какие факторы влияют на отпуск автотормозов
Неотпуск или затяжной отпуск тормозов.
6.1. Неотпуск тормозов.
6.1.1. Причинами неотпуска тормоза могут служить неисправности воздухораспределителя, авторегулятора, авторежима и ручного тормоза.
6.1.2. При обнаружении искрения в составе поезда при отпущенных тормозах остановить поезд служебным торможением, отпустить тормоза состава, затормозив локомотив краном усл. № 254. Осмотреть состав и выявить неисправности тормозного оборудования вагонов по выходу штока тормозного цилиндра, нагреву тормозных колодок и обода колеса, состоянию поверхностей обода, прижатию тормозных колодок.
Проверить состояние ручного тормоза, если вагон им оборудован.
При неисправности авторегулятора вращением его корпуса распустить рычажную передачу.
Внимательно осмотреть поверхности катания колес, при необходимости произвести протяжку состава. При обнаружении ползунов действовать в соответствии с требованиями пункта 10.1.11 Инструкции ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277.
6.1.3. Сделать соответствующую отметку в справке ВУ-45 об отключении тормозов вагонов, пересчитать фактическое тормозное нажатие на 100 тс веса. Величина недостающего тормозного нажатия определяется тормозным нажатием вагонов с выключенными тормозами за вычетом разницы фактического и требуемого тормозного нажатия зафиксированных справке ВУ-45 отнесенным к 100 тс веса поезда указанного в справке ВУ-45. Например, в грузовом поезде весом 4000 т при требуемом нажатии 1320 т, фактическом нажатии 1392 т и отключении тормозов четырех вагонов с суммарным нажатием 112 т недостающее тормозное нажатие составляет 1 т на 100 т веса состава. В случае, если фактическое тормозное нажатие в справке ВУ-45 принято без подсчета в соответствии пунктом 9 нормативов по тормозам, то недостающее тормозное нажатие определяется только тормозным нажатием вагонов с выключенными тормозами, отнесенным к 100 тс веса поезда, указанного в справке ВУ-45. Например, в пассажирском поезде весом 1000 т при требуемом нажатии 600 т, фактическом нажатии 600 т, принятом без подсчета, и отключении тормозов одного вагона с суммарным нажатием 40 т нехватка тормозного нажатия составляет 4 т на 100 т веса поезда.
6.1.4. В зависимости от недостающего тормозного нажатия определить необходимое снижение скорости, выполнить проверку действия тормозов в пути следования и следовать до ближайшей станции с ПТО вагонов, где неисправности тормозов должны быть устранены.
6.2. Затяжной отпуск тормозов.
6.2.1. Возможными причинами затяжного отпуска тормозов в грузовом поезде могут быть:
1) Низкая плотность тормозной сети или низкое давление в тормозной магистрали хвостовых вагонов, которое может иметь место и при нормальной плотности, если утечки распределены по составу неравномерно, а сосредоточены в основном в хвостовой части поезда. Эти факторы способствуют размыванию фронта отпускного давления и замедляют скорость распространения отпускной волны, причем увеличивается вероятность самопроизвольного перехода воздухораспределителей на горный режим отпуска (неотжатие диафрагмы переключательного устройства отпуска).
2) Заужение каналов воздухораспределителя (особенно каналов плунжера) из-за засорения или замерзания. Этот фактор на торможение влияет не сильно, а на отпуск – очень сильно (длительность отпуска может увеличиваться до 10 раз).
3) Засорение сетки воздухораспределителя или фильтра на магистральном отводе к воздухораспределителю.
4) Пробка в тормозной магистрали состава. Она более «прозрачна» для торможения из-за дополнительной разрядки магистрали воздухораспределителями и менее «прозрачна» для отпуска из-за падения скорости распространения отпускной волны.
5) Неправильное управление тормозами:
— отпуск вторым положением крана машиниста или недостаточное завышение давления при отпуске первым положением;
— отпуск обычным порядком после торможения с завышенного давления.
6.2.2. Порядок действий: при выявлении затяжного отпуска тормозов в грузовом поезде использовать следующие способы убыстрения отпуска:
— повысить величину завышения давления при отпуске от 0,5-0,6 кгс/см 2 до 1,0 кгс/см 2 ;
— принудительно включить компрессор при отпуске (для использования пульсаций давления при работе компрессора);
— повторная постановка ручки крана машиниста в первое положение;
— использование четвертого положения ручки крана машиниста после первого на 30-40 секунд с последующим переводом кратковременно в первое положение и далее во второе.
В случае недостаточного эффекта от указанных действий и при невозможности вести поезд или угрозы создания чрезмерных продольно-динамических реакций заказать контрольную проверку тормозов, при проведении которой обязательно должны быть зафиксированы:
— зарядные давления на локомотиве и хвостовом вагоне,
— плотность тормозной сети поезда,
— пределы давления в главных резервуарах,
— время отпуска вагонов хвостовой группы (в грузовом поезде до 200 осей не более 50 секунд, более 200 осей – не более 80 секунд; в пассажирском поезде до 80 осей – не более 25 секунд, более 80 осей – не более 40 секунд в соответствии с пунктом 19.2.7 Инструкции ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277-94 после выполнения ступени торможения 0,5-0,6 кгс/см 2 и отпуска первым положением до зарядного давления в пассажирском поезде и на 0,3-0,5 кгс/см 2 выше зарядного в грузовом поезде. (Для воздухораспределителей усл. № 483, включенных на горный режим, время увеличивается в 1,5 раза).
Влияние различных факторов на тормозные свойства автомобиля.
На тормозные свойства автомобиля оказывают влияние конструктивные и эксплуатационные факторы:
1. Тормозные механизмы и их техническое состояние. Более эффективными являются барабанные тормозные механизмы, а более стабильными – дисковые. Дисковые механизмы имеют меньшую массу, более компактны и лучше охлаждаются, но у них быстрее изнашиваются фрикционные накладки колодок и они хуже защищены от загрязнения.
2. Дорожное покрытие и протекторы шин. На изношенном асфальтобетонном покрытии, на заснеженных и обледенелых дорогах коэффициент сцепления существенно снижается. Зимой необходимо использовать шины с зимним рисунком протектора и ошипованные шины (рис. 16)
3. Регуляторы тормозных сил. Для торможения автомобиля с максимальным замедлением необходимо, чтобы тормозные силы на колёсах автомобиля всегда были пропорциональны нагрузкам на колёса. Это достигается при помощи регулятора тормозных сил, который изменяет значение тормозной силы в зависимости от нагрузки на задний ведущий мост. При этом исключается занос (юз) колёс моста, повышаются устойчивость автомобиля и безопасность движения.
4. Антиблокировочные системы. Такие системы (рис. 17) устраняют блокировку колёс автомобиля при торможении, регулируют тормозной момент и обеспечивают одновременное торможение всех колёс автомобиля. Применение АБС обеспечивает наибольший эффект на скользкой дороге, когда тормозной путь автомобиля уменьшается на 10 – 15%.
5. Способ торможения. Наиболее эффективным является способ служебного торможения «с периодическим прекращением действия тормозной системы». Обеспечиваются наиболее значительные тормозные силы на колёсах автомобиля и сохраняется максимальное сцепление колёс с дорогой.
Затяжной отпуск тормозов.
6.2.1. Возможными причинами затяжного отпуска тормозов в грузовом поезде могут быть:
· Низкая плотность тормозной сети или низкое давление в тормозной магистрали хвостовых вагонов, которое может иметь место и при нормальной плотности, если утечки распределены по составу неравномерно, а сосредоточены в основном в хвостовой части поезда. Эти факторы способствуют размыванию фронта отпускного давления и замедляют скорость распространения отпускной волны, причем увеличивается вероятность самопроизвольного перехода воздухораспределителей на горный режим отпуска (неотжатие диафрагмы переключательного устройства отпуска).
· Заужение каналов воздухораспределителя (особенно каналов плунжера) из-за засорения или замерзания. Этот фактор на торможение влияет не сильно, а на отпуск – очень сильно (длительность отпуска может увеличиваться до 10 раз).
· Засорение сетки воздухораспределителя или фильтра на магистральном отводе к воздухораспределителю.
· Пробка в тормозной магистрали состава. Она более «прозрачна» для торможения из-за дополнительной разрядки магистрали воздухораспределителями и менее «прозрачна» для отпуска из-за падения скорости распространения отпускной волны.
· Неправильное управление тормозами:
— отпуск вторым положением крана машиниста или недостаточное завышение давления при отпуске первым положением;
— отпуск обычным порядком после торможения с завышенного давления.
6.2.2. Порядок действий: при выявлении затяжного отпуска тормозов в грузовом поезде использовать следующие способы убыстрения отпуска:
— повысить величину завышения давления при отпуске от 0,5-0,6 кгс/см 2 до 1,0 кгс/см 2 ;
— принудительно включить компрессор при отпуске (для использования пульсаций давления при работе компрессора);
— повторная постановка ручки крана машиниста в первое положение;
— использование четвертого положения ручки крана машиниста после первого на 30-40 секунд с последующим переводом кратковременно в первое положение и далее во второе.
В случае недостаточного эффекта от указанных действий и при невозможности вести поезд или угрозы создания чрезмерных продольно-динамических реакций заказать контрольную проверку тормозов, при проведении которой обязательно должны быть зафиксированы:
— зарядные давления на локомотиве и хвостовом вагоне,
— плотность тормозной сети поезда,
— пределы давления в главных резервуарах,
время отпуска вагонов хвостовой группы (в грузовом поезде до 200 осей не более 50 секунд, более 200 осей – не более 80 секунд; в пассажирском поезде до 80 осей – не более 25 секунд, более 80 осей – не более 40 секунд в соответствии с пунктом 19.2.7 Инструкции ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277-94 после выполнения ступени торможения 0,5-0,6 кгс/см 2 и отпуска первым положением до зарядного давления в пассажирском поезде и на 0,3-0,5 кгс/см 2 выше зарядного в грузовом поезде. (Для воздухораспределителей усл. № 483, включенных на горный режим, время увеличивается в 1,5 раза).
7. НЕИСПРАВНОСТИ КОЛЕСНЫХ ПАР.
Управление автотормозами в грузовых поездах
Вопрос №31 Аттестация локомотивных бригад
238. Для служебного торможения необходимо рукоятку поездного тормоза из поездного положения перевести в тормозное положение и снизить давление в УР от установленного зарядного давления на необходимую величину, после этого рукоятку поездного тормоза перевести в положение перекрыши с питанием.
Первую ступень торможения необходимо выполнять, снижая давление в УР:
в груженых поездах – на 0,6-0,7 кгс/см2;
в груженых поездах на крутых затяжных спусках – на 0,7-0,9 кгс/см2 в зависимости от крутизны спуска;
в порожних поездах – на 0,4-0,5 кгс/см2.
На равнинном профиле пути со спуском до 0,008 ‰ при следовании на зеленый огонь светофора или по свободному перегону разрешается первую ступень торможения (кроме проверки действия автотормозов) выполнять путем снижения давление в УР на 0,3-0,5 кгс/см2.
Вторую ступень при необходимости выполнять по истечении не менее 5-ти секунд.
Если рукоятка поездного тормоза имеет положение VА, то после получения необходимой разрядки УР V положением разрешается задерживать рукоятку поездного тормоза в положении VА в течение 5-8 секунд перед перемещением в положение перекрыши с питанием для стабилизации давления в УР в положении перекрыши.
239. Повторные торможения необходимо выполнять в виде цикла, состоящего из торможения и перевода рукоятки тормоза в положение перекрыши для достижения требуемой скорости движения поезда, после чего необходимо выполнить отпуск автоматических тормозов согласно требованиям пунктов 243, 244 настоящей Инструкции.
Если после отпуска автотормозов поезда с равнинным режимом воздухораспределителей время перехода давления с повышенного до нормального зарядного было менее 1 минуты, то очередную ступень торможения необходимо выполнять путем снижая давления в УР на 0,3 кгс/см2 больше первого торможения.
240. С целью предупреждения истощения автотормозов в поезде при следовании по спуску, на котором выполняются повторные торможения, необходимо выдерживать между торможениями не менее 1 минуты для подзарядки тормозной сети поезда. Для выполнения этого требования не допускать частые торможения и не отпускать автотормоза при большой скорости. Время непрерывного следования поезда с постоянной ступенью торможения на спуске, при включенных воздухораспределителях в равнинном режиме, не должно превышать 2,5 минуты. При необходимости более длительного торможения необходимо увеличить разрядку ТМ на 0,3-0,5 кгс/см2 и после достаточного снижения скорости отпустить автотормоза поезда.
Время непрерывного следования поезда с постоянной ступенью торможения на спуске, при включенных воздухораспределителях в горном режиме, не должно превышать 10 минут, далее тормозную силу регулируют в сторону увеличения или уменьшения ступенями в зависимости от скорости и профиля пути.
241. На затяжных спусках 0,018 ‰ и круче, при управлении автотормозами поезда с зарядным давлением ТМ 5,6-5,8 кгс/см2, первую ступень торможения необходимо выполнять при скорости, установленной в местных инструкциях и режимных картах, путем снижения давления в УР на 0,7-0,8 кгс/см2, а на спусках круче 0,030 ‰ – на 0,8-0,9 кгс/см2.
Далее силу торможения необходимо регулировать в зависимости от скорости движения поезда и профиля пути. При этом не допускать полный отпуск автотормозов, если до окончания подзарядки тормозной сети и выполнения повторного торможения скорость поезда превысит установленную скорость.
При необходимости применения полного служебного торможения, а также в процессе регулировочных торможений при следовании по спуску не допускается разряжать в ТМ давление ниже 3,8 кгс/см2.
Если по какой-либо причине при следовании по спуску давление в ТМ будет ниже 3,8 кгс/см2, необходимо поезд остановить, привести в действие локомотивный тормоз, после чего отпустить автоматические тормоза и зарядить тормозную сеть на стоянке до начала движения поезда (либо в течение не менее 5 минут, если поезд удерживается локомотивным тормозом).
Если давление в ТМ поезда оказалось ниже 3,8 кгс/см2 в конце спуска, а по условиям профиля пути скорость дальнейшего движения будет снижаться настолько, что потребуется отпуск автотормозов и за время до следующего торможения можно осуществить подзарядку тормозной сети до установленного давления, то останавливать поезд для подзарядки автотормозов не требуется.
После прохода поездом затяжного спуска и перевода на станции его тормозной сети на нормальное зарядное давление осмотрщики вагонов обязаны проверить отпуск всех автотормозов в поезде и переключить воздухораспределители в составе на равнинный режим.
242. При следовании грузового поезда со скоростью более 80 км/ч и появлении на локомотивном светофоре желтого огня необходимо привести тормоза в действие путем снижения давления в УР: в груженом поезде – на 0,8-1,0 кгс/см2, в порожнем – на 0,6-0,7 кгс/см2. При меньшей скорости движения поезда и большей длине блок-участков торможение следует начинать с учетом скорости и эффективности тормозных средств поезда на соответствующем расстоянии от светофора.
243. В грузовых поездах с зарядным давлением в ТМ от 4,8 до 5,5 кгс/см2 при полном отпуске автотормозов после служебного торможения необходимо удерживать рукоятку поездного тормоза в I положении до повышения давления в УР на 0,5-0,7 кгс/см2 выше зарядного (на локомотивах серии CKD – до зарядного). После снижения давления до нормального зарядного при необходимости повторить указанное завышение давления.
244. На незатяжных спусках, где применяются повторные торможения и на воздухораспределителях поезда включен равнинный режим, отпуск тормозов поезда между повторными торможениями необходимо выполнять переводом рукоятки поездного тормоза в I положение и удерживать ее до зарядного давления в УР.
Если между повторными торможениями имеется время для перехода с повышенного давления в магистрали на нормальное зарядное давление, то отпуск автотормозов между повторными торможениями необходимо выполнять в соответствии с пунктом 243 настоящей Инструкции.
245. После экстренного торможения для отпуска автотормозов поезда необходимо перевести рукоятку поездного тормоза в I положение до получения давления в УР: 3,0-3,5 кгс/см2 – без стабилизатора, 6,5-6,8 кгс/см2 – при наличии стабилизатора (на локомотивах серии ТЭ33А — до 6,0-6,2 кгс/см2). После этого рукоятку поездного тормоза перевести в поездное положение.
246. При длине состава грузового поезда от 100 до 350 осей, одновременно с началом отпуска автотормозов поезда необходимо затормозить локомотив (если он не был заторможен ранее) с давлением в ТЦ 1,0-1,5 кгс/см2 и выдержать в заторможенном состоянии в течение 20-30 секунд, после чего отпустить ступенями локомотивный тормоз.
Пользование пневматическим или электрическим тормозом локомотива при отпуске тормозов поезда (для сжатия состава) осуществляется машинистом в необходимых случаях, при управлении поездом с вагонами разной загрузки, после определения при первой проверке тормозов на эффективность и имеющихся реакций поезда при отпуске тормозов.
Для грузовых локомотивов с чугунными колодками и двухсторонним нажатием на колесо, локомотивный тормоз необходимо применять заблаговременно перед отпуском тормозов поезда путем плавного повышения давления в ТЦ локомотива до 0,5-0,7 кгс/см². После перевода рукоятки поездного тормоза в отпускное положение, давление в ТЦ локомотива плавно увеличить до 1,5-2,0 кгс/см² в зависимости от веса поезда.
Величина необходимого давления в ТЦ или тока электрического тормоза для локомотивов серий ТЭ33А, KZ8A в зависимости от нажатия (тс) на ось и тормозной силы локомотива устанавливается местными инструкциями по автотормозам, на основании результатов опытных поездок.
Пользоваться локомотивным тормозом для сжатия поезда при отпуске тормозов необходимо на обрывных местах участков перегона, ломаном профиле пути, при отпуске тормозов груженого поезда на спуске, а также в зимнее время при низких температурах (когда увеличивается время распространения отпускной волны и имеется вероятность перемерзания ТМ).
247. В поездах с составом длиной более 300 осей не допускается отпускать автотормоза поезда при скорости менее 20 км/ч до полной остановки. Как исключение, при следовании по спуску, имеющему ограничение скорости 25 км/ч и менее, отпуск автотормозов поезда следует выполнять заблаговременно (за 15-20 секунд) путем применением локомотивного тормоза.
248. На крутых затяжных спусках, в поездах с зарядным давлением в ТМ 5,6-5,8 кгс/см2, полный отпуск автотормозов поезда следует выполнять путем перевода рукоятки поездного тормоза в I положение до получения давления в УР на 0,5-0,7 кгс/см2 выше зарядного давления (на локомотивах серии CKD – до зарядного).
Если тормоза поезда включены на горный режим и полный отпуск не требуется, то ступенчатый отпуск выполнять путем перевода рукоятки поездного тормоза в поездное положение до повышения давления в УР при каждой ступени отпуска не менее чем на 0,3 кгс/см2.
При давлении в ТМ на 0,4 кгс/см2 ниже предтормозного зарядного давления, выполнять только полный отпуск тормозов.
249. На локомотивах серии СKD для применения служебного торможения необходимо рукоятку поездного тормоза JZ-7 из поездного положения перевести в тормозное (положения рукоятки с III по V) для снижения давления в УР от установленного зарядного давления на необходимую величину. Первую ступень торможения выполнять, снижая давление в УР: в порожних поездах – на 0,5-0,6 кгс/см2, в груженых поездах – на 0,6-0,7 кгс/см2, на крутых затяжных спусках – на 0,7-0,9 кгс/см2 в зависимости от крутизны спуска.
На равнинном профиле пути со спусками до 0,008 ‰ при следовании на зеленый огонь светофора или по свободному перегону, разрешается первая ступень торможения (кроме проверки действия автотормозов) 0,5 кгс/см2 с выпуском воздуха из ТМ. Вторую ступень, при необходимости, следует выполнять по истечении не менее 5 секунд.
250. В движущемся поезде длиной до 100 осей разрешается включать тягу на локомотиве не ранее чем через 30 секунд, после перевода рукоятки поездного тормоза в положение отпуска.
В движущемся поезде длиной свыше 100 осей разрешается включать тягу на локомотиве не ранее чем через указанное в справке формы ВУ-45 время, необходимое для отпуска тормозов хвостового вагона.
251. После остановки поезда с применением автотормозов необходимо выждать время с момента перевода рукоятки поездного тормоза в положение отпуска до приведения локомотива в движение:
после ступени, если на воздухораспределителях включен равнинный режим – не менее 1,5 минуты, горный режим – не менее 2 минут;
после полного служебного торможения, если на воздухораспределителях включен равнинный режим – не менее 2 минут, горный режим – не менее 3,5 минут;
после экстренного торможения в поездах длиной до 100 осей, если на воздухораспределителях включен равнинный режим – не менее 4 минут, горный режим – не менее 6 минут;
после экстренного торможения в поездах длиной более 100 осей, если на воздухораспределителях включен равнинный режим – не менее 6 минут, горный режим – не менее 9 минут.
Влияние различных факторов на тормозные свойства
Автомобиля
На тормозные свойства автомобиля оказывают влияние различные конструктивные и эксплуатационные факторы. К ним относятся конструкция тормозных механизмов и их техническое состояние, состояние дорожного покрытия и протекторов шин, распределение тормозных сил по колесам автомобиля, применение регуляторов тормозных сил и антиблокировочных систем, способы служебного торможения и др. Рассмотрим влияние указанных факторов на тормозные свойства.
Тормозные механизмы и их техническое состояние.Тормозные свойства автомобиля во многом зависят от типа тормозных механизмов и их технического состояния. В передних и задних колесах грузовых автомобилей и автобусов применяют барабанные тормозные механизмы (рис. 7.6, а). В передних колесах легковых автомобилей используют дисковые тормозные механизмы (рис. 7.6, б),а в задних колесах — барабанные.
При торможении более эффективными являются барабанные тормозные механизмы, а более стабильными — дисковые. Дисковые тормозные механизмы по сравнению с барабанными имеют меньшую массу, более компактны и лучше охлаждаются. Однако у них быстрее изнашиваются фрикционные накладки колодок, и они хуже защищены от загрязнения.
