Что такое тормозной и остановочный путь автомобиля

Что такое тормозной и остановочный путь автомобиля

Дорожное движение помимо заключённого в названии, собственно, движения предполагает остановку. Вы тормозите на светофоре, перед пешеходным переходом, перед другой машиной и тому подобное по много раз за поездку. Иногда (обычно чаще, чем хотелось бы) вам приходится останавливаться очень быстро и резко. Есть 2 термина, которые нужно различать в связи с этим: тормозной путь и остановочный путь. Они значат разные вещи, хоть и связаны между собой общим предназначением: показать водителю, что законы инерции действуют на любую машину.

Разгоняющийся автомобиль набирает кинетическую энергию, которую тормозам нужно будет преобразовать в тепловую

Оценим сколько мощности необходимо для остановки автомобиля массой в 1200 кг, движущийся на скорости 60 км/ч за 10 секунд. Выразив мощность через отношение энергии ко времени, получим 16.5 КВт или 22.5 л.с. Взяв время в одну секунду, мы получаем соответственно 165 КВт или 225 л.с. То есть чем быстрее мы хотим остановить автомобиль тем большую мощность должна поглотить тормозная система. Если бы вместо тормозов у нас была бы нагрузка в виде генератора — такую бы усредненную мощность за время торможения он выдал бы. С другой стороны, тормоза забирают у автомобиля энергию, которую ему передал двигатель и на гражданских автомобилях тормоза работают эффективнее мотора — время торможения заметно ниже времени разгона.

Тепло идет на нагрев тормозных колодок и дисков за счет трения, возникающего при их контакте. Количество выделяемого тепла зависит от силы, прижимающей колодку к диску, коэффициента трения между ними и площадью контакта. Колодки выполнены из фрикционного (обладающего высоким коэффициентом трения) материала, а сила прижима определяется максимальным давлением, развиваемым тормозным цилиндром. Тормозной диск должен иметь высокую теплопроводность и высокую теплоемкость — ему нужно быстро поглощать много тепла.

Раскаленный до красна тормозной диск

И вот мы имеем большой тормозной диск с перфорацией, чтобы увеличить площадь для рассеивания тепла, колодку обладающую высоким коэффициентом трения, подняли максимальное рабочее давление в системе и уперлись в следующее ограничение — полная блокировка колес. Дальнейшее улучшение тормозной системы бесполезно, мы и так уже платим большую цену: из-за больших тормозных дисков необходимы колеса большого радиуса с низким профилем, тяжелые тормозные диски и массивные суппорта увеличивают неподрессоренную массу подвески, а высокий коэффициент трения колодок делает торможение слишком резким (теряем комфорт). Итак, мы получили тормозную систему, способную заблокировать колеса на любой необходимой скорости, и дальнейшее ее улучшение упирается в коэффициент сцепления резины с дорогой.

Почему?

Казалось бы, какие у автопроизводителей могут быть сложности с указанием тормозного пути. Если получается измерять разгон и указывать расход топлива (как это делают автогиганты, читайте в статье АвтоПортала о паспортном расходе), то почему нельзя указывать тормозной путь? Вопрос риторический.

Возможно, это связано с тем, что слишком низкий процент клиентов, интересующихся данным показателем. Не исключено и то, что измерение тормозного пути требует длительных и сложных испытаний, результаты которых могут разнится от множества факторов. Снег, дождь, температура воздуха, влажность, ветер, шины. с другой стороны, все это играет такую же важную роль и при определении динамики разгона!

Вывод: скорее всего автопроизводители проводит внутренние тесты для измерения тормозного пути, но разглашают эту информацию лишь в том случае, если им удалось добиться ну очень хороших показателей. В определенной мере это подтвердила пресс-службу российского производителя АвтоВАЗа, где на наш запрос ответили так:

«У АвтоВАЗа есть внутризаводские нормативы, регламентирующие допустимые показатели по тем или иным характеристикам автомобиля. Разглашение или неразглашение информации о данных тестирования определяется требованиями закона и процессом сертификации транспортных средств».

Также мы поинтересовались о тормозном пути у четырех украинских автоимпортеров, но на момент публикации материала ни один из них не смог предоставить вразумительный ответ о возможности получения информации о показателях тормозного пути продаваемых ныне моделей.

Что влияет на тормозной путь автомобиля?

В черте города езда водителя ограничена запрещающими знаками и правилами дорожного движения. Соблюдение установленных показателей скорости помогает уберечься от опасностей на дороге, сократить вероятность возникновения аварийной ситуации к минимуму. Однако существует ряд факторов, которые напрямую влияют на эффективность торможения:

1. Зависимость тормозного пути от увеличения скорости – чем больше скорость, тем больше места потребуется для полной остановки. Также имеет значение и время реакции водителя – человек, управляющий машиной под воздействием алкоголя или медикаментов, рискует попасть в аварию из-за сниженной реакции. Если скорость авто увеличится в 2 раза, длина тормозного отрезка вырастет в четыре раза.
2. Качество покрытия на дороге. Расстояние, пройденное машиной на мокрой трассе, при езде по гололеду или заснеженному полотну, может увеличиваться в 3 и больше раз.
3. Состояние покрышек. Производители рекомендуют своевременно заменять покрышки, так как стертая резина ухудшает сцепление колеса с дорожным полотном, в результате чего торможении будет менее эффективным.
4. Техническое состояние авто – стертые тормозные диски или колодки увеличивают длину пути, становятся причиной ДТП на дороге.

На оценку ситуации и реагирование у водителя может уходить от 0,8 с до 1,5 с. Показатель может изменяться с возрастом, накопленным опытом, увеличиваться в зависимости от времени дня или ночи. Если отвлечь водителя, его реакция замедлится, что приведет к возникновению дорожного происшествия. Зная, как зависит величина тормозного пути от скорости, можно подсчитать, что за 1,5 секунд авто на скорости 60 км/ч проходит путь торможения, равный 36 м. Дезориентация водителя при этом может привести к столкновению с другим авто или дорожным блоком.

Понятия и пояснения

Тормозной путь — это путь, который проходит автомобиль с момента, когда сработал тормозной механизм до полной остановки автомобиля. На него влияют:

• состояние и тип дорожного покрытия,
• состояние шин автомобиля,
• начальная скорость автомобиля,
• масса автомобиля,
• исправность тормозной системы.

Остановочный путь — путь с момента обнаружения опасности до полной остановки автомобиля. Понятно, что тормозной путь входит в остановочный. Кроме того в остановочный путь входят:

1. путь, который проехал автомобиль с момента обнаружения опасности до нажатия на педаль тормоза;
2. путь, пройденный автомобилем за время срабатывания тормозной системы.

Первый параметр зависит от множества факторов, определяющим из которых является времени реакции водителя. По результатам многочисленных экспериментов, оно может меняться от 0,3 до 1,5 секунды. В среднем можно считать время реакции водителя равное 1 секунде. Кроме этого существует понятие «нормативное время восприятия сложной ситуации» равное 0,8 секунды. Также установлено, что время реакции у женщин, при возникновении сложной дорожной ситуации может достигать 2,5-3 секунд, тогда как у мужчин 1,5-2 секунды. Кроме этого на время реакции влияет:

• опыт водителя,
• его эмоциональное состояние,
• возраст,
• время суток и погодные условия,
• прием медикаментов,
• состояние алкогольного или иного опьянения,
• место возникновения опасной ситуации.

Время срабатывания тормозной системы зависит от ее типа и технического состояния. Тормозная система с гидравлическим приводом срабатывает за 0,2 – 0,3 секунды, с пневматическим за 0,5 –0,6 секунд.

Торможение с ABS

Система ABS работает как раз по принципу ступенчатого торможения, а её основная задача — не отпустить машину в неконтролируемый занос. ABS не блокирует колёса полностью, тем самым оставляя водителю контроль над движением автомобиля. Обильные проверки показали, что ABS сократит тормозной путь на сухом или мокром асфальте, а также отлично работает на гравии. А вот в других условиях система частично теряет свою ценность.

В зимних условиях ABS увеличит тормозной путь на 15-30 метров при движении по снегу или льду. При этом система оставит водителю контроль над машиной, что может быть критически важно при движении по гололёду.

Таблица трения при разных скоростях

Помните, слабых места ABS — раскисшая земля и глина. На них тормозной путь также может стать дольше, чем при полностью “ручном” торможении. Но и контроль над машиной также останется.

Без этого не обойтись при проведении расчётов

Ещё один важный показатель – протяжённость заноса (юза) при торможении Sю. Это отношение квадрата скорости юза к удвоенной константе замедления j. Такой след заблокированные колодками колёса машины начинают оставлять на дорожном покрытии при положении «педаль в пол». Начало следа – это точка установившегося замедления, то есть константы. Как уже было сказано выше, это экспериментальная величина. Она рассчитывается для каждого вида транспорта отдельно. При этом используется физическая формула

Продольное сцепление резины с дорожным покрытием f замеряется эмпирически, с помощью «пятого колеса» или специальных приборов.

На основании специальной таблицы время реакции водителя на ситуацию на дороге составляет 0,6-1,4 секунд (шаг 0,2). Усреднённая экспертная величина, которая применяется в официальных экспертизах , составляет 0,8 с (в связи с тем, что быстрее этого времени человеческий мозг среагировать на происходящее не в состоянии).

Чтобы упростить восприятие производимых математических расчётов, сделаем привязку величины остановочного пути к скорости автомобиля длиной 4 м. Привязка делается к скорости 64 км/ч, с шагом ½ в сторону её замедления и увеличения: