Физические основы торможения автомобиля

Полезные советы автолюбителям

Неправильные действия водителя при необходимости торможения могут не только не улучшить ситуацию, а даже сделать ее в разы хуже и повлечь за собой аварию. Потому важно разбираться в способах торможения автомобиля, их достоинствах, возможных последствиях и необходимом порядке действия. Конечно, только теоретических знаний недостаточно, требуется неоднократное применение способов торможения на практике. И лучше отрабатывать навыки на автодроме или на какой-то другой площадке, чтобы потом в реальной ситуации действовать быстро и правильно.

Способы торможения автомобиля необходимо освоить на тренировочном полигоне

На видео ниже показано, как отрабатывается экстренное торможение на асфальте в условиях полигона.

Способы торможения автомобиля

Торможение автомобиля можно условно разделить на две основные категории: экстренное и служебное. С экстренным все понятно, а служебное – это плавное снижение скорости в любой штатной ситуации.

Даже торможение автомобиля в штатной ситуации требует определенного навыка. Прежде всего, давить педаль нужно не носком и не пяткой, а сводом стопы. Это самый надежный способ: и не соскользнет, как носок, и имеет достаточную чувствительность, в отличие от пятки. Так что, осваивая навыки торможения приучайте себя нажимать на педали именной этой частью стопы.

Нажимать на педаль тормоза нужно серединой стопы — сводом

Надавливать следует плавно, постепенно наращивая усилие. При резком нажатии на тормоз, существует вероятность возникновения блокировки колес. В штатной ситуации это не страшно, но неприятно.

Экстренное торможение автомобиля может выполняться несколькими способами:

В любой опасной ситуации первая реакция — посильнее вдавить педаль тормоза в пол. Это абсолютно недопустимо и приводит только к увеличению тормозного пути и/или заносу автомобиля, другим неприятным вещам. Потому первое, к чему нужно себя приучить – сдерживать этот порыв.

Нажимать педаль торможения нужно медленно и плавно. Только так можно достигнуть минимального тормозного пути.

Способы торможения автомобиля выбирают в зависимости от дорожной обстановки и подготовленности водителя

Вообще величина тормозного пути зависит от многих факторов: от типа и состояния дорожного полотна, от начальной скорости и от общей эффективности тормозной системы конкретно вашего автомобиля. При запуске автомобиля в производство, эффективность тормозной системы проверяется во время испытаний, результат которых выражается в установившемся замедлении автомобиля при торможении. Он затем учитывается в расчетах тормозного пути на месте происшествия.

Что происходит во время торможения автомобиля

По мере нажатия на педаль тормоза, диск или барабан (в зависимости от типа установленных тормозов) начинает уменьшать скорость вращения колеса. Автомобиль снижает скорость движения. Но при определенном усилии колеса перестают вращаться вообще – блокируются. При этом снижение скорости замедляется, а трению с дорожным полотном подвергается один участок шины, который активно стирается. При стирании образуются катышки резины, которые способствуют увеличению тормозного пути почти вдвое.

В видео наглядно продемонстрировано, что блокировке колес, тормозной путь увеличивается.

При экстренном торможении, самое главное – уловить момент перед блокировкой колес и отпустить педаль, чтобы затем нажать снова. Такое постепенное, ступенчатое торможение – оптимальный способ остановить автомобиль, пройдя минимально возможный тормозной путь и не потерять возможность управления автомобилем.

Резкое торможение автомобиля — не самый лучший выход

При торможении, больше нагруженными оказываются передние колеса — автомобиль как-бы клюет носом. Поэтому коэффициент сцепления задних колес с дорожным полотном ниже, а значит и блокировка их наступает раньше. По этой причине, при нажатии на тормоз, нужно обращать внимание, прежде всего, на поведение задних колес. К тому же, при торможении, на величину сцепления шин с дорогой воздействует еще и боковая сила (из-за изношенности покрышек), что тоже может привести к заносу задних колес. Если «зад» автомобиля повело, нужно отпустить педаль тормоза и выровнять рулем направление движения, действуя мягко и без рывков. Все эти навыки не возникают на ровном месте, а требуют много кратной отработки. И только когда они доведены до автоматизма во время тренировок, можно надеяться на то, что в реальной ситуации на дороге водитель сможет применить их на практике.

