Тормозной путь автомобиля от скорости и другие факторы (таблица)
Каждый профессиональный и компетентный водитель должен уметь применить навыки торможения и маневрирования в плохих погодных условиях, на скользком дорожном покрытии, и в экстренных дорожных ситуациях.
По правилам дорожного движения водитель должен обеспечить в соответствии со сложившейся дорожной обстановкой необходимое для безопасности снижение скорости автомобиля, вплоть до полной его остановки. Поэтому знание эффективных приемов торможения и умение их применять — это залог уверенности водителя в обеспечении безопасности в экстренных ситуациях на дорогах.
Остановочный путь — это расстояние, которое пройдет автомобиль с момента обнаружения водителем опасности до полной остановки, и состоит из двух частей — времени реакции водителя и тормозного пути (смотрите рисунок ниже).
ОСТАНОВОЧНЫЙ ПУТЬ = ВРЕМЯ РЕАКЦИИ + ТОРМОЗНОЙ ПУТЬ
Время реакции водителя — это время с момента получения водителем информации до начала ответного действия (управления). Например, в случае внезапного появления того или иного препятствия (опасности) на дороге водителю, для снятия ноги с педали управления дроссельными заслонками и перенесения ее на педаль тормоза требуется примерно 0,25 сек. Общее время реакции, включая время на восприятие сигнала на торможение, может колебаться в пределах 0,45 — 5 сек. — в зависимости от различных факторов.
Тормозной путь автомобиля — это путь, пройденный с начала срабатывания тормозов (торможения) до полной остановки автомобиля.
Для срабатывания тормозов с гидравликой (достижения max давления жидкости в приводе, а затем интенсивное торможение колес) — требуется от 0,1 до 0,2 секунд. За это время автомобиль проходит определенный путь. Размер тормозного пути, который проходит автомобиль, зависит от силы сцепления шин автомобиля с дорожным покрытием и скорости движения. Тормозной путь находится в квадратной зависимости от скорости движения. Так, если скорость автомобиля увеличивается в 3 раза (с 20 до 60 км/ч), то тормозной путь возрастает в 9 раз; если скорость увеличивается, в 5 раз, тормозной путь увеличивается соответственно в 25 раз.
Факторы влияющие на тормозной путь и время реакции водителя:
Факторы влияющие на время реакции водителя
— Условия видимости (недостаточная видимость, ночь, или яркое солнце)
— Состояние водителя (усталость, опьянения)
— Индивидуальный опыт водителя
Факторы влияющие на длину тормозного пути
— Исправность тормозной системы (очевидно)
— Состояние шин (высота протектора, давление воздуха)
— Производитель, марка и вид шин (зима, лето, липучка)
— Массы автомобиля (легковой, грузовой, пустой, загруженный)
— Наличие ABS и других современных вспомогательных систем
— Скорость движения (один из основных факторов)
Таблица тормозной путь автомобиля
В таблице приведены примерные средние размеры тормозного пути на горизонтальном участке дороги для легковых автомобилей, для разных дорожных покрытий и их состояния (сухое, мокрое, снег, гололед), при различных скоростях движения от 10 до 120 км/ч.
Источник статьи: http://infotables.ru/avtomobili/1104-tormoznoj-put-avtomobilya-tablitsa
Тема 10. Скорость движения
О скорости можно говорить бесконечно, особенно в нашей стране. Это еще в XIX веке подчеркнул великий классик русской литературы Н.В. Гоголь. Самой знаменитой цитатой из «Мертвых душ» «И какой же русский не любит быстрой езды?» многие водители оправдывают свои лихачества на дороге. Однако не стоит забывать и о безопасности.
На картинке слева изображен остановочный путь автомобиля с момента, когда водитель увидел перед собой какую-то опасность. Он состоит из нескольких слагаемых.
Во-первых, это путь за время реакции водителя. Это у Чернышевского было несколько месяцев чтобы написать целый роман «Что делать?», а у водителя, который должен принять решение в считанные доли секунды, время весьма ограничено.
Время реакции водителя – это время с момента обнаружения опасности до принятия решения, т.е. это мыслительный процесс. У одного он протекает достаточно быстро, у другого, особенно в понедельник, помедленнее.
Допустим, водитель принял решение, что нужно остановиться. Что он делает для этого? Естественно, начинает давить на тормоз.
Это только кажется, что водитель нажал на тормоз, и машина мгновенно остановилась. На самом деле процесс не такой уж и молниеносный. Во-первых, на само нажатие педали тормоза водитель тратит некоторое время. Пусть это будут доли секунды, но в этот момент автомобиль успевает проехать еще какое-то расстояние. Затем начинает срабатывать система.
Если рассказывать в двух словах принцип работы автомобильного гидравлического тормоза, то при нажатии на педаль нагрузка передается к усилителю, который создает дополнительное усилие на главном тормозном цилиндре. Поршень главного тормозного цилиндра создает давление на гидравлическую жидкость в цилиндре, и она по трубопроводам направляется в тормозные суппорты – устройства, которые прижимают тормозные колодки к диску (или барабану) во время торможения машины.
Таким образом остановочный путь – это время с момента обнаружения опасности до полной остановки.
Он состоит из времени на реакцию водителя, времени на срабатывание тормозной системы и непосредственно тормозного пути, т.е. времени с момента срабатывания тормозов до полной остановки автомобиля.
Как мы видим, тормозной путь и остановочный путь – это не одно и то же. Все эти определения нужно хорошо запомнить, поскольку они встречаются в экзаменационных задачах. Вот, например, одна из них.
Как зависит величина тормозного пути транспортного средства от скорости движения?
1. Не зависит.
2. Увеличивается пропорционально скорости.
3. Увеличивается пропорционально квадрату скорости.
Еще в школе нас учили, что величина тормозного пути находится в зависимости от квадрата скорости. А это значит, что если водитель увеличит скорость вдвое, то тормозной путь возрастет в 4 раза, а если второе, то остановочный путь возрастет в 9 раз. Поэтому, прежде чем выжимать газ, включайте голову! Впрочем, венки на обочинах регулируют скорость движения лучше дорожных знаков. А в данной задаче верный ответ – 3.
Выбирать скорость нужно так, чтобы остановочный путь был меньше зоны видимости. Иначе говоря, водитель увидел впереди какую-то опасность. К примеру, бетонный столб. Он должен успеть остановиться ДО него, а не переехать границу пусть даже на несколько сантиметров (с бетонным столбом это вообще чревато дорогим ремонтом и серьезными травмами).
С безопасностью все понятно, переходим к скорости.
Скорость света самая большая, но достичь ее невозможно, да и не нужно. Ведь на дорогах существуют весьма конкретные ограничения.
Например, в городе (т.е. населенном пункте с табличкой на белом фоне) допустимо ездить со скоростью 60 км/ч. Хотя большинство водителей на свободных дорогах разгоняются до 80 км/ч – ведь за превышение до 20 км/ч пока никак не штрафуют.
В жилых зонах и на дворовых территориях не стоит превышать 20 км/ч: вдруг у ребенка мяч прямиком под колеса укатится. Не сомневайтесь, малыш ринется за ним, не обратив на вашу машину никакого внимания. Да и дороги во дворах оставляют желать лучшего. Это не центральные улицы – тут яма в порядке нормы!
Кстати, местные органы исполнительной власти могут разрешить превышать общероссийскую скорость в определенных местах.
Например, в Москве на Третьем транспортном кольце разрешили разгоняться до 80 км/ч.
Однако ограничения допустимой скорости встречаются намного чаще.
И в случае, когда при стандартной планке в 60 км/ч вы встречаете знак 10 км/ч, придется сбавить обороты – ведь на дорогах приоритет за знаками.
Иногда можно увидеть знак ограничения минимальной скорости. Причем знак дополнительной информации в виде стрелки показывает на конкретную полосу, где будет действовать ограничение.
Например, на картинке слева скорость движения на крайне левой полосе не должна быть меньше 50 км/ч. А поскольку дорога проходит вне населенного пункта, то верхний предел ограничен 90 км/ч.
Раз уж мы заговорили о дорогах вне населенных пунктов, определимся с установленным на них скоростным режимом.
Мотоциклам, легковушкам и небольшим грузовикам до 3,5 т здесь разрешено ехать не более 90 км/ч.
А если дорога – автомагистраль, то скорость можно увеличить до 110 км/ч.
Или даже до 130 км/ч, где владельцы дорог установили соответствующие дорожные знаки.
