На динамику торможения автопоездов существенное влияние оказывают их характерные особенности: наличие шарнирной связи звеньев автопоезда, допускающей их высокую относительную подвижность в горизонтальной плоскости, перераспределение нагрузки между звеньями при торможении и другое. Они значительно усложняют процесс торможения и исключают применяемость некоторых расчетных формул, полученных для одиночных автомобилей с обычной конструктивной схемой.
При определении нормальных реакций на осях автопоезда при торможении принимаются постоянные значения коэффициентов распределения тормозных сил. Уравнения равновесия недостаточны для определения реакций – дополнительным условием является равенство замедлений тягача и прицепа (полуприцепа) при торможении. Нормальные реакции на осях прямо пропорциональны общей тормозной силе автопоезда и зависят от ее распределения между осями.
Блокирование передней и задней осей седельного автопоезда вызывает, как и у одиночного автомобиля, потерю управляемости и устойчивости. Блокирование же задней оси тягача значительно менее опасно. При этом сохраняется управляемость и невелика интенсивность нарастания заноса, поскольку при заносе мгновенные центры поворота тягача и полуприцепа расположены с противоположных сторон автопоезда.
Устойчивость автопоезда против заносов при торможении в значительной мере зависит от направления усилий в сцепке. Для прицепных автопоездов рекомендуется сохранять «растянутость». У седельных автопоездов, как показало исследование [1], это требование можно выполнить только за счет значительного недоиспользование сцепного веса для создания тормозной силы, что влечет за собой соответствующее увеличение тормозного пути. Поэтому в большинстве конструкций полуприцеп стремится наезжать на тягач.
А.Б. Гредескулом [1] предложены коэффициенты распределения тормозных сил на осях автопоезда:
(1)
(2)
(3)
где L, a, b, hc – база и координаты центра масс тягача, м; Lп, aп, bп, hcп – база и координаты центра масс полуприцепа, м; hк – высота расположения точки сцепки, м; l – смещение точки сцепки вперед относительно задней оси тягача, м; g – отношение веса полуприцепа к весу тягача.
Таким образом, при определенном соотношении тормозных сил у седельного автопоезда возможно одновременное блокирование колес всех осей, соответствующее коэффициенту сцепления jо.
Для седельных автопоездов предлагается применять ту же общую методику выбора соотношения тормозных сил на осях, что и для одиночного автомобиля, согласно которой при низком коэффициенте сцепления ?min и высоком ?max должны быть обеспечены одинаковые значения коэффициентов использования сцепного веса m. Для этого надо сначала определить коэффициент сцепления jо, соответствующий одновременному блокированию всех осей, из квадратного уравнения:
k1
+ k2jо + k3 = 0. (4)
Коэффициенты k1, k2 и k3 равны [1]:
(5)
(6)
где G и Gп – соответственно силы тяжести тягача полуприцепа, Н.
Затем по полученному jо находятся β1, β2 и β3 из выражений (1–3).
Максимальные тормозные моменты на осях рассчитываются из условия опережающего блокирования колес оси полуприцепа при высоком коэффициенте сцепления. Максимальный момент на оси полуприцепа Мτ3max при этом равен:
(7)
Максимальные тормозные моменты на остальных осях определяются на основании полученных ранее значений коэффициентов тормозных сил.
Использование в конструкции автопоездов полученных зависимостей позволит повысить не только устойчивость, но и эффективность торможения.