Есть еще один способ торможения автомобиля – прерывистый. Он менее эффективен, чем ступенчатый, но его легче освоить. Этот метод состоит в том, что водитель попеременно то нажимает до упора, то полностью отпускает педаль тормоза. Такое чередование происходит до полной остановки. Эффективность такого торможения намного ниже, но этот способ работает лучше, чем снижение скорости при заблокированных колесах, которое возникает при резком торможении. Выполняя прерывистое торможение нужно быть готовому к довольно сильным рывкам и максимально гасить их корпусом.

Резкое торможение автомобиля и автомобиль может занести

Для того, чтобы не создавать аварийные или опасные ситуации, необходимо снижать скорость до вхождения в поворот, а не тормозить на закруглениях дорог или непосредственно перед препятствиями. Это приведет только к тому, что авто не впишется в поворот, его занесет или машина врежется в находящиеся рядом средства передвижения или предметы и строения.

Торможение автомобиля на скользкой дороге

В гололед, на покрытой снегом дороге способ торможения отличается от действий на дорожном покрытии с нормальным сцеплением. В этом случае нудно последовательно понижать передачу и понемногу нажимать педаль тормоза. Одновременно нужно плавно включать сцепление или переключать передачи с перегазовкой. Это позволит избежать блокировки ведущих колес из-за их проскальзывания.

Торможение автомобиля на скользкой дороге — целое искусство

В любых условиях, при любой погоде, перед началом торможения нужно убедиться, что у вас есть место для маневра. Желательно подать сигнал ближайшим автомобилям о начале торможения. Например, привлечь внимание можно, несколько раз подряд нажав на педаль тормоза. Мигающие тормозные огни при любой погоде и любой видимости послужат сигналом для окружающих о том, что вы начинаете какие-то действия.

Резкое торможение автомобиля – выход не самый лучший. При этом изнашиваются покрышки, трансмиссия, тормоза, интенсивно расходуется бензин. При экстренном торможении автомобиля на неровной или сколькой дороге, при проколе шины машина может стать неуправляемой.

Иногда для более эффективного торможения используют ручной тормоз

Иногда для ускорения остановки автомобиля или при повреждении основной тормозной системы используют стояночный (ручной) тормоз, а также вспомогательную систему торможения.

О том, как тормозить зимой на скользкой дороге (гололёд), рассказано в видео.

Свист при торможении автомобиля

Иногда, даже при незначительном торможении, раздается неприятный свист. Это явление может возникнуть:

• из-за некачественных колодок, тогда избавиться от него можно заменив их;
• из-за попавших на фрикционную накладку посторонних предметов (камешков и т.п.) – лечение – удаление посторонних предметов;
• из-за воды, попавшей в тормозную систему после мойки или дождя – избавиться от скрипа можно, несколько раз резко затормозив (убедитесь, что ситуация на дороге позволяет);
• изношенность колодок – единственное решение – диагностика и замена колодок;
• несовместимость материалов – скрип возникает после замены колодок, но качество их хорошее; чтобы не возникала такая ситуация, желательно устанавливать запчасти того же производителя, но это также не гарантия их бесшумной работы.

Как правило, свист при торможении автомобиля в колодках, никак не влияет на эффективность торможения (если не является следствием изношенности накладок или тормозных колодок). Однако если тормоза свистят при торможении, это сильно раздражает, водителю не хочется снова и снова слушать раздражающие звуки.

Свист при торможении автомобиля скорее всего вызван изношенными тормозным диском или колодками

Водитель может начать торможение позже, чем необходимо, и создать аварийную ситуацию. Так что устранение свиста при торможении, важная задача, которая может влиять на безопасность движения.

Причина вибрации руля при торможении

Иногда, во время торможения, в руле ощущаются биения. На это нужно обратить внимание и исправить. Кроме того, что при экстремальном торможении вибрация может стать очень значительной, став дополнительным фактором, провоцирующим ухудшение ситуации на дороге.

Причина вибрации руля при торможении обычно объясняется неравномерным износом некоторых деталей тормозной системы

Основной причиной вибрации руля при торможении, является неправомерный износ тормозных колодок. В лучшем случае – банальное налипание грязи. Если вы несколько раз затормозили и почувствовали, что руль дергается, нужно осмотреть тормозные колодки. Если грязи нет, колодки необходимо заменить.

