Как найти минимальный тормозной путь

1.4.  Определение
минимального тормозного пути.

Величина минимального тормозного
пути при экстренном торможении является одним из важнейших и строго
нормированных показателей работы транспортного средства. Теоретическое значение
этого параметра определяется следующим образом:

где:

S₀—длина
тормозного пути, м;

V₀—начальная
скорость торможения, м/с;

В справочных данных указан тормозной путь со
скорости V₀=60
км/ч, однако по ГОСТ 25478-82 для всех типов АТС V₀=40
км/ч. Принимаем V₀=60км/ч
для получения возможности сравнения расчетной величины тормозного пути со
справочной.

Переведем значение V₀
в расчетные единицы:

60 км/ч =(60·1000/3600)=16,667 м/с;

τ_р—время реакции водителя, с;

Примем τ_р=0,8 с;

τ_с—время запаздывания срабатывания
тормозного привода, с;

Данный тип АТС оснащен барабанными тормозными
механизмами с пневмоприводом. Величина τ_с для такого устройства находится
в пределах: 0,2÷0,4 с;

Принимаем среднее значение τ_с=0,3 с;

τ_н—время нарастания замедления, с;

Для грузовых автомобилей с пневмоприводом тормозов τ_н=0,15÷1,5
с;

Принимаем среднее значение τ_н=0,82 с;

φ—коэффициент сцепления;

Необходимо рассчитать величину тормозного пути при
коэффициентах φ₁=0,2; φ₂=0,4; φ₃=0,6
соответствующих разным дорожным условиям.

1.5.  Определение
расхода топлива.

Контрольный расход топлива для
заданной марки автомобиля при полной загрузке и движении с постоянной скоростью
определяется следующим образом:

где:

ρ_т—плотность топлива, кг/л;

Плотность дизельного топлива составляет 0,825 кг/л;

V_а—установившаяся
скорость движения, при которой определяется контрольный расход топлива
автомобилем, м/с;

ГОСТ 20306-90 утверждает контрольную скорость
движения для автомобилей с полной массой свыше 3,5т равную 60 км/ч;

g_e—удельный
расход топлива двигателем АТС, гр./(кВт·ч);

где:

g_N—удельный
расход топлива при максимальной мощности, гр./(кВт·ч);

где:

g_e
min—минимальный
удельный расход топлива, гр./(кВт·ч);

Для АТС с дизельным двигателем g_e
min
находится
в диапазоне: 195÷230;

Принимаем для расчетов средне значение g_e
min=212,5
гр./(кВт·ч);

k_и—коэффициент,
учитывающий влияние на расход топлива степени использования мощности;

где:

A, B,
C—коэффициенты характеризующие
влияние на расход топлива степени использования мощности у дизельных
двигателей;

A=1,70;

B=2,63;

C=1,92;

и—степень использования мощности двигателя;

где:

N_e⁰—мощность
двигателя по внешней скоростной характеристике для частоты вращения n_e⁰
соответствующей контрольной скорости V_а
на высшей ступени коробки передач, кВт;

При V_а=60км/ч,
или V_а=16,667
м/с n_e⁰=1768,760
об/мин;

При n_e⁰=1768,760
об/мин N_e⁰=93,734
кВт;

При V_а=16,667
м/с ψ=0,024;

k_ч—коэффициент,
учитывающий влияние на расход топлива частоты вращения коленчатого вала;

A₁,
B₁,
C₁—коэффициенты
характеризующие влияние на расход топлива частоты вращения коленчатого вала для
всех типов двигателей;

A₁=1,23;

B₁=0,79;

C₁=0,56;

Выводы:

В ходе проведенных вычислений были
определены следующие эксплуатационные показатели такого транспортного средства,
как ЗИЛ 433100:

— минимальный тормозной путь автомобиля со скорости   60
км/ч составляет 48,773 м;

— контрольный расход топлива при движении с постоянной
скоростью равной  60 км/ч составляет 31,488 л/100 км;

— максимально возможная скорость движения равна
18,865 м/с или 67,914 км/ч.

