Расчёт параметров безопасности автомобиля (стр. 1 из 3)

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 R_x , т.е. при полном использовании сцепных качеств колеса с дорогой. При замедлении, меньшем по значению, чем максимально установившееся, продольная реакция R_x 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;

t_р – время реакции водителя, t_р = 0,8 с;

t_пр – время срабатывания тормозного привода, для автомобиля с пневматическим приводом t_пр = 0,4 с;

t_н – время нарастания замедления, c;

J – замедление автомобиля, м/с².

При V = 2,3 м/с для щебеночного сухого покрытия:

S_ост = 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 S_ост = 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:

S_т = 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 S_т = 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 S_в - расстояние видимости дороги или препятствия, м;

S_ост - остановочный путь, определенный по формуле (2);

S_б - расстояние безопасности, S_б =10 м.

При V=2,8 м/с для щебеночного сухого покрытия:

S_в = 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 S_осв - максимальная протяженность участка дороги, освещенного фарами, для дальнего света S_осв =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 S_в = 150-1,8*2,8 = 132 м;

При V = 5,6 м/с S_в = 150-1,8*5,6 = 114м;

При V = 8,3 м/с S_в =150-1,8*8,3 = 96м

При V = 11,1 м/с S_в =150-1,8*11,1 = 78м;

При V = 13,9 м/с S_в =150-1,8*13,9 = 60м;

При V = 16,7 м/с S_в =150-1,8*16,7 = 42м.

При V = 19,4/с S_в =150-1,8*19,4 = 24м.

При V = 22,2 м/с S_в =150-1,8*22,2 = 6м.

Для ближнего света:

При V = 2,8м/с S_в =50-1,8*2,8 = 45м;

При V = 5,6м/с S_в =50-1,8*5,6 = 40м;

При V = 8,3м/с S_в =50-1,8*8,3 = 35м

При V = 11,1м/с S_в =50-1,8*11,1 = 30м;

При V = 13,9м/с S_в =50-1,8*13,9 = 25м;

При V = 16,7м/с S_в =50-1,8*16,7 = 20м.

При V = 19,4м/с S_в =50-1,8*19,4 = 15м.

При V = 22,2м/с S_в =50-1,8*22,2 = 10м.

Подставляем в уравнение (2) вместо S_ост расстояние видимости S_в , 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 V_б и строятся графики зависимости V_б = f(S_в ).

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