Формула торможения: Как рассчитать тормозной путь — О’Пять пО физике!

Содержание

Параметры торможения и критическая скорость. Изоэнтропические формулы

Содержание:

Параметры торможения и критическая скорость. Изоэнтропические формулы

Параметры торможения и критическая скорость. Изоэнтропические формулы. Известно, что в потоке газа или жидкости есть точки или области, где скорость равна нулю. Например, критическая точка на поверхности обтекаемого объекта или большая емкость для вытекания из небольшого отверстия или сопла. Предполагая, что поток Адиабатичен, примените уравнение (11.24) к любой точке, где скорость потока равна и где скорость u = 0.Последняя называется тормозной точкой, и все параметры, связанные с ней, помечаются индексом «0».Тогда вы получите. Где a0 и To-скорость звука и температура точки торможения соответственно. Они соответствуют определенному давлению p0 и плотности p».Величина параметров торможения, называемая a0, T0, p0, p0, является константой удельного расхода газа.

Однако, нет необходимости объяснять значение параметра газа в конкретной точке торможения. Людмила Фирмаль
  • Возможно, что такие вещи не в этот поток. Параметры торможения можно понимать как расчетные параметры, которые могут быть получены, если этот поток полностью нарушен без необратимого преобразования механической энергии. Особую роль играет застойная температура T0.Это делается для определения полной энергии конкретного газового потока, как следует из Формулы (11.26): В частности, эти скорости могут быть равны, так как скорость звука уменьшается по мере увеличения скорости потока. Запустите его в точке или секции с потоком. Общие значения этих скоростей приведены в*и для нахождения этого значения используется формула (11.25).Для указанной точки. Величина a *называется критической скоростью и четко представляет собой скорость потока, равную локальной скорости Четыреста пятнадцать Звук.

Поток газа с меньшей скоростью, чем al, называется дозвуковым, а A * сверхзвуковым или supercritical. As вы увидите позже, что эти 2 класса газовых потоков существенно отличаются по своей природе. Из Формулы (11.27) видно, что поскольку она всегда k, то критическая скорость, то есть a * 2 Co, всегда меньше скорости звука газа, которая полностью suppressed. In кроме того, критическая скорость определяется только температурой тормоза, поэтому она является постоянной величиной для определенного расхода газа. о * = / В7)/ р | м (11.28)) Критический параметр, как и параметр Тора, соответствует критическому параметру Тш = 2т01 (к + 1), р». Чонсервная Банка постоянн в течении подачи. В газовой динамике широко используется безразмерное представление формулы used. In в частности, используйте безразмерную скорость. М = у / А и K-u1a 1.

  • Второй называется числом Маха, а второй-замедленной скоростью или коэффициентом скорости. Указывает, что отношение параметра расхода газа к соответствующему параметру тормоза определяется только махом number. It получается из Формулы (11.25).Соотношение (11.29)-(11.32) (изоэнтропийное) широко используется в газодинамических расчетах. Функции a61a /(M), T0 / T = / a (M) и другие значения суммируются в таблице для наиболее распространенных значений M. поскольку каждое значение M соответствует отдельному значению k, отношение a0 / a, T01T можно представить как функцию уменьшения скорости. Четыреста шестнадцать если учесть, что a0 = a, Y (k + 1)/ 2, то формулу (11.25) представим в виде. из Формулы(11.29)-(11.38).
Учитывая, что параметры торможения постоянны во всех точках заданного потока газа, можно легко получить соотношение параметров 2 (точки 1 и 2) любой точки этого потока. Людмила Фирмаль
  • Изоэнтропийная формула позволяет оценить допустимую погрешность при расчете параметров газа(например, давления или плотности) с использованием несжимаемой жидкости formula. To выполните эту оценку, разверните правую часть выражения (11.31) и (11.32) в ряд. Для несжимаемых жидкостей a = yp / yp = oo и M =0.Из формул в данном случае (11.40) и (11.41) получаем p = pn и p + ria / 2 = p0. В случае сжимаемой среды (газа) погрешность с использованием последней формулы возрастает с увеличением М. ограничивая ряд только теми членами, которые содержат формулы (11.40) и (11.41) м2, например, с M = 0.2, ep = 0, с 02 и ep = 1.01, то есть погрешность определения плотности составляет 2%, а давления-1%.Величина M = 0,2 при нормальных условиях[a = 340 м / с; T (273 + 15) K1 соответствует скорости и −68 м / с.

Смотрите также:

Учебник по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

  1. Некоторые термодинамические соотношения.
  2. Различные формы уравнения Бернулли. Скорость распространения малых возмущений в газе.
  3. Изменение параметров газа при течении по трубе переменного сечения.
  4. Истечение газа из резервуара через сужающееся сопло. Формула Сен-Венана-Ванцеля.

Как рассчитать тормозной путь автомобиля

Каждый водитель хоть раз да оказывался буквально в паре секунды от аварии, когда жизненно необходимо успеть затормозить. Однако встать, как вкопанный по команде автомобиль не может. Расстояние, которое он проедет с момента начала торможения до полной остановки и называют тормозным путём. Уметь прикинуть тормозной путь нужно, чтобы он всегда был меньше, чем расстояние до оказавшейся на пути помехи.

Длина пути торможения зависит от множества разных факторов. Тут и реакция водителя, и уровень работы тормозной системы автомобиля, и внешние факторы, вроде материала трассы и погодных условий. Ну и конечно, решающую роль играет скорость машины на момент торможения. Появляется вопрос — как рассчитать тормозной путь автомобиля при всех этих условиях? Для общих расчётов достаточно трёх главных факторов — тормозного коэффициента (Кэ), скорости движения (V) и коэффициента сцепления (Фс) с трассой.

Формула для расчёта тормозного пути автомобиля

Формула из таблицы, вычисляющая длину тормозного пути, выглядит так: S=Кэ*V*V/(254*Фс)

. Тормозной коэффициент у обычного легкого автомобиля равняется единице. Коэффициент сцепления на сухой поверхности будет равен 0,7. Для примера, возьмём случай, когда машина движется по сухой трассе со скоростью в 60 км/ч. Тогда длина тормозного пути будет равна 1*60*60/(254*0,7)=20,25 метра. На льду же (Фс=0,1) торможение продлится в семь раз дольше — 141,7 метра!

По результату видим, как сильно длина тормозного пути автомобиля из таблицы зависит от состояния трассы и погодных условий.

Торможение в разных условиях

Длина тормозного пути обратно пропорциональна коэффициенту сцепления с трассой. Проще говоря — чем хуже “держит” дорога, тем дольше машина тормозит. Посмотрим на изменения коэффициента (Фс) подробнее:

  • при сухом асфальте — 0,7;
  • на мокром асфальте — 0,4;
  • если укатан снег — 0,2;
  • обледеневшая дорога — 0,1.

Эти цифры позволяют нам увидеть, как изменится тормозной путь в зависимости от условий. Как уже говорилось, при скорости 60 км/ч на сухой дороге автомобиль будет тормозить 20,25 метра, а на льду — 141,7. На мокрой трассе дистанция торможения составит 35,4 метра, а на заснеженной — 70,8.

Типы торможений

Типы торможения

Стоит также учитывать, что большую роль играет способ торможения:

  1. Резкое нажатие может отправить автомобиль в неконтролируемый занос.
  2. Постепенное нажатие на педаль сработает при хорошей видимости и запасе времени, но его не применить в экстренной ситуации.
  3. Прерывистое торможение с несколькими нажатием на педаль до упора позволит быстро остановить машину, но также чревато потерей контроля.
  4. Ступенчатое нажатие позволит блокировать колёса, не потеряв контакт с педалью.

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.

Как определить скорость автомобиля по тормозному пути?

В тех случаях, когда затормозить вовремя всё же не удалось, необходимо определить, с какой скоростью двигался транспорт на момент начала торможения. Общая формула вычисления “стартовой” скорости торможения выглядит так — V = 0,5*t3*j + √2*S*j. В данном случае, роль играют следующие факторы:

  • — время нарастания замедления машины. Измеряется в секундах;
  • j — замедление автомобиля при торможении. Измеряется в м/с2. По ГОСТу на сухой трассе j=6,8 м;
  • с2, а на мокрой — 5 м/с2;
  • S — длина тормозного следа.

Возьмём условия, в которых tЗ=0,3 секунды, тормозной след 20 метров, а трасса сухая. Тогда скорость равна 0,5*0,3*6,8 + √2*20*6,8 = 1,02 + 19,22 = 20,24 м/с = 72,86 км/ч.

В основном для определения скорости в начале торможения используются три способа:

  1. Определение по тормозному пути.
  2. Определение по закону сохранения количества движения.
  3. Определение по деформации автомобиля.

ABS, EBD и BAS

Преимущества первого метода — простота и скорость, большое количество исследований, точный результат. Второй метод хорош тем, что его можно использовать при отсутствии следов торможения, он даёт точный результат и полезен при столкновении с неподвижными машинами. Третий отличается тем, что учитывает энергозатраты на деформацию машины.

Минусы у каждого метода также свои. В первом случае это невозможность использования при отсутствии следов шин. Во втором — громоздкие вычисления, а в третьем — большие объёмы того, что нужно учесть, и невысокая точность вычислений.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Основы теории торможения

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТОРМОЖЕНИЯ

Образование тормозной силы

Рассмотрим силовые процессы, происходящие после прижатия колодки к катящемуся колесу. Нажатие на вращающееся колесо колодки с силой К вызывает появление силы трения Т между колодкой и колесом, которая действует от колодки на колесо против его вращения, т. е. стремится остановить это вращение. Тормозить поступательное движение поезда сила трения Т не может, так как это внутренняя сила по отношению к поезду — колодка является частью самого поезда и движется вместе с ним.

Однако под действием внутренней силы Т колесо начинает «цепляться» за рельс в точке контакта О1. Возникает сила сцепления колеса с рельсом В, равная по величине силе Т. Сила В стремится утащить рельс за собой (сдвинуть его по ходу движения поезда). Так как рельс прикреплен к шпалам, то он остается неподвижным (в путевом хозяйстве хорошо известно явление угона рельсов под действием сил сцепления В). Особенно интенсивно угон рельсов происходит в местах, где обычно производится служебное торможение поездов. В свою очередь, неподвижный рельс тормозит катящееся по нему колесо с силой Вт, являющейся реакцией рельса на силу В. Сила Вт является внешней силой по отношению к поезду и направлена против направления его движения, поэтому она является тормозной силой.
Тормозная сила выполняет еще одну важную функцию: являясь реакцией рельса на силу Т и направленная по направлению вращения катящегося колеса, она уравновешивает эту силу трения Т, заставляя колесо продолжать вращение, препятствуя переходу колесной пары на юз.
Итак, колодки прижимаются к колесам для того, чтобы возникшая сила трения Т вызывала появление равной ей внешней силы Вт, которая, будучи направленной по вращению колеса, препятствует переходу его на юз и в то же время, имея направление против движения поезда, тормозит его. Чтобы облегчить представление этой картины, достаточно мысленно приподнять тормозимые колесные пары над рельсами, и тогда станет ясно, что колесные пары, потеряв сцепление с рельсами, под действием сил трения Т сразу прекратят вращение, но сам поезд будет продолжать движение вперед. Точно так же торможение самолетов колесами их шасси возможно только после приземления на посадочную полосу.

Коэффициент трения тормозных колодок

Сила трения Т между колесом и колодкой оказывается в несколько раз меньше силы К нажатия колодки на колесо. Отношение φк в механике называется «коэффициент трения» и обозначается в тормозных расчетах φк.
Если известна величина коэффициента трения, то сила трения определяется из равенства Т = φк, а тормозная сила Вт одиночного колеса (без учета влияния инерции вращающихся масс) численно равна силе трения, то есть В =Т.
Величины коэффициентов трения определяют опытным путем на специальных стендах или посредством торможения составов из нескольких одинаковых вагонов. Этот сцеп разгоняется локомотивом-толкачом до максимальной скорости, после чего толкач отстает, а поезд тормозится с определенной силой нажатия колодок. Следующий такой опыт проводят с другой силой нажатия колодок и т. д. По записям, полученным на специальной скоростемерной ленте, рассчитывают тормозные силы в интервалах скоростей по 10 или 5 км/ч.
На основании опытов составляют графики зависимости коэффициентов трения от скорости движения для различных сил нажатия колодок.