Техническое состояние тормозных механизмов серьезно влияет на эксплуатационные свойства автомобиля. От технического состояния во многом зависит безопасность движения. Так, например, самой распространенной причиной дорожно-транспортных происшествий, возникающих из-за технической неисправности автомобиля, является неудовлетворительное состояние тормозных механизмов (замасливание, загрязнение, износ, нарушение регулировки и др.). Как показывает статистика дорожно-транспортных происшествий, около 15% общего числа аварий с гибелью людей происходит вследствие неисправности тормозных механизмов.
Дорожное покрытие и протекторы шин.Состояние дорожного покрытия и протекторов шин определяет возможность реализовать создаваемую тормозными механизмами тормозную силу автомобиля, значение которой зависит от силы сцепления колес с дорогой.
 |
| Рис. 7.6. Схемы барабанного (а) и дискового (б) тормозных механизмов: 1,4— тормозные колодки; 2 — тормозной барабан; 3 — тормозной диск |
Новое дорожное покрытие имеет шероховатую поверхность, и ее микроскопические выступы увеличивают сцепление шин с дорогой. При износе дорожного покрытия микронеровности его по-
Рис. 7.7. Зимний рисунок протектора шины (а) и шипы противоскольжения (б):
1 — сердечник; 2 — корпус
верхности сглаживаются и коэффициент сцепления колес с дорогой уменьшается. Зимой на заснеженных и обледенелых дорогах коэффициент сцепления существенно снижается, и для его увеличения необходимо использовать шины с зимним рисунком протектора и ошипованные шины (рис. 7.7).
Регуляторы тормозных сил.Наибольшая интенсивность торможения автомобиля достигается при полном использовании сцепления всеми колесами автомобиля, что возможно только при оптимальном распределении тормозных сил по колесам. Поэтому для торможения автомобиля в любых дорожных условиях с максимальным замедлением необходимо, чтобы тормозные силы на колесах автомобиля всегда были пропорциональны нагрузкам на колеса. Это достигается при помощи регулятора тормозных сил, который изменяет значение тормозной силы в зависимости от нагрузки на задний ведущий мост. При этом исключается занос (юз) колес моста, повышаются устойчивость автомобиля и безопасность движения.
Антиблокировочные системы.Такие системы устраняют блокировку колес автомобиля при торможении, регулируют тормозной момент и обеспечивают одновременное торможение всех колес автомобиля. При этом достигается оптимальная эффективность торможения (минимальный тормозной путь) и повышаются устойчивость автомобиля и безопасность его движения.
Эффективность торможения с антиблокировочной системой (АБС) зависит от схемы установки ее элементов. Наиболее эффективной является АБС с отдельным регулированием колес автомобиля (рис. 7.8, а). В этом случае на каждое колесо установлен отдельный датчик 2 угловой скорости, а в тормозном приводе к колесу — отдельный модулятор 3 давления и блок управления 1. Однако такая схема установки АБС наиболее сложная и дорогостоящая.
В более простой схеме установки элементов АБС (рис. 7.8, б)используются один датчик 2 угловой скорости, установленный на валу карданной передачи, один модулятор 3 давления и один блок
 |
рис. 7.8. Схемы АБС с отдельным
(а) и общим (б) регулированием
1 — блок управления; 2 — датчик; 3 — модулятор давления
управления 1. Такая схема установки элементов АБС имеет более низкую чувствительность и обеспечивает меньшую эффективность торможения автомобиля.
Применение АБС обеспечивает наибольший эффект на скользкой дороге, когда тормозной путь автомобиля уменьшается на 10. 15 %. На сухой асфальтобетонной дороге такого сокращения тормозного пути автомобиля может и не быть.
Способ торможения.Из различных способов служебного режима торможения автомобиля — торможение двигателем, с отсоединенным двигателем (тормозной системой), совместно с двигателем, тормозом-замедлителем и с периодическим прекращением действия тормозной системы — наиболее эффективным является последний способ.
При торможении с периодическим прекращением действия тормозной системы обеспечиваются наиболее значительные тормозные силы на колесах автомобиля и сохраняется максимальное сцепление колес с дорогой. Однако из-за сложности такого способа торможения его рекомендуется применять только водителям высокой квалификации.
1. Перечислите измерители тормозных свойств. Какой характер носят
их зависимости от скорости?
2. Каковы основные режимы и способы торможения автомобиля?
3. Что представляют собой тормозной и остановочный пути и в чем
состоит различие между ними?
4. Какое влияние оказывают различные факторы на тормозные свойства автомобиля?
УПРАВЛЯЕМОСТЬ
Управляемость автомобиля — одно из важнейших эксплуатационных свойств, определяющих возможность его безопасного движения с большими средними скоростями, особенно на дорогах с интенсивным движением.
Поворот автомобиля
Основными параметрами, характеризующими поворот автомобиля, являются радиус поворота и положение центра поворота.
На рис. 8.1 и 8.2 представлены схемы поворота автомобиля с жесткими и эластичными колесами. Точка О представляет собой центр поворота. Она находится на пересечении перпендикуляров, проведенных к векторам скоростей всех колес (мостов) автомобиля. Радиус поворота R (Rэ)представляет собой расстояние от центра поворота до продольной оси автомобиля.
Для автомобиля с жесткими колесами (см. рис. 8.1), у которого векторы скоростей колес совпадают с плоскостью их вращения, центр поворота лежит на продолжении оси задних колес, а радиус поворота (из ΔОАБ)
,
где L — база автомобиля; θ — угол поворота управляемых колес.
 |
Рис. 8.1. Схема поворота автомобиля с жесткими колесами:
О — центр поворота; А, Б — центры осей
скоростей передних и задних колес
 |
Рис. 8.2. Схема поворота автомобиля с эластичными колесами:
О — центр поворота; А, В — центры осей передних и задних колес; С — расстояние между центром В оси задних колес и точкой Б — проекцией центра поворота на продольную ось автомобиля; v1, v2 — векторы скоростей передних и задних колес
Следовательно, радиус поворота автомобиля R с жесткими колесами зависит только от угла поворота управляемых колес.
