От чего зависит и как рассчитывается тормозной путь

Как работает тормозная система

Сила человека бесконечна, если только он получит достаточно длинный рычаг и точку опоры – этот принцип применяется также в мотоциклах. Только благодаря механическому и гидравлического усилению человеческой силы удается остановить даже самые тяжелые машины с максимальной скорости до нуля.

Для управления тяжелыми машинами водитель нажимает на тормозной рычаг с усилием около 120 Н (это измерялось между средним и безымянным пальцами). В результате в тормозной системе создается среднее давление 18 бар . Это давление передается через тормозные магистрали к поршням в зажимах, которые, в свою очередь, прижимают тормозные колодки к вращающимся дисковым тормозам.

Ручное давление и гидравлическое давление – это то, что не имеет ничего общего с техникой. Это отличается от цилиндров и тормозных колодок. Здесь используются самые жесткие зажимы, которые не деформируются под нагрузкой и температурой. Все большую популярность приобретают моноблочные зажимы, вырезанные из цельного куска алюминия, что в сочетании с радиальными зажимами (более стабильное соединение с хвостовиком вилки) обеспечивает лучшее торможение.

Более старые машины и более дешевые новинки оснащены твердыми фиксированными четырехпоршневыми суппортами. Даже хрупкая конструкция плавающего зажима, используемого в Honda CBF 1000, достаточна для эффективного торможения.

Являются ли тормоза острыми или тупыми, определяется смесью материалов, используемых для изготовления тормозных колодок. Здесь чаще всего встречаются сплавы металлов, гарантирующие хорошую эффективность торможения как в холодных, так и в жарких условиях. В прошлом использовались органические смеси, которые холодно скользили по дискам, а влажные часто выходили из строя. Поэтому большинство производителей также предлагают современные спеченные версии для более старых моделей.

Благодаря установке кабелей высокого давления в стальной оплетке , приемлемые результаты также могут быть получены в старых тормозных системах.

Шины врезаются в дорогу с коэффициентом трения 1,2 (шины для суперспортов на гоночной трассе), что допускает задержки более 10,0 м / с2 . Реальная задержка увеличивает сопротивление воздуха. Вы можете добавить их, потому что это не переносится шинами. По этой причине при торможении со скоростью 200 км / ч может быть достигнуто замедление выше 11 м / с2.

Мотоциклист контролирует тормозное усилие благодаря механической и гидравлической трансмиссии. В примере показано сравнение радиального ручного главного цилиндра (вверху) с обычным насосом. В последнем механическое соотношение меньше (1: 6), чем у радиального насоса (1: 7,5). Однако поршень диаметром 16 мм обеспечивает большую гидравлическую трансмиссию. В результате результаты уравновешены и тормозное давление идентично. Разница в лучшей дозировке раствора с радиальным насосом.

Экстренное торможение

Экстренным (аварийным) торможением пользуются при возникновении опасности наезда или столкновения.

Не следует слишком резко и сильно нажимать на тормоз – в этом случае блокируются колеса, машина теряет управление, начинается ее скольжение по трассе «юзом».

Симптомы заблокированных колес во время торможения:

• появление вибрации колес;
• уменьшение торможения автомобиля;
• появление скребущего или визжащего звука от покрышек;
• у машины возник занос, она не реагирует на движения руля.

ВАЖНО: Если есть возможность, необходимо сделать предупреждающее торможение (полсекунды) для машин, следующих сзади, на мгновенье отпустить педаль тормоза и тут же начать экстренное торможение

11.9. Распределение тормозных сил по колесам автомобиля

При торможении на горизонтальной дороге (см. рис. 11.1) дей­ствие силы инерции Р_и, приложенной в центре тяжести, которое характеризуется плечом, равным h_ц, приводит к перераспределе­нию нагрузки на колеса. При этом нагрузка на передние колеса увеличивается, а на задние уменьшается. Следовательно, нормаль­ные реакции R_Z1и R_Z2, воспринимаемые колесами при торможе­нии, значительно отличаются от нагрузок G₁и G₂, приходящихся на колеса в статическом состоянии.

