Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Автоматические системы транспортных средств

Системы устранения критических ситуаций

Возрастание интенсивности автомобильного движения в условиях сложившейся в нашей стране дорожной сети выдвигает ряд проблем, связанных с разработкой мероприятий по обеспечению максимальной безопасности автомобильного транспорта.

Работы по повышению безопасности в настоящее время ведутся в трех направлениях: активная безопасность, пассивная безопасность и послеаварийная. Это вызывает рост производства различных систем

Рис. 3.39. Задачи устранения критических ситуаций

управления, призванных помочь водителю справляться с критическими ситуациями. Структурная схема задачи устранения критических ситуаций представлена на рис. 3.39.

Системы управления автомобилем на режиме торможения и разгона

Теоретические предпосылки необходимости автоматизации рабочей тормозной системы

Безопасность движения автомобилей с высокими скоростями в значительной степени определяется эффективностью действия и надежностью тормозов. Рабочая тормозная система обеспечивает снижение скорости автомобиля до приемлемого значения, обеспечивающего безопасное движение. Изменение скорости автомобиля достигается за счет преобразования кинетической энергии поступательного движения автомобиля в работу трения в парах: тормозная колодка — тормозной барабан или диск; шина колеса (колесо) — дорожная поверхность (дорога) при вращении колеса. Если приведенная к поверхности контакта колеса с дорогой тормозная сила Fx, возникающая в тормозном механизме, меньше силы трения X, возникающей между колесом и дорогой, Fx < X, то процесс торможения протекает устойчиво вплоть до полной остановки автомобиля. При этом движение автомобиля в режиме интенсивного торможения протекает плавно: без юза, заноса и блокировки колес.

При изменении соотношений между силами в рассмотренных парах происходит блокировка колес. Это явление может сопровождаться полной остановкой вращения колеса при продолжающемся поступательном движении автомобиля. Движения колеса по дороге без вращения называется юзом колеса. Юз любого колеса автомобиля сразу приводит к потере устойчивости движения. Движение автомобиля юзом наиболее вероятно зимой на скользких дорогах, во время или после дождя. Блокировка колес при торможении является главным и потенциально опасным режимом движения, присущим классической рабочей тормозной системе.

При рабочем торможении автомобильное колесо замедляет вращение и начинает двигаться относительно дорожного полотна с некоторым проскальзыванием, физическая природа которого объясняется деформационными процессами шины колеса в пятне контакта с дорогой. По достижении границы устойчивого и нестабильного диапазонов качения, совпадающего с максимальным значением коэффициента сцепления (рис. 3.40), деформационное скольжение переходит в относительное.

Величина относительного скольжения колеса, при которой наблюдается максимум коэффициента продольного сцепления фл., является критической. Переход через это значение является началом неустойчивого процесса блокирования колеса. Коэффициент сцепления фЛ. блокированного колеса по сравнению с его граничным — оптимальным (максимальным) значением фх тах может существенно уменьшаться. Для характеристики степени проскальзывания колеса относительно дороги используют величину относительного скольжения колеса ?, определяемую выражением

где е — относительное скольжение (коэффициент скольжения, буксования); юк — угловая скорость колеса; гк радиус качения колеса; V — скорость поступательного движения автомобиля.

Величина относительного скольжения ? может изменяться от нуля (свободное качение колеса) до единицы (полностью заблокированное колесо). Увеличение скольжения колеса при торможении приводит к появлению силы реакции со стороны дороги. Фундамен-

Рис. 3.40. Диаграммы ф—s скольжения колеса в тяговом (I) и тормозном (II) режимах движения для различных состояний дорожного покрытия:

/, 2, 3, 4 — коэффициенты сцепления фх в продольном направлении соответственно для сухого асфальта, мокрого бетона, мокрой брусчатки, укатанного снега;

5 — коэффициент сцепления ф(, в поперечном направлении для сухого асфальта

тальные законы физики работы эластичного автомобильного колеса таковы, что продольная реакция тормозной силы возрастает по мере увеличения проскальзывания до определенного предела — границы диапазона устойчивого качения колеса.

При увеличении тормозного момента и относительного скольжения 8 продольная реакция тормозной силы уменьшается до величины, зависящей от свойств пары трения: колесо—дорога при заблокированном колесе. Этот процесс характеризуется изменением коэффициента продольного сцепления колеса с дорогой фх в зависимости от величины относительного скольжения (см. рис. 3.40).

Коэффициент сцепления колеса с дорогой в поперечном направлении cpv также зависит от величины относительного скольжения е (см. рис. 3.40). Наибольшие значения коэффициента cpv соответствуют зоне деформационного скольжения колеса. При относительном скольжении колеса коэффициент сцепления в поперечном направлении фу быстро уменьшается, и при блокировании колеса его значение приближается к нулю. Одновременно существенно уменьшается сила сцепления колеса с дорогой в поперечном направлении. Поэтому любое внешнее воздействие в поперечном направлении может стать критическим по параметрам курсовой и траекторной устойчивости. В режиме торможения при взаимодействии колес и дороги возникают продольные горизонтальные реакции дороги X, в пределе равные силе сцепления (трения) колеса с дорогой. Силы X в сумме определяют величину силы инерции F-.

и, следовательно, величину замедления j — одного из измерителей эффективности торможения. Реализация максимальных значений тормозных сил означает возможность достижения максимального значения замедления.

Объективно водитель не способен контролировать величину тормозных сил и поддерживать качение колес в зоне деформационного скольжения при максимальных значениях коэффициента сцепления фхтах. По этой причине экстренное торможение во всех случаях осуществляется водителем при максимальном усилии на педали тормоза и полностью блокированных колесах. Поэтому в процессе торможения необходимо автоматически поддерживать относительное скольжение колес, близкое к критическому, обеспечивая таким образом высокие значения коэффициентов сцепления в продольном и поперечном направлениях и, следовательно, высокую эффективность торможения при сохранении устойчивого движения автомобиля.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
 
Популярные страницы