Для автомобиля с эластичными колесами (см. рис. 8.2), векторы скоростей которых не совпадают с плоскостью их вращения, центр поворота находится на некотором расстоянии С от оси задних колес, а радиус поворота (из ΔОАБ и ΔОБВ)
где δ1, δ2 — углы увода передних и задних колес (мостов).
Таким образом, радиус поворота автомобиля с эластичными колесами зависит от угла поворота управляемых колес и углов увода передних и задних колес, обусловленных их эластичностью при действии боковой силы.
С учетом радиуса поворота Rэнаходим расстояние С (из ΔОБВ):
Следовательно, положение центра поворота автомобиля с эластичными колесами зависит от угла поворота управляемых колес и углов увода передних и задних колес (мостов).
В технической характеристике автомобиля указывается наименьший радиус поворота по колее переднего наружного колеса. Этот радиус определяется экспериментально при максимальном повороте управляемых колес.
Радиус поворота автомобиля по колее переднего наружного колеса можно определить по следующей формуле:
где В — колея передних колес.
8.2. Силы, действующие на автомобиль при повороте
Процесс движения автомобиля на повороте включает в себя три фазы (рис. 8.3, а):вход в поворот (участок АБ),поворот (БВ)и выход из него (ВТ).
При входе в поворот управляемые колеса двигавшегося прямолинейно автомобиля поворачиваются, и он движется по кривой уменьшающегося радиуса.
При повороте управляемые колеса повернуты на определенный угол, и движение происходит по кривой постоянного радиуса.
При выходе из поворота управляемые колеса возвращаются в нейтральное положение, и автомобиль движется по кривой увеличивающегося радиуса, а затем — прямолинейно.
Во время движения на повороте на автомобиль (рис. 8.3,б) действуют следующие силы: центробежная Рци ее поперечная Руи продольная Рхсоставляющие, а также поперечные реакции дороги: Ry1— на передний и Ry2 — на задний мосты.
Основной действующей силой при повороте является поперечная составляющая Руцентробежной силы, которая направлена перпендикулярно продольной оси автомобиля и представляет собой сумму трех сил:
 |
Сила P′y всегда возникает при криволинейном движении. Она пропорциональна квадрату скорости и действует в процессе всего поворота. Сила P′ y появляется в результате изменения угла поворота управляемых колес и действует при входе и выходе из поворота. Сила P′′′y возникает вследствие изменения скорости движения и действует только при неравномерном движении на повороте. Из трех указанных составляющих наибольшее значение имеет сила P′y,на долю которой приходится 90 % силы Ру. Поэтому для автомобилей общего назначения и специализированных автомобилей силами P′′y и P′′’ пренебрегают.
Рис. 8.3. Поворот автомобиля:
а — фазы процесса поворота; б — силы, действующие при повороте; А — Г — характерные точки траектории поворота автомобиля; v1, v2 — векторы скоростей передних и задних колес
Их учитывают только для специальных автомобилей (пожарные, автомобили «скорой помощи» и др.), движущихся на поворотах с более высокими скоростями.
При равномерном движении на повороте поперечная составляющая центробежной силы
Она пропорциональна квадрату скорости движения, поэтому быстро возрастает при увеличении скорости.
Поперечные реакции дороги на передний и задний мосты при равномерном движении на повороте
Из этих выражений следует, что центробежные силы, действующие на передний и задний мосты, можно считать пропорциональными приходящемуся на них весу G1и G2.
Увод колес автомобиля
Уводом колеса называется его свойство катиться под углом к плоскости своего вращения вследствие действия боковой силы.
Эластичное колесо (рис. 8.4) при отсутствии боковой силы катится в плоскости своего вращения, а при действии боковой силы — под некоторым углом.
Угол δув, образованный вектором скорости vкколеса и плоскостью его качения, называется углом увода.
На рис. 8.5 показана зависимость угла увода колеса от приложенной к нему поперечной силы. Кривая ОАБВ включает в себя следующие характерные участки: ОА — увод колеса при отсутствии бокового скольжения шины (δув= 4. 6°); АБ — увод с частичным боковым проскальзыванием шины; БВ — полное скольжение шины вбок при Ру = Рсц (δув = 12. 15°).
 |
Рис. 8.4. Качение эластичного колеса
при отсутствии (а) и действии (б)
 |
Рис. 8.5. Зависимость угла увода колеса от поперечной силы:
А—В — характерные точки кривой
Рис. 8.6. Зависимости коэффициента сопротивления уводу колеса от вертикальной нагрузки на него и давления воздуха в шине:
Рв1 — Рв3 – значения давления воздуха в шине
Угол увода колеса можно определить по формуле
где kув — коэффициент сопротивления уводу колеса.
Коэффициент сопротивления уводу колеса зависит от размеров и конструкции шины, давления воздуха в ней и вертикальной нагрузки на колесо. Так, при увеличении размеров шины и давления воздуха в ней коэффициент сопротивления уводу возрастает. При увеличении вертикальной нагрузки на колесо он сначала растет, а затем уменьшается (рис. 8.6). Для шин грузовых автомобилей и автобусов значения этого коэффициента составляют 30. 100 кН/рад, а для шин легковых автомобилей — 15. 40 кН/рад. От значения коэффициента сопротивления уводу во многом зависит боковое скольжение колеса. Чем меньше этот коэффициент, тем раньше начинается боковое скольжение.