Источник статьи: http://avtofirst.ru/tormozhenie-avtomobilya-osnovnye-priemy-i-ix-osobennosti.html

Теория движения автомобиля: основные элементы

Силы, действующие на автомобиль

На автомобиль, независимо от того, движется он или неподвижен, действует сила тяжести (вес), направленная отвесно вниз.

Сила тяжести прижимает колеса автомобиля к дороге. Равнодействующая этой силы, размещена в центре тяжести. Распределение веса автомобиля по осям зависит от расположения центра тяжести. Чем ближе к одной из осей расположен центр тяжести, тем больше будет нагрузка на эту ось. На легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется примерно поровну.

Действие силы тяжести на автомобиль

Большое значение на устойчивость и управляемость автомобиля имеет расположение центра тяжести не только в отношении продольной оси, но и по высоте. Чем выше центр тяжести, тем менее устойчивым будет автомобиль. Если автомобиль находится на горизонтальной поверхности, то сила тяжести направлена отвесно вниз. На наклонной поверхности она раскладывается на две силы (см. рисунок): одна из них прижимает колеса к поверхности дороги, а другая стремится опрокинуть автомобиль. Чем выше центр тяжести и чем больше угол наклона автомобиля, тем скорее нарушится устойчивость и автомобиль может опрокинуться.

Во время движения, кроме силы тяжести, на автомобиль действует и ряд других сил, на преодоление которых затрачивается мощность двигателя.

Схема сил, действующих на автомобиль во время движения

На рисунке показана схема сил, действующих на автомобиль во время движения. К ним относятся:

• сила сопротивления качению, затрачиваемая на деформирование шины и дороги, на трение шины о дорогу, трение в подшипниках ведущих колес и др.;
• сила сопротивления подъему (на рисунке не показана), зависящая от веса автомобиля и угла подъема;
• сила сопротивления воздуха, величина которой зависит от формы (обтекаемости) автомобиля, относительной скорости его движения и плотности воздуха;
• центробежная сила, возникающая во время движения автомобиля на повороте и направленная в противоположную от поворота сторону;
• сила инерции движения, величина которой состоит из силы, необходимой для ускорения массы автомобиля в его поступательном движении, и силы, необходимой для углового ускорения вращающихся частей автомобиля.

Движение автомобиля возможно только при условии, что его колеса будут иметь достаточное сцепление с поверхностью дороги.

Если сила сцепления будет недостаточной (меньше величины силы тяги на ведущих колесах), то колеса пробуксовывают.

Сила сцепления с дорогой зависит от веса, приходящегося на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора.

Для определения влияния состояния дороги на силу сцепления служит коэффициент сцепления, который определяют делением силы сцепления ведущих колес автомобиля на вес автомобиля, приходящийся на эти колеса.

Коэффициент сцепления с дорогой в зависимости от покрытия

Коэффициент сцепления зависит от вида покрытия дороги и от его состояния (наличия влаги, грязи, снега, льда); величина его приведена в таблице (см. рисунок).

На дорогах с асфальтобетонным покрытием коэффициент сцепления резко уменьшается, если на поверхности имеется влажная грязь и пыль. В этом случае грязь образует пленку, резко уменьшающую коэффициент сцепления.

На дорогах с асфальтобетонным покрытием в жаркую погоду появляется на поверхности маслянистая пленка из выступающего битума, снижающая коэффициент сцепления.

Уменьшение коэффициента сцепления колес с дорогой наблюдается также при увеличении скорости движения. Так, при возрастании скорости движения на сухой дороге с асфальтобетонным покрытием с 30 до 60 км/ч коэффициент сцепления уменьшается на 0,15.

Разгон, ускорение, накат

Мощность двигателя затрачивается на приведение во вращение ведущих колес автомобиля и преодоление сил трения в механизмах трансмиссии.

Если величина усилия, с которым вращаются ведущие колеса, создавая тяговую силу, будет больше чем суммарная сила сопротивления движению, то автомобиль будет двигаться с ускорением, т.е. с разгоном.

Ускорением называется прирост скорости за единицу времени. Если тяговое усилие равно силам сопротивления движению, то автомобиль будет двигаться без ускорения с равномерной скоростью. Чем выше максимальная мощность двигателя и меньше величина суммарных сил сопротивления, тем быстрее автомобиль достигнет заданной скорости.