А вот с прицепной конструкцией ехать придется на 20 км/ч меньше установленного лимита. То есть на автомагистралях – не более 90 км/ч, на остальных дорогах – не более 70 км/ч.
Грузовикам, перевозящим людей в кузове, или автобусам, совершающим организованные перевозки детей, установили лимит в 60 км/ч – все-таки не дрова везут.
Взяв на буксир, придется двигаться еще медленнее – не более 50 км/ч.
Но всегда нужно помнить, что на тормозной путь оказывает влияние не только скорость, но и дорожные, а также метеорологические условия, в частности видимость в направлении движения.
И напоследок перейдем к запретам, связанным со скоростным режимом.
Водителю запрещается превышать максимальную допустимую для автомобиля скорость. Как говорится: спасибо, Кэп!
Также не разрешено превышать скорость, указанную на знаке «Ограничение скорости», приклеенном на заднее стекло. Иначе зачем приклеивали?
Ничто так не раздражает на трассе, как автомобиль, еле ползущий в левой полосе и всех тормозящий. К тому же это запрещено ПДД. То есть Правилами не допускается создавать помехи другим транспортным средствам, двигаясь без необходимости со слишком малой скоростью.
Кроме того, водителю запрещается резко тормозить, если это не требуется для предотвращения ДТП. Виноват, конечно будет автомобиль позади вас – он не соблюдал безопасную дистанцию. Но в разборках и ремонте поучаствовать придется и вам в том числе.
Источник статьи: http://haiv.ru/textbook/article/10/
ЧАСТЬ 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТИ И ВРЕМЕНИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ
При анализе некоторых происшествий приходится определять интенсивность разгона автомобиля — способность его увеличивать скорость при трогании с места и в процессе движения, что характеризует быстроту осуществления обгонов и объездов.
Интенсивность разгона автомобиля измеряется величиной ускорения его движения в м/с2.
Наиболее точно величина ускорения определяется экспериментально во время дорожных испытаний при соблюдении условий, установленных ГОСТами и другими нормативными документами.
При расследовании конкретного происшествия для выяснения вопроса, полностью ли использовал водитель технические возможности автомобиля, приходится определять фактическую интенсивность разгона, чтобы установить его путь и время.
Параметры разгона, полученные расчетным путем, позволяют выяснить, полностью ли использовал водитель технические возможности автомобиля для предотвращения происшествия.
Основным параметром расчета является определение ускорения движения автомобиля. Исходными данными, по которым можно рассчитать ускорение, являются некоторые параметры технической характеристики автомобиля. Их выбирают из справочников.
Теоретически ускорение определяют из зависимости
м/с2, (2.1)
где D — динамический фактор автомобиля;
g — ускорение свободного падения; g=9,81 м/с2;
δ — коэффициент учета инерции вращающихся масс автомобиля;
φ — коэффициент дорожного сопротивления.
Как видим, ускорение автомобиля пропорционально разности D — φ и при определенной скорости движения будет тем выше, чем больше величина динамического фактора и чем меньше коэффициент дорожного сопротивления.
Динамический фактор автомобиля — это отношение избыточной силы тяги к полной массе автомобиля, или, иначе, удельная остаточная сила тяги, т. е.
, (2.2)
где Pk: — сила тяги по двигателю;
Pω — сила сопротивления воздуха.
Подставив в уравнение (1.2) значения силы тяги Рк и сопротивления воздуха Рω, получим (для равномерного движения автомобиля):
Н, (2.3)
где Ме — эффективный крутящий момент двигателя,кгс∙м;
iтр — общее передаточное число трансмиссии автомобиля;
η — механический к.п.д. трансмиссии;
rк — радиус колеса, м.
k – коэффициент обтекаемости.
Поскольку при скоростях движения до 11 м/с сила сопротивления воздуха Рω невелика, а при более высоких скоростях составляет небольшой процент от массы автомобиля, динамический фактор можно определить по приближенной формуле:
. (2.4)
Чтобы его рассчитать, нужно располагать скоростной характеристикой двигателя, величинами передаточных чисел агрегатов трансмиссии — главной передачи, коробки передач, раздаточной коробки — и радиуса ведущего колеса автомобиля.