Зависимость действиетльного коэффициента трения
колодок от действительного нажатия на колодку и скорости движения

Затем по полученным результатам выводят эмпирическую (опытную) формулу. Эти формулы утверждены МПС для дальнейшего использования при всех практических расчетах. Например, формула (1.1) применяется для расчета действительных коэффициентов трения композиционных колодок, а формула (1.2) — для чугунных.

Основными факторами, влияющими на величину коэффициентов трения, являются скорость движения, удельная сила нажатия колодки на колесо и материал колодки. Из графикаи приведенных выше формул видно, что с уменьшением скорости коэффициент трения увеличивается. Машинистам это хорошо известно практически: по мере уменьшения скорости ощущается усиление тормозного эффекта (замедление поезда), особенно при чугунных колодках. С увеличением силы нажатия К коэффициент трения снижается, но это не значит, что с ростом К сила трения Т уменьшается — она увеличивается, но не пропорционально К.
Поясним на примере. При скорости V=70 км/ч и нажатии К = 1 тс коэффициент трения чугунной колодки φк = 0.146. Значит, сила трения колодки Т= φкК = 0.146 тс. При увеличении силы нажатия в два раза. т. е. К=2 тс. при той же скорости 70 км/ч коэффициент трения оказывается меньше: φк =0.115. Сила же трения составит Т= 0.230 тс., т. е. увеличилась, но не в два раза, а только в 1,57 раз. При увеличении силы нажатия в пять раз (К=5тс) коэффициент трения при той же скорости V=70 км/ч оказывается всего φк = 0.09. а сила трения Т = 0.450 тс., т. е. увеличивается, но всего в 3 раза.
Из сравнения графиков коэффициентов трения чугунных и композиционных колодок видно, что у последних значения φк выше, а сами графики более пологие, т. е. интенсивность снижения коэффициента трения при увеличении скорости значительно меньше.

Коэффициент сцепления

Качение колеса по рельсу без проскальзывания происходит за счет силы сцепления Вс , действующей со стороны рельса на колесо в точке их контакта.

Сцепление колес с рельсами представляет сложный процесс, при котором происходит преодоление механического зацепления микронеровностей поверхностей колеса и рельса и их молекулярного притяжения.
Коэффициент сцепления зависит в основном от осевой нагрузки. состояния поверхностей колеса и рельса, скорости движения, площади контакта, типа тягового привода и может изменяться в широких пределах (0.04 — 0.30). Наиболее неблагоприятное сцепление имеет место при моросящем дожде, образовании на рельсах инея или при загрязнении рельсов перевозимыми нефтепродуктами, смазкой, торфяной пылью. Простым и эффективным способом повышения коэффициента сцепления является подача песка под колесные пары.

Условие безъюзового торможения

Явление, когда колесо прекращает свое вращение и начинает скользить по рельсу при продолжающемся движении поезда, называется заклиниванием или юзом.
Как правило, заклинивание колесной пары не происходит мгновенно. Предварительно колесная пара начинает проскальзывать, скорость ее становится меньше поступательной скорости подвижного состава. Это приводит к увеличению тормозной силы Вт за счет повышения коэффициента трения φк . В точке к контакта колеса с рельсом кинетическая энергия превращается в тепловую, что может привести к сдвигу металла на поверхности катания колеса при проскальзывании (образование навара) или образованию овальной площадки (ползуна) при скольжении. Поэтому максимальная величина тормозной силы ограничивается условиями сцепления колес с рельсами. Следовательно, во избежание юза максимальное тормозное нажатие принимают таким, чтобы тормозная сила не превышала силу сцепления колеса с рельсом. Для этого должно выполняться правило:

где:

  • φк — коэффициент трения;
  • К — сила нажатия колодок на ось;
  • Ψк — коэффициент сцепления колеса с рельсом;
  • q — осевая нагрузка.

В этом случае максимальное нажатие колодок на ось равно:

Отношение φк / Ψк = δ называют коэффициентом нажатия тормозной колодки. При заданной осевой нагрузке допустимые значения коэффициента нажатия будут зависеть от значении Ψк и φк, которые в свою очередь зависят от скорости движения и материала колодок. При расчетах значения 6 для локомотивов принимают в пределах 0.5-0.6.

На рисунке показана зависимость коэффициентов трения чугунной тормозной колодки и сцепления колеса с рельсом при различных скоростях движения. Из приведенных графиков видно, что при снижении скорости в процессе торможения значения φк становятся больше Ψк., следовательно, вероятность заклинивания колесных пар выше при низких скоростях движения; при высоких скоростях значения Ψк больше φк, и значит, опасность юза практически исключается, а силу нажатия колодки на колесо можно увеличить для реализации большей тормозной силы.

Способы регулирования величины тормозной силы

Важной характеристикой тормоза является его способность максимально использовать коэффициент сцепления колес с рельсами. Неполное использование сцепления имеет место в процессе наполнения тормозных цилиндров, то есть когда тормозная сила еще не достигла максимальной величины. Поэтому при допустимых условиях по величинам продольных динамических усилий в поезде и заклиниванию колесных пар стремятся к минимальному времени наполнения тормозных цилиндров.
Коэффициент сцепления уменьшается с ростом скорости движения, что вызывает необходимость изменения тормозной силы (в первую очередь для подвижного состава, оборудованного чугунными тормозными колодками). Для грузовых тормозов большое значение в использовании сцепления имеет соответствие между величиной тормозной силы и весом вагона, поскольку сила сцепления зависит от нагрузки от колесной пары на рельс. Поэтому с целью исключения заклинивания колесных пар применяется весовое и скоростное регулирование величины тормозной силы.

Весовое регулирование. Соответствие между величиной тормозной силы и весом вагона в тормозах грузового типа достигается ручным переключением режимов торможения или применением на грузовых вагонах авторежимов, которые автоматически регулируют тормозное нажатие в зависимости от загрузки вагона. Воздухораспределитель грузового типа имеет три режима торможения: порожний, средний и груженный. Переключение режимов выполняется вручную в зависимости от загрузки вагона, приходящейся на ось.Каждому режиму торможения соответствует определенное давление в тормозном цилиндре.
Автоматический регулятор режимов торможения (авторежим) позволяет избежать ошибки при установке требуемого режима торможения.Корпус авторежима крепится к подрессоренной хребтовой балке вагона, а упор соприкасается с плитой, укрепленной на необрессоренной части тележки. По мере загрузки вагона расстояние между корпусом авторежима и опорной плитой уменьшается вследствие прогиба рессор вагона. Колебания кузова вагона не сказываются на давлении в тормозном цилиндре, так как демпфирующие пружины и дроссельное отверстие гасят колебания подвижной части авторежима.
Загрузку вагона можно оценить по положению клина амортизатора относительно фрикционной планки рессорного подвешивания вагона. Вагон считается порожним, если верхняя плоскость клина амортизатора находится выше фрикционной планки.

Скоростное регулирование тормозной силы. Изменение тормозной силы при уменьшении коэффициента сцепления при высоких скоростях движения сводится к увеличению нажатия на колодку за счет повышения давления в тормозном цилиндре.

В процессе уменьшения скорости при торможении переключение с высокого нажатия (К2) на пониженное (К1) выполняется автоматически специальными скоростными регуляторами при достижении конкретной скорости перехода (например, при V=50 км/ч). Регулятор устанавливается на буксе колесной пары тележки. Регулирование тормозной силы осуществляется в случае применения полного торможения. При полных торможениях и малых скоростях движения величина тормозной силы может превысить значение силы может превысить значение силы сцепления Вс колеса с рельсом, что резко повышает вероятность заклинивания колесных пар.Наличие в составе поезда разнотипных вагонов с различными значениями К делает расчет тормозной сипы с использованием формул 1.1. и 1.2. для определения коэффициентов трения весьма трудоемким. Для упрощения тормозных расчетов пользуются методом приведения, при котором действительные значения К и φк заменяются расчетными значениями К и φкр, а коэффициент трения определяется при одном, условно выбранном тормозном нажатии Ку, но при этом обеспечивалось бы равенство:

Значения Ку принимают: для чугунных колодок — 2.7 тс. для композиционных колодок — 1.6 тс. Подставляя значения Ку в формулы 1.1. и 1.2. получим значения расчетных коэффициентов трения соответственно для чугунных и композиционных колодок:

 

После подстановки значений φк и φкр в выражение 1.6. получим формулы для определения расчетных сил нажатия чугунных и композиционных колодок:

 

Если в поезде используются тормоза с разными типами тормозных колодок (например, чугунными и композиционными), то необходимо привести расчетное нажатие к одной системе нажатий. Это приведение выполняют умножением величины нажатия на соответствующий коэффициент эффективности, которые зависят от скорости движения. Коэффициенты эффективности определяют исходя из равенства длины тормозного пути при действии колодок разного типа. На железных дорогах России за основную принята система расчетных значений нажатий чугунных тормозных колодок, для которых установлены все тормозные нормативы и действующие номограммы и таблицы зависимости тормозных путей от скорости начала торможения, удельных расчетных нажатий и крутизны уклонов.

Расчет тормозного пути

В настоящее время существует три метода тормозных расчетов:

  • аналитический метод Правил тяговых расчетов;
  • метод численного интегрирования уравнения движения поезда по интервалам времени;
  • графический способ.

С помощью аналитического метода ПТР решают задачи, в которых реализуется полная тормозная сила:

  • при определении расстояния ограждения мест препятствий движению поезда – экстренное торможение;
  • при выборе расстояния между постоянными сигналами — полное служебное торможение;
  • при проверке расчета выбора расстояния между постоянными сигналами – автостопное торможение.

Тормозной путь при полном служебном торможении рассчитывается так же как при экстренном торможении, но значение тормозного коэффициента принимается равным 0.8 от его полного значения.В практике часто возникает необходимость точного расчета тормозного пути или скорости движения поезда при ступенчатых торможениях, во время безостановочного следования по переломному не спрямляемому профилю пути и при других разнообразных условиях торможения. В таких случаях тормозные задачи решают численным интегрированием уравнения движения поезда не по интервалам скорости, а по интервалам времени.

Расчет тормозного пути методом ПТР

Полный тормозной путь , проходимый поездом от начала торможения до остановки, принимается равным сумме пути подготовки тормозов к действию Sп и действительного пути торможения

где:

  • Vнт — скорость поезда в момент начала торможения, км/ч;
  • tп — время подготовки тормозов поезда к действию, с;
  • 3.6 – переводной коэффициент. 

Время подготовки тормозов к действию определяется из условия замены медленного, реального процесса наполнения тормозного цилиндра среднего вагона, мгновенным наполнением до полной величины, при условии равенства тормозных путей, проходимых поездом при реальном и условном наполнении тормозных цилиндров.

