Тормозное усилие: Как работает распределитель тормозных усилий

Принцип работы колдуна

Что такое «колдун» и почему его не найти на современных машинах

Многие автовладельцы даже не подозревают, что в их автомобиле имеется хитрая и чрезвычайно важная деталь, от которой напрямую зависит безопасность. 

«Колдуном» в народе именуют регулятор тормозных усилий задней оси автомобиля. Это устройство врезано в тормозную систему и располагается под днищем машины, на кузове в районе задней оси, поэтому обнаружить его не так-то просто. Компонент имеет множество имён — «регулятор тормозного момента гидравлических систем», «регулятор тормозных сил», «редукционный гидроклапан». Странное имя «колдун» устройство получило за свою скрытность, неприметность и таинственность.

«Колдун» нужен автомобилю для управления давлением на задних тормозах. При торможении передняя и задняя оси машины нагружаются по-разному, а усилие, необходимое для эффективного торможения автомобиля обеими осями, требует динамической коррекции. Для этих целей как раз и нужен регулятор тормозных сил.

«Колдун» не позволяет задним, разгруженным колёсам, блокироваться раньше передних, тем самым нивелируя опасность увода автомобиля в неконтролируемый занос. Особенно важно наличие и исправность «колдуна» для моделей, снабжённых барабанными тормозными механизмами.

Все механические регуляторы давления в гидроприводе тормозной системы делятся на два типа — управляемые и неуправляемые. Первые умеют самостоятельно изменять величину давления в тормозных механизмах задних колёс в зависимости от интенсивности торможения и нагрузки на ось. Вторые же лишены жёсткой связи с подвеской машины и просто сбрасывают давление в гидросистеме задних тормозов при достижении определённого порога через специальный клапан. 

Активные, или управляемые, регуляторы давления при работе учитывают расстояние между задним мостом и днищем благодаря наличию жёсткой связи с ними. При резком торможении автомобиль «клюёт» носом, расстояние между задним мостом и днищем увеличивается, рычаг от моста отпускает поршень, он смещается и перекрывает доступ тормозной жидкости к задним колесам — те продолжают крутиться и не блокируются.

При высокой загрузке автомобиля регулятор тормозных сил может и вовсе не срабатывать — груз не позволяет подняться кузову и механизм не включается.

При применении в конструкции задней подвески так называемых проставок «колдун» также может полностью отключиться — увеличившееся расстояние между задним мостом и кузовом он воспринимает как нештатную ситуацию и «распускает» задние тормоза.

Из-за относительно низкой загруженности задней части при торможении сперва будут блокироваться именно задние колёса, что в разы увеличит риски потери контроля над автомобилем даже при минимальном отклонении от прямолинейной траектории движения.

Демонтаж «Колдуна» с автомобиля строго-настрого воспрещается. В случае исключения его из тормозной магистрали торможение автомобиля происходит синхронно всеми четырьмя колёсами, что гарантирует неадекватное поведение транспортного средства на нестабильных покрытиях и при отклонении от прямолинейного движения.

Век этого устройства закончился ровно тогда, когда автомобили начали снабжать системой АБС и её более продвинутыми версиями. В отличие от «колдуна» электронные регуляторы тормозных сил учитывают гораздо больше параметров, а именно имеют обратную связь с каждым конкретным колесом автомобиля. Они не просто уменьшают и увеличивают давление в гидроприводе, но и учитывают коэффициент сцепления шин с дорожным покрытием.

Колдун ВАЗ-2109: принцип работы и устройство

Регулятор тормозных усилий (а среди автолюбителей и владельцев ВАЗ-2109 – колдун) является одним из элементов тормозной системы в авто. Главная его задача – противодействовать заносу задней оси машины при торможениях. Современные автомобили такого элемента в системах уже давно не имеют. Эти функции в них выполняет система EBD. Но «девяток» еще очень много и их покупают молодые люди. Поэтому полезно знать, как работает это устройство и как его регулировать.

Устройство механизма

Колдун является предком современной системы АБС. 

Устройство соединяется с задней балкой посредством тяги и торсионного рычага. Этот рычаг воздействует на поршень колдуна. Вход регулятора соединен с главным тормозным цилиндром. Выход соединен с задними рабочими цилиндрами.

Устройство состоит из корпуса, поршней, а также клапанов. Корпус внутри разделен на две полости. Первая взаимодействует с главным тормозным цилиндром. Вторая соединяется с задними тормозными механизмами. При выполнении экстренного торможения, когда передняя часть авто наклоняется, при помощи поршней и клапанов внутри регулятора перекрывается доступ жидкости к задним тормозным механизмам.

Таким образом автоматически контролируется и распределяется усилие на колесах задней оси. Распределение усилий зависит от того, как меняется осевая нагрузка. Автоматические колдуны ускоряют процесс разблокировки задних колес.

Где находится колдун?

На ВАЗ-2109 колдун располагается в задней части снизу слева или справа. На автомобилях с АБС его можно не искать – он отсутствует в принципе. На классических моделях ВАЗах данный регулятор установлен справа в задней части кузова.

Принцип действия

В процессе торможения в задней части автомобиля увеличивается расстояние между мостом и кузовом. Пока расстояние увеличивается, рычаг, установленный на мосту, отпускает поршень колдуна, и он перекрывает поток жидкости к задним тормозам. Что будет, если жидкость не сможет попасть к задним тормозам? Колеса не заблокируются, а будут вращаться.

Без колдуна

Колдун в машине очень нужен. Автомобиль ВАЗ-2109 без колдуна может быть очень опасен не только для окружающих на дороге, но и для самого водителя. Данный автомобиль в заносе практически не управляем.

Убирают колдун только те, кто точно знает и хорошо понимает, что получит в итоге. В основном так делают профессиональные водители-гонщики.

Но некоторые автовладельцы убирают колдун. При этом даже имеются утверждения, что машина стала тормозить быстрее и лучше. Специалисты утверждают, что это лишь кажется. На самом деле в случае резкого торможения последовательно заклинятся обе пары колес.

Типичные неисправности

Неисправностей, возникающих в данной детали, очень немного. К ним относят заклинившие клапана, разрегулированность, протечки.

Если колдун расстроился, его можно настроить. А определяют, нужна ли регулировка, по поведению автомобиля. Если настройка сбита, то при торможении автомобиль будет бросать из стороны в сторону. Если заклинили клапаны или протекает тормозная жидкость, нужно менять деталь. Теоретически ремонт возможен, но сложности и стоимость делают его нерентабельным.

Регулятор может не срабатывать только в двух случаях – при максимально возможной загрузке и при скоростном режиме выше 80 км/ч. В данной ситуации скорость не падает быстро, поэтому задняя ось не разгружается.

Как проверить и отрегулировать?

Для проверки машину загоняют на яму или эстакаду. Дефекты обнаружатся визуально. 

Регулировку лучше делать на эстакаде. Она сильно зависит от того, в каком положении находится кузов. Проводить регулировку нужно после каждого ТО. Также регулировка необходима, если менялось что-то из подвески. Если были ремонтные работы на задней балке или она менялась, это также требует настройки.

Чтобы отрегулировать устройство, ключом слегка ослабляют болт, крепящий колдун к рычагу. Затем отверткой двигают кронштейн, пока зазор не даст вставить в него сверло на два миллиметра. Далее болт нужно затянуть.

Регулятор на “десятке” и прошлых моделях в процессе эксплуатации автомобиля сильно закисает. Сдвинуть кронштейн не получается. В этой ситуации можно облить его WD-40, а затем с помощью молотка сместить деталь в сторону.

Замена

Замена колдуна на ВАЗ-2109 выполняется следующим образом. Понадобится ключ на 13, мощная отвертка, спецключ для откручивания тормозных трубок. Перед работой нужно очистить деталь от ржавчины, облить WD-40 или аналогичной жидкостью и подождать.

Начинать нужно с отворачивания болта, который крепится кронштейн к пружине. Затем отворачивают тормозные трубки. Открутив штуцера, выкручивают болты крепления детали к кузовку и колдун можно снять.

Проверка

Симптомы неисправности колдуна на ВАЗ 2109 проявляются при торможении:

• Увод автомобиля в сторону;
• Срыв в занос;
• Недостаточная эффективность тормозов.

Колдун (РДТ) установленный на днище

Если поршень колдуна закис и не двигается, то это также определяется визуально, когда помощник несколько раз плавно нажимает на педаль тормоза. В обоих случаях ремонт нецелесообразен, необходима замена.

Все в порядке, если регулятор чист, зазор между рычагом привода и пластиной составляет 2 мм, шток перемещается при нажатии на педаль.

Исправный колдун должен обеспечить:

• Равномерность тормозных сил на задних колесах;
• Срабатывание задних тормозов позднее передних;
• Регулировку этого запаздывания, в зависимости от загрузки автомобиля.

Действительно ли нужен колдун?

Если убрать деталь из автомобиля, то могут возникать различные неприятные ситуации.

Однако многие владельцы ВАЗов при обслуживании машины иногда замечают, что колдун убрал еще прошлый владелец. Некоторые даже не замечают его отсутствия. Другие же самостоятельно удаляют его, так как он не работает и снижает эффективность тормозной системы.

Без сомнений, это изделие весьма необходимое, но в случае с ВАЗом — одноразовое.

О регуляторах тормозных усилий (P-Valve)

Бытует поверье, что при своде задних барабанных тормозов на дисковые необходимо также менять распределитель тормозных усилий (он же P-Valve) на регулятор от машин с задними дисковыми тормозами (ЗДТ). Причем в терминальной стадии этот постулат выглядит как «ставь любой от тачки с задними дисковыми тормозами». Поскольку такие советы попахивают техническим идиотизмом, а от тормозов зависит цельность очка шкуры, решено было с этим вопросом разобраться.

Вот он, классический тойотовский регулятор тормозных усилий:

Регулятор для машин с ABS

Это регулятор для машин с ABS. В машинах без ABS он такой же формы, но в том месте, где на фото желтая метка, находится еще один выход для тормозной трубки (который напрямую соединен с левым входом на фото).

Регулировка тормозных усилий Лада Веста

Принцип работы системы, регулирующей и распределяющей  давление тормозной жидкости на автомобилях Lada Vesta, в корне отличается от предыдущих моделей. Регулятор давления тормозов Лада Веста напрямую связан с системой ABS и регулируется электронным методом в зависимости от скоростей каждого из колёс.

Блок управления ABS передаёт сигналы с датчиков скорости и анализирует обстановку. Электроника сама определяет все неисправности и сообщает о них водителю с помощью специальной лампы на приборной панели.

Регулировка “колдуна” на “Логане”

Регулятор тормозных усилий на “Логане” находится на днище между передней и задней осями. 

Для самостоятельной регулировки нужно очистить “колдун” и заменить смазку в нем. Затем делают половину оборота регулировочной гайкой. Далее можно выезжать на тест. Если задняя пара колес не тормозит, то гайку подтягивают еще раз.

Если на тестируемом автомобиле нет АБС, тогда, даже если протянуть гайку вплоть до упора, можно не добиться результата. Иногда может помочь замена колдуна, однако и это не всегда спасает ситуацию. Дело в том, что у 9 из 10 “Логанов” без АБС регулятор не работает в принципе. Причины заключаются в слабой пружине. И у владельца два варианта – поменять пружины на более жесткие или установить резиновую прокладку для увеличения давления на механизм “колдуна”.

Устройство регулятора на автомобилях «КамАЗ»

Данный узел состоит из клапана, толкателя клапана вместе с приводом. Также в устройстве есть поршень с наклонным ребром, мембрана, которая находится в соединении с поршнем. Внутри корпуса есть соединительные трубки. Каналы регулятора крепятся к верхней части крана, а второй канал соединяется с тормозными камерами на задних колесах. Когда автомобиль снижает скорость, воздух, подающийся из верхней части тормозного крана к первому каналу регулятора, смещает поршень вниз, а тот с другой стороны сжимается до упора. Клапан прижимается к седлу толкателя и второй канал в этот момент больше соединяется с атмосферой. Затем дальнейшее движение поршня приведет к открытию клапана. Воздух из первого канала поступит во второй, а далее — на тормозные камеры.

Аналогичное устройство и принцип действия имеет регулятор тормозных сил МАЗ.

«Шевроле-Нива»

При штатном положении регулятора с увеличением массы автомобиля его тормозной путь уменьшается — сказывается более полное использование сцепного веса задними колесами.

Лучшее торможение — при полной нагрузке, когда регулятор минимально ограничивает давление в задних тормозных механизмах.

Но при частичной нагрузке это чревато заносом. Высокий центр тяжести и короткая база «Шнивы» способствуют значительному перераспределению масс при торможении, поэтому при частичной нагрузке вклад задней оси в торможение невелик.

Как установить тройник вместо колдуна

В случае ВАЗ 2106-07 можно просто удалить регулятор, тройник уже установлен в системе, просто к нему подводится магистраль от ГТЦ.

1. Специальным ключом на «10» откручиваем штуцера тормозных трубок от механизма.
2. Откручиваем от заднего тормозного шланга трубку, идущую от регулятора тормозов.

Отсоединяем трубку колдуна от заднего тормозного шланга

1. Отсоединяем рычаг управления от моста и кузова. Вынимаем регулятор в сборе с тягой и выкидываем его.
2. Тормозную трубку от главного тормозного цилиндра аккуратно изгибаем, чтобы уменьшить ее длину. Она не должна болтаться под днищем автомобиля. Соединяем ее с тормозным шлангом задних тормозов.

выгибаем тормозную трубку от главного цилиндра к заднему тормозному шлангу

Теперь все усилие от главного идет через тройник на оба задних тормозных цилиндра. Поэтому замедление будет происходить двумя колесами одновременно с передними.

Как произвести замену регулятора давления тормозов в автомобиле ВАЗ 2110?

1. Первое что нужно сделать — освободить рычаг привода регулятора, для этого поднимите скобу вверх. Если нужно, при помощи отвертки разожмите скобу серьги. Все манипуляции выполняются ключом на 10.

2. Отсоединив рычаг, аккуратно снимите скобу серьги.

3. Приготовьте ёмкость, её нужно поставить под место соединения регулятора с трубками, из него будет вытекать тормозная жидкость. Отсоединяем четыре трубки, открутив гайки крепления. Дожидаемся, пока жидкость стечет. Заглушаем отверстия трубок. Сделать это можно колпачками клапанов прокачки цилиндров. Рекомендуется промаркировать трубки, чтобы при дальнейшей установке не перепутать их.

4. Отворачиваем передний болт крепления кронштейна с регулятором.

5. Отворачиваем задний болт, которые удерживаем регулятора со стороны кронштейна, после чего снимаем регулятор (колдун), при этом привод не откручиваем.

6. Если нужно заменить детали привода — отворачиваем болт, который удерживает рычаг фиксатор, и отсоединяем от упругого рычага рычаг привода.

7. Когда вы будете подсоединять рычаг привода к упругому рычагу при соблюдении последовательности вилка фиксатора должна поместиться в проточку на упругий рычаг.

8. Далее устанавливаем регулятор давления тормозов в том же порядке, как и снимали. Обратите внимание, что передний болт крепления несколько длиннее заднего.

9. Если пружина рычага начнет выступать, мешая установке регулятора, то сдвиньте рычаг привода максимально вперед за выступ.

10. Установка завершена, теперь обожмите плоскогубцами скобки серьги. Чтобы убедиться в том, что система работает — прокачайте и отрегулируйте давление.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Правда о железнодорожных тормозах: часть 1 / Habr

Кинетическая энергия «Сапсана» на максимальной скорости — свыше 1500 мегаджоулей. Для полной остановки вся она должна быть рассеяна на тормозных устройствах
Было дело, просили меня поподробнее раскрыть эту тему именно здесь, на Хабре. Здесь публикуется довольно много обзорных статей на железнодорожную тематику, однако данная тема еще не освещалась подробно. Думаю, что было бы довольно интересно написать об этом статью, а возможно и не одну. Поэтому прошу под кат тех, кому интересно как устроены тормозные системы железнодорожного транспорта, и по каким причинам они устроены именно так.


Задача управления любым транспортом включает в себя регулирование скорости его движения. Железнодорожный транспорт не является исключением, более того, его конструктивные особенности вносят в этот процесс существенные нюансы. Поезд состоит из большого количества сцепленных между собой экипажей, и получившаяся система имеет значительную длину и массу при весьма приличной скорости движения.

По определению, тормоза — комплекс устройств, предназначенных для создания искусственных, регулируемых сил сопротивления, используемых для управляемого снижения скорости движения транспортного средства.

Самый очевидный, лежащий на поверхности, способ создания тормозного усилия — использование силы трения. С самого начала и до сегодняшнего дня используется колодочный фрикционный тормоз. Специальные устройства — тормозные колодки, изготовленные из материала с высоким коэффициентом трения, механически прижимаются к поверхности катания колеса (либо к специальным дискам, установленным на оси колесной пары). Между колодками и колесом возникает сила трения, создающая тормозной момент.

Регулирование тормозного усилия выполняется за счет изменения силы прижатия колодок к колесу — тормозного нажатия. Вопрос только в том, какой привод используется для прижатия колодок, и, история тормозов, отчасти, есть история развития этого привода.

Первые железнодорожные тормоза были механическими и приводились в действие вручную, отдельно на каждом вагоне специальным людьми — тормозильщиками или кондукторами. Кондукторы находились на так называемых тормозных площадках, которыми был оборудован каждый вагон, и приводили в действие тормоза по сигналу машиниста локомотива. Обмен сигналами между машинистом и кондукторами осуществлялся с помощью специальной сигнальной веревки, протянутой вдоль всего поезда, приводившей в действие специальный свисток.

