Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Коэффициент безопасности движенияДля выявления опасных участков и прогнозирования степени опасности отдельных участков дороги используют методы оценки коэффициента безопасности. Коэффициентом безопасности Кбез — называется отношение максимальной скорости движения, обеспечиваемой тем или иным участком дороги, v к максимально возможной скорости въезда автомобилей на этот участок vвx: Кбез = v/vвх .
Участки дорог оценивают по степени опасности для движения исходя из следующих значений коэффициентов безопасности:
Кбез Менее 0,4 0,4...0,6 0,6...0,8 Более 0, 8 Характеристика участка дороги Очень Опасный Мало- Практически опасный опасный неопасен В проектах новых дорог не допускаются участки с коэффициентом безопасности ниже 0,8. При разработке проектов реконструкции и капитального ремонта автомобильных дорог следует проводить новое проектирование участков с коэффициентами безопасности, не ниже 0,6.
ПРОЧНОСТЬ «ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ» Силы, действующие на «дорожную одежду» Со стороны автомобиля
При движении автомобиля вдоль дороги происходит его пространственное перемещение как поступательное, гак и поворотное. При этом возникают вертикальные силы, вызывающие деформацию дорожного покрытия, и касательные усилия, более значительные при разгоне и торможении автомобиля в контакте шины колеса с дорожным покрытием, они вызывают относительное смещение верхних слоев дорожного покрытия. Особенно сложным является движение автомобиля на подходах к кривым в плане и на самих кривых, в пределах которых автомобиль поворачивается вокруг вертикальной оси. На таких участках возникают боковые силы, действующие как на автомобиль, так и на верхний слой дорожного покрытия и оказывающие большое влияние на устойчивость автомобиля. В связи с этим кривые в плане и подходы к ним проектируют в первую очередь из условия обеспечения устойчивого движения автомобиля, предупреждения его опрокидывания и заноса. Таким образом, при движении автомобиля по дороге действуют силы разные по направлению и величине. Для предупреждения появления больших вертикальных усилий, оказывающих отрицательное воздействие на подвеску автомобиля и на дорожную одежду, вертикальные вогнутые кривые проектируют по возможности больших радиусов. Траектория и скоростной режим автомобиля во многом зависят от того, насколько детально учтены при проектировании элементов автомобильных дорог психофизиологические характеристики водителя. Если водитель не имеет затруднений в оценке направления дороги, он правильно выбирает траекторию движения автомобиля на проезжей части и скоростной режим. Ошибки в действиях водителя, особенно при узкой проезжей части, приводят к тому, что автомобиль заезжает на обочину, тем самым разрушая кромку проезжей части, обочину и само дорожное покрытие. Большое значение имеет поддержание высокой ровности дорожного покрытия, позволяющей снизить отрицательное воздействие автомобиля на покрытие. Наличие неровностей вызывает колебания автомобиля, вредные для человека, дорожного покрытия и самого автомобиля. Неожиданный наезд автомобиля на большой скорости на неровность может привести к разрушению дорожного покрытия и поломке конструктивных элементов автомобиля. Особенно ухудшается взаимодействие колеса с дорогой при наличии водяной пленки на поверхности дорожного покрытия, так как ухудшается сцепление шины колеса с дорожным покрытием. А при высоких скоростях (более 80 км/ч) возникает так называемое явление аквапланирования, заключающееся в образовании водяного клина между колесами автомобиля и поверхностью дорожного покрытия; при этом колеса автомобиля приподнимаются и автомобиль теряет управляемость. Появление большегрузных и скоростных грузовых автомобилей привело к неприятному для водителей легковых автомобилей явлению: при движении по влажному покрытию возникает водяное облако. Для предупреждения аквапланирования и появления вокруг грузового автомобиля водяного облака устраивают так называемый дренаж-асфальт — покрытие, в которое уходит часть воды из зоны контакта шины колеса с дорожным покрытием. На автомобилях сбоку и сзади устанавливают специальные защитные щитки. Несомненно, что воздействия автомобиля на дорожные сооружения усиливаются при неблагоприятных погодных условиях и при плохом обеспечении отвода воды от дороги и ее сооружений, при этом существенно увеличивается износ дорожного покрытия и дорожной одежды в целом. При движении автомобиля по дороге в зоне контакта колеса с дорожным покрытием возникают динамические вертикальные, продольные и поперечные касательные силы, значение которых зависит от типа автомобиля, шины колеса, природно-климатических условий и т. п. На стоящее колесо действует только одна сила — вес автомобиля, приходящийся на это колесо. Особенностью автомобильного колеса является его эластичность. Под действием вертикальной силы колесо деформируется (рис. 9,а), в месте контакта радиус колеса меньше, чем в других частях колеса, не соприкасающихся с дорожным покрытием. Рис.12. Схема сил, действующих на дорожное покрытие: а - стоящее колесо; б - ведущее колесо; в - ведомое колесо; D - размер пятна контакта колеса с дорожным покрытием; Рср, Р max - соответственно средний и максимальный прогиб дорожного полотна; G - вес автомобиля; R - сила реакции; Gк - вес автомобиля, приходящийся на колесо; Мвр - вращающий момент; Т - сила трения; rк - расстояние от центра колеса до поверхности дорожного покрытия; r - радиус колеса; а - расстояние от мгновенного центра скоростей О до линии действия силы реакции R; Рк - окружная сила; v - скорость движения автомобиля
Площадь следа колеса F меняется в пределах 0,025... 0,1м2 . Для одного и того же автомобили значение F зависит от нагрузки на колесо:
F = G / p, где G — вес автомобиля, приходящийся на колесо, Н; р — давление воздуха в шине, Па. Значение р не должно превышать 0,65 МПа на дорогах I — II категорий и 0,55 МПа на дорогах III — V категорий. Различают площадь отпечатка колеса по контуру в форме эллипса (рис. 12, а) и по выступам рисунка протектора. При определении среднего давления в расчет принимают площадь отпечатка по выступам протектора. При расчете «дорожной одежды» условно принимают площадь отпечатка в виде круга диаметром D, м, равновеликую площади эллипса:
D = 11,3 √ G / ( 0,1р )
В большинстве автомобилей имеются ведущие и ведомые колеса. К ведущим колесам подается вращающий момент Mвр, Нм, от двигателя автомобиля: Mвр = Мдвикигμ,
где Мдв — вращающий момент на коленчатом валу двигателя, Н м; ик — передаточное число коробки передач; иг — передаточное число главной передачи; μ — коэффициенты полезного действия КПП и главной передачи. Действие вращающего момента Mврвызывает появление в зоне контакта окружной силы Рк, направленной в противоположную сторону движения (рис. 12, б). Сила Рквызывает горизонтальную силу реакции Т, представляющую собой силу трения колеса с дорожным покрытием, при этом Т= Рк. При действии вертикальной силы Gк возникает сила реакции R, которая смещается вперёд на расстоянии а по ходу движения автомобиля. Значение Gк равна для грузовых автомобилей (0.65... 0,7)G, для легковых (0,5 ...0,55)G, где G — общий вес автомобиля, Н. На ведомое колесо (рис. 12, в) действует сила тяги. Горизонтальная реакция Т = Рк направлена в сторону, противоположную движению. Вертикальная сила реакции R так же, как и в случае ведущего колеса, смещена по ходу движения. Вращающий момент Mвр, может быть определен также с учётом окружной силы Рк, Н, и радиуса качения пневматического колеса rк. м:
Mвр = Рк rк, при этом rк= λr,
где λ — коэффициент уменьшения радиуса колеса в зависимости от жесткости шин, λ = 0.93 ...0.96; r — радиус недеформированного колеса, м. В точке О (мнгновенном центре скоростей) приложена сила трения колеса с поверхностью дороги. Можно записать
R = Gк ; Mвр = Тrк + Rа,
где а —расстояние от мгновенного центра скоростей до точки приложения силы реакции R. Откуда Т= Mвр/ rк - R(а/rк). Поскольку Mвр/ rк = Pк, Обозначим а/rк = f; Gк(а/rк) = Gк f = Pf. Тогда T = Pк - Pf .
Для ведомого колеса можно записать Gк = R; Рк = T; Ra = Рк rк . Отсюда Рк = R(а/rк); R = Gк Рк = Gк f; Рк = Рf ,
где Pf — сила сопротивления качению, Н; f — коэффициент сопротивления качению. Сопротивление качению зависит от скорости движения, эластичности шины и состояния поверхности дорожного покрытия. Коэффициент сопротивления качению возрастает с увеличением скорости движения, так как кинетическая энергия колеса при наездах на неровности прямо пропорциональна квадрату скорости качения. Практически значение f остается постоянным для определенного типа дорожного покрытия до скорости движения 50 км/ч: Тип дорожного покрытия f Цементобетонное и асфальтобетонное 0,01...0.02 Щебеночное, обработанное вяжущим 0,02...0.025 Щебеночное, не обработанное вяжущим 0,03...0,04 Ровная сухая грунтовая дорога 0,03...0,06
При скорости движения более 50 км/ч коэффициент сопротивления качению определяют по формуле
fv = f [1 + 0,01(v-50)],
где v — скорость движения автомобиля, км/ч; f — коэффициент сопротивления качению при скорости движения до 50 км/ч. Движение автомобиля возможно при условии Т > Pк. Сила трения достигает наибольшего значения, когда
Tmax = φGсцеп,
где Gсцеп — нагрузка на ведущее колесо (сцепной вес), Н; φ — коэффициент сцепления.
Коэффициент сцепления Коэффициент сцепления φ — это отношение максимального значения силы тяги на ободе колеса к сцепному весу автомобиля. Различают следующие значения коэффициентов сцепления (рис.10): φ — при движении в плоскости качения без скольжения и буксования: φ1 — при движении в плоскости качения при скольжении и буксовании (коэффициент продольного сцепления); φ2 — при боковом заносе (коэффициент поперечного сцепления).
Рис. 13. Силы, действующие на дорожное покрытие на криволинейных участках:Рк — окружная сила (сила тяги); Yк — поперечная сила; R — сила реакции;
Между этими коэффициентами сцепления имеются следующие зависимости:
R = Gφ; R2 = P2к + Y к2; Gк2 = Gк 2φ1 + Gк2φ2; φ2 = φ12 + φ22, где Yк — поперечная сила. Отсюда
По результатам исследования φ1 = (0,7...0,8) φ;φ2 = (0,85...0,9) φ1.
Значение φ зависит от типа и состояния дорожного покрытия, скорости движения, температуры окружающей среды и других факторов (табл.6)
Таблица 6 |
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-10 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |