Может случиться так, что от длины тормозного пути будет зависеть целостность кузова автомобиля и сохранность его пассажиров. Автомобиль на скорости просто не может резко замереть после нажатия на тормоз, даже если на нем стоят качественные покрышки и эффективная система торможения. После того, как нажата педаль тормоза, машина в любом случае преодолевает некоторое расстояние, и называется это расстояние - тормозной путь.
Водителю необходимо постоянно рассчитывать длину тормозного пути в соответствии с одним из правил по безопасности движения, которое говорит о том, что путь торможения должен быть меньше, чем расстояние до помехи.
В данной ситуации, все зависит от реакции и умения водителя, чем раньше он нажмет на тормоз и правильнее рассчитает длину тормозного пути, тем раньше, и успешнее авто затормозит.
Тормозной путь автомобиля при скорости 60 км/ч
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.
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 возможно ступенчатое 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.
Формула для определения тормозного пути
Тормозной путь на сухом асфальте
Вспоминаем уроки физики, где ? – это коэффициент трения, g – ускорение свободного падения, а v – 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.
Как тормозить на мотоцикле?
Правильно тормозить на мотоцикле задача довольно сложная. Можно тормозить задним колесом, передним, либо двумя, юзом или двигателем. При неправильном торможении на больших скоростях можно потерять равновесие. Для того, чтобы рассчитать тормозной путь мотоцикла на 60 км/ч также подставляют данные в формулу. Учитывая при этом другой тормозной коэффициент и коэффициент трения.
Тормозной путь мотоциклов
- Сухой асфальт: 23 - 33 метра
- Мокрый асфальт: 35 - 46 метра
- Грязь и снег: 70 - 95 метра
- Гололед: 95 - 128 метра
Второй показатель – тормозной путь при торможении мотоцикла юзом.
Длину тормозного пути должен знать и уметь рассчитать любой владелец транспортного средства, и лучше это делать визуально.
Следует помнить, что при возникновении дорожно-транспортного происшествия по длине юза, который останется на дорожном покрытии, можно определить скорость движения транспортного средства перед столкновением с препятствием, что может констатировать превышение допустимой скорости водителем и сделать из него виновника происшествия.
Остановочный путь S о автомобиля складывается из отрезков пути на выделенных выше участках (см. рис. 9.4):
S о = S р + S пр + S н + S уст, (8)
где: S р – путь за время р реакции водителя; S пр – путь за время ср срабатывания; S н – путь за время н нарастания замедления; S уст – путь за время уст установившегося торможения.
Пусть начальная скорость автомобиля равна V 0 . На интервале р считаем скорость автомобиля постоянной:
S р =V 0 р. (9)
Также считаем постоянной скорость автомобиля на интервале пр:
S пр =V 0 пр. (10)
Полагаем, что на интервале н замедление возрастает по линейному закону. Тогда скорость на интервале по времени t выражается формулой
V (t ) =V 0 – (j уст / н)t 2 /2.
В конце интервала она станет равной V 1 =V 0 –j уст н /2. Вычисляем интеграл от V (t ) и подставляем t = н:
S н =V 0 (1 – j уст н /6) н. (11)
В конце интервала уст скорость автомобиля снижается до нуля:
V (t ) =V 1 – j уст t .
Это уравнение связывает между собой интервал времени уст и замедление: уст = V 1 /j уст. Вычисляем интеграл, и получаем:
S уст =V 1 2 /(2j уст). (12)
Формулой (12) часто пользуются для примерного расчета тормозного пути автомобиля по известному замедлению или коэффициенту сцепления:
S о V 0 2 /(2j уст);S о V 0 2 /(2g X ).
Для более точного расчета остановочного пути в режиме экстренного торможения применяют следующие формулы:
S о =V 0 ( р + пр + 0,5 н) +V 0 2 /(2j уст), гдеV 0 , м/с; (13)
S о =V 0 ( р + пр + 0,5 н)/3,6 +V 0 2 /(254 X ), гдеV 0 , км/час.
1.11 Распределение тормозных сил между осями автомобиля
При торможении автомобиля образуется сила инерции P j , равная сумме тормозных сил. Происходит перераспределение нормальных нагрузок по осям: нагружается передняя и разгружается задняя ось. В статическом состоянии автомобиля нагрузки на оси определяются расстояниями a и b центра масс O от передней и задней осей (рис. 1.5):
R Z 1 = G b /L ; R Z 2 = G a /L ,
где G – вес автомобиля; L = a + b – база автомобиля.