Старинный двухосный грузовой вагон с тормозной площадкой. Виден вороток ручного тормоза

Сам по себе тормоз с механическим приводом обладает малой мощностью. Величина тормозного нажатия зависела от силы и сноровки кондуктора. К тому же в работу такой тормозной системы вмешивался человеческий фактор — кондукторы не всегда верно выполняли свои обязанности. О высокой эффективности таких тормозов, а так же об увеличении скорости движения поездов, оборудованных ими говорить не приходилось.

Дальнейшее развитие тормозов требовало, во-первых, увеличения тормозного нажатия, и во-вторых — обеспечения возможности дистанционного управления им на всех вагонах с рабочего места машиниста.

Гидравлический привод, применяемый в автомобильных тормозах, получил широкое распространение за счет того, что обеспечивает высокое нажатие при компактности исполнительных устройств. Однако, при применении такой системы в поезде проявятся её основной недостаток: необходимость в специальном рабочем теле — тормозной жидкости, утечка которой недопустима. Большая протяженность тормозных гидравлических линий в поезде, вместе с высокими требованиями к их герметичности делают невозможным и нерациональным создание гидравлического железнодорожного тормоза.

Другое дело пневматический привод. Использование воздуха высокого давления позволяет получить высокие тормозные нажатия при приемлемых габаритах исполнительных устройств — тормозных цилиндров. Нет недостатка в рабочем теле — воздух вокруг нас, и даже если возникает утечка рабочего тела из тормозной системы (а она непременно возникает) её относительно легко можно восполнить.

Простейшей системой тормоза, использующего энергию сжатого воздуха является прямодействующий неавтоматический тормоз

Схема прямодействующего неавтоматического тормоза: 1 — компрессор; 2 — главный резервуар; 3 — питательная магистраль; 4 — поездной кран машиниста; 5 — тормозная магистраль; 6 — тормозной цилиндр; 7 — отпускная пружина; 8, 9 — механическая тормозная передача; 10 — тормозная колодка.

Для работы такого тормоза необходим запас сжатого воздуха, хранимый на локомотиве в специальном резервуаре, называемом главным резервуаром (2). Нагнетание воздуха в главный резервуар и поддержание в нем постоянного давления выполняется компрессором (1), приводимым в действие от энергетической установки локомотива. Подачу сжатого воздуха к приборам управления тормозами выполняют по специальному трубопроводу, называемому питательной (ПМ) или напорной магистралью (3).

Управление тормозами вагонов и подача в них сжатого воздуха производится посредством длинного трубопровода, идущего через весь поезд и называемого тормозной магистралью (ТМ) (5). При подаче сжатого воздуха по ТМ он наполняет тормозные цилиндры (ТЦ) (6) подключенные непосредственно к ТМ. Сжатый воздух давит на поршень, прижимая тормозные колодки 10 к колесам, как на локомотиве, так и на вагонах. Происходит торможение.

Для прекращения торможения, то есть отпуска тормозов, необходимо выпустить воздух из тормозной магистрали в атмосферу, что приведет к возврату тормозных механизмов в исходное положение за счет усилия отпускных пружин, установленных в ТЦ.

Для торможения необходимо соединить тормозную магистраль (ТМ) с питательной (ПМ). Для отпуска — соединить тормозную магистраль с атмосферой. Эти функции выполняет специальный прибор — поездной кран машиниста (4) — при торможении он соединяет ПМ и ТМ, при отпуске — разобщает эти трубопроводы, одновременно выпуская воздух из ТМ в атмосферу.

В такой системе существует и третье, промежуточное положение крана машиниста — перекрыша когда ПМ и ТМ разобщены, но и выпуск воздуха из ТМ в атмосферу не происходит — кран машиниста полностью изолирует её. Набранное в ТМ и ТЦ давление сохраняется и время его поддержания на установленном уровне определяется величиной утечек воздуха через различные неплотности, а так же термической стойкостью тормозных колодок, нагревающихся при трении о бандажи колес. Постановка в перекрышу как при торможении так и при отпуске позволяет регулировать тормозное усилие ступенями. Такой тормоз обеспечивает как ступенчатое торможение, так и ступенчатый отпуск.

При всей простоте такой системы тормоза у неё имеется фатальный недостаток — при расцеплении поезда происходит разрыв тормозной магистрали, воздух из неё выходит и поезд остается без тормозов. Именно по этой причине такой тормоз не может быть применен на железнодорожном транспорте, слишком велика цена его отказа. Даже без разрыва поезда, при наличии крупной утечки воздуха эффективность тормоза будет снижена.

Исходя из вышесказанного возникает требование, чтобы торможение поезда инициировалось не возрастанием, а понижением давления в ТМ. Но как тогда наполнить тормозные цилиндры? Это дает второе требование — на каждой подвижной единице в поезде должен хранится запас сжатого воздуха, которые необходимо оперативно пополнять после каждого торможения.

К похожим выводам пришла инженерная мысль конца XIX века, что выразилось в создании Джорджем Вестингаузом в 1872 году первого автоматического железнодорожного тормоза.

Устройство тормоза Вестингауза: 1 — компрессор; 2 — главный резервуар; 3 — питательная магистраль; 4 — поездной кран машиниста; 5 — тормозная магистраль; 6 — воздухораспределитель (тройной клапан) системы Вестингауза; 7 — тормозной цилиндр; 8 — запасный резервуар; 9 — стоп-кран.

На рисунке показано устройство этого тормоза (рисунок а — работа тормоза при отпуске; б — работа тормоза при торможении). Главным элементом тормоза Вестигауза стал тормозной воздухораспределитель или, как его еще иногда называют, тройной клапан. Этот воздухораспределитель (6) имеет чувствительный орган — поршень, работающий на разности двух давлений — в в тормозной магистрали (ТМ) и запасном резервуаре (ЗР). Если давление в ТМ становится меньше чем в ЗР, то поршень смещается влево, открывая путь воздуху из ЗР в ТЦ. Если давление в ТМ становится больше давления в ЗР — поршень смещается вправо, сообщая ТЦ с атмосферой, и одновременно сообщая ТМ и ЗР, обеспечивая наполнение последнего сжатым воздухом из ТМ.

