poszczególne osie samochodu

nie tylko od siły ciężkości pojazdu i współrzędnych a i b położenia środka ciężkości (jak to miało miej­sce przy wyznaczaniu statycznych reakcji normalnych — rozdział 6.1), ale również od sił związanych z ruchem pojazdu.Reakcje ZP i ZT wyznacza się układając równania momentów względem punktów styku kół przednich i tylnych z nawierzchnią. Równania te mają postaciZT-l + Fb- h-G • a = 0-ZP-l + Fb-h + G>b = 0Z porównania wzorów 8.11 i 6.4 wynika, że reakcje normalne, działające na osie hamującego pojazdu, różnią się od reakcji statycznych, • —, którą należy dodać do reakcji na oś przednią orazo wartość Zd = F,odjąć od reakcji na oś tylną. Oznaczając reakcje statyczne symbolem Za można określić wartość reakcji na osie pojazdu hamującego jakoZPT = Zst i ZdSiła Zd stanowi dociążenie osi przedniej i odciążenie osi tylnej.Reakcje normalne ZP i ZT równe są odpowiednio naciskom GP i GT osi przedniej i tylnej na nawierzchnię drogi. Podstawiając obliczone wartości do wzorów 8.4 można wyznaczyć graniczne wartości sił hamowa­nia przedniej i tylnej osiFrp b, to znaczy, jeśli środek ciężkości leży bliżej tylnej osi, wówczas istnieje takie opóźnienie hamowania a*H, dla którego maksymalne — graniczne — wartości sił hamowania są równe. Jeżeli aH < aH, wówczas graniczna siła hamowania osi przedniej jest mniejsza niż osi tylnej, jeżeli aH > a*H, wów­czas FHPmax> FHTmax.Drugi wykres ilustruje przypadek, gdy środek ciężkości pojazdu leży bliżej osi przedniej (a < b). Jak widać, dla wszystkich wartości opóź­nienia graniczna wartość siły hamowania kół tylnych jest mniejsza od gra­nicznej wartości siły hamowania kół przednich.Zgodnie z wzorem 8.7 siła hamowania jest wprost proporcjonalna do opóźnienia hamowania, a jej wykres (rys. 8.3) jest linią prostą przecho­dzącą przez początek układu współrzędnych. Ponieważ jednak graniczne wartości sił hamowania poszczególnych osi nie są równe, hamulce samo­chodów konstruuje się zwykle w ten sposób, by uzyskiwane siły hamowania poszczególnych osi również nie były takie sameFH = FHT + FHP = £--aH przy czym FHT # FHP.Osiąga się to w ten sposób, że do kół przedniej i tylnej osi przy­kłada się różne momenty hamowania. Stosunek momentów hamujących kół przedniej i tylnej osi oznaczamy literą a i nazywamy współczynnikiem roz­działu momentów hamujących lub współczynnikiem rozdziału sił hamowania.a _ Mhp _ Fhp ' Td __ Fhp 2^MHT FHT • rd FHTFhp =Podstawiając do wzoru 8.13 zale­żność 8.14 można obliczyć siły ha­mowania na poszczególnych osiachFgf =g 1 + a G ccajig 1 + aW większości samochodów współ­czynnik a ma stałą wartość, zależną od konstrukcji i wymiarów hamu­lców. W niektórych samochodach spotyka się jednak specjalne urządzenia korygujące wartość współczynnika a w zależności od stanu obciążenia poszczególnych osi.Na rys. 8.4 przedstawiono wykres sił hamowania dla przy­padku FHT = FHPs to znaczy dla stałego współczynnika roz­działu sił hamowania a — 1. Jak widać, już dla siły FHA zo­staje osiągnięta graniczna war­tość siły hamowania kół tylnej osi, w związku z czym już przy opóźnieniu aHA dochodzi do utraty przyczepności tyl­nych kół, pomimo że wartość siły hamowania kół przednich jest mniejsza od wartości gra­nicznej. To znaczy, że wa­runek przyczepności kół prze­dnich nie jest w pełni wyko­rzystany.Na rys. 8.5 przedstawiono wy­kres sił hamowania samocho­du, którego współczynnik roz­działu