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 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
| Скорость движения автомобиля, м/с | Остановочный путь Sост, м при J | |
| щеб. дорога сухое 4,5 | щеб. дорога мокрое 3,8 | |
| 0 | 0 | 0 |
| 2,8 | 5,6 | 5,6 |
| 5,6 | 13,3 | 13,8 |
| 8,3 | 23,4 | 24,6 |
| 11,1 | 35,6 | 38,1 |
| 13,8 | 50,1 | 54,2 |
| 16,6 | 66,8 | 72,9 |
| 19,4 | 85,7 | 94,3 |
| 22,2 | 106,9 | 118,4 |
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
| Скорость движения автомобиля, м/с | Тормозной путь Sт, м при J | |
| щеб. дорога сухое 4,5 | щеб. дорога мокрое 3,8 | |
| 0 | 0 | 0 |
| 2,8 | 3 | 3 |
| 5,6 | 9 | 9 |
| 8,3 | 17 | 18 |
| 11,1 | 27 | 29 |
| 13,8 | 39 | 43 |
| 16,6 | 53 | 60 |
| 19,4 | 70 | 79 |
| 22,2 | 89 | 101 |
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
| Скорость движения автомобиля, м/с | Расстояние видимости дороги или препятствия в светлое время суток Sв, м при J | |
| щеб. дорога сухое 4,5 | щеб. дорога мокрое 3,8 | |
| 0 | 10 | 10 |
| 2,8 | 16 | 16 |
| 5,6 | 23 | 24 |
| 8,3 | 33 | 35 |
| 11,1 | 46 | 48 |
| 13,8 | 60 | 64 |
| 16,6 | 77 | 83 |
| 19,4 | 96 | 104 |
| 22,2 | 117 | 128 |
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