Таким образом, при снижении давления в ТМ по любой причине, будь то действия машиниста, чрезмерная утечка воздуха из ТМ или разрыв поезда — тормоза сработают. То есть такие тормоза обладают автоматичностью действия. Это свойство тормоза позволило добавить еще одну возможность по управлению тормозами поезда, используемую на пассажирских поездах и поныне — экстренная остановка поезда пассажиром, путем сообщения тормозной магистрали с атмосферой через специальный клапан — стоп-кран (9).

Тем к то знаком с этой особенностью тормозной системы поезда смешно смотреть фильмы, где воры-ковбои лихо отцепляют от поезда вагон с золотом. Для того, чтобы подобное можно было осуществить, ковбои должны, перед отцепкой, перекрыть концевые краны на тормозной магистрали, разобщающие тормозную магистраль от соединительных рукавов между вагонами. Но они никогда этого не делают. С другой стороны, перекрытые концевые краны не раз послужили причиной страшных катастроф, связанных с отказом тормоза, как у нас (Каменск в 1987 году, Ерал-Симская в 2011), так и за рубежом.

Из-за того, что наполнение тормозных цилиндров происходит от вторичного источника сжатого воздуха (запасного резервуара), без возможности его постоянного пополнения, такой тормоз называется непрямодействующим. Зарядка ЗР сжатым воздухом происходит только при отпуске тормоза, что приводит к тому, что при частых торможениях с последующим отпуском, при недостаточной выдержке времени после отпуска, ЗР не успеют зарядится до нужного давления. Это может привести к полному истощению тормоза и потере управления тормозами поезда.

Пневматический тормоз обладает и другим недостатком, связанным с тем, что падение давления в тормозной магистрали, как и любое возмущение, в воздушной среде распространяется с большой, но все же конечной скоростью — не более 340 м/с. Почему не более? Потому, что скорость звука — это идеальный вариант. Но в пневмосистеме поезда существует ряд препятствий, снижающих скорость распространения скачка снижения давления, связанных с сопротивлением течению воздуха. Поэтому, если не принимать специальных мер, скорость снижения давления в ТМ будет тем ниже, чем дальше от локомотива находится вагон. В случае с тормозом Вестингауза скорость так называемой тормозной волны не превышает 180 — 200 м/с.

Тем не менее, появление пневматического тормоза позволило повысить как мощность тормозов, так и оперативность управления ими непосредственно с рабочего места машиниста Это послужило мощным толчком к развитию железнодорожного транспорта, повышению скорости движения и веса поездов, и как следствие, колоссальному увеличению грузооборота на железной дороге, росту протяженности железнодорожных линий во всем мире.

Джордж Вестингауз был не только изобретателем, но и предприимчивым дельцом. Свое изобретение он запатентовал еще 1869 году, что позволило ему развернуть массовое производство тормозного оборудования. Довольно быстро тормоз Вестингауза получил широкое распространение в США, Западной Европе и в Российской Империи.

В России тормоз Вестингауза безраздельно царил до Октябрьской революции, да и довольно долгое время после нее. Фирма «Вестингауз» построила в Петербурге свой тормозной завод, а так же умело вытеснила с российского рынка конкурентов. Однако, тормоз Вестингауза обладал рядом принципиальных недостатков.

Во-первых, этот тормоз обеспечивал только два режима работы: торможение до полного наполнения тормозных цилиндров, и отпуск — опорожнение тормозных цилиндров. Создать промежуточную величину тормозного нажатия с его длительным поддержанием было невозможно, то есть в тормозе Вестингауза отсутствовал режим перекрыши. Это не позволяло реализовать точное управление скоростью поезда.

Во-вторых, тормоз Вестингауза плохо работал в длинных поездах, и если в пассажирском движении с этим можно было как-то мириться, то в грузовом возникали проблемы. Помните о тормозной волне? Так вот, тормоз Вестингауза не обладал средствами увеличения её скорости, и в длинном поезде снижение давления в ТМ на последнем вагоне могло начаться слишком поздно, да и темпом, существенно ниже, чем в голове поезда, что создавало дикую неравномерность срабатывания тормозных приборов по составу.

Надо сказать, что вся деятельность фирмы «Вестингауз», как в России того времени, так и во всем мире насквозь пропитана капиталистическим душком патентных войн и недобросовестной конкуренции. Это и обеспечило столь несовершенной системе столь долгую жизнь, по крайней мере в тот исторический период.

При всем при этом следует признать — тормоз Вестингауза заложил основы тормозной науки и принцип его действия остался неизменным в современных тормозах подвижного состава.

Практически сразу после появления тормоза Вестингауза и осознания его недостатков возникли попытки совершенствования этой системы, либо создания другой, принципиально новой. Наша страна не являлась исключением. На начало XX века Россия обладала развитой сетью железных дорог, игравших значительную роль в обеспечении экономического развития и обороноспособности страны. Повышение эффективности транспорта связано с увеличением скорости его движения и массы единовременно перевозимого груза, а значит остро поднимались вопросы совершенствования тормозных систем.

Существенным толчком к развитию тормозной науки в РСФСР а позже СССР послужило снижение влияние крупного западного капитала, в частности фирмы «Вестингауз», на развитие отечественной железнодорожной отрасли после октября 1917 года.

