ТОРМОЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕМ И ДВИЖЕНИЕ НАКАТОМ

Торможение-автомобиля двигателем и движение нака­том в ходе ДТП редко встречаются в виде самостоя­тельных режимов движения. Гораздо чаще они либо пред­шествуют экстренному торможению, либо следуют за ним.

В первом случае водитель, сознавая возможность возникновения опасной обстановки (например, видя пешехода, стоящего на краю проезжей части), отпускает педаль управления дроссельной заслонкой или выключает передачу и применяет торможение, когда опасная обста­новка уже возникла (пешеход начал движение по проез­жей части). Во втором случае водитель отпускает тормозную педаль, хотя автомобиль еще не остановил­ся (например, в момент наезда на пешехода, велосипе­диста), после чего автомобиль до остановки движется накатом.

Динамичность автомобиля при этих режимах движения лучше всего исследовать путем следственного экспери­мента и в месте ДТП. Результаты такого экспери­мента менее точны, чем при применении тормозной систе­мы, так как на автомобиль при торможении двигате­лем и движении накатом действуют разные силы пример­но одного порядка. Изменение хотя бы одной из них, не учтенное при эксперименте, может привести к сущест­венным изменениям конечных данных. Так, изменение температуры масла в коробке передач изменяет силу сопротивления трансмиссии, а изменение силы и направле­ния ветра приводит к изменению силы сопротивления воздуха. Поэтому, например, длина пути автомобиля в неизменном интервале скоростей при повторных заез­дах может оказаться различной. Для определения наибо­лее вероятного значения измеряемого параметра нужно стремиться к тому, чтобы состояние всех агрегатов автомобиля (а не только тормозной системы) как можно ближе соответствовало их состоянию во время ДТП. Для уменьшения разброса измеряемых параметров нужно повторять эксперимент 6—7 раз и осреднять результаты.

Для расчета движения автомобиля накатом (с отклю­ченным двигателем) используем уравнение силового ба­ланса

Ри=Рд+Рв+Рхх, (3.1.)

где Ри — приведенная сила инерции автомобиля, Н; Рд и Pa — силы сопротивления дороги и воздуха соответственно, Н, Рхх — сила сопротивления трансмиссии при холостом ходе (без нагрузки), приведенная к ведущим колесам, Н.

Рассмотрим эти силы. Сила инерции автомобиля

(3.2)

где G — фактический вес автомобиля, Н; δвр — коэффициент учета вращающихся масс; jн — замедление автомобиля при движении накатом, м/с2; g — ускорение силы тяжести; g= 9,81м/с2.

Значение δвр вычисляют по эмпирической формуле:

(3.3)

где ик — передаточное число коробки передач; Ga — полный вес автомобиля, Н.

При движении накатом ик =0 и δвр= 1+ 0, 03Ga/G. Сила сопротивления дороги



(3.4)

где f — коэффициент сопротивления качению; αд — угол про­дольного наклона дороги. При движении на подъеме его считают положительным, при движении на спуске — отрица­тельным; Ψд—коэффициент сопротивления дороги; Ψд= fcosaд, a+ sinoαд.

Сила сопротивления воздуха

(3.5)

где Wв — фактор обтекаемости автомобиля, Нс2 /м2.

Силу сопротивления трансмиссии при движении нака­том (при холостом ходе) определяют по эмпирической формуле

(3.6)

Из выражений (3.1)—(3.6) получаем мгновенное зна­чение замедления при текущем значении скорости

(3.7)

где Ψдв — коэффициент суммарного сопротивления движению.

Коэффициент

(3.7 а)

Задавшись несколькими значениями скорости, вычис­ляют мгновенные значения замедлений и после опреде­ления среднего замедления в каждом интервале скорости (например, от va до vн):

(3.8)

определяют расстояние, пройденное автомобилем, при из­менении скорости в том же интервале

(3.9)

Суммируя значения ▲S, строят кривую S=S(va)- Поль­зуясь ею, можно определить значения пути в любом интервале изменения скорости. Например, при изменении скорости от v1 до v2 длина пути равна S1 (рис. 3.1). Можно также, зная длину пути и начальную (или конечную) скорость, определить конечную (или началь­ную) скорость. Так, при начальной скорости v3 и длине пути S2, пройденного автомобилем в процессе наката, конечная скорость равна v4.

Время движения автомобиля определяют также графоаналитически, вычисляя в каждом интервале изме­нения скорости приращение времени

(З.10)

После этого, суммируя отдельные значения ▲t, строят кривую времени как функции скорости. По кривой определяют значения времени для известного перепада скорости.

Рассчитывая движение автомобиля при торможении его двигателем, используют тормозную характеристику двигателя: зависимость момента сопротивления двигате­ля (тормозного момента) Mдв от частоты вращения коленчатого вала ωе (рис. 3.2).

Тормозные характерис­тики, снимаемые предприятиями-изготовителями при стен­довых испытаниях двигателя, характеризуют сопротивление двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке и выключенном зажигании. При торможении автомобиля двигателем в эксплуатационных условиях зажигание, как правило, не выключено, а дроссельная заслонка прикрыта. В результате энергия, необходимая для преодоления внутреннего трения в двигателе, меньше, чем определяемая при стендовых испытаниях.



Рис. 3 1 Определение параметров движения автомобиля.

Рис. 3 2 Тормозная характеристика двигателя.

