4.1 Определение остановочного времени автомобиля с полной нагрузкой и без нагрузки
Остановочное время автомобиля определяется по следующей формуле:
(4.1)
где 
– время реакции водителя, с;
– время срабатывания тормозной системы, с;
– время нарастания замедления, с;
kэ – коэффициент эффективности торможения;
V– скорость автомобиля непосредственно перед началом торможения, м/с;
– коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги;
g– ускорение свободного падения;
принимаем равным 0,8 с;
для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов 0,2 – 0,3 с, для автомобилей с пневматическим приводом тормозов 0,6 – 0,8 с;
рассчитывается по формуле:
(4.2)
где G– вес автомобиля с данной нагрузкой, Н;
b– расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести, м;
hц– расстояние от центра тяжести автомобиля до поверхности дороги, м;
k1–скорость нарастания тормозных сил, кН/с;
L– база автомобиля, принимаем 3,77м.
Расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести рассчитывается по формуле:
(4.3)
где М1 – масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось, кг;
М– масса всего автомобиля с данной нагрузкой, кг;
k1 выбирается в зависимости от типа тормозной системы:
для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов k1 = 15 – 30 кН/с;
kэ выбирается в зависимости от типа автомобиля и его весового состояния из следующей таблицы.
Таблица 4.1 — Значения коэффициентов эффективности торможения
Коэффициент эффективности торможения kэ
При торможении на автомобиль действует сила трения скольжения, поэтому по 2 закону Ньютона: µ mg = ma , отсюда а = µg. Путь до полной остановки рассчитывается по формуле: S = v 2 / 2 a . Тогда тормозной путь равен : S = v 2 / 2µ g . Остановочный путь равен сумме пути автомобиля во время реакции водителя (равномерное движение) и тормозного пути: S = vt + ( v 2 / 2µ g ) .
При повороте на тело также действует сила трения, но тело движется по окружности, поэтому 2 закон Ньютона будет иметь вид: µ mg = mv 2 / R . Тогда радиус поворота равен: R = v 2 / µ g .
Не вписался в поворот
1. Вычислить остановочный путь автомобиля для начальной его скорости 72 км/ч , если он замедляется с постоянным ускорением 6 м/с 2 , а время реакции водителя составляет 1с.
2. Шофер автомобиля, едущего со скоростью 60 км/ч, внезапно видит перед собой группой школьников, собирающейся перейти дорогу. Как поступить целесообразнее: затормозить или повернуть?
Для домашнего задания:
1. На трассе за чертой города скорость автомобиля 110 км/ч. Включен дальний свет. Дорогу перебегает заяц. Какова его судьба?
2. На горизонтальной дороге автомобиль делает поворот радиусом 16 м. Какова наибольшая скорость, которую может развить автомобиль, чтобы его не занесло, если коэффициент трения скольжения колес о дорогу равен 0,4?
3. Шофер автомобиля, едущего со скоростью 60 км/ч, внезапно видит перед собой на расстоянии 40 м широкую стену. Что ему выгоднее: затормозить или повернуть?
4. Выясните технические характеристики вашего семейного автомобиля (если в семье нет автомобиля – выберите в интернете понравившуюся модель и изучите ее). Какие технические средства безопасности пассажиров есть в автомобиле, выясните наличие антиблокировочная тормозная система и узнайте мнение водителя о ее роли.
5. При возможности практически выясните глубину зоны видимости при ближнем свете, входя в эту зону в темной одежде и со светоотражателем – например со знаком аварийной остановки в руках. Автомобиль стоит.
Каждый водитель хоть раз да оказывался буквально в паре секунды от аварии, когда жизненно необходимо успеть затормозить. Однако встать, как вкопанный по команде автомобиль не может. Расстояние, которое он проедет с момента начала торможения до полной остановки и называют тормозным путём. Уметь прикинуть тормозной путь нужно, чтобы он всегда был меньше, чем расстояние до оказавшейся на пути помехи.
Длина пути торможения зависит от множества разных факторов. Тут и реакция водителя, и уровень работы тормозной системы автомобиля, и внешние факторы, вроде материала трассы и погодных условий. Ну и конечно, решающую роль играет скорость машины на момент торможения. Появляется вопрос — как рассчитать тормозной путь автомобиля при всех этих условиях? Для общих расчётов достаточно трёх главных факторов — тормозного коэффициента (Кэ), скорости движения (V) и коэффициента сцепления (Фс) с трассой.
Формула для расчёта тормозного пути автомобиля
Формула из таблицы, вычисляющая длину тормозного пути, выглядит так: S=Кэ*V*V/(254*Фс). Тормозной коэффициент у обычного легкого автомобиля равняется единице. Коэффициент сцепления на сухой поверхности будет равен 0,7. Для примера, возьмём случай, когда машина движется по сухой трассе со скоростью в 60 км/ч. Тогда длина тормозного пути будет равна 1*60*60/(254*0,7)=20,25 метра. На льду же (Фс=0,1) торможение продлится в семь раз дольше — 141,7 метра!
По результату видим, как сильно длина тормозного пути автомобиля из таблицы зависит от состояния трассы и погодных условий.
Торможение в разных условиях
Длина тормозного пути обратно пропорциональна коэффициенту сцепления с трассой. Проще говоря — чем хуже “держит” дорога, тем дольше машина тормозит. Посмотрим на изменения коэффициента (Фс) подробнее:
- при сухом асфальте — 0,7;
- на мокром асфальте — 0,4;
- если укатан снег — 0,2;
- обледеневшая дорога — 0,1.
Эти цифры позволяют нам увидеть, как изменится тормозной путь в зависимости от условий. Как уже говорилось, при скорости 60 км/ч на сухой дороге автомобиль будет тормозить 20,25 метра, а на льду — 141,7. На мокрой трассе дистанция торможения составит 35,4 метра, а на заснеженной — 70,8.
Типы торможения
Стоит также учитывать, что большую роль играет способ торможения:
- Резкое нажатие может отправить автомобиль в неконтролируемый занос.
- Постепенное нажатие на педаль сработает при хорошей видимости и запасе времени, но его не применить в экстренной ситуации.
- Прерывистое торможение с несколькими нажатием на педаль до упора позволит быстро остановить машину, но также чревато потерей контроля.
- Ступенчатое нажатие позволит блокировать колёса, не потеряв контакт с педалью.