Ф.П. Казанцев (слева) и И.К. Матросов (справа) — создатели отечественного железнодорожного тормоза

Первой ласточкой, первым серьезным достижением молодой отечественной тормозной науки, стали разработки инженера Флорентия Пименовича Казанцева. В 1921 году Казанцев предложил систему прямодействующего автоматического тормоза. Приведенная ниже схема описывает все основные идеи, привнесенные не только Казанцевым, и её задача — объяснить основные принципы работы усовершенствованного автоматического тормоза

Прямодействующий автоматический тормоз: 1 — компрессор; 2 — главный резервуар; 3 — питательная магистраль; 4 — поездной кран машиниста; 5 — устройство питания утечек тормозной магистрали; 6 — тормозная магистраль; 7 — соединительные тормозные рукава; 8 — концевой кран; 9 — стоп-кран; 10 — обратный клапан; 11 — запасный резервуар; 12 — воздухораспределитель; 13 — тормозной цилиндр; 14 — тормозная рычажная передача.

Итак, первой основной идеей является то, что управление давлением в ТМ осуществляется опосредованно — через снижение/повышение давления в специальном резервуаре, называемом уравнительным резервуаром (УР). Он показан на рисунке справа от крана машиниста (4) и сверху от устройства питания утечек из ТМ (5). Плотность этого резервуара обеспечить технически гораздо легче чем плотность тормозной магистрали — трубы длиной достигающей километровых порядков и идущей через весь поезд. Относительная стабильность давления в УР позволяет поддерживать давление в ТМ, используя давление в УР как задающее. И правда, поршень в устройстве (5) при снижении давления в ТМ опускается вниз, открывая клапан, наполняющий ТМ из питательной магистрали, тем самым поддерживая в ТМ давление, равное давлению в УР. Этой идее предстоял ещё длинный путь развития, но теперь давление в ТМ не зависело от наличия внешних утечек из неё (до известных пределов). Устройство 5 перекочевало в кран машиниста и остается в нем, в модифицированном виде, и по сей день.

Другой важной идеей, лежащей в основе конструкции данного типа тормоза, является питание ЗР от ТМ через обратный клапан 10. При превышении давления в ТМ над давлением в ЗР этот клапан открывается, наполняя ЗР из ТМ. Таким образом происходит непрерывное пополнение утечек из запасного резервуара и обеспечивается неистощимость тормоза.

Третьей важной идеей, предложенной Казанцевым, является конструкция воздухораспределителя, который работает на разности не двух давлений, а трех — давления в тормозной магистрали, давления в тормозном цилиндре, и давления в специальной рабочей камере (РК), которая при отпуске питается давлением от тормозной магистрали, вместе с запасным резервуаром. В режиме торможения РК разобщается с запасным резервуаром и тормозной магистралью, сохраняя величину изначального зарядного давления. Это свойство широко используется в тормозах подвижного состава как для обеспечения ступенчатого отпуска, так и для управления равномерностью наполнения ТЦ вдоль поезда в грузовых составах, ибо рабочая камера служит эталоном изначального зарядного давления. Исходя из его величины можно обеспечить и ступенчатый отпуск и организовать более раннее наполнение ТЦ в хвостовых вагонах. Подробное описание этих вещей оставлю для других статей по этой теме, пока лишь скажу, что работы Казанцева послужили стимулом для развития в нашей стране научной школы, приведшей к разработке оригинальных систем тормоза подвижного состава.

Другим советским изобретателем, кардинально повлиявшим на развитие отечественных тормозов подвижного состава стал Иван Константинович Матросов. Его идеи, принципиально не отличались от идей Казанцева, однако последовавшие позже эксплуатационные испытания систем тормозов Казанцева и Матросова (вкупе с другими системами тормоза) показали существенное превосходство второй системы в части эксплуатационных характеристик при применении, прежде всего, на грузовых поездах. Таким образом тормоз Матросова с воздухораспределителем усл. № 320 стал основой для дальнейшей разработки и проектирования тормозного оборудования железных дорог колеи 1520 миллиметров. Современный автоматический тормоз, используемый в России и странах СНГ, по праву может носить имя тормоза Матросова, так как впитал, на начальном этапе своего развития, идеи и конструкторские решения Ивана Константиновича.

А какое заключение? Работа над этой статьей убедила меня в том, что тема достойна цикла статей. В этой, пилотной статье, мы коснулись истории развития тормозов подвижного состава. В следующих уйдем в пикантные подробности, затронув не только отечественный тормоз, но и разработки коллег из Западной Европы, осветив устройство тормозов разных типов и рода службы подвижного состава. Так что, я надеюсь, тема будет интересной, и до новых встреч на хабре!

Спасибо за ваше внимание!

Правда о железнодорожных тормозах: часть 2 / Хабр

Вижу, что первая, историческая часть моего повествования публике понравилась, а поэтому не грех и продолжить.

Высокоскоростные поезда, вроде TGV уже не обходятся пневматическим торможением

Сегодня мы поговорим о современности, а именно о том, какие подходы к созданию тормозных систем подвижного состава используются в XXI веке, буквально через месяц разменяющему свой третий десяток.

Исходя из физического принципа создания тормозного усилия все железнодорожные тормоза можно разделить на два основных типа: фрикционные, использующие силу трения, и динамические, использующие тяговый привод для создания тормозящего момента.

К фрикционным тормозам относятся колодочные тормоза всех конструкций, в том числе и дисковые, а также магниторельсовый тормоз, который применяется на высокоскоростном магистральном транспорте, в основном в Западной Европе. На колее 1520 этот вид тормоза применялся исключительно на электропоезде ЭР200. Что касается того же «Сапсана», РЖД отказались от использования магниторельсового тормоза на нем, хотя прототип этого электропоезда, немецкий ICE3 таким тормозом оснащен.

Тележка поезда ICE3 с магниторельсовым тормозом

Тележка поезда «Сапсан»

К динамическим, а точнее электродинамическим тормозам относятся все тормоза, действие которых основано на переводе тяговых электродвигателей в генераторный режим (рекуперативный и реостатный тормоз), а так же торможение противовключением

С рекуперативным и реостатным тормозом все относительно понятно — двигатели тем или иным способом переводятся в генераторный режим, и в случае с рекуперацией отдают энергию в контактную сеть, а в случае с реостатом, выработанная энергия сжигается на специальных резисторах. И тот и другой тормоз применяется как на поездах с локомотивной тягой, так и на моторвагонном подвижном составе, где электродинамический тормоз является основным рабочим тормозом, в виду большого количества тяговых электродвигателей, распределенных по всему поезду. Единственным недостатком электродинамического торможения (ЭДТ) является невозможность торможения до полной остановки. При снижении эффективности ЭДТ выполняется его автоматические замещение пневматическим фрикционным тормозом.

Что касается торможения противовключением, то оно обеспечивает торможение до полной остановки, так как заключается оно в реверсировании тягового двигателя на ходу. Однако этот режим, в большинстве случаев является аварийным — его штатное применение чревато повреждением тягового привода. Если взять, для примера, коллекторный двигатель, то при изменении полярности напряжения, подаваемого на него, противо-ЭДС, возникающая во вращающемся двигателе, не вычитается из питающего напряжения а складывается с ним — колеса как вращались так и вращаются в туже сторону что и в тяговом режиме! Это приводит к лавинообразному нарастанию тока, и самое лучшее что может случиться — сработают электрические аппараты защиты.

По этой причине на локомотивах и электропоездах принимаются все меры к недопущению реверсирования двигателей на ходу. Реверсивная рукоятка блокируется механически при нахождении контроллера машиниста на ходовых положениях. А на тех же «Сапсанах» и «Ласточках» поворот реверсивного переключателя при скорости выше 5 км/ч приведет к немедленному экстренному торможению.

Однако, некоторые отечественные локомотивы, например электровоз ВЛ65, используют реверсивное торможение как штатный режим на малых скоростях движения.

Реверсивное торможение — штатный, обеспечиваемый системой управления режим торможения на электровозе ВЛ65

Надо сказать, что несмотря на высокую эффективность электродинамического торможения, любой поезд, всегда, подчеркиваю — всегда оснащается пневматическим тормозом автоматического действия, то есть срабатывающего за счет выпуска воздуха из тормозной магистрали. Как в России, так и во всем мире старые-добрые колодочные фрикционные тормоза стоят на страже безопасности движения.

По функциональному назначению тормоза фрикционного типа подразделяются на

1. Стояночные, ручные или автоматические
2. Поездные — пневматические (ПТ) или электропневматические (ЭПТ) тормоза, устанавливаемые на каждую единицу подвижного состава в поезде и управляемые централизовано из кабины машиниста
3. Локомотивные — пневматические прямодейсвующие тормоза, предназначенные для затормаживания локомотива, без затормаживания состава. Управляются они отдельно от поездных.

Ручной тормоз с механическим приводом никуда не делся с подвижного состава, он устанавливается как на локомотивах, так и на вагонах — просто сменил специальность, а именно превратился в стояночный тормоз, позволяющий исключить самопроизвольное движение подвижного состава в случае выхода воздуха из его пневмосистемы. Красное колесо, похожее на корабельный штурвал — привод ручного тормоза, один из вариантов его исполнения.

Штурвал ручного стояночного тормоза в кабине электровоза ВЛ60пк

Ручной тормоз в тамбуре пассажирского вагона

Ручной тормоз на современном грузовом вагоне

Ручной тормоз с помощью механического привода прижимает к колесам те же самые колодки, что используются при обычном торможении.

На современном подвижном составе, в частности на электропоездах ЭВС1/ЭВС2 «Сапсан», ЭС1 «Ласточка», а так же на электровозе ЭП20, стояночный тормоз автоматический и прижатие колодок к тормозным диском там выполняется пружинными энергоаккумуляторами. Часть клещевых механизмов, прижимающих колодки к тормозным дискам снабжена мощными пружинами, причем такими мощными, что отпуск выполняется пневматическим приводом давлением 0,5 МПа. Пневмопривод, в данном случае, противодействует пружинам, прижимающим колодки. Управление таким стояночным тормозом выполняется кнопками на пульте машиниста.

Кнопки управления стояночным пружинным тормозом (СПТ) на электропоезде ЭС1 «Ласточка»

По своему устройству такой тормоз аналогичен тому, что применяется на мощных грузовиках. Но в качестве основного тормоза в поездах такая система совершенно непригодна, а почему, я подробно объясню после рассказа о работе поездных пневматических тормозов.

Каждый грузовой вагон оснащается следующим комплексом тормозного оборудования

Тормозное оборудование грузового вагона: 1 — тормозной соединительный рукав; 2 — концевой кран; 3 — стоп-кран; 5 — пылеуловитель; 6, 7, 9 — модули воздухораспределителя усл. №483; 8 — разобщительный кран; ВР — воздухораспределитель; ТМ — тормозная магистраль; ЗР — запасный резервуар; ТЦ — тормозной цилиндр; АР — грузовой авторежим

Тормозная магистраль (ТМ) — труба диаметром 1,25» идущая вдоль всего вагона, на концах она снабжена концевыми кранами, для разобщения тормозной магистрали при расцепке вагона перед разъединением гибких соединительных рукавов. В тормозной магистрали в нормальном режиме поддерживается, так называемое зарядное давление величиной 0,50 — 0,54 МПа, так что разъединять рукава без перекрытия концевых кранов занятие сомнительное, которое в прямом смысле слова может лишить вас головы.

Запас воздуха, непосредственно подаваемого в тормозные цилиндры хранится в запа́сном резервуаре (ЗР), объем которого в большинстве случаев равен 78 литрам. Давление в запасном резервуаре в точности равно давлению в тормозной магистрали. Но нет, это не 0,50 — 0,54 МПа. Дело в том, что такое давление будет в тормозной магистрали на локомотиве. И чем дальше от локомотива, тем меньше давление в тормозной магистрали, потому что в ней неизбежно имеются неплотности приводящие к утечкам воздуха. Так что давление в тормозной магистрали последнего вагона в поезде будет несколько меньше зарядного.

Тормозной цилиндр, а на большинстве вагонов он один, при наполнении его из запасного резервуара, через тормозную рычажную передачу прижимает к колесам все имеющиеся на вагоне колодки. Объем тормозного цилиндра около 8 литров, поэтому при полном торможении в нем устанавливается давление не более 0,4 МПа. До той же величины снижается давление и в запасном резервуаре.