Колебания управляемых колес
В процессе движения управляемые колеса автомобиля могут совершать колебания вокруг шкворней (осей поворота) в горизонтальной плоскости. Такие колебания вызывают износ шин и рулевого привода, повышают сопротивление движению и увеличивают расход топлива. Они могут привести к потере управляемости автомобиля и снижению безопасности движения. Причинами, вызывающими эти колебания, являются гироскопическая связь управляемых колес, их неуравновешенность (дисбаланс) и двои-
 |
Рис. 8.7. Схема возникновения самовозбуждающихся колебаний (автоколебаний) управляемых колес при зависимой подвеске
ная связь колес с несущей системой (рама, кузов) через рулевой привод и подвеску.
При наездах одного из колес на дорожные неровности при зависимой их подвеске (рис. 8.7) происходит перекос переднего моста. Управляемые колеса наклоняются, и изменяется положение их оси вращения. Это приводит к возникновению гироскопического момента МГх,который действует в горизонтальной плоскости и поворачивает управляемые колеса вокруг шкворней.
Поворот колес вокруг шкворней вызывает возникновение другого гироскопического момента МГz,который действует в вертикальной плоскости и стремится увеличить перекос моста и наклон колес.
Таким образом, перекос моста обусловливает колебания управляемых колес вокруг шкворней, а они, в свою очередь, увеличивают перекос моста, т.е. обе колебательные системы связаны между собой и влияют друг на друга.
Возникающие в этом случае колебания управляемых колес вокруг шкворней непрерывно повторяются (самовозбуждаются), являются устойчивыми и наиболее опасными.
При вращении неуравновешенного колеса (рис. 8.8) возникает центробежная сила Рц. Ее вертикальная составляющая Pzстремится переместить колесо в вертикальном направлении и наклонить его, что вызывает появление гироскопического момента Мх.Горизонтальная составляющая Рхцентробежной силы стремится повернуть колесо вокруг шкворня. Колебания управляемых колес становятся особенно значительными, когда не уравновешены оба колеса и неуравновешенные части располагаются с разных сто-
Рис. 8.8. Дисбаланс управляемых колес:
а — силы, действующие на неуравновешенные колеса; б — схема возникновения поворачивающего момента
 |
Рис. 8.9. Связь управляемых колес с несущей системой автомобиля:
А — шарнир; О, О <— центры колебаний; аа, бб — траектории перемещения шарнира
рон осей вращения, так как в этом случае поворачивающие моменты Мх складываются. Колебания также возрастают при увеличении скорости движения автомобиля в связи с тем, что значения составляющих Pz и Рх центробежной силы Рцво многом зависят от скорости.
Управляемые колеса автомобиля имеют двойную связь с его несущей системой, которая осуществляется через подвеску и рулевой привод.
При вертикальных перемещениях колеса (рис. 8.9) шарнир А,соединяющий продольную рулевую тягу с рычагом поворотного кулака, должен перемещаться по дуге бб с центром в точке О1, что обусловлено кинематикой рулевого привода.
Кроме того, шарнир А также должен перемещаться по дуге аа с центром в точке О,что связано с особенностями кинематики подвески. Однако дуги аа и бб расходятся, поэтому вертикальные перемещения управляемых колес сопровождаются их поворотом вокруг шкворней.
Колебания управляемых колес вокруг шкворней совершаются с высокой и низкой частотой.
Колебания высокой частоты, превышающей 10 Гц, с амплитудой не более 1,5. 2° происходят в пределах упругости шин и рулевого привода. Эти колебания не передаются водителю и не приводят к нарушению управляемости автомобиля, так как поглощаются в рулевом управлении. Однако высокочастотные колебания вызывают дополнительный износ шин и деталей рулевого привода, повышают сопротивление движению автомобиля и увеличивают расход топлива.
Колебания низкой частоты (менее 1 Гц) с амплитудой 2. 3 0 нарушают управляемость автомобиля и безопасность движения. Для их устранения необходимо снизить скорость автомобиля.
Полностью устранить колебания управляемых колес вокруг шкворней невозможно — их можно только уменьшить. Это обеспечивается применением независимой подвески управляемых колес, что ослабляет гироскопическую связь между ними, применением балансировки колес, благодаря чему устраняется их неуравновешенность, уменьшением влияния двойной связи колес с несущей системой, что достигается принятием различных конструктивных мер.
8.5. Стабилизация управляемых колес
При движении силы, действующие на автомобиль, стремятся отклонить управляемые колеса от положения, соответствующего прямолинейному движению. Чтобы не допустить поворота управляемых колес под действием возмущающих сил (толчки от неровностей дороги, порывы ветра и др.), управляемые колеса должны обладать стабилизацией.
Стабилизацией управляемых колес называется их свойство сохранять положение, отвечающее прямолинейному движению, и автоматически возвращаться в это положение.
Чем выше стабилизация управляемых колес, тем легче управлять автомобилем, выше безопасность движения, меньше износ шин и рулевого управления.
На автомобилях стабилизация управляемых колес обеспечивается наклоном шкворня или оси поворота колес в поперечной и продольной плоскостях и упругими свойствами пневматической шины, которые создают соответственно весовой, скоростной и упругий стабилизирующие моменты.
Весовой стабилизирующий момент возникает вследствие поперечного наклона шкворня или оси поворота управляемого колеса (при бесшкворневой подвеске). Поперечный наклон оси поворота (рис. 8.10), характеризуемый углом βш, при повороте колеса вызывает подъем передней части автомобиля на некоторую высоту h’. При этом масса передней части стремится возвратить колесо в положение прямолинейного движения. Создаваемый в данном случае стабилизирующий момент и является весовым.
