Лекция 4. 3. Оценка тормозного и остановочного пути

Вопросы:

1. Способы контроля безопасной дистанции.

2. Принятие компромиссных решений в сложных дорожных ситуациях.

Литература: Шухман Ю.И. Основы управления автомобилем и безопасность движения. Шухман Ю.И. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 165 с.

Самостоятельная работа: проработка конспектов занятий, учебной и специальной литературы, работа с интернет - ресурсами и подготовка сообщения по теме 4.3.

Надежные и эффективные тормоза позволяют водителю уверенно вести автомобиль с большой скоростью и вместе с тем обеспечивают необходимую безопасность движения.

В процессе торможения кинетическая энергия автомобиля переходит в работу трения между фрикционными накладками колодок и тормозными барабанами, а также между шинами и дорогой.

Величина тормозного момента, развиваемого тормозным механизмом, зависит от его конструкции и давления в приводе. До изобретения усилителя тормозов, сила нажатия на колодку была прямо пропорциональна давлению, развиваемому в приводе при торможении. В современных автомобилях эта сила значительно отличается, благодаря наличию и усилителя, и ABS, и других «наворотов», в зависимости от комплектации автомобиля.

Тормоза автомобилей могут развивать момент, значительно превышающий момент силы сцепления шины с дорогой. Поэтому весьма часто в практике наблюдается юз, когда при интенсивном торможении колеса автомобиля блокируются и скользят по дороге, не вращаясь. До блокировки колеса между тормозными накладками и барабанами действует сила трения скольжения, а в зоне контакта шины с дорогой - сила трения покоя. После блокировки, наоборот, между трущимися поверхностями тормоза действует сила трения покоя, а в зоне контакта шины с дорогой - сила трения скольжения. При блокировке колеса затраты энергии на трение в тормозе и на качение прекращаются и почти все тепло, эквивалентное поглощаемой кинетической энергии автомобиля, выделяется в месте контакта шины с дорогой. Повышение температуры шины приводит к размягчению резины и уменьшению коэффициента сцепления. Поэтому наибольшая эффективность торможения достигается в случае качения колеса на пределе блокировки. Последнее условие и достигается с помощью ABS.

Длина тормозного пути зависит также и от состояния сцепления колеса с поверхностью дороги. И чем оно ниже, тем длина тормозного пути будет больше.

При одновременном торможении двигателем и тормозами достижение величины силы сцепления на ведущих колесах происходит при меньшей силе нажатия на педаль, чем при торможении только тормозами. Это комбинированное торможение. Длительное торможение (например, во время движения на затяжных спусках) в результате нагрева тормозных барабанов резко уменьшает коэффициент трения фрикционных накладок, а, следовательно, и тормозной момент. Таким образом, торможение двигателем, применяемое в качестве дополнительного способа уменьшения скорости, позволяет увеличить срок службы тормозов. Кроме того, при торможении двигателем увеличивается поперечная устойчивость автомобиля.

Тормозным путем называют часть остановочного пути, который пройдет автомобиль с момента начала торможения колес до полной остановки автомобиля.

Общее время t0, необходимое для остановки автомобиля с момента возникновения препятствия ("остановочное время"), можно представить в виде суммы нескольких составляющих:

t0 = tр + tпр + tу + tт,

где tр - время реакции водителя, с;

tпр - время между началом нажатия на тормозную педаль и началом действия тормозов, с;

tу - время увеличения замедления, с;

tт - время полного торможения, с.

Сумму tnp+ty часто называют временем срабатывания тормозного привода.

Автомобиль в течение каждого из составляющих интервалов времени проходит определенный путь, и их сумма является остановочным путем

(Рис. 78):

S0 = S1 + S2 + S3, м,

где S1, S2, S3 - соответственно пути, пройденные автомобилем за время tр, tпр+tу, tт.

За время tр водитель осознает необходимость торможения и переносит ногу с педали подачи топлива на педаль тормоза. Время tр зависит от квалификации водителя, его -возраста, утомляемости и других субъективных факторов. Оно колеблется от 0,2 до 1,5 с и более. При расчетах обычно принимают tр = 0,8 с.

Время tпp необходимо для выбирания зазоров и перемещения всех деталей привода (педали, поршней тормозных цилиндров или диафрагмы тормозных камер, тормозных колодок). Это время зависит от конструкции тормозного привода и его технического состояния.

В течение времени tp+tпp автомобиль движется равномерно с начальной скоростью Vа. За время tу скорость несколько уменьшается. В течение времени tт замедление сохраняется примерно постоянным. В момент остановки автомобиля замедление уменьшается до нуля практически мгновенно.

Остановочный путь автомобиля без учета силы сопротивления дороги можно определить по формуле

S = (t *V0/3.6) + kэ(Va2/254 kх), м,

где S - остановочный путь, м;

Vа - скорость движения автомобиля в начальный момент торможения, км/ч;

kэ - коэффициент эффективности торможения, который показывает, во сколько раз действительное замедление автомобиля меньше теоретического, максимально возможного на данной дороге. Для легковых автомобилей kэ ≈1,2, для грузовых автомобилей и автобусов kэ ≈ 1,3 - 1,4;

kх - коэффициент сцепления шин с дорогой,

t = tр + tпр + 0,5tу.

Выражение kэ = V2 /(254 kх) - представляет тормозной путь, величина которого, как это видно из формулы, пропорциональна квадрату скорости, с которой двигался автомобиль перед началом торможения. Поэтому при увеличении скорости движения вдвое, например, с 20 до 40 км/ч, тормозной путь увеличится в 4 раза.

Ухудшение тормозной динамичности может наступить вследствие проникновения в тормоза масла, воды или грязи, уменьшающих тормозной момент.

Значительное влияние на величину тормозного пути оказывает состояние покрытия. Новое покрытие имеет шероховатую поверхность, микроскопические выступы которой, вдавливаясь в резину покрышки, увеличивают её сцепление с дорогой. По мере износа покрытия микронеровности уменьшаются, поверхность становится гладкой и коэффициент сцепления уменьшается.

На зимних заснеженных и обледенелых дорогах условия сцепления резко ухудшаются, и стирается различие в тормозной динамичности автомобилей всех типов, характерное при торможении на сухих покрытиях.

Из печальной статистики известно, что в ста случаях наезда на пешеходов в семидесяти из них водителю не хватило всего одного метра для того, чтобы избежать дорожно-транспортного происшествия.

При скорости 60 км/час автомобиль за 0.1 сек. проходит расстояние 1.7 м и, чтобы избежать наезда на пешеходов в выше приведенных случаях, водителю следовало бы заранее позаботиться об экономии времени, чтобы начать торможение хотя бы на 0.05 сек. раньше.