Значения указанных величин
применительны к полностью загруженному автомобилю, исключение составляет длина
тормозного пути, теоретически не зависящая от степени загрузки АТС.

Построены следующие зависимости:

— внешняя характеристика двигателя;

— тяговая диаграмма;

— динамическая характеристика.

Сравним полученные показатели со
справочными:

Таблица 12.

	Расчетные данные	Справочные данные
Vmax, км/ч	67,914	95
S0, м	48,773	36,7
Qm, л/100 км	31,488	18,4

Уважаемый посетитель!

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Ссылка на скачивание — внизу страницы.

Как рассчитать расстояние тормозного пути автомобиля.

 

Как быстро автомобиль ускоряется, наверное, знает большинство автовладельцев. Даже если вы не замеряли динамику разгона своей машины, вы наверняка смотрели заводские технические характеристики вашего авто, где обычно автопроизводитель указывает минимально возможное время разгона с 0-100 км/час. Но теперь вопрос: сколько времени нужно, чтобы остановить вашу машину? Вы знаете это? Уверены, что нет. Но, оказывается, рассчитать расстояние тормозного пути можно достаточно легко с помощью простой формулы. Мы расскажем вам, как это делается. 

Нет такой вещи во Вселенной или материи, которая может мгновенно остановиться. Также и любой автомобиль, когда вы нажимаете педаль тормоза, не сразу может остановиться. Дело в том, что для того чтобы автомобиль или любой объект в нашем мире остановился, необходимо, чтобы он потерял энергию, которая его движет. В результате у любого автомобиля есть тормозной путь, который он проезжает с момента нажатия педали тормоза до момента полной остановки. Это и есть тормозное расстояние машины.

Но на самом деле тормозной путь любого авто зависит не только от его характеристик и тормозной системы, но и от реакции водителя при нажатии педали тормоза. Ведь для того чтобы принять решение о необходимости торможения и нажать педаль тормоза, требуется время, которое хоть и минимально, но достаточно, чтобы машина успела проехать немаленький путь. Особенно это важно при большой скорости движения, где за какие-то доли секунды автомобиль проезжает приличное расстояние. Итак, в итоге, чтобы рассчитать реальную длину тормозного пути, нужно учитывать не только время и расстояние, пройденное автомобилем с момента нажатия водителем педали тормоза до момента остановки машины, но и время, необходимое для принятия решения о торможении. Дело в том, что при принятии решения о торможении мы тратим драгоценные секунды. Вот пример:

• Время отклика: Прежде чем водитель нажмет педаль тормоза, он должен оценить дорожную ситуацию и определить, необходимо ли торможение. Также нужно понять, какое необходимо торможение – полная остановка автомобиля или простое снижение скорости. Обычно, согласно многочисленным исследованиям, большинству водителей для этого требуется около 0,1 секунды. 

• Время, необходимое для нажатия педали тормоза: После того, как водитель понял, что должен тормозить, необходимо еще примерно 0,8 секунды, для того чтобы переместить ногу с педали газа на педаль тормоза и нажать ее. 

Кроме того, даже при нажатии педали тормоза есть еще небольшая потеря времени, связанная с тем, что при нажатии педали тормоза автомобиль, как правило, не начинает резко тормозить. А для того чтобы машина реально начала резко снижать скорость, надо усилить давление на педаль тормоза (пороговое время, необходимое для требуемого тормозного давления в тормозной системе). Также у всех автомобилей разное время отклика на нажатую педаль тормоза. Здесь все, конечно, зависит от конструкции тормозной системы и наличия различной электроники, контролирующей тормоза автомобиля.

Смотрите также: Полный привод оказался лучше при торможении, чем привод на два колеса: Видео

Вы не поверите, но для того чтобы машина реально начала тормозить после нажатия педали тормоза, необходима еще почти 1 секунда времени. Вы представляете, как это много при движении на большой скорости? За эту лишнюю секунду вы можете проехать очень большой путь. 

Что такое формула тормозного пути?