Кроме того, на величину ускорения влияет вес автомобиля, передаточное число коробки передач, главной передачи, количество передач и обтекаемость автомобиля.

Во время движения накапливается определенный запас кинетической энергии, и автомобиль приобретает инерцию. Благодаря инерции автомобиль может двигаться некоторое время с отключенным двигателем – накатом. Движение накатом используют для экономии топлива.

Торможение автомобиля

Торможение автомобиля имеет большое значение для безопасности движения и зависит от его тормозных качеств. Чем лучше и надежнее тормоза, тем быстрее можно остановить движущийся автомобиль и тем с большей скоростью можно двигаться, а следовательно, и больше будет его средняя скорость.

Во время движения автомобиля накопленная кинетическая энергия поглощается при торможении. Торможению помогают силы сопротивления воздуха, сопротивления качению и сопротивления подъему. На уклоне силы сопротивления подъему отсутствуют, а к инерции автомобиля добавляется составляющая сила тяжести, которая затрудняет торможение.

При торможении между колесами и дорогой возникает тормозная сила, противоположная направлению силы тяги. Торможение зависит от соотношения между тормозной силой и силой сцепления. Если сила сцепления колес с дорогой будет больше тормозной силы, то автомобиль затормаживается. Если тормозная сила будет больше силы сцепления, то при заторможенных колесах произойдет их скольжение относительно дороги. В первом случае при торможении колеса катятся, постепенно замедляя вращение, а кинетическая энергия автомобиля превращается в тепловую энергию, нагревающую тормозные колодки и диски (барабаны). Во втором случае колеса перестают вращаться и будут скользить по дороге, поэтому большая часть кинетической энергии будет превращаться в тепло трения шин о дорогу. Торможение с остановившимися колесами ухудшает управляемость автомобиля, особенно на скользкой дороге, и приводит к ускоренному износу шин.

Наибольшую тормозную силу можно получить только тогда, когда тормозные моменты на колесах будут пропорциональны нагрузкам, приходящимся на них. Если такая пропорциональность не будет соблюдена, то тормозная сила на одном из колес не будет полностью использована.

Эффективность торможения оценивается по тормозному пути и величине замедления.

Тормозной путь – это расстояние, которое проходит автомобиль от начала торможения до полной остановки. Замедление автомобиля – это величина, на которую уменьшается скорость автомобиля за единицу времени.

Управляемость автомобиля

Под управляемостью автомобиля понимают его способность изменять направление движения.

Стабилизирующее действие углов продольного и поперечного наклона оси поворота колеса

Во время движения автомобиля по прямой очень важно, чтобы управляемые колеса не поворачивались произвольно и водителю не нужно было бы затрачивать усилия для удержания колес в нужном направлении. На автомобиле предусмотрена стабилизация управляемых колес в положении движения в прямом направлении, которая достигается продольным углом наклона оси поворота и углом между плоскостью вращения колеса и вертикалью. Благодаря продольному наклону колесо устанавливается так, что его точка опоры по отношению оси поворота снесена назад на величину а и его работа подобна ролику (см. рисунок).

При поперечном наклоне повернуть колесо всегда труднее, чем вернуть его в исходное положение – движения по прямой. Это объясняется тем, что при повороте колеса передняя часть автомобиля приподнимается на величину б (водитель прилагает сравнительно большее усилие к рулевому колесу).

Для возвращения управляемых колес в положение, соответствующее движению по прямой, вес автомобиля помогает поворачиванию колес и водитель прикладывает к рулевому колесу небольшое усилие.

Схема бокового увода колеса

На автомобилях, особенно у тех, где давление воздуха в шинах невелико, возникает боковой увод. Боковой увод возникает в основном под действием поперечной силы, вызывающей боковой прогиб шины; при этом колеса катятся не по прямой, а смещаются в сторону под действием поперечной силы (см. рисунок).

Оба колеса передней оси имеют одинаковый угол увода. При уводе колес меняется радиус поворота, который увеличивается, уменьшая поворачиваемость автомобиля, а устойчивость движения при этом не изменяется.