В зависимости от рода подвижного состава и его длины время подготовки тормозов к действию определяется по формуле 

Величины коэффициентов а и б зависят от рода движения, вида управления тормозами в пассажирском поезде, от длины поезда в осях и принимаются по таблице

Условия выбора величины коэффициента

а

б

Пассажирский поезд :    
С пневматическими тормозами

4

5

С электропневматическими тормозами

2

3

Грузовой поезд длиной :
до 200 осей

7

10

до 300 осей

10

15

до 400 осей

12

18

до 400 осей, если все ВР усл. № 483

6

8

Величина действительного пути торможения определяется суммированием величин пути торможения в выбираемых интервалах скорости при условии постоянства величин удельных сил, действующих на поезд в этом интервале, по формуле 1.14 

 

Удельная тормозная сила определяется по формуле

Расчетный тормозной коэффициент поезда с учетом веса и нажатия локомотива вычисляется по формуле 

Сумма расчетных сил нажатия тормозных колодок поезда подсчитывается по формуле или берется из справки формы ВУ-45 

При определении тормозного коэффициента грузового груженого поезда на спусках до 20 ‰ вес локомотива и нажатие его колодок не учитываются.
Основное удельное сопротивление движению поезда при холостом ходе локомотива может быть подсчитано по формуле жатие его колодок

 

Действительный тормозной путь при автостопном торможении определяют так же, как при экстренном торможении, а время подготовки тормозов к действию рассчитывают с учетом дополнительных 12 с, необходимых для срабатывания электропневматического клапана (ЭПК) автостопа.
По результатам расчетов тормозных путей при экстренном торможении строят специальные графики (номограммы) или таблицы, в которых указываются длины тормозных путей в зависимости от расчетного нажатия колодок на 100 тс веса состава или поезда (или в зависимости от расчетного тормозного коэффициента) для различных начальных скоростей и уклонов.Эти номограммы и таблицы приведены соответственно в Правилах тяговых расчетов и в Инструкции по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог.

Анимация (мультик) по схемам прямодействующего, непрямодействующего тормоза и ЭПТ. Для скачивания проги кликните по картинке

Отличное пособие по новому воздухораспределителю пассажирских вагонов № 242.
С анимацией и дикторским сопровождением. Для скачивания PDF кликните по картике

Калькулятор остановочного пути автомобиля • Механика • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Калькулятор определяет остановочный путь автомобиля с момента обнаружения водителем опасности до момента полной остановки автомобиля, а также другие параметры, связанные с этим событием, в частности, время восприятия водителем сигнала о необходимости торможения, время реакции водителя, а также расстояние, которое прошел автомобиль во время этих событий. Калькулятор также определяет начальную скорость (скорость до начала торможения) по известной длине торможения (длины тормозного пути) с учетом дорожных условий. Как и все остальные калькуляторы, этот калькулятор не следует использовать в судебных процессах и при необходимости получения высокой точности.

Пример 1: Рассчитать расстояние, необходимое для остановки автомобиля, движущегося со скоростью 90 км/ч по мокрой горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием (коэффициент трения μ = 0,4) если время восприятия водителя 0,5 с и время реакции водителя 0,7 с.

Пример 2: Рассчитать начальную скорость автомобиля, движущегося по дороге с мокрым асфальтобетонным покрытием (μ = 0.4), если длина тормозного пути равна 100 м. Автомобиль движется на спуске с уклоном 10%.

Калькулятор остановочного пути

Входные данные

Начальная скорость

v0м/скм/чфут/смиля/ч

Время восприятия опасности водителем

thpс

Время реакции водителя

thrс

Уклон

σградус%

Движение вверх Движение вниз

Состояние дороги

—Сухой асфальтМокрый асфальтПокрытый снегом асфальтПокрытый льдом асфальт

или Коэффициент трения

μ

Тип привода тормозов

—ПневматическийГидравлический

или Время срабатывания тормозной системы

tbrlс

Выходные данные

Угол крутизны уклона θ= °

Замедление a= м/с²

Время торможения tbr= с

Расстояние, которое проедет автомобиль во время восприятия водителем опасности Shp= м

Расстояние, которое проедет автомобиль во время реакции водителя на опасность Shr= м

Расстояние, которое проедет автомобиль за время задержки срабатывания тормоза Sbrl= м

Тормозной путь Sbr= м

Остановочный путь Sstop= м

Критический угол наклона для заданного коэффициента трения θcrit= °

Критический уклон для заданного коэффициента трения σcrit= %

Определения и формулы

Остановочный путь

Остановочный путь — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента, когда водитель видит опасность, оценивает ее, принимает решение остановиться и нажимает на педаль тормоза и до момента полной остановки автомобиля. Это расстояние является суммой нескольких расстояний, которые проходит автомобиль в то время, как водитель принимает решение, срабатывают механизмы тормозной системы и происходит замедление движения до полной остановки.

где shr — расстояние, которое проедет автомобиль во время восприятия и оценки водителем ситуации, shr — расстояние, которое проедет автомобиль во время во время реакции водителя на ситуацию, sbrl — расстояние, которое проедет автомобиль во время задержки срабатывания тормозов, и sbr — тормозной путь.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время восприятия и оценки водителем ситуации

Расстояние человеческого восприятия ситуации — это расстояние, которое пройдет автомобиль в то время, пока водитель оценивает опасность и принимает решение уменьшить скорость и остановиться. Оно определяется по формуле

где shp расстояние человеческого восприятия в метрах, v скорость автомобиля в км/ч, thp — время человеческого восприятия в секундах и 1000/3600 — коэффициент преобразования километров в час в метры в секунду (1 километр равен 1000 метров и 1 час равен 3600 секундам).

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время реакции водителя

Расстояние реакции водителя — это расстояние, которое пройдет автомобиль пока водитель выполняет решение остановить автомобиль после оценки опасности и принятия решения об остановке. Оно определяется по формуле

где shp — расстояние реакции водителя с метрах, v — скорость автомобиля в км/ч и thr — время реакции водителя в секундах.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, зависит от типа тормозной системы, установленной на автомобиле. Почти на всех легковых автомобилях и малотоннажных грузовых автомобилях используются гидравлическая тормозная система. На большинстве большегрузных автомобилей используются тормоза с пневматическим приводом. Задержка срабатывания пневматических тормозов приблизительно равна 0,4 с, а гидравлических (жидкость несжимаема!) 0,1–0,2 с. Общая задержка срабатывания тормозной системы измеряется как время от момента нажатия на педаль тормоза, в течение которого замедление становится устойчивым. Оно состоит из задержки срабатывания тормозной системы и времени установления постоянной величины замедления движения. В тормозной системе с пневматическим приводом воздуху необходимо время, чтобы пройти по тормозным магистралям. С другой стороны, в гидравлическом приводе задержек практически не наблюдается, и он работает в два—пять раз быстрее, чем пневматический.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, определяется по формуле

где sbrl — расстояние в метрах, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, v — скорость движения автомобиля в км/ч, tbrl — время срабатывания тормозной системы в секундах.

Замедление

Для упрощения расчетов предположим, что автомобиль движется с постоянным ускорением или замедлением, которое определяется по известной из курса элементарной физики формуле равноускоренного или равнозамедленного движения

где a — ускорение, v — начальная скорость, v0 — конечная скорость и t — время.

Тормозной путь автомобиля

Тормозной путь автомобиля — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента полного нажатия на педаль тормоза до момента полной остановки. Это расстояние зависит от скорости автомобиля перед началом торможения и от коэффициента трения между шинами и дорожным покрытием. В этом калькуляторе мы не учитываем другие факторы, влияющие на тормозной путь, например, сопротивление качению шин или лобовое сопротивление воздуха

В результатах исследования1, в котором коэффициент трения определялся путем измерения замедления, определено, что антиблокировочная тормозная система (АБС) влияла на коэффициент трения таким образом: он увеличивается с увеличением скорости при использовании АБС и уменьшается, если АБС не используется. В этом исследовании также подтверждается, что на коэффициент трения между шинами и дорожным покрытием влияет температура и интенсивность дождя.

Вывод зависимости тормозного пути от скорости и трения с использованием второго закона Ньютона

Коэффициент трения определяется как отношения силы трения к силе нормального давления, прижимающей тело к опоре:

или

где Ffr — сила трения, μ коэффициент трения и Fnorm — сила реакции опоры.

Действующая на тело нормальная сила реакции опоры определяется как составляющая силы реакции, перпендикулярная к поверхности опоры тела. В простейшем случае, когда тело находится на плоской горизонтальной поверхности, нормальная сила равна весу этого тела:

где m — масса тела и g — ускорение свободного падения. Эта формула выведена из второго закона Ньютона:

В более сложном случае, если тело расположено на наклонной плоскости, нормальная сила рассчитывается как

где θ — угол наклона между плоскостью поверхности и горизонтальной плоскостью. В этом случае нормальная сила меньше веса тела. Случай наклонной поверхности мы рассмотрим чуть позже.

В случае же горизонтальной поверхности, если коэффициент трения между телом и поверхностью равен μ, то сила трения равна

В соответствии со вторым законом Ньютона, эта сила трения, приложенная к движущемуся телу (автомобилю) приводит к возникновению пропорционального ей замедления:

или

Теперь, в соответствии с уравнением ускоренного (замедленного) движения имеем

Из курса элементарной физики известно, что при равнозамедленном движении с постоянным замедлением, если конечная скорость равна нулю, то тормозной путь определяется уравнением

Это уравнение можно переписать в более удобной форме с использованием преобразования скорости в км/час в м/с:

Подставляя в это уравнение a = μg, получаем формулу тормозного пути:

где скорость v задается в км/час, а ускорение силы тяжести g в м/с².

Решая это уравнение относительно v, получаем:

Аналогичную формулу для определения тормозного пути можно получить с помощью энергетического метода.

Вывод зависимости тормозного пути от скорости и трения с помощью энергетического метода

Теоретическое значение тормозного пути можно найти, если определить работу по рассеиванию кинетической энергии автомобиля. Если автомобиль, движущийся со скоростью v, замедляет движение до полной остановки, работа тормозной системы Wb, требуемая для полного рассеяния кинетической энергии автомобиля Ek, равна этой энергии:

Кинетическая энергия движущегося автомобиля Ek определяется формулой

где m — масса автомобиля и v — скорость движения автомобиля перед началом торможения.

Работа Wb, выполненная тормозной системой, определяется как

где m — масса автомобиля, μ — коэффициент трения между шинами и дорожным покрытием, g — ускорение силы тяжести и sbr — тормозной путь, то есть расстояние, которое прошел автомобиль от начала торможения до полной остановки.

Теперь, с учетом того, что Ek = Wb, имеем:

или

Скорость автомобиля до начала торможения является наиболее важным фактором, влияющим на величину остановочного пути. Другими, менее важными, факторами, влияющими на остановочный путь, являются время оценки водителем ситуации, время реакции водителя, скорость работы тормозной системы автомобиля и состояние дороги.

Время торможения

Из курса элементарной физики известно, что средняя скорость при равноускоренном движении равна полусумме начальной и конечной скорости:

С учетом, что конечная скорость равна нулю, время торможения определяется в калькуляторе как

Движение вверх и вниз по уклону

Силы, действующие на автомобиль на уклоне: Fg — сила тяжести (вес автомобиля), Fgd — скатывающая вниз составляющая веса автомобиля, Ffr — сила трения, действующая параллельно поверхности дорожного полотна с уклоном, Fgn — нормальная составляющая веса автомобиля, направленная перпендикулярно поверхности дороги, и Fnr — сила реакции опоры, равная нормальной составляющей веса автомобиля.

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, замедляющий движение автомобиль может быть представлен в виде тела на поверхности с углом наклона θ (см. рисунок выше). Для простоты мы будем рассматривать только две силы, действующие на автомобиль, находящийся на уклоне. Это вес автомобиля и сила трения. Автомобиль, движущийся с начальной скоростью, замедляет движение, если сила трения, действующая параллельно дорожному полотну, больше, чем скатывающая сила, являющаяся составляющей силы тяжести, которая также параллельна дорожному полотну. Если начальная скорость автомобиля равна нулю, он в этой ситуации остается на месте при условии, что угол уклона меньше критического (об этом — ниже).

В то время, как сила тяжести Fg стремится скатывать автомобиль вниз, сила трения Ffr сопротивляется этому движению. Чтобы автомобиль мог в этой ситуации остановиться, сила трения должна превышать скатывающую составляющую силы тяжести Fgd.

В то же время, если сила трения превышает скатывающую составляющую силы тяжести, автомобиль будет двигаться вниз с постоянным ускорением и его тормозная система будет неспособна его остановить. Это может произойти, если угол наклона (уклон) дорожного полотна слишком велик или коэффициент трения слишком мал (вспомним как ведет себя автомобиль с обычными шинами на уклоне, если он покрыт коркой льда!).