Возможную величину ускорения конкретного автомобиля на каждой передаче для всего диапазона частоты вращения вала двигателя определяют следующим образом:
1) Используя скоростную характеристику двигателя и передаточные числа агрегатов трансмиссии, по формуле (1.13) рассчитывают возможную скорость движения в км/ч. При отсутствии экспериментальных данных скоростную характеристику можно построить по эмпирическим зависимостям. Наиболее просты и удобны выражения, полученные С. Р. Лейдерманом. По известным координатам одной точки они позволяют воспроизвести всю кривую.
Для карбюраторных двигателей:
кВт; (2.5)
для дизельных двигателей с непосредственным впрыском:
кВт; (2.6)
Задаваясь различными значениями частоты вращения вала nе, получаем соответствующие им значения мощности Ne.
2) Для каждой из передач рассчитывают несколько (5—6) значений силы тяги для различной частоты вращения коленчатого вала. Рк по двигателю находят по формуле:
,кН (2.7)
где η — механический к.п.д. трансмиссии.
Для расчета силы тяги задаются значениями частоты вращения вала (например, 500, 1000, 1500 и т.д.). Затем по графику определяют скорость, соответствующую данной частоте вращения, и затрачиваемую при этой же частоте мощность двигателя.
Силу тяги по двигателю можно рассчитать также по формуле:
, (2.8)
где крутящий момент на валу двигателя
. (2.9)
При разгоне и замедлении автомобиля возникает сила инерции, направление действия которой противоположно ускорению или замедлению. Сила инерции поступательного движения автомобиля равна
,
где М — масса автомобиля.
Суммарный инерционный момент Мj слагается из инерционных моментов деталей автомобиля, неравномерно вращающихся в плоскости его движения. Для произвольной детали i
,
где Ii — момент инерции i-й детали;
ωi — угловая скорость вращения детали.
Большие моменты инерции имеют маховики двигателей и колеса с шинами. Но так как маховик обычно вращается в плоскости, перпендикулярной плоскости движения автомобиля, в расчет обычно принимают только инерцию колес. Считая угловые ускорения колес одинаковыми
,
.
Величина момента инерции для шин и колес основных типоразмеров приведена в таблицах П 7 и П 8.
Величина коэффициента учета инерции вращающихся масс автомобиля (к ним относятся колеса, маховик со сцеплением, детали двигателя, шестерни коробки передач и главной передачи, карданные передачи) определяется по формуле:
, (2.10)
где ∑Iк — сумма моментов инерции всех колес автомобиля (таблицы П 7 и П 8);
Iт — момент инерции вращающихся масс двигателя (таблица П 9).
Если постоянные величины обозначить через δ1 и δ2, то
, (2.11)
где Gа— масса автомобиля с полной нагрузкой, кг;
G —масса автомобиля с имеющейся (данной) нагрузкой, кг;
iК — передаточное число коробки передач на данной передаче;
δ1 — коэффициент учета инерции вращающихся масс колес;
δ2 — коэффициент учета инерции вращающихся масс маховика; δ1≈δ2≈0,03—0,05, для свободного прицепа δ1=0,03 — 0,06.
Из формулы (2.11) следует, что на величину коэффициента δ влияет передаточное число коробки передач, взятое в квадрате, поэтому на низших передачах этот коэффициент значительно больше, чем на высших. Кинетическая энергия автомобиля при повышении скорости увеличивается. Так как коэффициент δ определяется не самой величиной энергии вращающихся масс, а ее отношением к энергии автомобиля в целом, то с увеличением последней (что имеет место на высших передачах) коэффициент δ должен уменьшаться.
При передаточных числах порядка 80—100, что имеет место у автомобилей с раздаточными коробками, коэффициент δ может достигать 10—12 и выше. Поэтому для автомобилей, имеющих раздаточные коробки и бортовые редукторы, в формуле (2.11) вместо iк следует принимать iТP — передаточное число трансмиссии. Для случаев движения автомобиля накатом
/ (2.12)
В качестве примера приведем расчет, величины силы тяги динамического фактора и ускорения для IV передачи автобуса ПАЗ-672. Построим скоростную характеристику двигателя и графическую зависимость между скоростью движения и мощностью двигателя по следующим данным технической характеристики автобуса ПАЗ-672: радиус ведущего колеса rк—0,45 м; передаточное число главной передачи iо = 6,83; передаточные числа коробки iк=1,0. Построенная зависимость представлена на рисунке 2.1.
силы тяги по двигателю:
;
силы сопротивления воздуха (k=0,05 и F=5,5 м2):
;
(с полной нагрузкой Ga=7825 кг, без нагрузки G=4534кг);
коэффициента учёта вращающихся масс:
с полной нагрузкой: 
;
;
ускорения на IV передаче (φ=0,02):
,
Скорость автомобиля определяется по номограмме рисунок 2.1. Результаты расчета даны в таблице 2.1 — Показатели динамики автобуса ПАЗ-672 при движении его на четвертой передаче.
Таблица 2.1
| Частота вращения вала двигателя, об/мин | 1000 | 1500 | 2000 | 2500 | 3200 |
| Мощность Nе кВт (рисунок 2.1) | 27,2 | 42 | 59 | 71,497 | 84,6 |
Скорость движения  , м/с | 1,7 | 7,0 | 11,7 | 15,8 | 222 |
| Сила тяги Рк, кН | 1415 0,089 | 320 0,043 | |||
| Динамический фактор D, Н/кг | 0,18 0,43 | 0,025 0,2 | |||
| Ускорения, м/с2 | 1,45 | 0,45 | 0,27 | 0,18 | 0,045 |
По полученным данным можно построить кривую, показывающую зависимость ускорения от скорости движения (рисунок 2.2). Из таблицы 2.1 возьмем значения скоростей движения при определенной частоте вращения вала двигателя и соответствующие им величины ускорений. Используя эти зависимости, можно рассчитать время разгона. Для этого кривую ускорений разбивают на несколько участков I-II-III. На каждом из них среднее значение ускорения практически можно считать постоянным и равным
м/с.
Тогда время t1, в течение которого автомобиль изменит скорость от V1 до V2 (в км/ч), можно найти по формуле
с. (2.13)
Рисунок 2.1 Зависимость между скоростью движения, частотой вращения коленчатого вала двигателя и затрачиваемой мощностью автобуса ПАЗ-672
Рассчитаем время и путь разгона автобуса ПАЗ-672 без нагрузки в кузове, двигающегося на четвертой передаче.
Рисунок 2.2 Зависимость ускорения от скорости автобуса ПАЗ-672 при движении на четвертой передаче.
Кривую ускорений, приведенную на рисунке 2.2, разбиваем на четыре участка. На 1-м участке среднее ускорение составит:
м/с2,
а время прохождения участка автобусом
с.
На 2-м участке соответственно:
м/с2,
с.
м/с2,
с.
м/с2,
с.
Общее время разгона составит:
с.
Путь разгона SР в интервале скоростей V1 — V2 при средней скорости Vср приближённо будет равен SР=tpVcp.
В рассматриваемом случае путь разгона на 1-м участке составит
м;
м;
м;
м.
Общий путь разгона будет равен:
м.
Когда есть возможность использовать построенную динамическую характеристику автомобиля — зависимость между динамическим фактором и скоростью движения (рисунок 2.З), — расчет ускорений упрощается. По динамической характеристике находят значения динамического фактора при различных скоростях движения, затем рассчитывают коэффициент учета инерции вращающихся масс и вычисляют ускорение, время и путь разгона.
Если допустить, что автомобиль движется с постоянным ускорением jа м/с2 до достижения какой-то постоянной скорости Vа м/с в течение t, то, воспользовавшись формулами
м, (2.14)
с, (2.15)
можно построить номограмму (Рис. 2.4), на которой будут представлены соотношения этих величин. По номограмме, исходя из двух известных значений, можно быстро и с достаточной для практики точностью определить две неизвестные величины.
Пример 1. Требуется рассчитать, за сколько времени автомобиль, трогаясь с места, достигнет скорости V = 8,3 м/с, двигаясь с ускорением j=0,6 м/с2.
Для решения через точки 0,6 на шкале j м/с2 и 8,3 на шкале V проводим прямую (I — I на рисунке 2.4) до пересечения с двумя другими шкалами. В точках пересечения читаем ответ: путь разгона S=60 м, время разгона t — 14 с.
Рисунок 2.3 Динамическая характеристика автомобиля.
Пример 2. Определить, какой путь S и какое время t потребуется для разгона автомобиля от V1 = 8,3 м/с до V2 = 15,9 км/ч при ускорении j=1 м/с2.
Вначале определим S и t, предположив, что автомобиль начал двигаться с места (V1 =0) и достиг V2 = 15,9 м/с при j=2,3 м/с2. Через точки j=2,3 м/с2 и V1 = 50 км/ч проводим прямую, как указывалось выше. При этом получим: S = 45 м и t=6 с.
Рисунок 2.4 Номограмма для определения пути разгона или пути торможения S, времени разгона или торможения t,скорости движения V и ускорения или замедления j автомобиля.
Путь и время разгона от начальной скорости Vн до конечной Vк можно рассчитать по следующим приближенным формулам:
м; (2.16)
с, (2.17)
где φ – коэффициент учёта инерции вращающихся масс автомобиля (V в км/ч);
G – масса автомобиля, кг;
Pk – сила тяги по двигателю, кгс;
Pсопр – сумма сил сопротивления движению воздуха Pω, подъёму α качению Pf:
кгс.
При определении времени и пути разгона теоретическим путем исходят из того, что водитель развивает наибольшую возможную силу тяги, т.е. практически при разгоне движется с полной подачей топлива.
Ускорение можно установить экспериментально с помощью акселерометра — прибора, измеряющего мгновенные ускорения, а время разгона замерить секундомером. Осуществив эти замеры, можно рассчитать общее время разгона, его путь и скорость движения, как по этапам, так и за весь период разгона.
При экспериментальном определении параметров разгона на каждой из передач замеряются ускорения и время разгона, Практически ускорение jа на каждой из передач допустимо считать постоянным. При таком допущении скорость автомобиля в конце движения на каждой передаче определится как Vа=jпtп, где tп — время движения, а jп — ускорение на данной передаче.
Переключение передач требует некоторого времени tп, величина которого зависит от квалификации водителя, способа включения передачи и конструкции коробки передач. Для водителей высокой квалификации среднее время переключения передач в зависимости от типа коробки соответствует указанному в таблице П 10.
У автомобилей с дизельным двигателем время переключения передач большее, так как из-за значительных инерционных масс его деталей частота вращений коленчатого вала снижается медленнее, чем у карбюраторного двигателя.
За время переключения передач скорость автомобиля несколько снижается, и он движется с замедлением. Однако, если это время невелико (0,5 — 1,0 с), то можно считать, что движение происходит с равномерной скоростью, достигнутой в конце разгона на данной передаче. Если же переключение передач происходит за более длительное время, то рекомендуется учитывать длину участка замедления, предварительно определяв скорость движения в начале и в конце переключения передачи.
м/с2.
Пренебрегая сопротивлением воздушной среды, получим:
м/с2, (2.18)
где jз — замедление автомобиля при его свободном качении по дороге, сопротивление которой характеризуется коэффициентом φ.
Если время переключения передачи составляет tп, то снижение скорости от Vв до Vк составит:
м/с. (2.19)
Путь и время разгона (приемистость) можно определить и по так называемым кривым разгона, характеризующим зависимость пути и времени разгона от скорости движения. Испытания автомобилей, для которых составляются графики разгона, выполняются строго по правилам ГОСТ 6875—54 «Автомобили грузовые. Методы контрольных испытаний» и ГОСТ 6905—54 «Автомобили легковые. Методы контрольных испытаний». Этими ГОСТами предусматривается определение зависимости скорости движения от времени и пути при разгоне на прямой передаче с начальной скоростью 15 км/ч до максимальной. Разгон осуществляется путем резкого нажатия педали топлива до отказа и удержания ее в этом положении. Индивидуальные задания
Задача 1. Рассчитать величину силы тяги, динамический фактор и ускорение для III и IV передачи. Построить скоростную характеристику двигателя и графическую зависимость между скоростью движения и мощностью двигателя.
Исходные данные для своего варианта взять из таблицы П 21. Необходимые данные для расчётов взять из приложений П 1– П 13.
Задача 2. Определить время и путь разгона автомобиля двигающегося на IV передаче для своего варианта. Необходимые данные для расчётов взять из приложений П 1– П 1.3.
Источник статьи: http://sci-lib.biz/logistika/chast-opredelenie-puti-vremeni-razgona-37295.html