При уводе колес задней оси радиус поворота уменьшается, особенно это заметно, если угол увода задних колес больше, чем у передних, стабильность движения нарушается, автомобиль начинает «рыскать» и водителю все время приходится подправлять направление движения. Для уменьшения влияния увода на управляемость автомобиля давление воздуха в шинах передних колес должно быть несколько меньше, чем у задних. Увод колес будет тем больше, чем большей будет боковая сила, действующая на автомобиль, например, на крутом повороте, где возникают большие центробежные силы.

Занос автомобиля

Заносом называется боковое скольжение задних колес при продолжающемся поступательном движении автомобиля. Иногда занос может привести к повороту автомобиля вокруг своей вертикальной оси.

Занос может возникать в результате ряда причин. Если резко повернуть управляемые колеса, то может оказаться, что инерционные силы станут больше, чем сила сцепления колес с дорогой, особенно часто это случается на скользких дорогах.

Схема заноса автомобиля на повороте

При неодинаковых тяговых или тормозных силах, приложенных на колеса правой и левой сторон, действующих в продольном направлении, возникает поворачивающий момент, приводящий к заносу. Непосредственной причиной заноса при торможении являются неодинаковые тормозные силы на колесах одной оси, неодинаковое сцепление колес правой или левой стороны с дорогой или неправильное размещение груза относительно продольной оси автомобиля. Причиной заноса автомобиля на повороте может быть также торможение его, так как при этом к поперечной силе добавляется продольная сила и их сумма может превысить силу сцепления, препятствующую заносу (см. рисунок).

Чтобы предотвратить начавшийся занос автомобиля, необходимо: прекратить торможение, не выключая сцепление (на автомобилях с МКПП); повернуть колеса в сторону заноса.

Эти приемы выполняют сразу же, как только начался занос. После прекращения заноса нужно выровнять колеса, чтобы занос не начался в другом направлении.

Чаще всего занос получается при резком торможении на мокрой или обледенелой дороге, особенно быстро нарастает занос на большой скорости, поэтому при скользкой или обледенелой дороге и на поворотах нужно уменьшать скорость, не применяя торможение.

Проходимость автомобиля

Проходимостью автомобиля называется его способность двигаться по плохим дорогам и в условиях бездорожья, а также преодолевать различные препятствия, встречающиеся на пути. Проходимость определяется:

• способностью преодолевать сопротивление качению, используя тяговые силы на колесах;
• габаритными размерами транспортного средства;
• способностью автомобиля преодолевать препятствия, встречающиеся на дороге.

Основным фактором, характеризующим проходимость, является соотношение между наибольшей тяговой силой, используемой на ведущих колесах, и силой сопротивления движению. В большинстве случаев проходимость автомобиля ограничивается недостаточной силой сцепления колес с дорогой и в связи с этим невозможностью использовать максимальную тяговую силу. Для оценки проходимости автомобиля по грунту пользуются коэффициентом сцепного веса, определяемым делением веса, приходящегося на ведущие колеса, на общий вес автомобиля. Наибольшую проходимость имеют автомобили, у которых все колеса являются ведущими. В случае применения прицепов, увеличивающих общий вес, но не изменяющих сцепной вес, проходимость резко снижается.

На величину сцепления ведущих колес с дорогой значительное влияние оказывает удельное давление шин на дорогу и рисунок протектора. Удельное давление определяется давлением веса, приходящегося на колесо, на площадь отпечатка шины. На рыхлых грунтах проходимость автомобиля будет лучше, если удельное давление будет меньше. На твердых и скользких дорогах проходимость улучшается при большем удельном давлении. Шина с крупным рисунком протектора на мягких грунтах будет иметь отпечаток большей площади и имеет меньшее удельное давление, а на твердых грунтах отпечаток этой шины будет меньшей площади и удельное давление увеличивается.

Параметры проходимости автомобиля

Проходимость автомобиля по габаритным размерам определяется по:

• продольному радиусу проходимости;
• поперечному радиусу проходимости;
• наименьшему расстоянию между низшими точками автомобиля и дорогой;
• переднему и заднему углу проходимости (углы въезда и съезда);
• радиусу поворотов горизонтальной проходимости;
• габаритным размерам автомобиля;
• высоте центра тяжести автомобиля.

Источник статьи: http://avtonov.info/teorija-dvizhenija-avtomobilja