Отношение P Т к G называют коэффициентом интенсивности торможения :
= P Т /G , (14)
где P Т = P Т1 + P Т2 (см. рис. 1.5). Максимальная величина ограничена коэффициентом сцепления MAX = X .
Перераспределение нагрузок при торможении зависит от коэффициента и высоты центра масс h (значения h приведены в /4/):
R Z 1 = G (b + h )/L ; R Z 2 = G (a – h )/L . (15)
При повышении интенсивности торможения и высоты расположения центр масс увеличивается перераспределение нагрузок по осям.
Рис. 1.5. Схема к расчету нагрузок на оси автомобиля при торможении
Рассмотрим распределение нагрузок и тормозных сил для легкового автомобиля при различной интенсивности торможения (рис. 1.6). В статическом состоянии тормозные силы равны нулю, нормальные реакции R Z 1 и R Z 2 вычисляются по формулам (15) для =0. Пусть водитель постепенно увеличивает интенсивность торможения, нажимая на педаль тормоза силой p п, и создавая интенсивность п ( п). Тормозные силы P Т1 и P Т2 увеличиваются, увеличивается R Z 1 и уменьшается R Z 2 . Максимальные тормозные силы ограничены коэффициентом сцепления и нагрузками: P X 1 = X R Z 1 и P X 2 = X R Z 2 . При торможении юзом они ограничены силами P X Б 1 = X Б R Z 1 и P X Б 2 = X Б R Z 2 (см. линии на рисунке). Назовем P X 1 и P X 2 максимальными тормозными силами по сцеплению, P X Б 1 и P X Б 2 – тормозными силами по сцеплению при скольжении.
Когда сила P Т2 , создаваемая тормозными механизмами задней оси, ограничится максимальной силой P X 2 по сцеплению (точка C на рисунке), тогда колеса задней оси начнут скользить (юз). Тормозная сила P Т2 станет равной силе P X Б 2 , и затем она начнет снижаться по мере увеличения интенсивности торможения из-за уменьшения R Z 2 (см. рис. 1.6). Суммарная тормозная сила снизится до величины P Т = P Т1 + P X Б 2 .
При дальнейшем увеличении силы на педали и п сила P Т1 тоже достигнет силы по сцеплению P X 1 (точка D на рисунке). Теперь начнут скользить колеса передней оси, и продолжится скольжение колес задней оси. Сила P Т1 снизится до величины P X Б 1: P Т = P X Б 1 + P X Б 2 .
Дальнейшее увеличение силы на тормозной педали не приведет к увеличению тормозных сил, так как они ограничены силами по сцеплению P Т1 = P X Б 1 = X Б R Z 1 и P Т2 = P X Б 2 = X Б R Z 2 , что отражено на рисунке горизонтальными линиями. Изменение тормозных сил по мере увеличения силы на педали дополнительно отмечено на рисунке стрелками.
Рис. 1.6. Распределение нормальных нагрузок и тормозных сил
при торможении, где P Б 1 = P X Б 1 , P Б 2 = P X Б 2
Чтобы избежать преждевременного блокирования колес задней оси, приводящего к заносу автомобиля и потере устойчивости, тормозные силы на задней оси обычно устанавливают на 20…35% меньше, чем на передней. Это достигается путем подбора диаметров гидравлических цилиндров тормозных механизмов или рычагов пневмокамер, что обеспечивает P Т1 > > P Т2 при одинаковых давлениях тормозной жидкости или воздуха в контурах.
Из-за потери устойчивости водитель вынужден ограничивать интенсивность торможения, и соответственно увеличивать тормозной путь. Для повышения устойчивости автомобиля применяют регуляторы тормозных сил. Действие регулятора заключается в снижении тормозной силы на задней оси путем ограничения давления в заднем контуре. Регулятор оснащается датчиком нормальной нагрузки на заднюю ось, и ограничителем давления. Регулятор учитывает нагрузку по величине прогиба задней подвески.
Любой автомобилист знает, что часто от ДТП нас отделяют буквально доли секунды. Автомобиль, движущийся с определенной скоростью, не может замереть на месте, как вкопанный, после нажатия на педаль тормоза, даже если у вас стоят покрышки Continental, которые традиционно занимают высокие места в рейтингах, и тормозные колодки с высоким коэффициентом тормозного нажатия.
После нажатия на тормоз, автомобиль еще преодолевает определенное расстояние, которое называют тормозным или остановочным путем. Таким образом, тормозной путь - это расстояние, которое проходит транспортное средство с момента срабатывания тормозной системы до полной остановки. Водитель должен хотя бы приблизительно уметь рассчитывать остановочный путь, иначе не будет соблюдаться одно из основных правил безопасного передвижения:
- остановочный путь должен быть меньше, чем расстояние до помехи.
Ну, а здесь вступает в действие такая способность, как скорость реакции водителя - чем раньше он заметит преграду и нажмет на педаль, тем раньше машина остановится.
Длина тормозного пути зависит от таких факторов:
- скорость движения;
- качество и вид дорожного покрытия - мокрый или сухой асфальт, лед, снег;
- состояние шин и тормозной системы автомобиля.
Обратите внимание, что такой параметр, как вес автомобиля, не влияет на длину тормозного пути.
Также большое значение имеет и способ торможения:
- резкое нажатие до упора приводит к неуправляемому заносу;
- постепенное усиление давления - применяется в спокойной обстановке и при хорошей видимости, в экстренных ситуациях не применяется;
- прерывистое нажатие - водитель несколько раз жмет на педаль до упора, автомобиль может потерять управляемость, но останавливается достаточно быстро;
- ступенчатое нажатие - по этому же принципу работает , водитель полностью блокирует и растормаживает колеса, не теряя контакт с педалью.
Есть несколько формул, с помощью которых определяют длину остановочного пути, и мы применим их для разных условий.
Сухой асфальт
Длина тормозного пути определяется по простой формуле:
Из курса физики помним, что μ - это коэффициент трения, g - ускорение свободного падения, а v - скорость движения автомобиля в метрах в секунду.
Представляем ситуацию: едем на ВАЗ-2101 со скоростью 60 км/час. В метрах 60-70 видим пенсионерку, которая, забыв о любых правилах безопасности, бросилась через дорогу за маршруткой.
Подставляем данные в формулу:
- 60 км/час = 16,7 м/сек;
- коэффициент трения для сухого асфальта и резины равняется 0,5-0,8 (обычно берут 0,7);
- g = 9,8 м/с.
Получаем результат - 20,25 метров.
Понятно, что такое значение может быть только для идеальных условий: хорошее качество резины и с тормозами все отлично, вы тормозили одним резким нажатием и всеми колесами, при этом не ушли в юз и не утратили управляемость.
Можно перепроверить результат еще по одной формуле:
S=Kэ*V*V/(254*Фc) (Кэ - тормозной коэффициент, для легковых авто он равняется единице; Фс - коэффициент сцепления с покрытием - 0,7 для асфальта).
В данную формулу подставляют скорость в километрах в час.
Получаем:
- (1*60*60)/(254*0,7) = 20,25 метров.
Таким образом, длина тормозного пути на сухом асфальте для легковых авто, движущихся на скорости 60 км/час, в идеальных условиях составляет не менее 20 метров. И это при условии резкого торможения.
Мокрый асфальт, лед, укатанный снег
Зная коэффициенты сцепления с дорожным покрытием, можно легко определить длину тормозного пути при различных условиях.
Коэффициенты:
- 0,7 - сухой асфальт;
- 0,4 - мокрый асфальт;
- 0,2 - укатанный снег;
- 0,1 - гололед.
Подставляя эти данные в формулы, получим следующие значения длины остановочного пути при торможении на 60 км/час:
- 35,4 метра на мокром асфальте;
- 70,8 - на укатанном снегу;
- 141,6 - на льду.
То есть на льду длина тормозного пути возрастает в 7 раз. Кстати, на нашем сайте сайт есть статьи о том, и . Также безопасность в этот период зависит и от правильного выбора зимней резины.
Если вы не любитель формул, то в сети можно найти простые калькуляторы тормозного пути, алгоритмы которых и построены на данных формулах.
Длина остановочного пути с ABS
Главная задача ABS - не дать уйти автомобилю в неконтролируемый занос. Принцип действия этой системы схож с принципом ступенчатого торможения - колеса полностью не блокируются и тем самым у водителя сохраняется возможность управлять автомобилем.
Многочисленные тесты демонстрируют, что с ABS тормозной путь короче на:
- сухом асфальте;
- мокром асфальте;
- укатанном гравии;
- на пластиковой разметке.
На снегу, гололеде или на раскисшей почве и глине эффективность торможения с ABS несколько снижается. Но в то же время водителю удается сохранить управляемость. Стоит также отметить, что длина тормозного пути во многом зависит от настроек ABS и наличия EBD - системы распределения тормозного усилия).
Одним словом, тот факт, что у вас есть ABS, не дает вам преимуществ в зимнее время. Длина тормозного пути может быть на 15-30 метров больше, но зато вы не утрачиваете контроль за машиной и она не отклоняется от своего маршрута. А на льду данный факт значит очень много.
Тормозной путь мотоцикла
Научиться правильно тормозить или притормаживать на мотоцикле - задание не из легких. Можно тормозить передним, задним или обоими колесами одновременно, также используется торможение двигателем или юзом. Если затормозить неправильно на большой скорости, то можно очень легко утратить равновесие.
Длина тормозного пути для мотоцикла также рассчитывается по выше приведенным формулам и составляет для 60 км/час:
- сухой асфальт - 23-32 метра;
- мокрый - 35-47;
- снег, грязь - 70-94;
- гололедица - 94-128 метров.
Вторая цифра - это тормозной путь юзом.
Любой водитель или мотоциклист должен знать приблизительную длину тормозного пути своего ТС при разных скоростях. Сотрудники ГИБДД при оформлении ДТП по длине юза могут определить скорость, с которой двигался автомобиль.
Настоящим откровением для начинающих водителей является отличие тормозного пути каждый раз, когда машина перемещается по дороге. Важность этого параметра очень важна, умение определять тормозной путь своей машины очень пригодится автомобилисту в дальнейшем.
Теоретический подход
Тормозным путем любого автомобиля принято называть дистанцию, которую преодолевает транспортное средство в промежуток времени от нажатия педали тормоза до окончательной остановки. На данный параметр оказывают влияние следующие факторы:
- Скорость движения;
- Тип дорожного полотна;
- Изношенность тормозной автомобильной системы;
- Марка шин и их состояние.
где S – метраж тормозного пути,
Kэ – значение тормозного коэффициента (у легковых авто Кэ=1),
V – скорость в момент начала торможения (км/час),
Фc – значение коэффициента, характеризующего сцепление с дорожной поверхностью.
На уровень Фс оказывают сильное влияние атмосферные факторы. Пример: Фс сухого асфальта = 0,7; мокрого асфальта – 0,4; уплотненного снега – 0,2, а гололеда – 0,1.
Когда водитель движется по трассе, он не может в уме подсчитывать свой путь торможения, поэтому для этих случаев действуют усредненные показатели. Данные цифры носят ориентировочный характер и рассчитаны для трасс с нормальными условиями. Например, на скорости в 60 км/час тормозной путь имеет длину 17 м, 90 км/час – от 50 до 60 м, 90 км/час – 90 м и выше.
Важно: превышение скорости в 2 раза порождает удлинение тормозного пути в 4 раза!
Практические советы
Но на длину пути торможения автомобиля оказывают влияние и другие факторы. При попадании в поле зрения водителя препятствия на дороге он должен интуитивно надавить педаль тормоза. Профессиональные гонщики выполняют эту операцию за 0,3 сек, в то время как новичок тратит на манипуляцию от 1,7 сек и больше.
На срабатывание тормозной системы также требуется время. В легковых машинах длительность срабатывания тормозов составляет от 0,1 до 0,3 сек, следующие 0,3-0,4 сек происходит возрастание тормозного усилия до предела. Это, конечно, доли секунд, но именно они приближают кузов автомобиля к препятствию.
Для снижения негативных проявлений внезапного торможения водитель должен соблюдать следующие правила:
1) Реально оценивать состояние дорожного полотна и с ним соизмерять развиваемую скорость;
2) Достаточная дистанция с авто, идущим впереди;
3) Более новые машины обладают более короткой дистанцией торможения;
4) Нельзя перестраиваться перед идущими навстречу автобусами и грузовыми машинами, чей тормозной путь гораздо длиннее;
5) За рулем нельзя отвлекаться от дороги;
6) Регулярный осмотр шлангов тормозов и колодок позволит своевременно выявить неисправность и устранить ее.
Нельзя резко давить на педаль тормоза, на дороге нужно сохранять спокойствие и сосредоточенно следить за другими участниками движения. Описанные меры позволят избежать многих аварийных ситуаций.