sił hamowania jest wię­kszy od jedności (a> 1). Przy opóźnieniu aAH jednocześnie zostaje osiągnięta graniczna wartość sił hamowania przed­niej i tylnej osi. Taki roz­dział sił hamowania umożliwia pełne wykorzystanie warunków przyczepności kół obu osi.Omówione dotychczas wykresy wykonane były dla jednej war­tości współczynnika przyczepności [i. Graniczne wartości sił hamowania są jednak różne dla różnych nawierzchni. Dlatego wykres sił hamowania, cha­rakteryzujący zachowanie się samochodu podczas hamowania w różnych warunkach, wykonuje się nanosząc linie sił granicznych dla różnych współ­czynników przyczepności [i. Wykres taki przedstawiono na rys. 8.6. Oka­zuje się, że przy stałym współczynniku rozdziału sił hamowania nie jest możliwe pełne wykorzystanie przyczepności kół na rozmaitych nawierz­chniach. Jeżeli warunek taki jest spełniony dla określonego współczynnika ja (na wykresie dla (x = 0,4), wówczas przy hamowaniu na nawierzchni o mniej­szym współczynniku tarcia wcześniej dochodzi do utraty przyczepności kół przedniej osi, natomiast na nawierzchniach o większej przyczepności — przy większych opóźnieniach hamowania — wcześniej zostają zablokowane kołatylne. Na przykład przyjmując, że największa spotykana wartość współ­czynnika przyczepności |x = 1, można wyznaczyć na wykresie maksymalne opóźnienie hamowania samochodu jako odciętą punktu przecięcia linii FHT z graniczną linią FHT ^ dla (x = 1. Widoczne jest, że opóźnieniu hamowania ah max odpowiada wartość siły hamowania kół przednich FHP znacznie mniej­sza od wartości granicznej FHPmax.Zbudowanie układu hamulcowego, który umożliwiłby pełnewykorzystanie siły przyczepności kół przy różnych opóźnieniach hamowania, wymaga więc zastosowania urządzeń zmieniających wartość współczynnika a rozdziału sił hamowania w zależności od opóźnienia hamowania.W nowoczesnych samochodach stosuje się także urządzenia —tzw. regulatory siły hamowania — korygujące rozkład ciśnień w hamulcach tylnej i przedniej osi. Najczęściej regulator sterowany jest dźwignią, której położenie zmienia się zależnie od ugięcia zawieszenia, a więc zależnie od opóźnienia hamowania (dociążenie, odciążenie) oraz obciążenia statycznego (ciężar przewożonego ładunku).Ćwiczenie 8.1. Określanie sił i momentów hamowania samochodu. Obliczyć maksymalne wartości sił hamowania i momentów hamowania na poszcze­gólnych osiach samochodu osobowego o ciężarze 12,5 kN, poruszającego się po drodze o współczynniku przyczepności (i = 0,8 z prędkością 108 km/h, jeżeli wia­domo, że w wyniku hamowania zatrzymał się on po upływie 6 sekund. Środek ciężkości samochodu znajduje się na wysokości h = 0,49 m oraz w odległości a = 1,05 m od przedniej osi samochodu. Rozstaw osi / = 2,5 m, a promień dyna­miczny koła rd = 0,28 m.Ćwiczenie 8.2. Wykonanie wykresu sił hamowania.Przyjmując dane z ćw. 8.1. wykonać wykres sił hamowania i sprawdzić, czy opi­sane hamowanie mogłoby mieć miejsce w przypadku, gdyby współczynnik roz­działu sił hamowania a = 1. Obliczyć (posługując się wykresem), po jakim naj­krótszym czasie mógłby zatrzymać się ten samochód w opisanych warunkach jazdy, gdyby konstrukcja jego układu hamulcowego zapewniała współczynnik rozdziału sił hamowania a = 1,11.Odp.: Taki 5s.zależności kinematyczne wokół chwilowego środka obrotu,nowiącego środek okręgu, na jakim w danej chwili znajduje się pojazd.

[Głosów:1    Średnia:5/5]

Comments

comments