По определению коэффициента трения, можно записать уравнение для силы трения:

или

Скатывающая составляющая силы тяжести:

Результирующая сила Ftotal, действующая на автомобиль на уклоне:

или

Как мы уже отмечали, сила Ftotal должна быть направлена вверх, иначе автомобиль при движении вниз остановить невозможно. В соответствии со вторым законом Ньютона, ускорение (точнее, замедление) автомобиля, движущегося под действием силы Ftotal, определяется как

Подставляя ускорение в выведенную выше формулу тормозного пути, получаем:

Решая это уравнение для vpre-braking, получим:

Отметим еще раз, что в этих формулах g задается в м/с, v в км/ч и s в метрах. В нашем калькуляторе используются две последние формулы.

Припаркованные и движущиеся по ул. Дивисадеро в Сан-Франциско (Калифорния) автомобили. Уклон дорожного полотна в этом месте равен 31% или 17°.

Уклон

Величина уклона дороги (показателя крутизны склона) равна тангенсу угла плоскости дорожного покрытия к горизонтали. Он рассчитывается как отношение перпендикуляра, опущенного из точки на поверхность (превышения местности) к длине горизонтальной поверхности от начала склона до перпендикуляра (горизонтальному расстоянию). По определению уклона считается, что при движении вверх уклон является положительным, а при движении вниз уклон является отрицательным, когда превышение в действительности является понижением дороги. Уклон дороги σ выражают как угол наклона к горизонтали в градусах или как отношение в процентах. Например, подъёму 15 метров на 100 метров перемещения по горизонтали соответствует уклон, равный 0,15 или 15%. В этом калькуляторе мы используем уклон в процентах, определяемый по формуле

где Δh — превышение местности и d — проекция уклона на горизонталь (см. рисунок выше). Если известен уклон, то угол наклона можно определить по формуле

Критический угол

При увеличении угла наклона дорожного полотна выше определенного значения, называемого критическим углом, движущийся вниз автомобиль затормозить невозможно, так как действующая на него сила трения становится меньше скатывающей силы. Этот критический угол находится из условия

или

или

Из этой формулы можно найти критический угол для данного коэффициента трения, при котором автомобиль не сможет затормозить:

Уклон, выраженный в процентах, определяется по известному углу наклона таким образом:

Пример

В этом примере мы покажем, как использовать формулу для определения тормозного пути. Пусть автомобиль движется с начальной скоростью vpre-braking = 90 км/ч вниз по уклону σ = 5% по мокрому асфальту (коэффициент трения μ = 0,4). Нужно определить тормозной путь. Для расчетов используем выведенные выше формулы.

Особые случаи

Нажмите на соответствующую ссылку, чтобы посмотреть как работает калькулятор в особых режимах:

Литература

  1. Hartman, J 2014, Effects of velocity, temperature And rainfall on the friction coefficient of pneumatic tyres And bitumen roads, Doctor of Philosophy (PhD), Aerospace, Mechanical And Manufacturing Engineering, RMIT University PDF 48 MB
  2. Wikibooks. Fundamentals of Transportation

Автор статьи: Анатолий Золотков

Торможение автомобиля | Устройство автомобиля

 

Тормозная система автомобиля служит для уменьшения скорости его движения, быстрой остановки и затормаживания при стоянке. От своевременной остановки на нужном расстоянии зависит безопасность движения. Расстояние, пройденное от момента обнаружения водителем опасности (препятствия) до момента полной остановки автомобиля, называется остановочным путем (So) автомобиля. Он складывается из трех отрезков пути:

So = Sp + Sc + Sт,

где Sр – путь, пройденный за время реакции водителя;
Sc – путь, пройденный за время срабатывания тормозного привода;
Sт – путь, пройденный за время полного торможения автомобиля.

Однако для того, чтобы предотвратить наезд или столкновение, необходимо к остановочному пути прибавить еще 2-3 метра. Остановочный путь плюс 2-3 м – это расстояние называется дистанцией безопасности.

Под временем реакции водителя понимается время, необходимое для передачи головному мозгу впечатления, полученного водителем с момента обнаружения им препятствия на пути следования до момента начала действия на привод управления тормозами. Время реакции зависит от профессионального опыта, возраста, личных качеств и состояния здоровья водителя. Особенно резко увеличивается время реакции у водителя, находящегося в нетрезвом состоянии. Время реакции у разных людей неодинаково. Так, при ожидании водителем опасности и готовности к торможению она равна 0,7-0,8 сек; если водитель внимателен, но не готов к торможению, – 0,9 сек; если же водитель не внимателен (разговаривает, отвлекается), – 1,5-1,9 секунды.

Под временем срабатывания тормозного привода понимается время, за которое тормоза вступят в работу. Чем резче нажатие на педаль, тем быстрее срабатывает тормозной привод. Время срабатывания тормозных систем зависит от типа тормозных приводов; так, для гидравлического – 0,2 сек, пневматического – 0,6 секунды.

Тормозным путем автомобиля называется расстояние, которое проходит автомобиль от начала торможения до полной его остановки. Величина тормозного пути автомобиля зависит от скорости движения, профиля дороги (ровная, подъем, спуск), типа дорожного покрытия (асфальт, грунт и др.), состояния покрытия (сухое, мокрое и др.), типа и состояния шин, рисунка протектора и давления воздуха внутри камеры.

Длина тормозного пути и величина замедления в зависимости от скорости движения автомобиля приведены в таблице 1.

Таблица 1

Замедление,
м/сек2

Скорость движения перед началом торможения, км/час

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Величина тормозного пути, м

2
3
4
5
6
7

1,9
1,3
1,0
0,8
0,6
0,5

7,7
5,1
3,8
3,1
2,6
2,2

17
12
8,7
6,9
5,8
4,9

31
21
15
12
10
8,8

48
32
24
19
16
14

69
46
35
28
23
20

94
63
47
38
31
27

124
82
61
49
41
35

156
104
78
62
52
45

193
128
96
77
64
55

233
155
116
93
78
67

277
185
138
111
92
79

Величину тормозного пути автомобиля можно определить по формуле:

Но так как масса автомобиля равна m = G/g, то есть m = G/9,81 кг•сек2/м, а скорость выражается в км/час, то для перевода ее в м/сек нужно воспользоваться переводным коэффициентом, равным 3,6, таким образом:

где Sт – тормозной путь автомобиля, м;
V – скорость движения автомобиля, км/час;
φ – коэффициент сцепления шин автомобиля с дорогой;
g – ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек2.

В связи с тем, что состояние шин различное и, следовательно, сцепление шин с дорогой не бывает одинаковым, в расчетную формулу вводят поправочный коэффициент Кэ, который называют коэффициентом эффективности торможения. Тогда тормозной путь будет равен:

Среднее значение коэффициента эффективности и торможения на сухом асфальтобетонном покрытии, определенное на основании опытов, приведено в таблице 2.

Таблица 2

Тип автомобиля Без нагрузки (с водителем) С полной нагрузкой
Легковые и другие сконструированные на их базе

Грузовые грузоподъемностью до 4,5 т и автобусы длиной до 7,5 м

Грузовые грузоподъемностью свыше 4,5 т и автобусы длиной более 7,5 м
1,2

1,4

1,6
1,2

1,8

2,0

 

Зная эти данные, остановочный путь можно рассчитать по формуле:

где So – остановочный путь;
V – скорость движения автомобиля, км/час;
t1 – время реакции водителя, сек;
t2 – время срабатывания тормозов, сек;
φ – коэффициент сцепления шин с дорогой;
3,6 – перевод V из км/час в м/сек;
Кэ – коэффициент эффективности торможения.

Путь торможения автомобиля в зависимости от скорости движения и состояния дорожного покрытия при условии технической исправности тормозов и хорошем состоянии протектора шин приведен в таблице 3.

Таблица 3

Допустимые величины тормозных путей автомобилей и автобусов при однократном нажатии на педаль ножного тормоза при движении без нагрузки со скоростью 30 км/час на сухом горизонтальном участке дороги с твердым покрытием и коэффициентом сцепления не менее 0,6 представлены в таблице 4.

Таблица 4

Тип автомобиля Тормозной путь,
м, не более
Максимальное
замедление,
м/ceк, не менее
Легковые автомобили и автомобили, сконструированные на их базе

Грузовые автомобили с разрешенной максимальной массой до 8 т, а также автопоезда, сконструированные на их базе; автобусы длиной до 7,5 м

Грузовые автомобили с разрешенной максимальной массой более 8 т, а также автопоезда, сконструированные на их базе; автобусы длиной более 7,5 м
7,2

9,5

 

11,0
5,8

5,0

 

4,2

 

Если же при этих условиях не обеспечивается установленная эффективность торможения, то эксплуатация автомобилей и автобусов запрещается.

Показателем эффективности торможения может быть величина тормозного пути или величина максимального замедления (отрицательного ускорения). Ее определяют по формуле:

j = φ•g,

где j – замедление, м/сек2;
φ – коэффициент сцепления колес с дорогой;
g – ускорение силы тяжести, м/сек2.

Замедление при торможении в основном зависит от величины коэффициента сцепления шин с дорогой, следовательно, эффективность торможения зависит от массы автомобиля, типа и состояния дорожного покрытия.

Согласно Правилам дорожного движения, водитель должен выбирать дистанцию безопасности в зависимости от скорости движения и тормозных качеств автомобиля, состоянии покрытия проезжей части дороги, профиля дороги, водительских навыков и опыта с таким расчетом, чтобы затормозить и избежать наезда в случае внезапной остановки автомобиля, движущегося впереди.

Дистанция безопасности на сухой ровной дороге при хорошей видимости практически определяется из такого расчета: 1 м расстояния на 1 км скорости движения транспорта. Например, при скорости 30 км/час – дистанция безопасности равна 30 метрам.

автомобиль, время, путь, торможение, тормозной

Смотрите также:

23 автомобиля, 9 неудачников :: Autonews

Внедорожник или кабриолет, малолитражка или минивэн – выбор категории своего автомобиля, это, прежде всего, вопрос предпочтений автолюбителя, его вкусов и фантазий, как и выбор марки и страны – производителя колесной техники. Главное, что все они должны хорошо и безотказно делать, – это тормозить. Причем на любых скоростях, на любой дороге и при любой погоде. И не только на автобанах, но и на горном серпантине, да еще при полной загрузке и при перегретых тормозных дисках. Если в 30-х годах экстренное торможение Mercedes Nurburg в 85 метров со скорости 100 км/ч считалось отличным показателем, то на сегодняшний день подобные цифры уже никуда не годятся. По мнению автоэкспертов, предельной границей для современных серийных автомобилей всех классов и типов на сегодня должен стать тормозной путь не более 40 м. Для справки: тормозной путь VW Golf Conti составляет сегодня 29,44 м. А у болидов “Формулы-1” и того лучше: 18 м со скорости в 100 км/ч.

С целью внести ясность в вопрос о качестве тормозов у серийных авто, эксперты двух немецких автомобильных журналов отобрали автомобили, невзирая на тип, модели и ценовые категории. Автожурнал “Auto Bild” взял для теста автомобили Audi Q7, BMW 550i, Citroën C1, Dacia Logan, Ford S-MAX, Honda Accord, Hyundai Terracan, Jeep Commander, Mercedes Sprinter, Mitsubishi L200, Opel Astra, Peugeot 207, Suzuki Grand Vitara, VW Caddy и VW Multivan. А журнал “Auto, motor und sport” провел свое исследование: Audi Q7, Chevrolet Captiva, Fiat Grande Punto, Ford S-MAX, Hyundai Santa Fe, Lexus GS, Mercedes E-Klasse, Peugeot 207, Toyota Yaris и VW Eos.

Результат тестов показал, что тормозные системы девяти автомобилей из двадцати трех испытуемых явно нуждаются в технической доработке.

