Как правильно вычислить дистанцию, тормозной и остановочный путь автомобиля: формулы расчета

Виды торможения

Сначала рассмотрим способы:

• газ-тормоз;
• ступенчатый, с понижением усилия;
• ступенчатый, с повышением усилия;
• прерывистый;
• силовое торможение мотором;
• торможение силовым агрегатом.

А теперь рассмотрим виды:

1. Аварийное. Аварийное торможение используется тогда, когда обычные способы не приносят необходимых результатов.
2. Стояночное. Для торможения применяется ручной тормоз. Стояночное торможение применяется для фиксации транспортного средства в состоянии покоя.
3. Экстренное. Такой способ используется при возникновении экстренной ситуации. Такой способ позволяет максимально быстро замедлить машину.
4. Служебное. Это стандартный способ. Существует два варианта:

• до полной остановки машины — применяется для полной остановки машины;
• частичное — этот способ используется для снижения скорости.

Какие факторы влияют на торможение и тормозной путь?

Выше мы уже писали, что на длину тормозного пути влияют множество факторов. Предлагаем рассмотреть их подробнее.

Скорость

Это ключевой фактор. При этом имеется в виду не только скорость езды машины, но и скорость реакции водителя. Считается, что реакция у всех примерно одинаковая, но это не совсем так. Играет роль опыт вождения, состояние здоровья человека, употребление им медикаментов и т.д. Также, многие «лихачи» пренебрегают законом и отвлекаются на смартфоны за рулем, что, в итоге, может привести к катастрофическим последствиям.

Помните еще один важный момент. Если скорость автомобиля увеличивается в два раза, длина его тормозного пути растет в 4 раза! Здесь пропорция 1:1 не работает.

Дорожные обстоятельства

Несомненно, на длину тормозной линии влияет состояние дорожного покрытия. На обледенелой или мокрой трассе она может вырасти в разы. Но это далеко не все факторы. Следует также опасаться опавших листьев, на которых шины прекрасно скользят, трещин на покрытии, ям и так далее.

Шины

Качество и состояние резины сильно влияют на длину тормозной линии. Зачастую, более дорогие шины обеспечивают лучшее сцепление авто с дорожным покрытием

Обратите внимание, если глубина протектора стерлась больше допустимого значения, то резина утрачивает способность отводить достаточное количество воды при движении по мокрой дороге. В итоге, вы можете столкнуться с такой неприятной штукой, как аквапланирование — когда машина теряет сцепление с дорогой и становится полностью неуправляемой

Чтобы сократить тормозной путь, рекомендуется поддерживать в покрышках оптимальное давление. Какое именно — на этот вопрос вам ответит автопроизводитель. Если значение будет отклоняться в большую или меньшую сторону, линия торможения будет увеличиваться.

В зависимости от коэффициента сцепления покрышек с дорожным покрытием этот показатель будет разным. Вот сравнительная таблица зависимости тормозного пути от качества дорожного покрытия (легковой автомобиль, покрышки которого имеют средний коэффициент сцепления):

Конечно, эти показатели относительны, но они ярко иллюстрируют, насколько важно следить за состоянием автомобильной резины

Техническое состояние машины

Автомобиль может выезжать на дорогу только в исправном состоянии — это аксиома, не требующая доказательств. Для этого проводите плановую диагностику своего авто, своевременно делайте ремонт и меняйте тормозную жидкость.

Помните, что стертые тормозные диски могут в два раза увеличить линию торможения.

Отвлечение внимания на дороге

Во время движения автомобиля водитель не имеет права отвлекаться от управления ТС и контроля над дорожной ситуацией. От этого зависит не только его безопасность, но жизни и здоровье пассажиров, а также других участников движения.

Вот что происходит в мозгу водителя при возникновении экстренной ситуации:

• оценка дорожной ситуации;
• принятие решения – тормозить или маневрировать;
• реагирование на ситуацию.

В зависимости от врожденных способностей водителя средняя скорость реакции составляет от 0,8 до 1,0 секунды. Этот параметр касается экстренной ситуации, а не почти автоматического процесса при замедлении на знакомом участке дороги.

Многим этот временной отрезок кажется незначительным, чтобы на него обращать внимание, однако игнорирование опасности может привести к фатальным последствиям. Вот таблица зависимости реакции водителя и пройденного автомобилем пути:

Как видно, даже кажущаяся незначительной секунда промедления может привести к печальным последствиям. Вот почему каждому автомобилисту никогда нельзя нарушать правило: «Не отвлекайся и придерживайся скоростного режима!».

Отвлекать водителя от управления могут разные факторы:

• мобильный телефон – даже просто посмотреть, кто звонит (при разговоре по телефону реакция водителя идентична реакции человека в состоянии легкого алкогольного опьянения);
• рассматривание рядом проезжающего автомобиля или наслаждение красивыми пейзажами;
• пристегивание ремня безопасности;
• употребление пищи за рулем;
• падение незакрепленного видеорегистратора или мобильного телефона;
• выяснение отношений водителя и пассажира.

На самом деле невозможно составить полный список всех факторов, которые могут отвлечь водителя от управления. Ввиду этого каждому следует быть внимательным к дороге, а пассажирам будет полезна привычка не отвлекать водителя от управления.

Как вычислить тормозной путь

Чтобы произвести расчёт тормозного пути автомобиля, можно воспользоваться одним из нескольких способов. Наиболее распространённым и универсальным является применение формулы: S=Кэ*V*V/(254*Фс).

В этой формуле S обозначает искомое значение, которое нас интересует. Под Кэ подразумевается коэффициент торможения, для легковых авто он составляет единицу. Скорость передвижения авто в момент, когда началось торможение, обозначается V₀. Под значением Фс подразумевается коэффициент сцепления колёс с дорогой. Последний показатель зависит от погодных условий, которые определяют состояние дороги:

• для сухого асфальта этот коэффициент составляет 0,7;
• на мокрой дороге показатель снижается до 0,4;
• в случае со снежным покрытием коэффициент берётся 0,2;
• самый низкий показатель соответствует льду, он составляет всего 0,1.

Есть ещё одна формула расчёта тормозного пути. Выглядит она следующим образом:

S =V2/2μg. В ней под μ подразумевается показатель сцепления. Ускорение свободного падения обозначается g и принимается за 9,81 м/с. Скорость автомобиля в момент торможения обозначается V.

С этими формулами становится понятно, как рассчитать тормозной путь автомобиля. Выбираем любую формулу и подставляем значения, соответствующие конкретной ситуации.

На величину пути, необходимого для полной остановки авто, влияют многие факторы. О них всегда нужно помнить, ведь законы физики никто не отменял. Каким бы современным и безопасным ни было авто, на него распространяются общие законы сохранения энергии, инерция, скольжение и прочие физические явления. Всегда нужно адекватно оценивать ситуацию на дороге, сохранять правильную дистанцию на дороге, быть максимально собранным и внимательным.

Источник

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».

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:

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. 

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. 

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.

Тормозной путь автомобиля

Величина тормозного пути зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются:

• Скорость движения;
• Техническое состояние тормозной системы;
• Состояние проезжей части дороги;
• Масса транспортного средства.

Основные правила выбора безопасной скорости мы рассматривали в 10-м разделе нашего курса. Если вы затрудняетесь с ее определением, можно ориентироваться на среднюю скорость транспортного потока, в котором вы движетесь. Движение значительно быстрее или значительно медленнее транспортного потока создает серьезные опасности на дороге.

Большое влияние на величину тормозного пути оказывает состояние проезжей части. Если на скользкой дороге нажать на тормозную педаль слишком сильно, то может возникнуть ситуация, когда вращающиеся колеса остановились, а сила инерции продолжает толкать автомобиль вперед.

Такое движение, при котором ТС не катится, а скользит, называется юзом. Движение юзом приводит не к уменьшению, а к возрастанию тормозного пути, поэтому его нужно избегать.

Если автомобиль оснащен антиблокировочной системой тормозов (АБС), то она сама выполняет эту работу за водителя. В таком случае, ему остаётся только держать тормозную педаль в нажатом положении до полной остановки автомобиля.

Наличие АБС улучшает управляемость и снижает вероятность заноса, однако эта система не может гарантировать предотвращения ДТП при неосторожных действиях водителя. То же самое можно сказать об использовании качественных зимних шин в холодное время года.

Тормозной путь связан с массой автомобиля следующим образом. Независимо от загрузки, торможение обеспечивают четыре колесных тормозных механизма. При увеличении массы нагрузка на них возрастает, тормоза быстро нагреваются, отчего сила трения уменьшается, а тормозной путь — увеличивается.

Особенно заметно это бывает на крутых или затяжных спусках. Во избежание отказа тормозов при длительном движении под уклон, нельзя постоянно использовать педаль тормоза для снижения скорости.

Чтобы скорость на спуске оставалась стабильной, каждый водитель должен владеть приемом, который называется «торможение двигателем». Если, не выключая передачу, отпустить педаль газа, то двигатель, работающий на малых оборотах, не позволит колесам разгоняться.

Если на крутом спуске этого оказалось недостаточно, то нужно перевести рычаг коробки передач на пониженную передачу — скорость автомобиля снизится и в дальнейшем будет поддерживаться постоянной.

Когда автомобиль находится не на спуске, а на подъеме, у начинающего водителя могут возникнуть трудности при трогании с места. Поскольку тормозная педаль в этот момент не нажата, автомобиль может покатиться назад.

Чтобы не допустить отката, вы можете заранее задействовать рычаг стояночного тормоза, а в момент начала движения отпустить его свободной рукой.

Помимо нагрева, тормозная система не любит сырости. Если при проезде через глубокую лужу в тормозные механизмы попала вода, нужно просушить их, несколько раз активно притормозив на свободном участке дороги. Тепло, которое выделится при торможении, будет способствовать испарению влаги.

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.