Материал: Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1

аппроксимирующей круговую кривую. Знак «—» относится к вы­ пуклым кривым, знак «+» — к вогнутым.

Если расположить начало координат в начале выпуклой верти­ кальной кривой в точке О таким образом, чтобы ось х совпадала с хордой вертикальной кривой, то уравнение вертикальной кривой на рис. 3.13 будет иметь вид

Уклон в некоторой точке А на кривой

сательной к вертикальной кривой по отношению к хорде (оси х), меняющийся по длине кривой.

Согласно рис. 3.13 внешний угол перелома проектной линии <о = =*1 + *2;

При выводе этой формулы в связи с малыми значениями про­ дольных уклонов, допускаемых на автомобильных дорогах, прене­ брегали разностью в длинах, измеряемых для одной и той же точки по хорде и ее горизонтальной проекции.

51

Правые части кривых на графиках динамических характерист за точкой максимума могут быть выражены уравнением вида

ры, характеризующие зависимость силы тяги от скорости движения на раз* передачах и при разной степени открытия дроссельной заслонки.

Параметры а и b определяют подбором по графикам крив динамических характеристик. Их можно получить и расчетом i ходя из уравнения внешней характеристики двигателя. Значен параметров а, b и р, для случая движения некоторых автомобил на прямой передаче при полном открытии дроссельной заслон и при полной нагрузке автомобиля приведены в табл. 3.3.

Подставляя в основное уравнение динамического фактора томобиля (3.17) значения переменного продольного уклона и ур нение динамической характеристики (3.26), получаем исходное Д1

рость vx равна начальной скорости vH (в м/с), развитой в KOI предшествующего участка, приводит к выражению

*| = — Т -г[< * -С (/± « ,)]; И ь

k2 = G/bR,

е — основание натурального логарифма; g — ускорение свободного падения, i

52

Для выпуклых кривых в формуле (3.28) следует принимать верх­ ние знаки, для вогнутых кривых — нижние. Начальный продольный уклон I принимают для подъемов со знаком «+», для спусков — со знаком «—».

Поскольку в выражения (3.26), (3.27) и (3.28) входит вес авто­ мобиля G, уравнение (3.28) может быть использовано для расчетов скоростей движения автопоездов и автомобилей при разной степени загрузки.

Принимая в уравнении (3.28) значение k2=0, что соответствует движению по участку дороги с постоянным уклоном (R = оо), мож­ но использовать его для решения задачи о преодолении крутых подъемов после разгона, приближенное решение которого было да­ но в п. 3.4 (см. формулу (3.22)]. Для расчетов по уравнению (3.28) разработаны программы для расчетов на ЭВМ и имеются вспо­ могательные таблицы1.

3.6. Торможение автомобиля

Для экстренной остановки автомобиля или снижения его скоро­ сти применяется торможение. В процессе торможения водитель, на­

53

фициентах сцепления, которые и определяют при экспериментах. При интенсивном торможении происходит блокировка колес, в результате которой колесо, перестав вращаться, скользит по по­ верхности покрытия юзом. При этом шина в зоне контакта на­ гревается и начинает плавиться. Сцепление при этом понижается, а шина усиленно изнашивается.

На покрытии на участках торможения остаются черные полосы следов шин.

Для характеристики интенсивности замедления автомобиля при торможении с выключенным сцеплением, когда силой, движущей автомобиль, является его инерция, может быть использовано урав­ нение движения автомобиля в следующем виде:

где Р а , P it Pf — силы сопротивления движению; P T= y TG — тормозная сила;

G — вес автомобиля; ут— коэффициент тормозной силы (интенсивности тормо­ жения), равный отношению суммы тормозных сил, возникающих на всех тор­ мозных колесах, к весу автомобиля.

Параметр ут зависит от конструктивных особенностей тормоз­ ной системы автомобиля и ее состояния, а также от интенсивности торможения водителем. На значение параметра ут оказывает влия­ ние также ровность проезжей части, так как при движении по по­ крытию, имеющему неровности, возникают колебания автомобиля, при которых в отдельные моменты рессоры разжимаются, умень­ шая давление автомобиля на дорогу.

Подставляя в уравнение (3.29) значения сопротивлений дви­ жению, получаем отрицательное ускорение при торможении, харак­ теризующее интенсивность замедления автомобиля:

Л.

быстро снижается, а при скоростях, меньших 30 км/ч, сопротивле­ ние воздуха незначительно, его влиянием на процесс торможения обычно пренебрегают, принимая Pa/G = 0, что вносит в результаты расчета ошибку, не превышающую 5%.

Длина пути, на котором водитель может остановить автомо­ биль, движущийся с расчетной скоростью,— тормозной путь — важная характеристика безопасности движения. Она имеет боль­ шое значение для обоснования ряда норм на элементы плана и профиля автомобильных дорог.

Между моментом, когда водитель замечает перед собой препят­ ствие, и моментом, когда начинается полное торможение автомоби­ ля, проходит некоторый промежуток времени. Подробное исследова­ ние длины тормозного пути приводит к необходимости учитывать продолжительность периода реакции водителя ti, во время которо­

54

го он осознает необходимость торможения и переносит ногу с педа­ ли подачи топлива на педаль тормоза, затраты времени t2 на хо­ лостой ход тормозной педали и период /3, в течение которого тор­ мозное усилие в тормозных приводах, постепенно возрастая, дости­ гает своего полного значения.

Продолжительность запаздывания действия тормозных уст­ ройств составляет примерно 0,1 с для гидравлического привода и 0,2—0,4 с для пневматического. Период нарастания тормозного усилия равен 0,2 с для гидравлического привода и 0,6—1 с для пневматического.

Продолжительность реакции водителей t\, как было установле­ но при многочисленных специальных исследованиях, непостоянна. Она зависит от возраста, стажа работы, настроения и усталости водителя, скорости движения, дорожных условий, в которых проис­ ходит движение автомобиля. Чем с большей внимательностью едет водитель, тем меньше время его реакции. В городских условиях оно составляет 0,6—0,8 с, при движении за городом по автомобильной магистрали при отсутствии пешеходов может равняться 1,5—2 с. В среднем принимают 0,8 с как среднее значение, что в принципе не является правильным, так как не соответствует оптимальным условиям работы 50% водителей.

При расчетах тормозного пути для определения элементов пла­ на и профиля автомобильных дорог условно принимают суммарное время ti-\-t2+ t2 равным 1 с, называя его временем реакции води­ теля. Как видно из приведенных выше данных, оно соответствует большой сосредоточенности внимания водителя при управлении ав­ томобилем.

Путь, проходимый автомобилем за период полного торможения,

где v — скорость в начале торможения, м/с; 5 Т— тормозной путь, м; а — аб­ солютное значение отрицательного ускорения при торможении, м/с2, равное (Ут+/±0£- При этом допускают, что сопротивление воздуха отсутствует, и пре­ небрегают влиянием вращающихся масс автомобиля.

По действующим в СССР требованиям к тормозным механиз­ мам автомобилей (ОСТ 37.001.016—70) абсолютное значение за­ медления, обеспечиваемое их конструктивными особенностями, должно составлять для грузовых автомобилей и автопоездов 5,5 м/с2, для легковых автомобилей — 7 м/с2.

Подставляя значение а в уравнение (3.31), получаем выраже­ ние для тормозного пути

2£(YT + / ± 0

При расчетах, связанных с определением геометрических эле­ ментов плана и продольного профиля дорог, исходят из наиболее

55