Победителем теста по всем показателям стал BMW 550i. Лимузин сумел остановиться со скорости в 130 км/ч буквально спустя 63,5 м, в отличие от абсолютного аутсайдера Jeep Commander, пробившего с остаточной скоростью в 90 км/ч пенопластовую защитную стену и прокатившегося еще 85,3 м. Даже на скорости в 100 км/ч Commander показал себя слабенько: на сегодняшний день тормозной путь в 41,4 м свидетельствует лишь о том, что здесь необходима доработка этого американского внедорожника. К примеру, выступающий в том же классе Audi Q7 притормозил на 4 метра раньше и продемонстрировал по совокупным показателям сопоставимые с лимузином BMW550i результаты, за что также получил медаль победителя.

Как и Audi Q7, минивэн Ford S-MAX дважды попадал под прицел журналов. Что характерно, обе машины достойно справились с задачей, причем Ford S-MAX продемонстрировал лучший результат по тесту на стабильность торможения – 98,1 м (так называемый µ-Split-тест). Цель теста – проверка эффективности работы ABC: автомобиль движется левыми колесами по стальному покрытию (по µ-коэффициенту – это полный аналог льда), а правыми – по сухому асфальту. Электроника при экстренном торможении должна молниеносно отрегулировать тормозную систему, чтобы автомобиль затормозил быстро, без подруливаний и заносов.

Тест журнала “Auto Bild”:




















































































































Автомобиль
100 км/ч:
холодные/
перегрев

130 км/ч:
холодные/
перегрев

µ-Split:
тормозной путь/
стабильность торможения

Общая оценка


Audi Q7
37,1/39,4
63,4/69,1
99,9/удов.
Хорошо


BMW 550i
36,7/37,1
62,5/63,5
98,1/хорошо
Хорошо


Ford S-MAX
38,6/39,5
65,9/74,0
109,8/плохо
Хорошо


Dacia Logan
41,4/42,1
71,3/77,4
109,8/плохо
Удовлетвор.


Mercedes Sprinter
42,6/43,6
70,9/75,2
122.2/удов.
Удовлетвор.


Opel Astra
39,1/40,4
67,3/76,4
115,2/плохо
Удовлетвор.


Peugeot 207
38,3/40,5
66,0/74,3
124,0/плохо
Удовлетвор.


VW Caddy
41,1/44,5
70,6/75,9
112,7/хорошо
Удовлетвор.


Citroën C1
40,6/42,3
70,1/73,2
136,3/хорошо
Неуд.


Honda Accord
37,7/40,2
65,5/99,9
113,0/удов.
Неуд.


Hyundai Terracan
43,8/43,3
72,3/92,2
134,8/плохо
Неуд.


Jeep Commander
41,1/44,7
76,7/148,8
130,0/хорошо
Неуд.


Mitsubishi L200
41,9/43,3
79,1/113,5
165,0 /хорошо
Неуд.


Suzuki Grand Vitara
40,2/42,9
70,9/85,2
147,2/удов.
Неуд.


VW T5 Multivan
41,9/43,3
71,7/78,0
130,7/хорошо
Неуд.

Японский внедорожник Mitsubishi L200, хотя и показал хорошую устойчивость к заносам, но из-за слабых тормозов пролетел недопустимо долгую дистанцию в 168,9 м. Не справился с тестом, особенно на первых метрах тормозного пути, и Citroёn C1, которому неоднократно требовались подруливания. Этот малыш, даже несмотря на свой малый вес, сумел остановиться лишь на 136,5 м. Допустимый порог эта машина превысила лишь на 11,5 м.

Suzuki Grand Vitara подвели высокие температуры: нагретые до 516 градусов диски не позволили внедорожнику затормозить раньше губительных 85,2 м; Hyundai Terracan имеет явную техническую недоработку ABC, а Honda Accord – и просто слабые тормоза. Все эти автомобили, как заключают эксперты, считаются опасными для жизни уже при скорости свыше 80 км/ч.

Целых 55 м потребовались Chevrolet Captiva для полной остановки со скорости 100 км/ч на горной альпийской дороге. И это даже без нагрузок и не при перегретых тормозах – как заключают эксперты, Captiva просто уже на самой простой ступени испытаний плохо тормозит, хотя на µ-Split-тесте она показала неплохую стабильность торможения. В отличие от Hyundai Santa Fe, который пролетел недопустимые 150 м на трассе с двувидовым дорожным покрытием.

Заслуженных комплиментов удостоилась японская Toyota Yaris, показавшая во всех тестах отличные результаты, которые могли бы составить честь даже спортивному автомобилю. Поощрения заслужил также и Lexus GS, проваливший тесты в прошлом году. В моделях, поставляемых в Германию, разработчики оснастили задние тормоза дополнительными накладками, выдерживающими температуры выше 600 градусов. Так что в этом году Lexus GS уже получил положительную оценку у немецких экспертов. Остается только сожалеть, что модернизация не коснулась машин, экспортируемых в другие страны.

В заключение, эксперты рекомендуют потенциальным покупателям автомобилей при изучении рекламных проспектов большее внимание уделять как раз расходу топлива и длине тормозного пути. Ведь иногда, как известно, и пара-тройка метров может оказаться спасительной…

Тест журнала “Auto, motor und sport”:















































Модель

Оценка


Audi Q7

Хорошо


Toyota Yaris

Хорошо


VW Eos

Хорошо


Peugeot 207

Хорошо


Mercedes E 220

Хорошо


Ford S-MAX

Хорошо


Lexus GS

Удовлетворительно


Fiat Grande Punto

Удовлетворительно


Hyundai Santa Fe

Неудовлетворительно


Chevrolet Captiva

Неудовлетворительно

Алисс Зигманн

Реакция, тормозной путь и формула

от Zutobi · Обновлено 14 июня 2021 г.

Важной частью предотвращения наезда сзади является знание вашего тормозного пути и того, как быстро ваш автомобиль может полностью остановиться. Создайте запас безопасности, обеспечивающий достаточное расстояние между идущим впереди транспортным средством, чтобы было время среагировать и безопасно остановиться. Чтобы полностью остановиться до столкновения, необходимо мысленно рассчитать тормозной путь.

Знание того, как скорость влияет на тормозной путь, жизненно важно для безопасного водителя. Но сначала давайте рассмотрим важную информацию.

Что такое расстояние реакции?

Расстояние реакции — это расстояние, которое проходит ваш автомобиль, пока вы реагируете. Таким образом, время, которое проходит с момента появления опасности до фактического начала торможения. Время реакции варьируется от водителя к водителю.

Что такое тормозной путь?

Тормозной путь — это расстояние, которое требуется вашему автомобилю для полной остановки, начиная с момента, когда вы нажимаете на тормоз.

Что такое тормозной путь?

Тормозной путь = путь реакции + тормозной путь. Таким образом, расстояние, необходимое вашему автомобилю для полной остановки с момента обнаружения опасности.

Формула тормозного пути

Скорость очень сильно влияет на вашу способность вовремя останавливаться и существенно влияет на ваши шансы попасть в аварию:

  1. При 30 милях в час вам нужно примерно 120 футов, чтобы добраться до полная остановка (65 футов для реакции и 55 футов для торможения) в хороших условиях.
  2. На скорости 60 миль в час вам нужно примерно 360 футов для полной остановки (130 футов для реакции и 190 футов для торможения) в хороших условиях.

Небольшое увеличение скорости также влияет на тормозной путь . Увеличение скорости всего на 10 миль / ч с 50 до 60 миль / ч увеличивает общий тормозной путь до 40%.

Как правило, удвоение скорости увеличивает тормозной путь в четыре раза, а утроение скорости увеличивает тормозной путь в девять раз.

Другие факторы, влияющие на тормозной путь

Мокрые и другие скользкие условия, а также сухие грунтовые дороги также добавляют значительный тормозной путь к полному тормозу. На тормозной путь влияют:

  • время реакции
  • состояние шин, включая глубину протектора и давление воздуха
  • дорожные условия
  • погодные условия
  • состояние транспортного средства и тормозная способность
грунтовые дороги требуют более длинного тормозного пути, чтобы довести автомобиль до полная остановка

Формула тормозного расстояния в физике | Что такое тормозной путь? — Видео и стенограмма урока

Определение расстояния реакции и формула

Расстояние реакции происходит в течение периода времени, между которым водитель видит причину остановки и активирует тормоз, поэтому автомобиль не замедляется в это время.Уравнение скорости, упомянутое ранее, можно использовать для расчета расстояния реакции.

$$ x_r = vt $$

t в этом уравнении относится ко времени реакции человека, которое состоит из двух основных компонентов.

  1. Обнаружение угрозы: увидеть ее и принять решение об остановке автомобиля
  2. Реагирование на угрозу: подача сигнала в ногу для нажатия на тормоз

Время, которое занимает каждая из этих вещей, может варьироваться от человека к человеку, поэтому существует диапазон времени реакции.Национальное управление безопасности дорожного движения заявляет, что типичная реакция для обоих этапов составляет около 750 миллисекунд (мс), что составляет типичное время реакции 1,5 секунды. Используя это время, можно рассчитать расстояние реакции при различных скоростях.

Скорость (миль / ч) Тормозной путь (фут)
30 66
40 88
50 110
60 132
70 154

Опять же, это расстояние, которое проходит до того, как автомобиль даже начинает замедляться.

Определение тормозного пути и формула

Что такое тормозной путь? Тормозной путь начинается после торможения. Теперь именно трение приводит к остановке автомобиля, и есть два источника:

  1. Между тормозами и колесами
  2. Между шинами и дорогой

Поскольку это аварийная ситуация и время реакции является важным фактором, мы, вероятно, можем предположить, что шины заблокированы и автомобиль скользит по дороге.В этом случае единственный источник трения находится между колесами и дорогой. Трение можно рассматривать как силу, действующую против направления движения объекта, поэтому трение — это внешняя сила, которая останавливает автомобиль, согласно Первому закону Ньютона. Сила трения ({eq} F _ {\ mu} {/ eq}) определяется коэффициентом трения ({eq} \ mu {/ eq}), который представляет собой величину, описывающую «шероховатость» или величину трения между двумя поверхностями. Коэффициент умножается на нормальную силу, которая на ровной поверхности равна весу автомобиля.

На этой диаграмме свободного тела трение замедляет объект, действуя против направления движения.

Расчет тормозного пути начинается со Второго закона Ньютона, F = ma. Вес автомобиля определяется путем умножения его массы на ускорение свободного падения.

$$ W = mg $$

Сила трения тормозов — это вес автомобиля, умноженный на коэффициент трения.

$$ F _ {\ mu} = \ mu mg $$

Ни одно из кинематических уравнений не использует силу в качестве переменной, но мы можем связать силу с ускорением. Начните с решения F = ma для ускорения.

$$ a = \ frac {F} {m} $$

Сила в данном случае — это сила трения, поэтому ее можно подставить непосредственно в уравнение.

$$ a = \ frac {\ mu mg} {m} $$

Обратите внимание, что масса транспортного средства разделится.

$$ a = \ mu g $$

Помните, что a и g указывают в разных направлениях.2} {\ mu g} $$

В конце концов, если время реакции, сила тяжести и коэффициент трения известны (а они часто и известны), основным фактором тормозного пути транспортного средства является его скорость.

Примеры пути остановки, реакции и тормозного пути

Следующие примеры демонстрируют, как определить расстояние реакции, торможения и тормозного пути.

Расстояние реакции Пример 1

Сара едет по шоссе со скоростью 70 миль в час. Сара — профессиональный игрок в вышибалу, и у нее время реакции лучше среднего, на.9 секунд. Каково расстояние реакции Сары?

Расстояние реакции — это то, как далеко проходит Сара, прежде чем она нажмет на тормоз, поэтому она движется на полной скорости.

v = 70 миль / ч = 31,3 м / с

t = 0,9 с

$$ x_r = (31,3 \: м / с) (. 9 \: s) $$

$$ x_r \ приблизительно 28,2 \ : m $$

Расстояние реакции Пример 2

Мелвин едет по дороге со скоростью 70 миль в час. Мелвин также пишет своим друзьям, пока он за рулем. Если Мелвин смотрит на свой телефон по 3 секунды, каково его максимальное расстояние реакции? Время реакции Мелвина среднее — 1.5 секунд.