Изменение нагрузок на колеса при торможении оценивается коэффициентами изменения реакций, которые для передних и задних колес соответственно равны

Для определения значений т_Р1и т_Р2найдем сначала нормаль­ные реакции R_Z1и R_Z2при торможении. С этой целью составим уравнение моментов относительно центра тяжести, пренебрегая силой сопротивления воздуха, так как при торможении скорость быстро падает и влияние силы незначительно:

При экстренном торможении на горизонтальной дороге

Тогда уравнение моментов примет вид

Спроецируем все силы на вертикальную плоскость и получим

Решим совместно два последних уравнения и найдем нормаль­ные реакции дороги, действующие на передние и задние колеса при торможении:

Используя полученные выражения для R_Ziи R_Z2и учитывая, что

 находим коэффициенты изменения реакций при торможении для передних и задних колес соответственно:

Как показали исследования, при торможении предельные зна­чения коэффициентов изменения реакций составляют 1,5… 2,0 для передних колес и 0,5…0,7 — для задних.

Наибольшая интенсивность торможения автомобиля достига­ется при полном использовании сцепления всеми его колесами, что возможно только на дороге с оптимальным коэффициентом сцепления φ_опт = 0,40…0,45.

На дорогах с другими значениями коэффициента сцепления полное использование сцепления невозможно без блокировки колес одного из мостов. Так, при торможении на дорогах с коэф­фициентом сцепления, большим оптимального (φ_х> φ_опт), первы­ми будут блокироваться (доводиться до юза) задние колеса, что может вызвать занос и нарушение устойчивости автомобиля. При торможении на дорогах с коэффициентом сцепления, меньшим оптимального (φ, < φ_опт), в первую очередь будут блокироваться передние колеса, что может привести к нарушению управляемо­сти автомобиля.

Тормозные системы автомобилей часто выполнены так, что между тормозными силами передних и задних колес существует неизменное соотношение. Оно оценивается коэффициентом рас­пределения тормозных сил по колесам

где P_TPl = R_Z1φ_x — суммарная тормозная сила передних колес;

Р_тор = Gφ_х — тормозная сила автомобиля.

Распределение тормозных сил по колесам автомобиля считает­ся оптимальным, если передние и задние колеса могут быть одно­временно заблокированы (доведены до юза). В этом случае коэф­фициент распределения тормозных сил

Для того чтобы торможение автомобиля в любых дорожных условиях происходило с максимальным замедлением, необходи­мо, чтобы тормозные силы на его колесах всегда были пропорцио­нальны нагрузкам или нормальным реакциям, приходящимся на колеса:

Такая пропорциональность между тормозными силами и на­грузками на колеса может быть достигнута различными конструк­тивными мерами, например с помощью регуляторов тормозных

сил, которые изменяют значение тормозной силы на колесах мо­ста в зависимости от нагрузки, приходящейся на мост.

Как считать

Формул для расчёта остановочного пути, соответственно, не существует. Наш математический аппарат не способен обработать такое количество переменных. Поэтому, пожалуйста, не отвлекайтесь от дороги, когда сидите за рулём.

Тормозной путь часто отождествляют с длиной тормозного следа. Хоть эти показатели и не значат одно и то же, однако вытекают один из другого. Поэтому не станем отходить от общепринятой практики. В этом смысле тормозной путь широко используется в разборе дорожных ситуаций; например, зная массу машины и измерив тормозной путь, можно определить скорость, с которой двигался автомобиль. Если говорить о готовой формуле, то вот так она выглядит:

Va — собственно, скорость, которую нам нужно вычислить; tз — время усиления торможения; j — установленное время торможения (берётся из таблицы); Sю — длина тормозного следа.

Обратите внимание, что величины измерения в этом уравнении — секунды и метры. Соответственно, ответ вы получите в метрах в секунду; мы предупреждаем, чтобы не сбивать вас с толку

На первый взгляд, формула не такая уж сложная. Тем не менее вычисления могут запутать вас из-за достаточно большого числа параметров и их непрозрачности. Например, время усиления торможения как-то интуитивно не может появиться у вас в голове, когда вы смотрите на след от своей резины. Определение скорости по тормозному пути всё же остаётся уделом экспертов. А теперь представьте, что вдобавок к этому вам нужно учесть ещё с десяток параметров, относящихся к вам и вашему состоянию. Представили? Это сложно для неподготовленного к математике, физике и баллистике человека, так что расчёты тоже оставим экспертам. Надо же им чем-то заняться.

От чего зависит тормозной путь

Рассматриваемый показатель не является постоянной величиной и может варьировать по ряду причин. Все факторы, влияющие на путь торможения, можно разделить на две большие группы: зависящие от водителя и независящие от водителя. К числу причин, не зависящих от человека за рулем, относят:

• состояние дороги;
• погода.

Несложно догадаться, что в дождь, снег или гололед расстояние, которое потребуется для остановки автомобиля, будет большим, чем на сухом асфальте. Торможение окажется длительным и при движении по гладкому асфальту, в который не была добавлена каменная крошка. Здесь колесам не за что зацепиться, в отличие от шершавых покрытий.

Факторы, зависящие от водителя или владельца авто:

• состояние тормозов;
• устройство системы;
• наличие ABS>;
• вид покрышек;
• загруженность ТС;
• скорость движения.

Тот факт, что длина тормозного пути автомобиля напрямую зависит от исправности системы торможения, не требует доказательств. Машина с неработающим тормозным контуром или изношенными колодками никогда не сможет остановиться также быстро, как исправное ТС.

От устройства тормозных агрегатов зависит многое. Современные машины, оснащенные задними дисковыми тормозами и системами помощи при торможении, имеют гораздо лучшее сцепление с дорогой и короткий отрезок торможения.

В свою очередь, наличие EBD с ABS не всегда способствует сокращению расстояния, необходимого для остановки. На сухом твердом покрытии, где блокировка колес наступает только при очень интенсивном торможении, система действительно сокращает тормозной путь. Однако на голом льду «умный» электронный помощник начинает сбрасывать тормозное усилие даже при легком нажатии на педаль тормоза. При этом авто сохраняет управляемость, однако путь его торможения значительно увеличивается.

От чего зависит скорость замедления? Разумеется, от вида покрышек. Так, на голом, пусть и промороженном асфальте, а также в снежной каше, лучше всего тормозят т. н. «липучки» — зимние покрышки, не оснащенные шипами. В свою очередь, в гололед и на заснеженных дорогах наиболее эффективной является ошипованная «резина». Немаловажным фактором, влияющим на величину остановочного отрезка, является скорость и загруженность машины.

Понятно, что легковесный автомобиль при скорости 60 км/ч остановится быстрее, чем грузовик, загруженный под завязку и движущийся со скоростью 80-100 км/ч. Последнему не позволит быстро остановиться слишком высокая для него скорость и инерция.

Когда и как производится замер

Расчет тормозного пути может потребоваться в следующих случаях:

• технические испытания транспортного средства;
• проверка возможностей машины после доработки тормозов;
• криминалистическая экспертиза.

Коэффициент сцепления с дорогой изменяется в зависимости от состояния покрытия и определяется по следующей таблице:

Коэффициент Кэ является статической величиной и составляет единицу для всех наиболее распространенных легковых транспортных средств.

В таблице указано сколько метров машина будет продолжать движение до полной остановки. Следует учитывать, что в расчет не берутся никакие иные показатели (повороты, выбоины на дороге, встречный поток и т.д.). Сомнительно, что в реальных условиях на обледенелой дороге, автомобиль сможет проскользить километр и не встретить столб или отбойник.

Мы нашли интересный калькулятор, который не только рассчитывает показатель в зависимости от скорости и состояния дороги, но и наглядно показывает весь процесс.

Отвлечение внимания на дороге.

Когда мы находимся за рулем, то мы должны быть максимально внимательны и сосредоточены конкретно на дороге. Но к большому сожалению, нас часто и что-то  отвлекает на дороге, в результате чего наша реакция за рулем снижается и это обычно приводит к ДТП (к аварии).

К примеру, тот же главный враг водителя – мобильный телефон, или смартфон, или планшет. Согласно действующего законодательства в нашей стране действует запрет на использование мобильных устройств во время движения за рулем автомобиля. Но к нашему сожалению, этот действующий закон мало кто из водителей в России соблюдает.

Но этот запрет друзья на самом деле сделан неспроста

Дело в следующем,  согласно проведенным исследованиям такие разговоры по сотовому телефону за рулем автомобиля отвлекают водителя и снижают его внимание. В том числе, из-за мобильного телефона реакция водителя также сильно падает. Например, было официально установлено, что ведущий разговоры по мобильному телефону водитель, во время движения на машине начинает себя вести точно также, как и водитель управляющий автомобилем в состоянии легкого алкогольного опьянения

Почему же так происходит? А дело все в том, что наш с вами мозг не безграничен и не может обрабатывать слишком много информации одновременно. В итоге получается, когда мы с вами разговариваем по телефону за рулем машины, то наша реакция снижается в несколько раз, что часто и становится причиной аварий. Например, из-за того что водитель не вовремя начал тормозить, это в итоге привело к увеличению тормозного пути машины

Например, было официально установлено, что ведущий разговоры по мобильному телефону водитель, во время движения на машине начинает себя вести точно также, как и водитель управляющий автомобилем в состоянии легкого алкогольного опьянения. Почему же так происходит? А дело все в том, что наш с вами мозг не безграничен и не может обрабатывать слишком много информации одновременно. В итоге получается, когда мы с вами разговариваем по телефону за рулем машины, то наша реакция снижается в несколько раз, что часто и становится причиной аварий. Например, из-за того что водитель не вовремя начал тормозить, это в итоге привело к увеличению тормозного пути машины.

Все вышеуказанные факторы напрямую влияют на итоговый тормозной путь в случае торможения автомобиля. Ведь все эти вещи приводят к увеличению времени для полной остановки машины, что в конечном итоге ведет к более длинному тормозному пути.

Тормозной путь автомобиля при скорости 60 кмч

Деформация кузова при столкновении на скорости 60 км/ч

Длина остановочного пути

также зависит не только от водителя, но и от других сопутствующих факторов: от качества дороги, скорости движения, погодных условий, состояния тормозной системы, устройства тормозной системы, шин автомобиля и многих других.

Обратите внимание, что вес легкового автомобиля не влияет на длину тормозного пути. Это связано с тем, что вес автомобиля увеличивает инертность автомобиля при выполнении торможения, препятствуя при этом торможению, но увеличивает сцепление шин с дорогой благодаря увеличенной массе авто. Эти физические свойства компенсируют друг друга, при этом практически не оказывая влияние на длину тормозного пути

Эти физические свойства компенсируют друг друга, при этом практически не оказывая влияние на длину тормозного пути.

Скорость торможения напрямую зависит от способа торможения. Резкий тормоз

до упора, приведет к заносу или движению машины юзом (если машина не оборудована системой ABS).

Постепенное нажатие

на педаль применяется когда на дороге хорошая видимость и спокойная обстановка, оно не подходит для экстренных ситуаций.При прерывистом нажатии можно потерять управляемость, но зато быстро остановиться. Также возможноступенчатое нажатие (схоже по эффекту с системой АБС).

Существуют специальные формулы, которые позволяют определить длину тормозного пути. Мы попробуем просчитать формулу по разным условиям, в зависимости от типа дорожного покрытия.

Тормозной путь на сухом асфальте

Вспоминаем уроки физики, где ?

– это коэффициент трения,g – ускорение свободного падения, аv – скорость движения машины в метрах в секунду.

Ситуация следующая: едет водитель на автомобиле Lada скорость которого 60 км/час. Буквально в 70 метрах идет женщина преклонного возраста, которая забыв о правилах безопасности спешно догоняет маршрутное такси (стандартная ситуация для России).

Воспользуемся этой самой формулой: 60 км/ч = 16,7 м/сек. У сухого асфальта коэффициент трения равняется 0,7 , g – 9,8 м/с. На самом деле, в зависимости от состава асфальта, он равен от 0.5 до 0.8, но всё же возьмем усредненное значение.

Полученный по формуле результат 20,25 метров. Естественно, что данное значение уместно лишь для идеальных условий, когда на машину установлена качественная резина и тормозные колодки, тормозная система исправна, при торможении вы не уходите в юз и не теряете управление, от множества других идеализированных факторов, которые не встречаются в природе.

Также для перепроверки результата, существует еще одна формула определения тормозного пути

S = Кэ * V * V / (254 * Фс) , где Кэ – тормозной коэффициент, для легковых авто он равняется единице; Фс – коэффициент сцепления с покрытием 0,7 (для асфальта).

Подставляем скорость движения транспортного средства в км/ч.

Получается, что тормозной путь 20 метров для скорости 60 км/ч, (для идеальных условий), в том случае если торможение будет резким и без юза.

Тормозной путь на покрытии: снег, лед, мокрый асфальт

Автомобили BMW на испытаниях Коэффициент сцепления помогает обозначить длину остановочного пути при разных дорожных условиях. Коэффициенты для разных дорожных покрытий

• Сухой асфальт – 0,7
• Мокрый асфальт – 0,4
• Укатанный снег – 0,2

Попробуем подставить эти значения в формулы, и найдем значения длины тормозного пути для дорожного покрытия в разное время года и при разных погодных условиях

• Мокрый асфальт – 35,4 метра
• Укатанный снег – 70,8 метра
• Лед – 141,6 метра

Получается, что на льду длина тормозного пути практически в семь раз

выше, относительно сухого асфальта (так же как и подставляемый коэффициент). На длину тормозного пути влияет качество зимней резины, физические свойства.

Тестирование показало, что с системой АБС остановочный путь существенно снижается, но все же при гололеде и снеге АБС не влияет, а наоборот ухудшает эффективность торможения, если ее сравнивать с тормозной системой без ABS. Тем не менее, в АБС по большей мере все зависит от настроек и наличия системы распределения тормозного усилия (ЕБД).

Преимущество АБС в зимнее время

– полный контроль над управлением автомобиля, что сводит к минимуму возникновения неуправляемого заноса при выполнении торможения. Принцип работы АБС схож с выполнением ступенчатого торможения на автомобилях без АБС.

Система АБС уменьшает тормозной путь на: сухом и мокром асфальте, укатанном гравии, разметке .

На льду и укатанном снеге использование АБС увеличивает тормозной путь на 15 — 30 метров, но позволяет сохранить контроль над машиной, без увода машины в занос. Этот факт следует учитывать.

Правила дорожного движения и скорость

Для того, чтобы тормозной путь был как можно меньше и соответствовал таблице, расположенной выше, следует придерживаться правилам дорожного движения и рекомендуемой скорости.

• Так, в населенных пунктах не стоит превышать скорость более 60 километров в час, а во дворах и жилых зонах – не стоит ехать более двадцати километров в час.
• Для автобусов перевозящих детей есть ограничение по всем дорогам – шестьдесят километров в час.
• Такие же условия скорости нужно соблюдать транспорту, у которого в кузове на специальных лавках сидят люди. Автобусам, будь то междугородними или маломестными, а так же мотоциклам разрешено ехать не более 90 километров в час.
• Всем остальным автобусам, а так же автомобилям категории «в» которые буксируют прицеп – на автомагистралях можно ездить не более 90 километров в час.
• Те же правила касаются и грузовиков с полуприцепами. А вот по остальным дорогам эти транспортные средства могут ехать не более чем 70 километров в час.
• Легковым и грузовым авто (если полная масса не превышает трех с половиной тонн) по автомагистралям можно ездить со скоростью 110 километров в час, а по всем остальным дорогам – не более 90километров в час.

Расчет остановочного пути транспортного средства

Для расчета тормозного пути можно использовать одну из наипростейших формул:

SO=SP+SCT+ST

1. SO – это путь, который автомобиль пройдет до полной остановки
2. SP — это те метры, которые автомобиль проедет за время реакции водителя
3. SCT – метры, которые авто проедет за время срабатывания тормозов
4. ST – непосредственное торможение

На примере можно произвести нехитрые расчеты:

• SO=SP+SCT+ST
• SCT=V*TCT=16M/C»1C=16M
• SP=V*TP=16M/C»0.25C=4M
• ST=V*TT=16M/C»1C=16M
• SO=16+4+16=36M

Благодаря таким нехитрым подсчетам можно сделать вывод о том, что автомобиль проедет, с момента обнаружения водителем опасности до момента полной остановки транспортного средства, 36 метров.

Но все-таки, не стоит полагаться на этот расчет.

Ведь не стоит забывать, что автомобиль обладает разным колесным приводом, состоянием колес и тормозных дисков. Так же время торможения зависит от реакции водителя и его силу нажатия на педаль тормозного механизма. Погодные условия тоже играют немаловажную роль в остановочном расстоянии транспортного средства

Ну и напоследок. Не забывайте вовремя проходить технический осмотр транспортного средства или делайте осмотр сами.

Держите необходимое давление в шинах, периодически заглядывайте в бачок, который предназначен для тормозной жидкости – если уровень мал – подливайте. Проверяйте состояние дисков и шин автомобиля, и не забывайте «переобуваться».

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.

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.

Безопасная дистанция между автомобилями

Согласно п. 13.1 Правил дорожного движения, водителю необходимо держаться от впереди идущего транспортного средства на достаточном расстоянии, которое позволит ему вовремя затормозить.

Несоблюдение дистанции является одной из главных причин транспортных аварий.

При резкой остановке впереди идущего транспорта у водителя автомобиля, вплотную следующего за ним, нет времени для торможения. В результате происходит столкновение двух, а иногда и более транспортных средств.

Для определения безопасного расстояния между машинами во время движения рекомендуется брать целое числовое значение скорости. Например, скорость автомобиля — 60 км/час. Значит, дистанция между ним и впереди идущим транспортным средством должна быть равна 60 метрам.