В общем, торможение автомобиля делится на два вида. Например, есть нормальное торможение, а есть экстренное, когда вам нужно резко остановить машину, чтобы избежать аварии.

При торможении в повседневной жизни, допустим, если вы хотите остановить автомобиль на светофоре, вы обычно нажимаете педаль тормоза намного плавнее и мягче, чем при необходимости полностью остановить автомобиль на парковке во дворе. В этом случае вы не применяете в машине максимальное тормозное усилие. При таком плавном и мягком торможении, как правило, тормозной путь (тормозное расстояние) увеличивается. Примерное расстояние тормозного пути при нормальном торможении можно рассчитать по следующей простой формуле:

(Скорость в км/ч : 10) x (скорость в км/ч : 10) = тормозной путь в метрах

При экстренном торможении педаль тормоза, как правило, нажата целиком и с полной силой. Из-за более высокой силы торможения обычно тормозной путь машины сокращается примерно в 2 раза. Поэтому длину тормозного пути можно также вычислить по следующей формуле:

(Скорость в км/ч : 10) x (скорость в км/ч : 10) / 2 = тормозной путь в метрах

Внимание: Вычисляемый по этим формулам тормозной путь является лишь приблизительным значением и подсказкой для водителей. На самом деле в реальности тормозной путь может быть как меньше, так и больше. Ведь расстояние тормозного пути зависит от навыков и опыта вождения водителя, от технической исправности автомобиля, его конструкции, марки, модели, состояния дорог, состояния протектора резины и многих других факторов, которые напрямую влияют на длину тормозного пути. Но благодаря этим формулам вы примерно сможете высчитать среднюю длину тормозного пути машины при определенной скорости движения. Это позволит вам скорректировать ваш стиль управления автомобилем, а также станет хорошим пособием для водителей-новичков. 

Как рассчитать полное время остановки и итоговый тормозной путь?

 

Как мы уже сказали, чтобы рассчитать весь тормозной путь, нужно учитывать потерю времени при принятии водителем решения о торможении (то есть время реакции водителя). Для этого нужно использовать другую формулу, которая обеспечивает более точный приблизительный расчет тормозного расстояния, которое проедет автомобиль в момент принятия решения о необходимости остановки. Вот эта формула:

(Скорость в км/ч : 10) x 3 = путь реакции в метрах

В итоге, сделав вычисление по вышеуказанным формулам, вы можете вычислить приблизительный итоговый тормозной путь вашего автомобиля при любой скорости движения. Вот пример. Если вы управляете своим автомобилем со скоростью 50 км/ч, то с помощью приведенных формул вычислите следующие значения:

• Тормозной путь при принятии решения о торможении на этой скорости (реакция на дорожную ситуацию + принятие решения о торможении + время, необходимое для перемещения ноги с педали газа на педаль тормоза, а также время отклика тормозной системы на нажатую педаль тормоза) составит где-то (50/10) х 3 = 15 метров. То есть пока вы будете принимать решение о торможении при скорости в 50 км/ч, ваша машина проедет 15 метров. 

• Тормозной путь при нормальном торможении (с момента нажатия педали тормоза до момента остановки машины) составит около (50/10) х (50/10) = 25 метров. 

• При экстренном торможении тормозной путь, как мы уже отметили, сокращается примерно в два раза. Соответственно, расчет тормозного расстояния автомобиля, который движется со скоростью 50 км/ч, будет выглядеть следующим образом: (50/10) x (50/10) / 2 = 12,5 метров.

• В результате теперь мы можем вычислить реальный итоговый тормозной путь автомобиля. Так, при нормальном (не резком, а обычном) торможении итоговый тормозной путь составит около 40 метров. При экстренном торможении – не менее 28 метров. 

Примечание: Обратите внимание, что если скорость автомобиля будет выше всего в два раза, его итоговый тормозной путь увеличится в четыре раза!!!

