Материал: 2384

В зависимости от направления сдвигающей силы, действующей на колесо, различают два вида коэффициента сцепления:

-коэффициент продольного сцепления φпр, соответствует началу проскальзывания, заторможенного или пробуксовыванию движущегося колеса при качении или торможении. Коэффициент продольного сцепления используют при вычислении пути, проходимого автомобилем при экстренном торможении, и при оценке возможности ускорения автомобиля при начале движения. Как показывают эксперименты, коэффициент сцепления практически не меняется при движении заторможенного колеса под углом к плоскости качения;

-коэффициент поперечного сцепления φпоп – поперечная состав-

ляющая коэффициента сцепления при смещении ведущего колеса, катящегося под воздействием боковой силы под углом к плоскости ка-

чения, когда колесо скользит вбок. Коэффициент φпоп характеризует устойчивость автомобиля при проезде кривых малых радиусов.

Исследования коэффициентов сцепления, проведенные в России

иза рубежом, показали, что на их значение большое влияние оказывает состояние дорожного покрытия.

Впадины на поверхности покрытия между выступами (шероховатости) при увлажнении или загрязнении заполняются грязью, пылью, продуктами износа шин и т. д., это уменьшает возможную глубину вдавливания выступов в резину. Плёнка влаги, смачивая зону контакта между шиной и покрытием, действует как смазка, разделяющая резину и покрытие. При высоких скоростях движения шина не успевает полностью деформироваться, так как продолжительность контакта с покрытием для этого не достаточна, а следовательно, неровности покрытия вдавливаются в шину на меньшую глубину. В результате с ростом скорости коэффициент сцепления снижается (табл. 5.2).

Коэффициенты продольного сцепления при скорости 60 км/ч зависят от состояния покрытия (табл. 5.3). На сухих покрытиях снижение коэффициента сцепления с увеличением скорости происходит менее существенно, чем на увлажненных.

56

Расчетные значения коэффициента сцепления при проектировании дорог

При сильном износе протектора на мокром покрытии может возникать явление аквапланирования, когда между шиной и покрытием в зоне контакта накапливается вода, которая не успевает отжиматься из-под колеса. Под шиной образуется водяной клин, создающий гидродинамическую подъёмную силу, которая снижает или полностью исключает контакт шины с покрытием. При слое воды на покрытии

57

толщиной в несколько миллиметров нарушение контакта передних колёс с покрытием и потеря управляемости автомобилем становятся возможными при скоростях, близких к 80 – 100 км/ч.

Значение коэффициента сцепления меняется в течение года в широких пределах, повышаясь летом и значительно снижаясь в период зимней гололедицы. Для увеличения сцепления в таких условия дорогу обрабатывают противогололёдными материалами (гигроскопическими солями, растворяющими лёд, песком, шлаком и др.). Иногда на колёса автомобилей монтируют шины с шипами.

При малых коэффициентах сцепления большие тяговые усилия, обеспечиваемые мощностью двигателя, не могут быть использованы из-за недостатка сцепления между колесами и покрытием.

Для достижения стабильных во времени высоких значений коэффициентов сцепления шин автомобилей с поверхностью проезжей части при проектировании следует предусматривать шероховатые покрытия с применением каменных материалов, устойчивых против шлифуемости под воздействием движения, а также устраивать на поверхности цементобетонных покрытий при строительстве искусственную шероховатость.

5.4.Особенностидвиженияавтопоездов

Производительность автопоезда, состоящего из тягача и прицепов, в 1,5 – 2 раза выше, чем у автомобиля без прицепа за счет увеличения массы перевозимого груза. Чтобы обеспечить движение автопоездов, дороги должны обеспечивать более высокие требования к состоянию дорог.

При разгоне автопоезда крутящий момент прикладывается к одной или двум осям, а общее количество осей может достигать шести. Сопротивления качению и движению на подъем приложены ко всем колесам автопоезда. Ускорение автопоезда при начале движения получается значительно ниже, чем для одиночного автомобиля. Особенно оно снижается при движении на подъем из-за ограниченного тягового усилия и увеличенной массы автопоезда. Динамический фактор автопоезда значительно ниже, чем сам автомобиль без прицепа.

Длина автопоезда может достигать 20 м, и при проектировании закруглений предусматривают устройство уширения проезжей части. Чем меньше радиус закругления, тем больше величина уширения.

Уширение назначают при радиусах закругления 1000 м и менее.

58

Сопротивление движению автопоезда выше из-за наличия колес прицепов. Это сопротивление возрастает в летних условиях в 1,5 – 2 раза, в зимних – 2,5 – 5 раз.

Тормоза на автопоезде обеспечивают торможение всеми колесами. Путь, проходимый заторможенным автопоездом, выше, т.к. интенсивность торможения ниже из-за повышенной массы и неодновременного срабатывания тормозов на все колеса.

При проектировании закруглений при наличии в потоке автопоездов увеличивают ширину покрытия в зависимости от длины автопоезда и радиуса закругления.

На крутых спусках ускорение возрастает и движение с большими скоростями по неровному покрытию при наличии кривых в плане очень опасно. Торможение на спусках, особенно длинных, с использованием колесных тормозов нерационально – нагреваются тормозные барабаны, происходит быстрый износ тормозов.

На крутых спусках используют торможение двигателем (путем понижения подачи топлива и уменьшением оборотов двигателя).

Наблюдения показывают, что на спусках используются режимы торможения:

при уклоне i 20 ‰ – движение с тяговым усилием на ведущие колеса независимо от протяженности спуска;

при 30 ‰ i 50 ‰ – движение с выключенным сцеплением на участках длиной до 300 – 500 м, торможение двигателем в нижней части;

при i 60 ‰ – торможение двигателем; при спусках длиной менее 1000 м – совместное торможение двигателем и колесными тормозами.

Подъемы круче 30 – 40 ‰ автомобили большой грузоподъемности и автопоезда, имеющие малый запас мощности, могут преодолеть лишь с пониженными скоростями, вынуждая весь транспортный поток следовать за ними с той же скоростью.

Для создания благоприятных условий движения на подъем на дорогах II и III технических категорий устраивают дополнительные полосы на подъем.

5.5.Расстояниевидимостиповерхностидороги

Для обеспечения безопасности движения необходимо обеспечить требуемое расстояние видимости поверхности дороги. Расчетная видимость – расстояние перед автомобилем, на которое водитель дол-

59

жен видеть перед собой дорогу, чтобы, заметив препятствие, осознать его опасность и успеть затормозить и остановиться. Наименьшее расстояние видимости для остановки должно обеспечивать видимость любых предметов, имеющих высоту 0,2 м и более, находящихся на середине полосы движения, с высоты глаз водителя автомобиля 1,2 м от поверхности проезжей части [28]. Для нахождения расстояния видимости рассмотрим рис. 5.3.

Расчетное расстояние видимости поверхности дороги

Sрасч = l1 + l2 + l3 , (5.8)

где l1 – путь, проходимый за время реакции водителя; l2 – путь торможения; l3 – расстояние безопасности.

Рис. 5.3. Схема определения расстояния видимости поверхности дороги

Для остановки автомобиля или снижения скорости движения используют тормоза. Нормальный режим эксплуатации соответствует не полной блокировке колес.

Длина пути, на котором водитель может остановить автомобиль, движущийся с расчетной скоростью, называется тормозной путь.

Между моментом, когда водитель замечает препятствие, и моментом начала торможения проходит некоторый промежуток времени

– время реакции водителя. Продолжительность реакции водителя составляет 0,6 – 2,0 с. При расчетах принимается t1 = 1 – 2 с.

При этом путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя,

60