Максимальное расстояние реакции в этом случае относится к наихудшему сценарию, когда Мелвин заметил бы препятствие в тот же момент, когда посмотрел на свой телефон. Это означает, что пройдет 3 секунды, прежде чем он даже взглянет и заметит, все это время машина движется на полной скорости.

v = 70 миль / ч = 31,3 м / с

t = 4,5 с

$$ x_r = (31,3 \: м / с) (4,5 \: с) \ приблизительно 140,9 \: м $$

Пример тормозного пути

Коэффициент трения на сухой дороге равен 0.2} $$

$$ x = 23,475 \: м / с + 31,24 \: м / с $$

$$ x \ приблизительно 54,7 \: м $$

Остановочное расстояние Пример 2

Автомобиль едет по дороге со скоростью 80 миль в час. Водитель смотрит вниз в течение 2 секунд, чтобы проверить свой телефон, а когда он поднимает глаза, на дороге появляется животное. Сухая дорога имеет коэффициент трения 0,7, а время реакции водителя — 1,5 секунды. Какой тормозной путь у машины?

Разумеется, дистанция реакции должна учитывать эти дополнительные 2 секунды.s)} $$

$$ x \ приблизительно 223,7 \: m $$

224 метра — это примерно 734 фута, более одной десятой мили.

Обледенелые дороги имеют значительно более низкий коэффициент трения, что может значительно увеличить тормозной путь.

Краткое содержание урока

Когда объект находится в движении, он может остановиться, если приложена внешняя сила, но не остановится мгновенно. В любом случае проходит некоторое время, прежде чем скорость объекта будет сведена к нулю, и объект все равно будет перемещаться на некоторое расстояние, пока он замедляется.Это тормозной путь . Для объекта с водителем существует промежуток времени, в течение которого водитель должен распознать угрозу, решить, что автомобилю необходимо остановиться, а затем дать сигнал своей ноге нажать на тормоз. За это время реакции автомобиль пройдет расстояние реакции ({eq} x_r {/ eq}) . Расстояние реакции — это скорость автомобиля, умноженная на время реакции.

$$ x_r = vt $$

Как только автомобиль начинает замедляться, он начинает скользить по дороге.2} {2 \ mu g} $$

Продвинутая техника торможения

Загрузка

Мне не нравится, когда речь идет о вождении по треку и о вождении по дороге, потому что методы и метод управления автомобилем в разных условиях совершенно разные, и их никогда не следует путать друг с другом. Поэтому эта статья разделена на две части. Первая часть посвящена обычной технике уличного торможения. Для справки ознакомьтесь со статьей о каблуках и носках, может быть полезно.

Торможение и ускорение во время гонок по трассе для шоссейных гонок, даже на сухой дороге, воспринимаются как езда по мокрой поверхности, мягко и плавно.

Торможение и ускорение используются вместе с поворотами: вы тормозите перед въездом в них и ускоряетесь на выходе из них. Поскольку цель состоит в том, чтобы автомобиль двигался как можно быстрее через поворот, шины будут использовать большую часть доступного сцепления, они должны использовать 100% доступного сцепления или как можно ближе к нему.Вы должны иметь в виду, что общее доступное сцепление с дорогой является конечным значением для определенной части пути и постоянно меняется для разных участков пути. Тяговое усилие, доступное для шин, тоже имеет конечное значение и всегда одно и то же. Очень редко вы можете использовать всю эту тягу шин, потому что вам нужно иметь некоторое запасное общее доступное тяговое усилие, которое вы можете использовать, например, для переключения передач, дополнительного торможения, регулировки угла поворота и всех других вещей, связанных с переносом веса. Подробнее об этом читайте в моей статье «Тяговый круг».

Водитель должен действовать очень плавно, используя тормоза при входе в поворот и акселератор при выходе из поворота. Резкое изменение торможения или мощности в этих точках нарушит баланс сцепления автомобиля так же быстро, как если бы вы ехали по льду. Работа в пределах последнего 1% тяги означает, что у вас нет резерва, чтобы получить контроль над автомобилем, если что-то пойдет не так. Даже профи очень редко восстанавливают потерявшую управление машину. Это не потому, что они не знают, как это сделать, это потому, что не осталось доступной тяги, с которой можно было бы работать.Крайне важно научиться стабильно плавно тормозить и ускоряться на дороге.

В соревновательном торможении есть три фазы. Во-первых, торможение начинается с быстрого, но не мгновенного приложения максимально возможного тормозного усилия.Скорость торможения будет зависеть от подвески автомобиля и покрытия трассы. Чем жестче пружины и амортизаторы, тем быстрее может быть применено максимальное торможение. Мягкие пружины будут иметь значительный передний крен, что потребует более длительного и плавного ускорения торможения, чтобы автомобиль оставался устойчивым.

Во-вторых, как только автомобиль встанет на передние колеса, вы попытаетесь минимизировать длину зоны торможения, поэтому потребуется подвести шины к краю блокировки.

Чтобы почувствовать эту небольшую разницу, вам необходимо хорошо осознавать обратную вибрацию вашей ноги, передаваемую вам от педали и в ваших руках от рулевого колеса. Настоятельно рекомендуется гоночная обувь. В Nike Air вы просто не ощутите ничего особенного от педалей. Автомобиль проедет некоторое расстояние, используя достаточно постоянное давление на педаль тормоза.

Третья фаза — ближе к концу зоны торможения, когда транспортное средство замедлилось почти до своей конечной скорости. На этом этапе вы можете переключиться на понижающую передачу, чтобы отрегулировать выходную мощность, необходимую для выхода из поворота.Постепенно снимайте давление с педали, делая переход от полного тормозного усилия к нулевому как можно более плавным. Во время торможения передние колеса испытывают большую нагрузку, что увеличивает тяговое усилие. Но будьте осторожны, это резко снизит доступное сцепление с дорогой на задних шинах. Внезапное отпускание тормозов резко снизит нагрузку и снизит тяговый потенциал передних шин, который в этот момент необходим для поворота в поворот.

Поворот — это одна из точек, в которой автомобиль будет наиболее чувствителен к внезапным изменениям веса, как если бы он двигался по льду.Нерешительное торможение, приводящее к дополнительному нажатию на последнюю секунду или внезапному отпусканию педали тормоза, что нарушит управляемость автомобиля и заставит водителя замедлить скорость, чтобы получить контроль и, надеюсь, избежать вращения или худшего.

Когда зона торможения завершится, и вы отпустите педаль тормоза, вам нужно будет нажать на педаль газа, чтобы достичь устойчивого состояния без ускорения или замедления. В зависимости от формы поворота стабильная зона дроссельной заслонки будет варьироваться, но с типичным поздним углом вершины она будет от поворота до точки непосредственно перед вершиной.На этом этапе вы можете использовать технику пяток и носков для улучшения устойчивости.

Это очень простой способ объяснить торможение перед входом в поворот, если все идет по плану. Конечно, на гоночной трассе вы редко попадаете в идеальную ситуацию, и если ситуация далека от идеальной, вам нужно немедленно изменить свою технику торможения. Перед вами может быть много странных ситуаций. Другая машина перед вами разрушает вашу аэродинамическую прижимную силу в этой критической ситуации, аварии, изменения направления ветра, масла или грязи на асфальте, состояния шин, баланса вашего автомобиля.Вся эта ситуация повлияет на вашу маневренность торможения. Большинство гоночных автомобилей не используют тормоза с АБС, и в некоторых ситуациях очень легко потерять сцепление с дорогой, заблокировать колесо и начать вращение. АБС определяет, когда колесо вот-вот заблокируется при торможении, и, когда действительно ощущает этот момент, снимает эффект торможения на конкретном колесе, которое испытывает трудности. Как только это произошло, он повторно включает тормоз много раз в секунду.

Вращающаяся шина, контактирующая с дорожным покрытием, обеспечивает максимальную эффективность торможения в точке, где она находится на той острой ступени, где она вот-вот заблокируется, но все еще вращается.Опытный водитель сможет определить, когда и где возникнет эта точка, и сможет удерживать ногу в таком положении на педали, чтобы удерживать эту точку без блокировки колес. Это позволит автомобилю остановиться на более коротком расстоянии, чем если бы автомобиль был оснащен АБС, и где эта АБС срабатывает.

В критических ситуациях гонщики используют несколько методов торможения. Все эти приемы применимы и к дорожным автомобилям, но системы АБС достаточно, чтобы справиться с этой ситуацией.


Порог торможения

Пороговое или ограничительное торможение — это метод торможения, используемый в автогонках и автогонках, но его также можно использовать в дорожных автомобилях для замедления с оптимальной скоростью с помощью тормозов. Используется в автомобилях без АБС.
Метод предполагает, что водитель контролирует давление на педаль тормоза, чтобы максимизировать тормозное усилие, развиваемое шинами.Оптимальное тормозное усилие создается в тот момент, когда шина только начинает проскальзывать. Торможение за пределами этой точки приводит к блокировке и скольжению шины, и сцепление между шиной и дорожной поверхностью уменьшается. Причина использования порогового торможения состоит в том, чтобы поддерживать оптимальное значение скольжения шины, значение, которое обеспечивает максимальное сцепление с дорогой и, следовательно, тормозное усилие.
Когда колеса значительно проскальзывают (кинетическое трение), величина трения, доступного для торможения, обычно значительно меньше, чем когда колеса не проскальзывают (статическое трение), и, таким образом, уменьшается тормозная сила.Пиковое трение возникает между конечными точками статического и динамического трения, и это точка, которую пытается поддерживать пороговое торможение.

Поскольку доступное трение в данный момент зависит от многих факторов, включая материал дорожного покрытия, температуру, резиновый состав шины и износ, пороговое значение торможения практически невозможно постоянно достигать при нормальном вождении.

Водитель должен приблизиться к порогу торможения:

1- Нажмите педаль тормоза, как если бы вы тормозили нормально.
2- Плавно увеличивайте давление на педаль тормоза, пока колеса не заблокируются. На всех поверхностях, кроме самых высоких, передние колеса блокируются первыми.
3- Слегка уменьшите давление на педаль тормоза, чтобы заблокированные колеса восстановили сцепление с дорогой и снова начали вращаться.
4- Если в этот момент требуется большее торможение, водитель может переключиться на торможение с частотой вращения педалей.

В ситуации, когда автомобилю необходимо повернуть или свернуть, чтобы избежать столкновения, но он движется слишком быстро, описанный выше метод позволяет водителю сохранять рулевое управление автомобилем при быстром замедлении.

Торможение каденсом

Торможение с частотой вращения педалей — это передовая техника вождения, позволяющая автомобилю одновременно управлять и тормозить. Если вы заблокируете передние колеса при резком торможении, вы больше не сможете управлять автомобилем. ABS (антиблокировочная система торможения) автоматически удерживает шины в точке блокировки, так что вы можете продолжать управлять автомобилем, а также замедляться.

Если у вас нет ABS или вы управляете гоночным автомобилем, вы будете использовать торможение с частотой вращения педалей.Вы блокируете колеса, а затем отпускаете тормоза, чтобы вы могли управлять, снова тормозить, отпускать и снова рулить, пока не избежите опасности. Это особенно полезно на скользкой дороге, но требуется много практики и быстрого мышления, чтобы иметь возможность отпускать тормоза, когда вы скользите навстречу опасности.
Это нужно изучать и практиковать !!

Торможение с частотой вращения педалей — это довольно быстрое, но преднамеренное нажатие на педаль тормоза, чтобы колеса блокировались и разблокировались.Это делается в первую очередь для поддержания управляемости, хотя бы частично. Хотя торможение каденсом эффективно на большинстве поверхностей, оно менее эффективно для замедления транспортного средства, чем постоянное удержание шин в оптимальной точке торможения, что называется пороговым торможением.

Торможение с частотой вращения педалей (или любой другой тип торможения) не очень помогает на очень скользких поверхностях, таких как лед. Кроме того, на очень рыхлых поверхностях более быстрая остановка может быть достигнута путем простой блокировки колес, в результате чего перед колесами скапливается клин из рыхлого материала и создается значительная тормозная сила.В таких условиях торможение с частотой вращения педалей, как и ABS, фактически увеличивает тормозной путь.

Раньше на плохих покрытиях водители ралли рассчитывали импульсное торможение, чтобы воспользоваться преимуществом распределения нагрузки, когда транспортное средство наклоняется вперед и назад в ответ на начальное тормозное усилие. С современными демпфированными и жестко подпружиненными подвесками это менее эффективно.
Пороговое торможение или хорошая АБС, как правило, но не всегда, приводит к кратчайшему тормозному пути на прямой.


Торможение на бездорожье

Торможение по бездорожью — это в основном техника езды на мотоцикле и вождения, при которой тормоза используются за пределами входа в поворот и постепенно отпускаются до точки. Но часто используется и в автомобильных гонках (снова пятка и носок!).
Снижение тормозного давления либо при прямолинейном торможении, либо после начала поворота позволяет менее резко и более точно регулировать конечную скорость входа в поворот.

Некоторые входы в повороты, такие как повороты с уменьшающимся радиусом, больше приспособлены к технике торможения с опрокидыванием трассы. В поворотах, где более применимо более быстрое рулевое управление, буксирование тормоза при повороте не требуется.

Применяя эту технику, мотоциклисты приближаются к поворотам, используя как передний, так и задний тормоз для снижения скорости. Когда они входят в поворот, они медленно отпускают тормоза, постепенно уменьшая или «откатываясь» от тормозов по мере увеличения наклона мотоцикла.В этот момент очень часто можно увидеть, как задняя шина начинает выходить из поворота, но без какой-либо блокировки. Этот метод используется по нескольким причинам. Во-первых, это дает больше тяги, потому что передняя шина прижимается к дорожному покрытию под действием веса транспортного средства. Во-вторых, при срабатывании тормозов и перемещении веса вперед вилки сжимаются. Сжатие вилок изменяет геометрию рулевого управления мотоцикла, снижая устойчивость таким образом, что мотоцикл начинает наклоняться и менять направление.Таким образом, торможение на бездорожье может использоваться как метод, помогающий мотоциклу изменить направление движения.

Кроме того, уменьшение скорости уменьшает радиус поворота мотоцикла, в то время как, наоборот, ускорение при повороте увеличивает радиус поворота мотоцикла. Традиционно торможение на бездорожье осуществляется исключительно передним тормозом, хотя включение заднего тормоза эффективно замедляет мотоцикл, а также уменьшает радиус поворота.
Следует отметить, что способность гонщика правильно выбирать точки входа, вершины и выхода снижает или устраняет необходимость длительного включения тормозов в повороты.

Также следует отметить, что чем дольше гонщик ведет педаль тормоза в любой заданный угол, тем позже он нажимает на педаль газа. Дроссельная заслонка отвечает за максимальную устойчивость и тягу машины. Желательно начать использование дроссельной заслонки как можно скорее, как только будет установлена ​​приемлемая гоночная линия.

Наконец, отключение тормозов при въезде в слепые или крутые повороты позволяет гонщику замедлиться, если что-то неожиданное преграждает путь гонщику.Поскольку мотоцикл уже заторможен, а передняя шина получает дополнительное сцепление с дорогой из-за более высокой нагрузки и сцепления, гонщик может замедлиться еще больше с очень небольшим риском, в зависимости от состояния поверхности. Однако включение тормоза после того, как мотоцикл уже наклонен, может быть чрезвычайно рискованным в зависимости от состояния поверхности и угла наклона. Примерно 70% веса мотоцикла уже перенесено из-за отсутствия газа, поэтому приложение тормозного давления значительно увеличивает нагрузку на меньшую переднюю шину.

Этот метод обычно используется во время гонок, но может улучшить контроль и добавить больше возможностей уклонения для уличных гонщиков, что делает его очень полезным для изучения или, по крайней мере, для понимания.
Стоит также отметить, что большинство текущих (с 2000 по 2008 год) гоночных аварий случаются при включении тормозов в поворотах среди гонщиков Moto GP мирового класса.

В 4-колесных транспортных средствах торможение по следу относится к использованию тормозов после входа в поворот (в отличие от обычно преподаваемой практики отпускания тормозов перед началом поворота).Эта практика используется для переноса веса на передние шины, тем самым увеличивая их сцепление с дорогой и уменьшая недостаточную поворачиваемость. Во время торможения по бездорожью передние шины вместе с внешними покрышками нагружаются — этот тип движения иногда называют перекосом. Лучше всего он работает с легковыми автомобилями, у которых тормозной механизм установлен вперед. Но часто используется с пяткой и носком.
Для правильного выполнения действий водитель должен отлично чувствовать поведение автомобиля и уметь удерживать тормозное усилие в очень жестких пределах.Чрезмерное тормозное усилие может привести к сильной недостаточной поворачиваемости автомобиля или — если тормозное смещение установлено почти на нейтральное — к блокировке задних колес, что фактически приведет к тому, что автомобиль будет вращаться, как при повороте с ручным тормозом.
После того, как водитель освоил торможение на бездорожье, это может помочь входить в повороты на более высоких скоростях или избежать аварии, если водитель вошел в поворот на скорости, превышающей возможности автомобиля или водителя.

Противники торможения на трассе утверждают, что из-за крутой кривой обучения торможение на трассе является или должно быть исключительно гоночной трассой или гоночной техникой.Однако сторонники трейлового торможения считают, что знание и понимание того, как замедляться при входе в поворот, дает водителю больший запас безопасности, особенно в слепых, уменьшающихся радиусах или спусках.


Торможение задним ходом

Торможение задним ходом — это разновидность торможения по бездорожью, которая может помочь мотоциклисту быстрее поворачивать машину на тесно связанных -S- кривых или шиканах. В этом случае всадник применяет некоторый передний тормоз во время изменения рулевого управления.Поскольку мотоцикл имеет тенденцию «встать» при нажатии на передний тормоз, он более быстро и эффективно перемещает машину на противоположную сторону, когда используется в сочетании со стандартными средствами противодействия рулевому управлению. Это продвинутая техника катания, которая применима только для трековой езды и гонок.


Тормозная выколотка

В гонках используется техника, вызывающая занос, называемая «тормозным заносом», включающая серию легких импульсов торможения на трассе (обычно 2 или 3), за которыми следует кратковременное торможение с полной силой и резкое отпускание тормозов.Освоение непрерывного торможения на бездорожье, которое используется в дорожных условиях, является необходимым условием для изучения дрейфа при торможении. Это одна из наиболее часто используемых техник дрифта в раллийных гонках, потому что — если все сделано правильно — позволяет водителю входить в поворот и выходить из него на полном газу.

Выбегом

В начале 2014 года в связи с повышением стратегии экономии топлива мы можем услышать новое слово в употреблении: «НАБЕРЕЖЕНИЕ». Это означает, что водители не хотят использовать тормоза для подготовки к въезду в поворот, а вместо этого используют торможение, чтобы замедлить автомобиль до желаемой скорости входа в поворот.Другими словами (рисунок в углу в начале статьи), водитель поднимет ногу с акселератора в некоторой точке перед нормальной точкой торможения и позволит тормозу замедлить автомобиль до желаемой скорости. Таким образом он может расходовать меньше топлива, потому что он не ускоряется так долго. Эта техника стоила времени на круге по той же причине — водитель так долго не разгоняется. Таким образом, он может сэкономить топливо за счет затрат времени на круг. Эту технику можно использовать, если у вас есть некоторое преимущество по сравнению со следующим за вами гонщиком.

Чтобы получить полное представление о динамичном вождении, взгляните на Углы, Настройка, Круг сцепления, Использование шин, Торможение левой ногой, торможение, Техника торможения WRC, Скольжение, дрейф, прохождение поворотов, переключение передач, Техника вождения с пятки и носка и техника рулевого управления. статьи

Вернуться к началу страницы

Калькулятор тормозного усилия — Calculator Academy

Введите массу автомобиля, начальную скорость или текущую скорость и тормозной путь, чтобы определить тормозное усилие.2) / д

  • Где F — сила, необходимая для остановки на расстоянии d
  • m — масса автомобиля
  • v — скорость автомобиля до торможения
  • d — тормозной путь

Определение тормозной силы

Тормозная сила определяется как общая сила, необходимая для остановки автомобиля на заданном тормозном пути, когда автомобиль движется с известной постоянной скоростью.

Как рассчитать тормозное усилие?

Пример проблемы № 1

Первым шагом к вычислению тормозной силы является определение массы автомобиля.В этом примере мы скажем, что автомобиль весит 15 000 кг.

Затем необходимо измерить текущую скорость автомобиля. Для этой проблемы обнаружено, что автомобиль движется со скоростью 25 м / с.

Далее определите тормозной путь. Поскольку для остановки автомобиля на разных расстояниях потребуется другая сила, это ключевая переменная, которую необходимо знать. В этой задаче мы хотим, чтобы машина остановилась через 25 метров.

Наконец, рассчитайте тормозное усилие по приведенной выше формуле.

F = (.2) / 100

= 46 875 N

Это может быть не сразу заметно для вашего глаза, но тормозная сила составляет ровно 1/4 от силы в примере 1, потому что тормозной путь в 4 раза больше, чем в примере 1.

Другими словами, тормозной путь обратно пропорционален тормозной силе.


Тормозной путь | Формула тормозного пути

Узнайте о тормозном пути, общем тормозном пути и плавных остановках.

Вернуться к темам испытаний на разрешение


Правильное торможение является важной частью безопасности водителя.

Изучение некоторых вещей об использовании тормозов сделает вас более безопасным водителем и поможет вам пройти тест на разрешение, чтобы получить разрешение на обучение во Флориде.

После того, как вы посмотрели видео и прочитали приведенные ниже руководства по торможению, тормозному пути и тому, как ваша скорость влияет на вашу способность останавливаться, мы рекомендуем вам пройти наш практический тест по торможению, чтобы определить, понимаете ли вы эту тему.

Пройдите тест на практику торможения


Темы о торможении и тормозном расстоянии

На ваш тормозной путь влияют два фактора: время восприятия и время реакции.Восприятие — это когда вы видите опасность, а Время реакции — это время, пока вы не нажмете педаль тормоза. Если вы отвлекаетесь, это увеличивает тормозной путь на дополнительное время.


Чем быстрее вы едете, тем дольше вы останавливаетесь. Это означает, что превышение скорости увеличивает тормозной путь и силу удара. Если вы удвоите скорость, то ваш тормозной путь и сила удара увеличатся в 4 раза.


Общий тормозной путь представляет собой комбинацию расстояния реакции, расстояния восприятия и расстояния торможения.Время восприятия и реакции добавляет 55 футов (всего 110 футов) к общему тормозному пути.


Нажатие на тормоза чрезвычайно опасно. Внезапные остановки обычно вызваны невниманием водителей и являются основной причиной наездов сзади. Узнайте, как делать плавные безопасные остановки.


Влияние времени восприятия и реакции на тормозной путь

На расстояние торможения влияют два фактора: время восприятия и время реакции.

Восприятие — это когда вы видите опасность и понимаете, что вам нужно остановиться, а реакция — это время, необходимое вам, чтобы нажать на тормоз. Каждый из этих двух факторов увеличивает задержку процесса торможения.

Ниже показано увеличение времени и расстояния при торможении, вызванное восприятием и реакцией на скорости 50 миль в час.

  • Время восприятия = от 3/4 секунды до 1 секунды.
  • Расстояние восприятия = 55 футов.
  • Время реакции = от 3/4 секунды до 1 секунды.
  • Расстояние реакции = 55 футов.

Расстояние восприятия и реакции вместе составляет 110 футов к вашему общему тормозному пути — это не включает фактический тормозной путь.


Как скорость влияет на тормозной путь

Чем быстрее вы едете, тем больше времени требуется для остановки. Это означает, что превышение скорости увеличивает тормозной путь и силу удара.

Как скорость влияет на тормозной путь и удар

Удвойте скорость с 20 до 40 миль / ч ваш тормозной путь и сила удара в 4 раза больше.

Увеличьте скорость втрое с 20 до 60 миль в час, а ваш тормозной путь и ударная нагрузка увеличатся в 9 раз.

Увеличьте скорость в четыре раза с 20 до 80 миль в час, и ваш тормозной путь и ударная нагрузка увеличатся в 16 раз.

Увеличение тормозного пути и силы удара — одна из причин, по которой превышение скорости настолько опасно.


Общий тормозной путь

Общий тормозной путь не так прост, как время, необходимое вашей машине, чтобы остановиться после нажатия на тормоз.

На скорости 50 миль в час ваш общий тормозной путь составляет не менее 268 футов.

268 футов — это комбинация:

  • 55 футов для восприятия.
  • 55 футов для реакции.
  • 158 футов для торможения.

Тормозной путь основан на идеальных условиях с исправными тормозами. Например, если идет дождь или темно, общий тормозной путь увеличится.


Торможение — обеспечение плавных остановок

Выполнение плавных остановок — без резкого нажатия на тормоза — важно, потому что это поможет избежать наезда сзади и держать автомобиль под контролем при повороте.

Вот шаги, которые необходимо выполнить для плавной и безопасной остановки:

  1. Перед остановкой проверьте зеркала и слепые зоны.
  2. Уберите ногу с педали газа, и ваша машина начнет тормозить.
  3. Нажмите педаль тормоза, чтобы включить стоп-сигналы.
  4. Плавно нажимайте на педаль тормоза.

Плавные остановки — хорошая привычка, которая поможет вам избежать столкновения с автомобилем позади вас. Плавные остановки также уменьшают износ тормозов.

Формула

тормозного пути — как обсуждать

Формула тормозного пути

Какая формула тормозного пути

Простой метод: вычислите формулу тормозного пути: возьмите нулевую точку скорости, умножьте это число на себя, а затем умножьте на 0,4. На рисунке 0.4 показано, что тормозной путь со скоростью 10 км / ч на сухой дороге составляет примерно 0,4 м.

Какой тормозной путь у автомобиля?

Тормозной путь, также известный как тормозной путь, — это расстояние, которое транспортное средство проходит от полного торможения до остановки.Это часто называют расстоянием 1000 км / ч, например 56,2 м, измерено на сухой дороге.

Какое эмпирическое правило применяется во время вождения, кроме вышеуказанного?

Правило двух секунд — это эмпирическое правило, согласно которому водитель может выдерживать безопасную дистанцию ​​на любой скорости. Как правило, в идеале водитель должен оставаться позади транспортного средства прямо перед ним не менее двух секунд. Это также помогает предотвратить перегруппировку и раздражение всех водителей.

Насколько велик тормозной путь согласно практическому правилу?

9 метров Как рассчитывается общий тормозной путь?

Скорость + скорость / 2 = число X 2, и это тормозной путь.70 миль в час + 35 миль в час = 105 футов * 3 = 315 футов тормозного пути (включая отражение + время отклика). Скорость + скорость / 2 = число X 2, и это тормозной путь. 70 миль в час + 35 миль в час = 105 футов * 3 = 315 футов тормозного пути (включая отражение + время отклика).

Каков тормозной путь при 25 км / ч?

Автомобиль, движущийся со скоростью 60 км / ч, пролетает 132 фута, прежде чем начнет тормозить. Скорость движения 25 км / ч будет покрывать примерно 55 футов дороги в этот период.

Каков безопасный тормозной путь?

Время обнаружения и реакции 1,5 секунды соответствует расстоянию не менее 132 футов. Фактический тормозной путь составляет в среднем 180 футов.

Какова длина тормозного пути во время движения?

Тормозной путь — это общее расстояние, пройденное до торможения, плюс расстояние, пройденное при замедлении тормоза. Длина отражения + тормозной путь = общий тормозной путь.

Какой тормозной путь по физике?

Тормозной путь — это расстояние, которое транспортное средство проходит от полного торможения до полной остановки.Второй компонент — это расстояние реакции, которое складывается из скорости водителя / водителя и времени торможения.

Как рассчитывается время парковки?

Чтобы определить, сколько времени требуется водителю, чтобы остановить транспортное средство при постоянной скорости замедления, необходимо разделить начальную скорость (в кадрах в секунду) на скорость замедления. Вы можете использовать Калькулятор остановочного пути транспортного средства для выполнения реальных расчетов модели. 60 миль в час = 88 кадров в секунду.

Какой тормозной путь по физике?

Тормозной путь = расстояние отражения + тормозной путь.Вот когда: Расстояние отражения — это расстояние, которое проходит автомобиль за время, необходимое водителю для торможения после того, как он осознает, что ему нужно остановиться. Тормозной путь — это расстояние, которое проезжает автомобиль после того, как водитель затормозил.

Какие факторы влияют на тормозной путь?

На тормозной путь автомобиля могут влиять: Плохая дорога и погодные условия, такие как мокрые или обледенелые дороги. Плохое состояние автомобиля, например, изношенные тормоза или шины. более высокая скорость. Масса автомобиля: чем больше масса, тем больше тормозной путь.

Что следует учитывать при буксировке?

Правила буксировки Обе стороны, участвующие в процессе буксировки, должны соблюдать следующее: Буксирная панель должна быть прикреплена к задней части буксируемого транспортного средства. Если автомобили крепятся только тросом или цепью, максимальное расстояние между ними составляет 4,5 метра.

Насколько велико расстояние реакции?

Расстояние реакции — это расстояние, которое проходит автомобиль, когда водитель реагирует на опасность и тормозит.Тормозной путь — это расстояние, которое транспортное средство проходит от момента торможения до полной остановки.

Как рассчитывается тормозной путь и тормозной путь?

Дистанция отражения + тормозной путь = тормозной путь Дистанция отражения — это расстояние, которое автомобиль проходит после распознавания опасности перед торможением.

Как масса влияет на длину стопа?

Общий тормозной путь = расстояние отражения + тормозной путь. тормозной путь меняется в зависимости от массы автомобиля.использует кинетическую энергию или импульс. Тормозной путь автомобиля увеличивается с увеличением массы.

Как рассчитывается расстояние?

Положение слов в треугольнике указывает, где они должны быть в уравнениях. Чтобы найти скорость, расстояние во времени находится в треугольнике, поэтому скорость — это расстояние, разделенное на время. Чтобы найти расстояние, скорость близка ко времени, поэтому расстояние умножается на время.

Формула тормозного пути

Эффективность торможения

Задача, с которой мы часто сталкиваемся как инженеры на трассе, — это как добиться от машины максимальной производительности на каждом этапе поворота.Как и все в жизни, это компромисс. Если вы тормозите слишком сильно или слишком поздно, вы чаще всего пропустите вершину и не сможете выдержать достаточную скорость в середине поворота, где будут большие и общие чистые потери, несмотря на «лучшую» фазу торможения. Напротив, если вы затормозите слишком рано и при слишком небольшом замедлении, вы потеряете время для своих противников на этой фазе торможения. Поэтому водителям с помощью своих инженерных команд необходимо найти лучший компромисс.

Первый аспект, который мы должны учитывать, когда мы смотрим на фазу торможения, — это выяснить, был ли круг хорош или нет. Мы делаем это, выбирая только лучший сектор для рассматриваемого водителя, который содержит анализируемый угол. Делая это, мы можем быть уверены, что запечатлим лучший поворот, который водитель смог извлечь с точки зрения характеристик автомобиля.

Затем нас интересует, как водитель добивается повышения производительности во время фазы торможения по прямой. Это понимание F1, в отличие от нашего понимания анализа углов, не принимает во внимание фазу бокового ускорения или, говоря языком непрофессионала, когда водитель въехал в поворот, а затем вышел из него.Это понимание связано с тем, насколько хорошо водитель может замедлить движение на начальном прямолинейном этапе торможения. Основные параметры данных, которые нас интересуют, когда мы хотим сравнить одного водителя с его противником, — это точка, в которой автомобиль тормозит, а также то, насколько сильно водитель может тормозить. Давайте рассмотрим каждый по очереди.

Если мы возьмем точку на трассе, где водитель тормозит, это прямо пропорционально производительности. Предполагая, что водитель может остановить машину на такой же скорости в середине поворота, что и его противник, на той же позиции на трассе, тогда, чем позже он затормозит, тем больше времени на круге он извлечет из машины из этой фазы, а затем и в целом. .Второй аспект начала торможения — насколько сильно водитель может тормозить на этом этапе. Это можно измерить двумя способами: первый — это пиковое и среднее замедление, а второй — тормозная мощность, которая измеряется в киловаттах. Чем выше мощность, тем быстрее автомобиль замедляется по прямой.

Рассмотрим простой пример мощности торможения. Если две идентичные машины тормозят в одной и той же точке трассы, но одна тормозит с большей мощностью, то на фиксированном расстоянии в 50 метров первая машина, которая затормозила с большей мощностью, прибудет к концу дистанции 50 метров с меньшим усилием. скорость.Давайте перевернем это с ног на голову и скажем, что обе машины должны подъехать к вершине поворота с одинаковой минимальной скоростью, поэтому автомобиль, который тормозит с большей мощностью, может затормозить позже и выиграть время у автомобиля, который тормозит с меньшей мощностью. .

Чтобы добиться максимальной эффективности на прямолинейном торможении, водитель (если у него есть машина, которая позволяет ему это делать) может выиграть время у своего противника за счет более позднего и более жесткого торможения или большей мощности. В следующем разделе мы более подробно рассмотрим, как мы построили математические модели и основали их на данных, чтобы оживить эту фазу торможения для вентилятора.

При моделировании основное внимание уделяется наиболее надежному расчету начальной точки торможения автомобиля на трассе. Для этого мы используем смесь автомобильной телеметрии и данных синхронизации из системы синхронизации цепи.

У нас есть два источника для определения местоположения автомобиля на пути:
1) Цепи синхронизации и системы транспондеров автомобиля.
2) Телеметрия с каждой из машин.

Система синхронизации цепи состоит из различных датчиков на рельсах, которые обнаруживают проезжающий мимо автомобиль.Пакеты данных для каждого автомобиля состоят из уникального идентификатора автомобиля и времени дня, в течение которого данный автомобиль прошел цикл синхронизации.

На основе автомобильной телеметрии мы можем получить информацию о том, какое расстояние машина прошла от линии старта-финиша до любой точки на трассе.

Объединив оба источника, мы можем позиционировать автомобиль на трассе.

1) Система хронометража размещается в дискретных положениях вокруг трека (порядка 25–35 позиций), и она очень точна, в пределах сантиметров.
2) Телеметрия, которая объединяет скорости колес для расчета скорости и расстояния (с частотой сбора данных 20 Гц). Это доступно постоянно для каждого отсчета времени на треке, но будет предлагать мгновенную более низкую точность, чем (1).

Корректируя дистанцию, реконструированную телеметрией, по данным, полученным с помощью временных данных, мы можем объединить положительные стороны двух систем.

После того, как мы вывели «канал расстояния», который привязан к трассе и, следовательно, является общим для всех автомобилей, мы можем получить доступ к фактической точке торможения с необходимой точностью.Затем мы можем также рассчитать важные параметры, как описано в разделе выше, — например, среднее и максимальное замедление в первые 50 метров торможения или мощность, рассеиваемую при торможении для замедления автомобилей.

Это новое дополнение к нашему набору F1 Insights на базе AWS должно дать нам еще одно основанное на данных представление о том, как работают автомобили и водители. Несомненно, существенная разница между дорожным автомобилем и автомобилем F1 заключается в том, насколько сильно автомобиль F1 может тормозить и невероятно короткий тормозной путь, который водитель преодолевает сотни раз на каждом ГРАН-ПРИ.Мы думаем, что это отличный способ продемонстрировать болельщикам, телеведущим, командам и многим другим, насколько сложен этот навык для современного гонщика Гран-при.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *