Определение параметров обгона и показателей тормозной динамичности автомобиля

5.1.1 Определение параметров обгона

Обгон является важным маневром, который позволяет водителю ТС поддерживать оптимальную, по условиям задачи управления, среднюю скорость. Возможность выполнения обгона зависит от скорости обгоняемого, и скоростных свойств обгоняющего ТС, наличия необходимого интервала во встречном потоке.

На рисунке 5.1 представлена схема обгона «с ожиданием». Перед началом обгона водитель обгоняющего TC1 следует за обгоняемым ТС2 с временным интервалом τ12 которому соответствует дистанция S12. В процессе обгона в определенный момент (в данном случае расчет ведется для положения 1.1, когда обгоняющий TC1 догнал ТС2) водитель должен принять окончательное решение о завершении или прекращении обгона. В случае продолжения обгона TC1 опережает ТС2 и возвращается на свою полосу движения (положение 1.2). В момент завершения обгона между обгоняемым и обогнавшим ТС должен быть временной интервал τ21, которому соответствует дистанция S21, в последующие моменты времени величина S21 быстро увеличивается, так как скорость обгоняющего ТС выше, чем у обгоняемого.

Рисунок 5.1- Схема обгона «с ожиданием»

На рисунке 5.2 показана схема незавершенного обгона. В положении 1.1 водитель принимает решение прекратить обгон и осуществляет торможение. В положении 1.2, когда обгоняющее ТС отстает от обгоняемого автомобиля на один метр водитель прекращает торможение и так как скорость TC1 в этот момент меньше, чем у ТС2, то последнее уходит вперед и водитель обгоняющего ТС может вернуться на свою полосу движения, совершая маневр за время τп (время перестроения).

Рисунок 5.2 Схема незавершенного обгона.

За это время ТС проходит путь Sn. Торможение выполняется с максимальным замедлением для данной категории ТС. Значения времени tн.обг и пути Sн.обг незавершенного обгона определяют предельные условия, при которых возможно избежать ДТП при незавершенном обгоне.

Сопоставление значений to6г и tн.обг, Sобг и Sн.обг позволяет оценить правильность выбора момента о возможности или невозможности завершить обгон.

Для того, чтобы решение о прекращении обгона повышало безопасность (т.е. уменьшало вероятность столкновения со встречным автомобилем) по сравнению с решением продолжать обгон, необходимо, чтобы время и путь незавершенного обгона были меньше, чем при его завершении. Разница между этими значениями завершенного и незавершенного обгонов определяет величину резервов безопасности. Если резервы равны нулю или становятся отрицательными, то это означает, что решение о необходимости прекратить обгон надо было принимать раньше, чем обгоняющее ТС догонит обгоняемое ТС.

Чтобы определить искомые показатели сначала необходимо построить измерения указанных зависимостей пути и скорости от времени. Вычисление значений скорости при заданном времени разгона проводится по формуле:

, (5.1)

Вычисление значений пути производится по формуле:

м. (5.2)

Пример построения графиков по этим формулам приведен на рисунке 5.3. Условия завершения обгона можно записать в следующем виде:

м, (5.3)

где S12- дистанция между обгоняемым ТС перед обгоном, с;

S2- путь, проходимый обгоняемым ТС за время обгона, с;

Рисунок 5.3 Зависимости пути и скорости обгона от времени

Вычисление значений S12, S2, S21 производятся по формулам

м, (5.4)

м, (5.5)

м. (5.6)

Анализируя уравнения (5.4)-(5.6) мы можем заметить, что дли вычисления Sобг нам не хватает значения tобг. Чтобы найти значение tобг, перепишем уравнение (5.3) в следующем виде:

м. (5.7)

Решение уравнения (5.7) возможно аналитическим или графоаналитическим методами.

Источник

Расчет параметров обгона

Вычисление значений скорости при заданном времени разгона. Значения пути и скорости разгона в зависимости от времени. Расчёт показателей обгона при заданной скорости обгоняемого автомобиля. Значения показателей завершённого и незавершённого обгонов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Обгоняющее транспортное средство:

Максимальная скорость Vmax=145 км/ч;

Максимальное замедление jmax=5,7м/с2.

Обгоняемое транспортное средство;

Скорость тс V2=(40, 50, 60, 70, 80) км/ч;

Временной интервал между обгоняющим и обгоняемым транспортным средством перед началом обгона t12=2,0 с;

Временной интервал между обгоняемым и обгоняющим транспортным средством после завершения обгона t21=1,5с;

Время перестроения при возвращении ТС на свою полосу tп=2,0 с.

1. Зависимость пути и скорости от времени

Чтобы определить искомые показатели сначала необходимо построить измерения указанных зависимостей пути и скорости от времени.

Вычисление значений скорости при заданном времени разгона проводится по формуле:

где Vmax- максимальная скорость обгоняющего ТС, км/ч;

Вычисление значений пути производится по формуле

Таблица 1. Значения пути и скорости разгона в зависимости от времени

2. Расчет показателей обгона

2.1 Расчёт показателей обгона при скорости обгоняемого автомобиля: V2= 50 км/ч

2.1.1 Расчет показателей завершенного обгона

В данном случае условие будет выполняться при t0 = 7,3с, тогда

Подставим значение t0 в уравнение и вычислим величину S0:

Начало графика «время-расстояние» ТС2 соответствует координатам

Подставляя различные значения tв уравнение:

найдём величину tм, удовлетворяющую условию:

Sобг определяется как:

Рассчитаем относительную погрешность:

Определим расстояние Sм:

Определим время обгона tобг:

Рассчитаем значение показателя скорости ТС1 в момент завершения обгона по формуле

2.1.2 Расчёт показателей незавершённого обгона

Для определения параметров незавершённого обгона используем формулу:

Подставляя в уравнение различные значения t, найдём величину tD, удовлетворяющую условию

и соответствующую расстоянию обгона Sобг.

В данном случае условие будет выполняться при tD = 13,8 с. Подставим значение tD в уравнение

Проверяем верность найденных значений по формуле

Вычисляем путь торможения Sт, обеспечивающего возврат на свою полосу в случае прекращения обгона:

Найдём значение скорости в момент завершения торможения по формуле

Определим путь, проходимый автомобилем при возвращении на свою полосу движения, по формуле

Определим резервы времени и пути:

Таблица 2. Значения S0,t0,Уобг, Урпо от скорости обгоняемого автомобиля

обгон скорость автомобиль

Таблица 3. Значения показателей завершённого и незавершённого обгонов

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Расчёт пути и времени обгона с постоянной скоростью. Условия и особенности расчета пути и времени обгона с возрастающей скоростью. Расчёт времени и пути незавершённого обгона, характеристика его этапов. Значения коэффициента эффективности торможения.

курсовая работа [436,1 K], добавлен 27.01.2010

Внешняя скоростная характеристика двигателя. Определение остановочного времени автомобиля с полной нагрузкой и без нагрузки, показателей устойчивости и управляемости автомобиля, динамического коридора автомобиля, пути и времени обгона с ускорением.

курсовая работа [405,5 K], добавлен 09.09.2013

Технические параметры автомобиля ВАЗ–2107. Понятие тяговой характеристики. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя, вычисление скорости движения. Определение времени и пути разгона и торможения. Сравнение автомобиля с аналоговыми моделями.

курсовая работа [171,7 K], добавлен 28.06.2009

Определение установившейся скорости движения автомобиля марки ЗИЛ-ММЗ-4505 с полной нагрузкой в заданных дорожных условиях. Расчет ускорения, времени и пути разгона автомобиля, замедления при торможении, тормозного пути автомобиля при всех видах загрузки.

курсовая работа [149,4 K], добавлен 22.09.2013

Построение динамического паспорта автомобиля. Графики разгона с переключением передач. Построение скоростных характеристик. Расчет сил тяги и сопротивления движению. Время разгона до заданной скорости. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем.

курсовая работа [109,6 K], добавлен 11.03.2015

Источник

Определение параметров обгона

Расчет данных маневра с опережением, вызванным желанием водителя без потерь времени добраться до пункта назначения. Определение параметров завершенного и незавершенного обгона графоаналитическим и аналитическим методами. Вычисление резервов времени, пути.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

Факультет машиностроения, металлургии и транспорта

Кафедра «Транспортные процессы и технологические комплексы»

«Организация перевозочных услуг и безопасность транспортного процесса»

«Определение параметров обгона»

1. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ОБГОНА

1.1 Подготовка исходных данных

1.2 Определение параметров обгона

2. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1 Завершённый обгон

2.2 Незавершённый обгон

3. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЁТА

3.1 Завершённый обгон

3.2 Незавершённый обгон

3.3 Определение резервов времени и пути

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Обгон представляет собой сложный и опасный маневр, вызванный желанием водителя без потерь времени добраться до пункта назначения.

Обгон связан с выездом из занимаемой полосы и требует свободного пространства перед ТС₁. Трудность выполнения обгона в сочетании с высокой скоростью требует от водителя безошибочного расчета и точности в своих действиях по управлению автомобилем. Малейшая неосмотрительность при обгоне может привести к серьезным последствиям. Возможность выполнения обгона зависит от скорости ТС₂ и скоростных свойств ТС₁, наличия необходимого интервала во встречном потоке. Обгон может выполняться «с хода» и с ожиданием возможности обгона, когда начальная скорость ТС₁ равна скорости ТС₂. Представленная схема является наиболее типичной для сегодняшнего состояния транспортного потока.

Рис. 1. Схема завершённого обгона «с ожиданием»

На рис. 1. Представлена схема завершённого обгона «с ожиданием». Перед началом обгона водитель ТС₁ следует за ТС₂ с временным интервалом ф₂₁, которому соответствует дистанция S₁₂.

В процессе обгона в определенный момент (в данном случае расчет ведется для положения 1.1, когда TC₁ догнал ТС2₂) водитель должен принять окончательное решение о завершении или прекращении обгона. В случае продолжения обгона TC₁ опережает ТС₂ и возвращается на свою полосу движения (положение 1.2). В момент завершения обгона между ТС₂ и TC₁ должен быть временной интервал ф₂₁, которому соответствует дистанция S₂₁, в последующие моменты времени величина S₂₁ быстро увеличивается, так как скорость TC₁ выше, чем у ТС₂.

Разгон TC₁ при обгоне должен выполняться с максимальной интенсивностью и прекращается плавно после его завершения. Реализация такого режима возможна только в том случае, когда имеется необходимый интервал времени между обгоняемым TC₁ и автомобилем, двигающимся впереди него навстречу (в противном случае водитель TC₁ после завершения обгона будет вынужден экстренно затормозить). Описанный режим движения TC₁ обеспечивает минимальные значения пути и времени обгона по схеме «с ожиданием». Значения времени обгона t_ОБГ, пути обгона S_ОБГ и скорости TC₁ в момент завершения обгона V_РБГ в зависимости от скорости ТС₂ определяют предельные условия, при которых обгон может быть завершен.

Рис. 2. Схема незавершенного обгона «с ожиданием»

На рис. 2. показана схема незавершённого обгона «с ожиданием». В положении 1.1 водитель TC₁ принимает решение прекратить обгон. После принятия решения о прекращении обгона водитель TC₁ некоторое время t_т осуществляет торможение, за которое преодолевает расстояние S_T. Торможение выполняется с максимальным замедлением для данного ТС. В положении 1.2, когда TC₁ отстает от обгоняемого автомобиля на один метр, водитель прекращает торможение и, так как скорость ТС₁ в этот момент меньше, чем у ТС₂, то последнее уходит вперед и водитель TC₁ может вернуться на свою полосу движения, совершая маневр за время ф_П. За это время ТС₁ проходит путь S_П.

Значения времени t_Н.ОБГ и пути S_Н.ОБГ незавершенного обгона определяют предельные условия, при которых возможно избежать ДТП при незавершенном обгоне.

Сопоставление значений t_ОБГ и S_Н.ОБГ, S_ОБГ и S_Н.ОБГ позволяет оценить правильность выбора момента о возможности или невозможности завершить обгон.

Для того, чтобы решение о прекращении обгона повышало безопасность (т.е. уменьшало вероятность столкновения со встречным автомобилем) по сравнению с решением продолжать обгон, необходимо, чтобы время и путь незавершенного обгона были меньше, чем при его завершении. Разница между этими значениями завершенного и незавершенного обгонов определяет величину резервов безопасности. Если резервы равны нулю или становятся отрицательными, то это означает, что решение о необходимости прекратить обгон надо было принимать раньше, чем ТС₁ догонит ТС₂.

1. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ОБГОНА

1.1 Подготовка исходных данных

В качестве исходных данных были выбраны данные, представленные в таблице 1.

Источник

Раздел 1. Безопасность транспортых средств (стр. 7 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

м. (5.7)

Решение уравнения (5.7) возможно аналитическим или графоаналитическим методами.

5.2 Графоаналитический метод расчета

Решение графоаналитическим способом показано на рисунке 5.4 и представляет собой последовательность следующих действий:

5.2.1 Задаваясь скоростью V2 с помощью зависимости «время-скорость» находим значения t0 и S0, соответствующие началу обгона.

5.2.2 От точки А (с координатами S0, t0) откладываем вверх величину:

м. (5.8)

5.2.3 Из найденной точки С, ордината которой соответствует величине Sобг + ∑обг проводим под углом a (V2 = tg а, выраженным в м/с) прямую до пересечения с кривой разгона обгоняющего автомобиля «время-путь». Точка пересечения – MS (с координатами SM, tм) является моментом завершения обгона.

Время и путь разгона будут соответственно равны

с, (5.9)

м. (5.10)

5.2.4 Для определения скорости в момент завершения обгона необходимо из точки tM опустить вниз перпендикуляр до пересечения с кривой V1= f(t) т. е. зависимостью «время-скорость» для обгоняющего ТС в момент завершения обгона – Vобг.

5.2.5 Для вычисления параметров незавершенного обгона из точки А (с координатами S0, t0) откладываем вверх величину:

. (5.11)

5.2.6 Из найденной точки В под углом a (V2 = tg а) проводим прямую до пересечения с кривой разгона автомобиля «время-путь» в точке Ds. Точка пересечения соответствует положению 1.1 автомобиля на рисунке 5,2.

Рисунок 5.4 Показатели обгона ТС

5.2.8 Для определения параметров последующего торможения необходимо из полученной точки Ds отложить вниз расстояние равное одному метру и получим точку Е. Из точки Е проводим кривую торможения определенную по формуле

, (5.12)

где ST – тормозной путь, м,

tT – время торможения, с ;

jT=jTмах – максимальное для обгоняющего ТС замедление, м/с.

Точка пересечения кривой торможения и прямой перемещения обгоняемого автомобиля FS соответствует положению 1.2 обгоняющего автомобиля на рисунке 5.2 и определяет момент завершения торможения.

5.2.9 Определение расстояния перестроения на свою полосу движения производится по формуле:

, (5.13)

Vтз— скорость TC1 в момент завершения торможения.

5.2.10 Определение показателей обгона

Показатели обгона определяются с помощью построенного графика на рисунке 5.4.

5.2.10.1 Показатели завершенного обгона:

с, (5.14)

м, (5.15)

5.1.10.2 Показатели не завершённого обгона

с, (5.16)

,с (5.17)

с, (5.18)

,м (5.19)

VТЗ – определяется по графику

5.3.Аналитический метод расчета

5.3.1 Завершенный обгон

Для аналитического решения задачи в уравнение (5.7) надо подставить аналитическое выражение входящих в него членов, в результате подстановки получим следующее выражение:

м, (5.20)

Для решения уравнения (5.20) необходимо предварительно определить значения S0 и t0, соответствующие значениям V1=V2 которые были предварительно определены по таблице 5.3. Для этого уравнение (5.1) необходимо записать в следующем виде:

км/ч. (5.21)

Разделив ∆V на V2 определим относительную погрешность вычислений V2 при заданном значении t. Примем, что величина относительной погрешности не должна быть более + 1%

. (5.22)

Найденные значения S0и t0 подставим в уравнение (5.20). Примем, что относительная погрешность ∆s не должна быть более ±1%

. (5.23)

Подставляя в уравнение (5.20) различные значения t найдем величину tM (рисунок 5.4), удовлетворяющую условию (5.23) и соответствующую расстоянию обгона Sобг. Время обгона определим из уравнения (5.14).

5.3.2 Незавершенный обгон

Чтобы определить параметры незавершенного обгона надо в выражении (5.20) величину ∑обг заменить на величину ∑н. обг и описанным выше способом найти значения t0, соответствующие моменту принятия решения о прекращении обгона, и значения Sрпо и Vрпо.

Условие вычисления пути торможения SТ, обеспечивающего возврат на свою полосу в результате прекращения обгона можно записать в виде:

м, (5.24)

м, (5.25)

где V2— скорость обгоняемого автомобиля;

Принимая, что величина относительной погрешности не должна быть более+1%

. (5.26)

Подставляя различные значения t в выражение (5.25) определим величину tT удовлетворяющую условию (5.26).

Подставляя значение tT в уравнение (5.25) найдем величину SТ. Значение скорости в момент завершения торможения (VЗТ) найдем из выражения

м/с, (5.27)

Путь, проходимый автомобилем при возвращении на свою полосу движения, определяется из уравнения (5.13). Время незавершенного обгона tн.oбг определяется по формуле (5.16). Путь, проходимый ТС Sн.oбг вычисляется по формуле:

м, (5.28)

5.4 Определение резервов времени и пути

Для определения возможности избежать ДТП при решении прекратить обгон в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2, определяются величины резервов времени res t и пути res S по формулам:

с, (5.29)

м, (5.30)

Знак минус означает отсутствие резервов и невозможность избежать ДТП путем торможения.

5.5 Определение показателей завершенного и
незавершенного обгонов

Определение показателей производится для каждого значения скорости обгоняемого ТС V2.

5.6 Пример расчета

Результаты определения показателей заносятся в таблицы 5.1 – 5.3, и представляются в виде графика, приведенного на рисунке 5.5. В качестве примера заполнения таблиц и построения графика, приведены результаты определения параметров обгона автомобиля Фиат 124 S со следующими показателями:

Вычисляем скорость V1, и путь S1 по формулам (5.1 – 5.2)

м/с,

м.

Расчет производится для различных значений t от 5 до 60 с.

По данным расчета заполняется таблицу 5.1 и строится график (рисунок 5.3).

Далее для определения значения tобг нужно решить уравнение (5.7)

Решаем уравнение аналитическим методом.

Для случая завершенного обгона необходимо предварительно определить значения S0 и t0, соответствующие значениям V1=V2 которые были предварительно определены по таблице 5.3. Для этого используем уравнение (5.21)

м/с.

Это значение должно соответствовать условию (5.22)

Рис.5.5 График изменения параметров обгона в зависимости от скорости обгоняемого ТС

Подставляя в уравнение (5.21) различные значения t определим величину t0, удовлетворяющую условию (5.22). Затем подставим значение t0 в уравнение (5.20) и вычислим величину S0.

Величина относительной погрешности не должна противоречить условию (5/23)

.

Время обгона определим по уравнению (5.14) (см. графоаналитический метод).

В случае незавершенного обгона в уравнении (5.20) величину ∑обг заменяем на величину ∑н. обг дальнейшие вычисления проводим аналогично с учетом того, что надо вычислить путь возвращения на свою полосу движения по формуле (5.13)

м.

Путь проходимый TC1 определим по формуле (5.28)

м.

Значения пути и скорости разгона автомобиля Фиат 124 S в зависимости от времени

Значения S0, t0, ∑обг. ∑рпо от скорости обгоняемого автомобиля

Значение показателей завершенного и незавершенного обгонов

На основании анализа зависимостей пути и времени обгона от скорости обгоняемого автомобиля (см. рисунок 5.5) мы можем определить необходимые интервалы во встречном потоке необходимые для выполнения обгона.

Зависимость скорости завершения обгона от скорости обгоняемого автомобиля показывает, что при обгоне автомобиля, который движется со скоростью более 75 км/ч, при завершении обгона необходимо двигаться со скоростью более 90 км/ч. Что превышает разрешенную скорость движения.

Далее анализ резервов времени и пути при прекращении обгона показывает, что в момент когда обгоняющий автомобиль сравняется с обгоняемым, принимать решение о прекращении обгона уже поздно и следовательно надо принимать решение прежде, чем они поравняются. Чем выше скорость обгоняющего автомобиля тем раньше надо принимать решение.

5.7 Оценка возможности предотвращения наезда на препятствия

В ходе служебного расследования часто встаёт вопрос – имел ли водитель возможность предотвратить дорожно-транспортное происшествие? Если водитель совершил наезд, то в соответствии с ПДД при обнаружении препятствия он должен был, применив экстренное торможение, снизить скорость или остановиться.

В случае, если известно расстояние до препятствия в момент обнаружения его водителем (назовем его свободным пространством hц ), сравниваем его с вели­чиной остановочного пути S0 с учетом реально сложившихся условий.

Если значение S0 меньше, чем SСВ — свободное пространство до препятствия в момент его обнаружения водителем (S0 SСВ, то у водителя технической возможности предотвратить наезд не было.

Однако водители должны знать, что в некоторых случаях для избегания наезда более эффективным, чем торможение, оказывается объезд препятствия. Величи­на пути, необходимого для объезда препятствия SОБ, аналогично рассмотренному варианту торможения определяется по формуле

, (5.31)

где S’p, Sp.y — путь, проходимый автомобилем соответ­ственно за время реакции водителя и за время за­паздывания рулевого управления; Sм — путь манев­ра, например в соседний ряд, в процессе которого автомобиль двигается с колесами, повернутыми, например, вправо; какое-то время автомобиль движется прямолинейно, затем водитель поворачивает колеса влево, выравнивая автомобиль (рисунок 5.6).

Рисунок 5.6 Схема объезда препятствия

Значения слагаемых S’p и Sp.y определяются

, (5.32)

где t’р, tру — соответственно время реакции водителя и время запаздывания рулевого управления. Строго говоря, t’р и tру не совпадают со значениями tр, tср, однако для практических расчётов они могут быть приняты равными.

С некоторыми упрощениями, однако с достаточной для практических расчетов точностью, значение 5 может быть определено по формуле

, (5.33)

где у — расстояние смещения автомобиля при объезде препятствия.

Подставив значения слагаемых фор­мул (5.31), (5.32), получим значение пути объезда препят­ствия

Рассмотрим пример. Определить, имел ли водитель легкового автомобиля техническую возможность предот­вратить наезд на стоящий на полосе его движения грузовой автомобиль, если в момент обнаружения водителем препятствия расстояние до него составляло 50 м, приняв, следующие исходные данные: Va = 72 км/ч = 20 м/с; φ = о,5; tр = t’р = 0,8 с; tср = tр. у = 0,2 с; tн = 0,4; у = 3 м, Sсв = 50 м.

Определим значение остановочного пути

м,

а также значение пути объезда по формуле (5.34)

м.

Источник