Тормозные свойства пожарного автомобиля

Тягово-скоростные и тормозные свойства АТС связаны между собой. Чем больше v _max, a _max и t_v, тем лучше должны быть тормозные свойства ПА. Повышенные требования к тормозным свойствам ПА вызваны также и тем, что при следовании к месту вызова с высокой скоростью водители ПА вынуждены в 3 – 5 раз чаще, чем водители других АТС, использовать торможение для обеспечения безопасности движения.

Возможно несколько способов торможения ПА: без использования тормозной системы (движение накатом при следовании ПА к месту вызова используется редко); только тормозной системой; совместно тормозной системой и двигателем; только двигателем (двигатель работает чаще всего в режиме холостого хода с включенным зажиганием или при незначительном нажатии водителем на педаль подачи топлива и включении более низкой передачи, чем перед началом торможения).

Тормозная система ПА служит для замедления его движения, вплоть до полной остановки, и для удержания на месте при стоянке. Тормозное управление ПА включает следующие системы (ГОСТ 22895–77):

рабочую тормозную систему (ножную) – используется при всех режимах торможения для уменьшения скорости и полной остановки ПА;

запасную тормозную систему – используется при отказе рабочей тормозной системы и обеспечивает не менее 30 % эффективности работы по тормозному пути;

стояночную тормозную систему – обеспечивает стоянку автомобиля на уклонах (i % £ 18);

вспомогательную тормозную систему (тормоз-замедлитель) – используется при длительном торможении на спусках для поддержания постоянной скорости. Вспомогательной тормозной системой должны быть оборудованы ПА с общей массой более 12 т или ПА с общей массой более 10 т, использующие прицепы. Если ПА с общей массой более 3, 5 т эксплуатируется в горных условиях, то также используют вспомогательную тормозную систему.

Для оценки эффективности работы рабочей и вспомогательной тормозных систем используют три показателя (ГОСТ 25478–82): тормозной путь S _т, м; установившееся замедление j _T, м/с²; время срабатывания тормозов t _T, с. Экспериментально установлено, что этими показателями можно достаточно полно характеризовать процесс торможения АТС (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Торможение пожарного автомобиля:

1 – j (t); 2 – v (t)

Время t ₁ зависит от реакции водителя, от времени, за которое он принимает решение о торможении и переносит ногу с педали управления подачей топлива на педаль тормоза. Время t ₁ зависит от индивидуальных особенностей и квалификации водителя, обычно t ₁= 0, 4 – 1, 5 с. При расчетах принимают t ₁= 0, 8 с.

Время t ₂ зависит от конструкции и технического состояния привода тормозов, от времени, за которое выбирается свободный ход педали тормоза, и управляющее усилие водителя передается к колесным тормозам. У ПА с гидравлическим приводом тормозов t ₂ = 0, 2 – 0, 4 с, с пневматическим приводом t ₂ = 0, 6 – 0, 8 с. Время t ₂ неисправного гидравлического привода (при наличии воздуха в системе или неисправности клапанов в главном тормозном цилиндре) увеличивается, тормоза срабатывают со второго
(t ₂= 0, 6 с) или третьего (t ₂£ 1, 0 с) нажатия. Время t ₂ тормозов ПА с пневматическим приводом может увеличиваться зимой после продолжительной работы на пожаре из-за уменьшения сечения трубопровода замерзающим конденсатом. У ПА с гидропневматическим приводом тормозов (например, на шасси «Урал») t ₂£ 0, 4 с. Время t ₂ всех приводов уменьшается при более быстром нажатии на педаль тормоза.

Время t ₃ зависит от массы ПА, типа и состояния дорожного покрытия. При экстренном торможении время t ₃ пропорционально массе ПА и коэффициенту j, на дорогах с малым j масса ПА на время t ₃практически не влияет.