Смотрите также: Основные принципы работы тормозного механизма автомобиля [Принцип работы и элементы тормозной системы]

То есть мнение о том, что при увеличении скорости автомобиля в два раза тормозной путь увеличивается только в два раза, – это чистый воды миф среди многих автолюбителей. Так что имейте это в виду, когда садитесь за руль. Самое удивительное, что об этом не знают даже многие опытные водители. 

Пример расчета тормозных и остановочных расстояний
Скорость, в км / ч	Путь, пройденный автомобилем во время реакции водителя, в метрах	Тормозное расстояние, в метрах (с момента нажатия педали тормоза до полной остановки машины)	Итоговый тормозной путь, в метрах
25	7,5	6,25	13,75
50	15	25	40
100	30	100	130
150	45	225	265
200	60	400	460

Какие факторы влияют на торможение и тормозной путь?

 

Решающим значением для длины тормозного пути, конечно же, является скорость автомобиля, с которой он движется по дороге. Также на тормозной путь влияет качество установленной на машину тормозной системы. В том числе важную роль, несомненно, играет и состояние дороги (снег, лед, качество асфальта/бетона, трещины в дорожном покрытии, листья, лужи и т. п.). И само собой, не стоит забывать о состоянии шин автомобиля. Ведь в определенных случаях изношенная резина сильно увеличит тормозной путь автомобиля, так как не сможет передавать нормальную тормозную способность дорожному покрытию в отличие от новых шин, имеющих нормальное сцепление с дорогой. 

Также ясно, что на мокрой поверхности тормозное расстояние машины больше, чем на сухом асфальте. 

Не стоит забывать и об уровне подготовки водителя. Особенно важна, как мы узнали, для итогового тормозного пути скорость реакции водителя на дорожную ситуацию, требующую остановки автомобиля. Но скорость реакции за рулем зависит не только от опыта вождения. Например, знаете ли вы, что когда вы садитесь за руль в сонном состоянии (не выспались, устали или долго находились за рулем), то скорость реакции может замедлиться почти в два раза по сравнению со скоростью реакции хорошо отдохнувшего водителя. 

В целом же на скорость принятия решения за рулем (скорость реакции) влияет много факторов: возраст водителя, алкогольное или похмельное состояние, употребление определенных медикаментов и в целом состояние здоровья. Так, при многих хронических заболеваниях скорость реакции многих водителей существенно снижается. Следовательно, все эти факторы серьезно влияют на тормозной путь автомобиля. 

Смотрите также: Тормозной путь автомобиля: Все что нужно знать

То же самое касается и отвлечения внимания из-за смартфонов, которыми так любят пользоваться за рулем многие водители, несмотря на строгий запрет согласно нашему действующему законодательству.

Как мы уже сказали, на тормозной путь также влияет время отклика тормозной системы автомобиля на нажатую педаль тормоза. Особенно это касается старых автомобилей. Современные же, как правило, оснащены уже новым поколением тормозов, которые мгновенно активируются за счет максимального тормозного давления, как только вы резко ударите ногой по педали тормоза (например, при экстренном торможении). Эта технология позволила существенно сократить итоговый тормозной путь современных машин. 

Как повысить безопасность при управлении автомобилем?

 

Не зря основное правило вождения гласит о том, что водитель должен держать на дороге достаточную дистанцию до других автомобилей, чтобы оставалось пространство для экстренного торможения и для того, чтобы не спровоцировать ДТП. Но, с другой стороны, вы не должны держать дистанцию между автомобилями слишком большой. Помните, что все должно быть в меру. Вот некоторые правила вождения от экспертов:

• В городском движении: Держите расстояние до других автомобилей около 15 метров. 
• На автомагистралях, шоссе и проселочных дорогах: При скорости движения около 100 км/ч держите дистанцию примерно 50 метров. При плохой видимости или на скользкой дороге дистанция до других машин должна быть увеличена в два раза. Например, при скорости в 100 км/ч на скользкой дороге держите расстояние до впереди идущей машины минимум в 100 метров. 

Дано:

v = 36 км/ч = 10 м/с — начальная скорость автомобиля при торможении;

k = 0,55 — коэффициент трения;

g = 10 м/с^2 — ускорение свободного падения.

Требуется определить тормозной путь автомобиля S (метры).

По второму закону Ньютона:

Fтр = m * a — во время торможения, ускорение автомобилю сообщает только сила трения.

k * m * g = m * a;

a = k * g = 0,55 * 10 = 5,5 м/с^2 — ускорение, с которым тормозит автомобиль.

S = v^2 / 2 * a = 10^2 / 2 * 5,5 = 100 / 11 = 9 метров.

Ответ: тормозной путь автомобиля будет равен 9 метров.

Что такое тормозной путь автомобиля и как его рассчитать?

Автоликбез14 сентября 2019

Содержание

• 1 Понятие тормозного пути автомобиля
• 2 От чего зависит тормозной путь?
• 3 Формула расчета тормозного пути
• 4 Чем отличается тормозной путь от остановочного?
• 5 Как рассчитать полное время остановки и итоговый тормозной путь?

Каждому водителю важно помнить, что его машина не может остановиться мгновенно. Для этого ему потребуется определенное время, на которое влияет большое количество факторов. Правила дорожного движения требуют соблюдать безопасное расстояние между собственным и впереди идущим автомобилем, чтобы в случае необходимости успеть затормозить. Чтобы знать величину этого расстояния, необходимо иметь представление о тормозном пути. Помимо этого, многие путают два понятия – тормозной и остановочный путь.

Понятие тормозного пути автомобиля

Даже, если за рулем машины сидит профессиональный водитель, на дороге всегда может возникнуть ситуация, когда необходимо максимально быстро остановить транспортное средство:

• внезапное появление на дороге человека или животного;
• неисправность транспортного средства;
• нарушение другим водителем правил дорожного движения, что приводит к созданию аварийной ситуации;
• непредвиденные обстоятельства: неровность дорожного покрытия, препятствие (упавшее дерево, камень) и т.п.

Для остановки автомобиля водитель использует педаль тормоза, приводя в работу его тормозную систему.

Тормозной путь авто – это расстояние, которое преодолевает транспортное средство за период времени с момента срабатывания системы торможения до достижения транспортным средством скорости 0 км/ч.

От чего зависит тормозной путь?

Очевидно, что дистанция торможения будет различной в зависимости от ситуации и ее условий. Так, факторы, влияющие на величину этого пути, делят на две группы:

1. Факторы, которые зависят от автомобилиста.
2. Факторы, которые не зависят от автомобилиста.

К условиям, которые не зависят от того, кто управляет автомобилем, относят погоду и состояние дорожного покрытия. Что касается погоды, то логично, что в дождь, снег или гололед времени для остановки машины потребуется больше, чем в сухую погоду.

Дорожное покрытие тоже оказывает влияние на расстояние торможения. Если дорога гладкая без добавления камня, то дистанция, которая будет пройдена транспортным средством при торможении, также будет больше.

На заметку! Если на дорогах есть ямы, то, скорее всего, тормозной путь будет коротким. Это связано с тем, что на таком плохом участке дороге автомобилист просто не будет развивать высокую скорость.

Гораздо больше факторов, которые зависят от водителя (владельца машины):

• скорость. Логично, чем меньше скорость, тем короче расстояние торможения;
• состояние и устройство тормозной системы. Важно, чтобы машина, в том числе ее тормоза, работала исправно, чтобы колодки не были изношены, а давление в шинах было достаточным.
• вид установленных шин. Протектор не должен быть сильно изношен, а тип установленной резины должен соответствовать погодным условиям;
• загрузка автомобиля. Чем легче транспортное средство, тем проще его остановить. Расстояние торможения нагруженного автомобиля будет более длинным;
• наличие системы ABS. На сухом асфальте данная система поможет остановить машину быстрее, а вот в гололед она позволит сохранить управление, но дистанция торможения при этом станет длиннее;
• трезвое состояние водителя. Адекватный водитель быстрее реагирует на быстро меняющуюся ситуацию на дороге, благодаря чему, он быстрее остановит свой транспорт при необходимости;
• отсутствие отвлекающих факторов во время движения. Зачастую замедленная реакция автомобилиста связана с тем, что он отвлекается и не следит за дорогой. Самый распространенный фактор отвлечения внимания – это мобильный телефон. Из-за замедления реакции того, кто управляет авто, путь торможения увеличивается.

Формула расчета тормозного пути

Иногда необходимо рассчитать величину тормозного пути, например в таких случаях:

• испытания автомобиля;
• криминалистическая экспертиза;
• проверка работы тормозной системы авто после ее доработки.

Для выполнения такого расчета используют следующую формулу:

Sторм = Кэ * V * V / (254 * Фс), где:

Sторм – путь торможения;

Кэ – коэффициент торможения;

V – скорость машины;

Фс – коэффициент сцепления.

Последний коэффициент может быть разным. Так:

• при сухой дороге он равен 0,7;
• при мокрой – 0,4;
• при снеге – 0,2;
• при гололеде – 0,1.

Что касается коэффициента торможения, то он является постоянной величиной и чаще всего равняется единице.

Приведем пример. Машина движется летом по сухому асфальту со скоростью 80 км/ч. Необходимо рассчитать величину пути торможения.

S = 1 * 80 * 80 / (254 * 0,7) = 36 метров – это и есть расстояние торможения.

Важно знать! Тормозная дистанция авто прямо пропорциональна квадрату его скорости. Таким образом, увеличивая скорость в два раза, например, с 40 км/ч до 80 км/ч, расстояние торможения увеличивается в четыре раза.

Чем отличается тормозной путь от остановочного?

Тормозной и остановочный пути – это разные понятия, которые часто путают или принимают за одно и тоже.

Остановочный путь – это расстояние, которое прошло транспортное средство с момента осознания автомобилистом необходимости в остановки до достижения машиной скорости 0 км/ч.

А тормозной путь – это дистанция, которую прошла машина с момента срабатывания ее тормозов до ее остановки.

Таким образом, остановочное расстояние включает в себя не только дистанцию торможения, но и расстояние, которое прошло транспортное средство, пока автомобилист реагировал на дорожную ситуацию.

Как рассчитать полное время остановки и итоговый тормозной путь?

Итак, итоговое значение этого пути включает в себя не только расстояние торможения, но и дистанцию реакции автомобилиста.

Чтобы рассчитать расстояние, которое пройдет авто за время реакции водителя, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Sреакции = V / 10 * 3, где

V – это скорость транспортного средства.

Таким образом, итоговый тормозной путь будет равняться сумме двух значений: пути реакции автомобилиста и пути торможения:

Sитог = Sторм + Sреакции

Возвращаясь к примеру, в котором машина движется летом по сухому асфальту со скоростью 80 км/ч, рассчитаем дистанцию реакции.

Sреакции = 80/10 * 3 = 24 метра

Теперь, когда мы знаем, что дистанция торможения равна 36 метрам, а расстояние реакции – 24 метра, можно рассчитать его итоговое значение:

Sитог = 36 + 24 = 60 метров

Соответственно, полное время остановки – это временной период, за который машина пройдет итоговый тормозной путь. Это время складывается из времени реакции водители и времени, затраченного на тормозную дистанцию.

Формула его расчета следующая:

, где:

– время реакции водителя;

– время срабатывания тормозного привода;

– время нарастания тормозных сил;

– начальная скорость торможения;

– ускорение свободного падения;

– коэффициент продольного сцепления с дорогой колёс автомобиля;

– коэффициент эффективности торможения.

Важно! Общепринятая норма времени реакции автомобилиста равняется одной секунде.

Итак, итоговое остановочное расстояние включает в себя дистанцию реакции водителя и тормозной путь. На каждую из этих величин влияют определенные факторы. Чтобы сократить значение итоговой величины, необходимо соблюдать скоростной режим, следить за исправностью автомобиля, учитывать его загруженность и садиться за руль исключительно в адекватном состоянии.