При отсутствии экспериментальной тормозной харак­теристики можно применить эмпирическую формулу, дающую удовлетворительные результаты в диапазоне частоты вращения коленчатого вала 100...400 рад/с:

где а, и b - эмпирические коэффициенты, vл -рабочий объем двигателя , л.

Для карбюраторных двигателей а =0, 035...0, 045 и Ь=2.. .4; для дизелей а=0, 06...0, 08 и b=2, 5...4, 5.

Для перехода от частоты вращения коленчатого вала к скорости автомобиля используют формулу

где г — радиус ведущих колес, м, uтр — передаточное число трансмиссии.

Тормозная сила двигателя, приведенная к окружнос­ти ведущих колес автомобиля,

где Мтр и Ртр — момент и сила трения трансмиссии, приве­денные к ведущим колесам соответственно.

Значения Мтр и Ртр определяют экспериментально. Если опытные данные отсутствуют, то можно и в этом случае использовать эмпирическую зависимость:

где ηн — коэффициент влияния нагрузки.

Коэффицинент

где k, l, т — соответственно числа пар конических шестерен, пар цилиндрических шестерен и карданных шарниров, передаю­щих нагрузку при торможении двигателем.

Зная отдельные силы, можно определить мгновенное замедление автомобиля j тд при данном значении скорости:

(3.11)

Скорость, время и путь автомобиля в этом случае рассчитывают так же, как и для случая движения авто­мобиля накатом, т. е. определяют вначале мгновенные, а затем средние значения замедлений и по формулам (3.9) и (3.10) находят приращения пути и времени. После этого строят кривые S=S (va) и t=t (va), по которым определяют искомые параметры (см. рис. 3: Р.

Описанный метод определения S и t базируется на известных положениях теории автомобиля и дает воз­можность вычислить параметры с любой желаемой точ­ностью. Но применение метода осложнено необходи­мостью повторять вычисления и строить кривые пути и времени.

В процессе ДТП торможение двигателем или движение накатом продолжаются, как правило, недолго, и перепад скорости обычно невелик. В этих случаях можно счи­тать движение автомобиля равнозамедленным и в форму­лы (3.5) и (3.6) подставлять среднее значение скорости без вычерчивания графиков.

Подставив в приведенные выше формулы значения известных параметров автомобиля и дороги, находят значения сил Ртд, Pд. и Рв как функции средней скорости Vсp. Затем, используя формулу (3.7) или (3.11), определяют замедление, так же как функцию vcp. Зависи­мости между начальной (vа), конечной (vн) и средней (vcp) скоростями движения следующие:

(3.12 а)

(3.126)

(3.12в)

Конечная скорость автомобиля может быть определена, если после торможения автомобиля двигателем или наката произошло торможение тормозной системой. Начальная скорость может быть определена, если интенсивное тормо­жение было прекращено, после чего автомобиль переме­щался накатом или с торможением его двигателем.

В зависимости от того, какая из скоростей (vа или vн) известна по обстоятельствам рассматриваемого ДТП, применяют одну из формул (3.12).

/. Известны vа и vн. Значения сил сопротивления движению и среднего замедления находят непосредствен­но, после чего определение пути и времени движения не представляет трудностей—уравнения (3.9) и (3.10).

2. Известны длина пути S и конечная скорость движе­ния vн при торможении двигателем или при движении накатом. Из уравнений (3.9) и (3.12 б): 0, 5Sjcp= (vср— vн) v ср.

В результате подстановки в последнюю формулу получаем численного значения vн получаем квадратное уравнение с одним неизвестным - v ср . Решив его по формуле (3.12,6), определяем начальную скорость va.

3. Известна длина пути S и начальная скорость авто­мобиля перед торможением двигателем или движением накатом. Из формул (3.9) и (3.12 в) получаем: 0, 5Sjср=(vа — vср)vср.

Подставив в последнюю формулу значение va согласно выражению (3.11), получаем квадратное уравнение с од­ним неизвестным — v cр. Решив его, находим vн по формуле (3.12 в).

Время движения автомобиля в рассматриваемом интервале скоростей можно определить по формуле

t=S/vcp ИЛИ t=(vа—vн )/j ср.

Расчеты можно еще упростить, если есть основания предполагать, что скорость автомобиля в процессе его движения уменьшилась незначительно (на 1—2 м/с). На

ровной горизонтальной дороге при эксплуатационных режимах движения такому перепаду скоростей соответ­ствует перемещение автомобиля на 30—50 м. Тогда в выражение для сил сопротивления движению вместо сред­ней скорости можно подставить значение конечной или начальной скорости в зависимости от того, какая из них известна.

Замена истинного мгновенного значения скорости в выражении (3.9) постоянным не приводит к большим ошибкам, так как от скорости зависят лишь относитель­но малые силы Рв и Pтp. Наибольшее влияние на замедление оказывает сила сопротивления дороги, которая при f=const и αд =const остается также неизменной После определения замедления в процессе торможения или наката вычисление начальной (или конечной) скорос­ти не представляет затруднений.

Если известна начальная скорость v а, то конечная скорость . Если же известна конечная скорость, то начальная скорость .

Описанные упрощенные способы снижают трудоем­кость работы эксперта, не внося большой погрешности, что позволяет использовать их в экспертной практике.


6088920973483058.html
6088949067481938.html
    PR.RU™