Время t _т = t ₂ + t ₃ является одним из трех показателей эффективности работы тормозной системы и определяется при диагностировании ПА на тормозном стенде. Для ПА с 3, 5 т < G < 12 т время t _т£ 1 с, для ПА с
G > 12 т t _т < 1, 2 с (ГОСТ 25478–82). Контролировать t _т при ходовых испытаниях ПА сложно.

Время t ₄ представляет собой время торможения с максимальным ускорением (замедлением) j _т За время t ₄ кинетическая энергия АТС расходуется в основном на работу сил трения тормозов и частично на работу сил сопротивления движению (Р_f, Р _в). Если при торможении колеса заблокированы (не вращаются), то работа сил трения происходит только между шиной и поверхностью дороги. Трение в тормозном механизме как поглотитель энергии АТС при блокировке колес уже не действует. Если колеса АТС заблокированы, то после преобразования уравнения (6.1) при d = 1, Р _к = 0, Р_f = Р _j, Р_i = P _в = 0 с учетом формулы (6.40) получим формулу

j _т = j g (6.53)

для определения максимального замедления автомобиля при торможении всеми колесами. Так как при увеличении буксования колес j уменьшается (см. рис. 6.3), то для увеличения j _т и, следовательно, уменьшения S _т достигать полной блокировки колес при торможении нежелательно.

При торможении ПА сила инерции P_j (6.24) увеличивает нагрузку на передние колеса и уменьшает на задние. Наибольшие значения коэффициентов изменения нормальной реакции ПА находятся в следующих пределах (6.35) и (6.36): l ₁₂ = 1, 2 – 2, 0; l ₃₄ = 0, 5 – 0, 7. Поэтому для обеспечения торможения с j _т необходимо такое распределение тормозных усилий между передними и задними колесами, при котором блокировка колес происходит одновременно. Так как современные тормозные системы ПА не обеспечивают точного соответствия между нормальной реакцией R_n колес и их тормозных усилий, то действительное значение j _т меньше теоретически возможного в К _э = 1, 4 – 1, 6 раз.

Тормозной путь S _т при полной блокировке колес определяется как площадь, ограниченная кривой 1 за время t ₃ + t ₄ (см. рис. 6.9), т. е.

После преобразования формулы (6.54) с учетом формулы (6.53) и
t _т£ 1 – 1.2 с формула для определения тормозного пути ПА примет вид:

S _т = (К_э/2 j) , (6.55)

где v ₀ – скорость автомобиля перед торможением, м/с.

Для предварительной оценки эффективности работы рабочей и запасной тормозных систем ПА проводят ходовые испытания. Испытания могут проводиться визуально по S _т и синхронности начала торможения колес при резком однократном нажатии на педаль (сцепление выключено), а также с использованием переносных приборов-деселерометров (или деселерографов). Диагностирование по тормозному пути S _т должно проводиться на ровном, сухом, горизонтальном участке дороги, свободном от движущегося транспорта. В соответствии с ГОСТ 25478–82 тормозной путь определяется при v ₀ = 11, 1 м/с (40 км/ч). Для ПА с G= 3, 5 т рабочая тормозная система должна обеспечить S _т £ 23 м, запасная – S _т £ 36, 9 м.

При отсутствии деселерометра (или деселерографа) ускорение j _т вычисляется по формуле

j _т = v ₀² /S _т, (6.56)

где v ₀ в м/с; S _т в м.

Для ПА с G > 3, 5 т рабочая тормозная система должна обеспечить
j _т £ 4, 0 м/с², запасная – j _т £ 2, 1 м/с².

Тормозной путь S _т и установившееся замедление j _т должны обеспечиваться тормозными системами ПА с G> 3, 5 т при усилии на педали тормоза не более 0, 7 кН (70 кгс).

Стояночная тормозная система должна обеспечивать стоянку ПА на уклоне i < 18 % при усилии на рычаге тормоза не более 0, 4 кН (40 кгс).

Вспомогательная тормозная система должна обеспечивать движение ПА на спуске с i = 7 % протяженностью 7 км с постоянной скоростью не более 30 км/ч.