Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра менеджмент на автомобильном транспорте
Расчёт параметров безопасности автомобиля
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
Безопасность транспортных средств
Иркутск 2009 г.
1. Расчёт замедления автомобиля на разных дорожных покрытиях
Тормозные свойства.
Возможность предотвращения ДТП чаще всего связана с интенсивным торможением, поэтому необходимо, чтобы тормозные свойства автомобиля обеспечивали его эффективное замедление в любых дорожных ситуациях.
Для выполнения этого условия сила, развиваемая тормозным механизмом, не должна превышать силы сцепления с дорогой, зависящей от весовой нагрузки на колесо и состояния дорожного покрытия. Иначе колесо заблокируется (перестанет вращаться) и начнет скользить, что может привести (особенно при блокировке нескольких колес) к заносу автомобиля и значительному увеличению тормозного пути. Чтобы предотвратить блокировку, силы, развиваемые тормозными механизмами, должны быть пропорциональны весовой нагрузке на колесо. Реализуется это с помощью применения на передней оси более эффективных дисковых тормозов, а на задней - барабанных, причем с ограничителем тормозных сил.
На современных автомобилях используется антиблокировочная система тормозов (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая их скольжение.
Зимой и летом состояние дорожного покрытия разное, поэтому для наилучшей реализации тормозных свойств необходимо применять шины, соответствующие сезону.
Максимальное установившееся замедление наступает при достижении максимально возможной продольной реакции Rx
, т.е. при полном использовании сцепных качеств колеса с дорогой. При замедлении, меньшем по значению, чем максимально установившееся, продольная реакция Rx
не достигает своего максимального значения, т.е. при торможении не происходит полного использования сцепных качеств колеса и дороги. Это происходит при служебном торможении, когда используется часть сцепных качеств. Иначе говоря, коэффициент сцепления можно рассматривать как переменную величину, меняющуюся от нуля до максимального значения, соответствующего экстремальному торможению. И замедление при торможении также может изменяться от нуля до максимально возможного по условиям сцепления.
Расчёт замедления автомобиля производится по формуле:

,(1)
где J - замедление автомобиля, м/с2
;
j - коэффициент сцепления шин с дорогой;
g -
ускорение свободного падения, м/с2
;
Kэ – коэффициент эффективности торможения, он учитывает степень использования теоретически возможной эффективности тормозной системы автомобиля, Kэ=1,3
При j = 0,6 для щебеночного сухого покрытия:
J = (0,6*9,8)/1,3 = 4,5 м/с2
.
При j = 0,5 для щебеночного мокрого покрытия:
J = (0,5*9,8)/1,3 = 3,8 м/с2
.
2. Расчёт остановочного пути автомобиля при разных скоростях его движения
Остановочный путь автомобиля рассчитывается по формуле:

(2)
где V - скорость движения автомобиля, м/с;
tр
– время реакции водителя, tр
= 0,8 с;
tпр
– время срабатывания тормозного привода, для автомобиля с пневматическим приводом tпр
= 0,4 с;
tн
– время нарастания замедления, c;
J – замедление автомобиля, м/с².
При V = 2,3 м/с для щебеночного сухого покрытия:
Sост
= 2,8*(0,8+0,4+0,5*0,8) + 1,3*2,82
/2*4,5 = 5,6 м
Аналогично проводим расчёт для значений V =5,6; 8,3; 11,1; 13,9; 16,6; 19,4; 22,2 м/с для мокрого щебеночного покрытия и результаты расчётов сводим в таблицу 1.
Таблица 1 – Остановочный путь автомобиля
На основании таблицы 1 строится график зависимости остановочного пути автомобиля от скорости движения Sост
= f(V) для грунтового покрытия рисунок 1.
Рисунок 1 – График остановочного пути
При увеличении скорости движения автомобиля увеличивается и остановочный путь. Тип покрытия также влияет на длину остановочного пути: на асфальтобетонном сухом покрытии остановочный путь менее 100 метров, а при гололеде при скорости движения 100 км/ч достигает 500
3. Расчёт тормозного пути автомобиля при разных скоростях его движения
Тормозной путь автомобиля определяется по формуле:

(3)
При V = 2,8 м/с для щебеночного сухого покрытия:
Sт
= 2,8*(0,4 + 0,5*0,8) +1,3*2,82
/2*4,5 = 3 м.
Аналогично проводим расчёт для значений V = 5,6; 8,3; 11,1; 13,9; 16,6; 19,4; 22,2 м/с для мокрого покрытия, и результаты расчётов сводим в таблицу 2.
Таблица 2 – Тормозной путь автомобиля
На основании таблицы 2 строится график зависимости тормозного пути автомобиля от скорости движения Sт
= f(V) рисунок 2.
Рисунок 2 – График тормозного пути
4. Влияние тормозных свойств на среднюю скорость движения
Тормозные свойства влияют не только на безопасность движения, но и на среднюю скорость движения. Допустимая по тормозным свойствам скорость движения может быть определена из условия,

,(4)
где Sв
- расстояние видимости дороги или препятствия, м;
Sост
- остановочный путь, определенный по формуле (2);
Sб
- расстояние безопасности, Sб
=10 м.
При V=2,8 м/с для щебеночного сухого покрытия:
Sв
= 6 + 10 = 16 м.
Аналогично проводим расчёт для значений V = 5,6; 8,3; 11,1; 13,9; 16,6; 19,4; 22,2 м/с для мокрого покрытия, и результаты расчётов сводим в таблицу 3.
Таблица 3 – Расстояние видимости дороги или препятствия в светлое время суток
В темное время суток при пользовании фарами

,(5)
где Sосв
- максимальная протяженность участка дороги, освещенного фарами, для дальнего света Sосв
=150 м, для ближнего 50 м.

- коэффициент, учитывающий уменьшение расстояние видимости от скорости движения, (принимаем

=1,8).
Для дальнего света:
При V = 2,8 м/с Sв
= 150-1,8*2,8 = 132 м;
При V = 5,6 м/с Sв
= 150-1,8*5,6 = 114м;
При V = 8,3 м/с Sв
=150-1,8*8,3 = 96м
При V = 11,1 м/с Sв
=150-1,8*11,1 = 78м;
При V = 13,9 м/с Sв
=150-1,8*13,9 = 60м;
При V = 16,7 м/с Sв
=150-1,8*16,7 = 42м.
При V = 19,4/с Sв
=150-1,8*19,4 = 24м.
При V = 22,2 м/с Sв
=150-1,8*22,2 = 6м.
Для ближнего света:
При V = 2,8м/с Sв
=50-1,8*2,8 = 45м;
При V = 5,6м/с Sв
=50-1,8*5,6 = 40м;
При V = 8,3м/с Sв
=50-1,8*8,3 = 35м
При V = 11,1м/с Sв
=50-1,8*11,1 = 30м;
При V = 13,9м/с Sв
=50-1,8*13,9 = 25м;
При V = 16,7м/с Sв
=50-1,8*16,7 = 20м.
При V = 19,4м/с Sв
=50-1,8*19,4 = 15м.
При V = 22,2м/с Sв
=50-1,8*22,2 = 10м.
Подставляем в уравнение (2) вместо Sост
расстояние видимости Sв
, получим квадратное уравнение,

(7)
Решая данное уравнение, определим безопасную скорость движения. Данное уравнение имеет два корня, с положительным и отрицательным значениями. Положительная величина является безопасной максимальной скоростью.
Для различных условий видимости определяется безопасная скорость Vб
и строятся графики зависимости Vб
= f(Sв
).
Сухое щебеночное покрытие Vб = 21; 23; 25; 33; 46; 60; 77; 96; 117
Мокрое щебеночное покрытие Vб = 19; 21; 23; 26; 29; 32; 35; 38; 42
В темное время суток:
Дальний свет: Сухое покрытие Vб = 43; 40; 37 ; 34; 31; 28; 25; 23; 21
Мокрое покрытие Vб = 42; 38; 35; 32; 29; 26; 23; 21; 19
Ближний свет: Сухое покрытие Vб = 43; 40; 37; 34; 31; 28; 25; 23;21
Мокрое покрытие Vб = 42; 38; 35; 32; 29; 26; 23; 21;19
Рисунок 3 – График безопасной скорости в светлое время суток