Хотя весовой стабилизирующий момент меньше, чем стабилизирующий момент шины, он не зависит ни от скорости движения, ни от сцепления колеса с дорогой. У автомобилей угол поперечного наклона шкворня (оси поворота) управляемого колеса βш = 5. 10°. При увеличении угла βш повышается стабилизация управляемых колес, но затрудняется работа водителя.
Весовой стабилизирующий момент приближенно можно рассчитать по следующей формуле:
где Gк— нагрузка на колесо; lц — длина поворотной цапфы; θ — угол поворота колеса.
 |
Рис. 8.10. Поперечный наклон оси поворота управляемого колеса
 |
| Рис. 8.11. Продольный наклон оси поворота управляемого колеса |
Скоростной стабилизирующий момент создается в результате продольного наклона шкворня. Продольный наклон оси поворота (рис. 8.11), определяемый углом γш, создает плечо а действия реакций дороги, возникающих при повороте колеса между шиной и дорогой в месте их касания. Эти реакции помогают возврату колеса в положение, соответствующее прямолинейному движению. Создаваемый в этом случае стабилизирующий момент и является скоростным.
Обычно боковые реакции дороги на колесах возникают вследствие действия на автомобиль центробежной силы, которая пропорциональна квадрату скорости движения на повороте. Поэтому скоростной стабилизирующий момент изменяется пропорционально квадрату скорости движения.
У автомобилей угол продольного наклона оси поворота управляемых колес γш = 0. 3,5°. При увеличении угла γш повышается стабилизация управляемых колес, но усложняется работа водителя.
Скоростной стабилизирующий момент
где а — плечо действия реакции дороги Ry; rк— радиус колеса; γш — угол продольного наклона шкворня.
Упругий стабилизирующий момент шины создается при повороте управляемого колеса вследствие смещения результирующей боковых сил, действующих в месте контакта шины с дорогой, относительно центра контактной площадки (рис. 8.12).
Упругий стабилизирующий момент, создаваемый шиной:
 |
где Рб— результирующая боковых сил; b — плечо действия силы Рб.
| Рис. 8.12. Схема возникновения упругого стабилизирующего момента шины |
Стабилизирующий момент шины достигает значительной величины у легковых автомобилей, которые имеют высокоэластичные шины и движутся с большой скоростью. Он может составлять 200. 250 Н·м при углах увода колес 4. 5°. Поэтому при очень эластичных шинах угол продольного наклона шкворня делают равным нулю, чтобы не усложнять управление автомобилем. Однако при небольшой скорости движения стабилизи-
рующий момент шины не обеспечивает надежной стабилизации управляемых колес. Кроме того, упругий стабилизирующий момент шины резко уменьшается на дорогах с небольшим коэффициентом сцепления (скользких, обледенелых).
Стабилизация управляемых колес неразрывно связана с установкой управляемых колес автомобиля.
Установка управляемых колес
Для создания наименьшего сопротивления движению, уменьшения износа шин и снижения расхода топлива управляемые колеса должны катиться в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси автомобиля. С этой целью управляемые колеса устанавливают на автомобиле с развалом в вертикальной и со схождением в горизонтальной плоскости.
Углом развала управляемых колес αр называется угол (рис. 8.13, а),заключенный между плоскостью колеса и вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси автомобиля. Угол развала считается положительным, если колесо наклонено от автомобиля наружу, и отрицательным при наклоне колеса внутрь.
Угол развала необходим для того, чтобы обеспечить перпендикулярное расположение колес по отношению к поверхности дороги при деформации деталей моста под действием веса передней части автомобиля. Этот угол уменьшает плечо поворота — расстояние между точкой пересечения продолжения оси поворота (шкворня) и точкой касания колеса плоскости дороги. В результате существенно уменьшается момент, необходимый для поворота управляемых колес, и, следовательно, облегчается поворот автомобиля.
При установке колеса с развалом возникает осевая сила, прижимающая ступицу с колесом к внутреннему подшипнику, раз-
Рис. 8.13. Схемы установки управляемых колес:
a — развал; б — схождение; О — точка пересечения продолжения оси колеса с плоскостью дороги; А, Б — расстояния между задними и передними частями
При наличии развала управляемое колесо стремится катиться в сторону от автомобиля по дуге вокруг точки О (см. рис. 8.13, а)пересечения продолжения его оси с плоскостью дороги. Так как управляемые колеса связаны между собой, то их качение по расходящимся дугам сопровождалось бы боковым скольжением. Для предотвращения такого скольжения управляемые колеса устанавливают со схождением, т.е. не параллельно, а под некоторым углом к продольной оси автомобиля.
Угол схождения управляемых колес δc (рис. 8.13, б)определяется разностью расстояний А и Б между колесами, которые измеряют сзади и спереди по краям ободьев на высоте оси колес. Угол схождения колес у автомобилей находится в пределах 0°20′. 1°, а разность расстояний А и Б между колесами сзади и спереди составляет 2. 12 мм.
Установка управляемых колес с одновременным развалом и схождением обеспечивает их прямолинейное качение по дороге без бокового скольжения. При этом должно быть правильно подобрано соотношение между углами развала и схождения. Каждому углу развала соответствует определенный угол схождения, при котором сопротивление движению, расход топлива и износ шин будут минимальными. Обычно оптимальный угол схождения управляемых колес составляет в среднем 15. 20% угла их развала. Однако в процессе эксплуатации управляемые колеса часто устанавливают со схождением несколько большим, чем требуется для компенсации их развала. Это вызвано тем, что у колес вследствие наличия зазоров и упругости рулевого привода может появиться отрицательное схождение. В результате даже при их положительном развале возрастают сопротивление движению, расход топлива и износ шин.