Главным «действующим лицом» в этой системе является воздухораспределитель. Этот прибор реагирует на изменение давления в тормозной магистрали, выполняя ту или иную операцию в зависимости от направления и темпа изменения этого давления.

При снижении давления в тормозной магистрали происходит торможение. Но не при любом снижении давления — уменьшение давления должно происходить определенным темпом, называемым темпом служебного торможения. Этот темп обеспечивается краном машиниста в кабине локомотива и составляет от 0,01 до 0,04 МПа в секунду. При снижении давления меньшим темпом торможение не происходит. Сделано это для того, чтобы тормоза не срабатывали при нормативных утечках из тормозной магистрали, а так же не срабатывали при ликвидации сверхзарядного давления, о чем мы поговорим попозже.

При срабатывании воздухораспределителя на торможение он выполняет дополнительную разрядку тормозной магистрали служебным темпом на величину 0,05 МПа. Делается это для того, чтобы обеспечить устойчивое снижение давления по всей длине поезда. Если дополнительной разрядки не делать, то последние вагоны длинного поезда могут и не затормозить в принципе. Дополнительную разрядку тормозной магистрали выполняют все современные воздухораспределители, в том числе и пассажирские.

При срабатывании на торможение, воздухораспределитель отключает запасный резервуар от тормозной магистрали и подключает его к тормозному цилиндру. Происходит наполнение тормозного цилиндра. Происходит оно ровно столько времени, сколько продолжается падение давления в тормозной магистрали. При прекращении снижения давления в ТМ наполнение тормозного цилиндра прекращается. Наступает режим перекрыши. Давление, набранное в тормозной цилиндр зависит от двух факторов:

1. глубины разрядки тормозной магистрали, то есть величины падения давления в ней относительно зарядного
2. режима работы воздухораспределителя

Грузовой воздухораспределитель имеет три режима работы: груженый (Г), средний (С) и порожний (П). Различаются эти режимы максимальным давлением, набираемым в тормозные цилиндры. Переключение между режимами осуществляется вручную путем поворота специальной режимной рукоятки.

Если подытожить, то зависимость давления в тормозном цилиндре от глубины разрядки тормозной магистрали при 483-воздухораспределителе на различных режимах выглядит так

Недостатком использования режимного переключателя является то, что работник вагонного хозяйства должен пройти вдоль всего состава, залезть под каждый вагон и переключить режимный переключатель в нужное положение. Делается это, по слухам, доходящим из эксплуатации, далеко не всегда. Чрезмерное наполнение тормозных цилиндров на порожнем вагоне чревато юзом, снижением эффективности торможения и порчей колесных пар. Для выхода из подобной ситуации на грузовых вагонах между воздухораспределителем и тормозным цилиндром включают так называемый авторежим (АР), который, механически определяя массу вагона плавно регулирует максимальное давление в тормозном цилиндре. Если вагон оборудован авторежимом, то режимный переключатель на ВР устанавливают в положение «груженый».

Торможение обычно выполняют ступенчато. Минимальной ступенью разрядки тормозной магистрали для ВР483 будет 0,06 — 0,08 МПа. При этом в тормозных цилиндрах устанавливается давление в 0,1 МПа. При этом машинист ставит кран в положение перекрыши, при котором в тормозной магистрали сохраняется величина давления, установленного после торможения. Если тормозной эффективности от одной ступени недостаточно, выполняется следующая ступень. При этом воздухораспределителю уже все равно, каким темпом происходит разрядка — при снижении давления любым темпом происходит наполнение тормозных цилиндров пропорционально величине снижения давления.

Полный отпуск тормозов (полное опорожнение тормозных цилиндров на всем поезде) выполняется повышением давления в тормозной магистрали выше зарядного. Причем, на грузовых поездах выполняется существенное завышение давления в ТМ над зарядным, для того чтобы волна повышения давления дошла до самых последних вагонов. Полный отпуск тормозов в грузовом поезде процесс длительный и может занимать до минуты.

ВР483 имеет два режима отпуска: равнинный и горный. В равнинном режиме при повышении давления в тормозной магистрали происходит полный, бесступенчатый отпуск. В горном режиме возможен ступенчатый отпуск тормозов, что есть не полное опорожнение тормозных цилиндров. Применяется этот режим при движении по сложному профилю с большой величиной уклонов.

Воздухораспределитель 483 вообще очень интересный прибор. Подробный разбор его устройства и работы это тема для отдельной большой статьи. Здесь же мы рассмотрели общие принципы работы грузового тормоза.

Тормозное оборудование пассажирского вагона: 1 — соединительный рукав; 2 — концевой кран; 3, 5 — соединительные коробки линии электропневматического тормоза; 4 — стоп-кран; 6 — трубка с проводкой электропневматического тормоза; 7 — изолированная подвеска соединительного рукава; 8 — пылеуловитель; 9 — отвод к воздухораспределителю; 10 — разобщительный кран; 11 — рабочая камера электровоздухораспределителя; ТМ — тормозная магистраль; ВР — воздухораспределитель; ЭВР — электровоздухораспределитель; ТЦ — тормозной цилиндр; ЗР — запасный резервуар

В глаза сразу бросается большее количество оборудования, начиная с того что тут аж три стоп-крана (по одному в каждом тамбуре, и один в купе проводника), заканчивая тем, что отечественные пассажирские вагоны оборудованы как пневматическим, так и электропневматическим тормозом (ЭПТ).

Внимательный читатель сразу отметит главный недостаток пневматического управления тормозами — конечная скорость распространения тормозной волны, ограниченная сверху скоростью звука. На практике же эта скорость ниже и составляет 280 м/с при служебном, и 300 м/с при экстренном торможении. К тому же эта скорость сильно зависит от температуры воздуха и зимой, например, она ниже. Поэтому извечный спутник пневматических тормозов — неравномерность их срабатывания по составу.

Неравномерность срабатывания приводит к двум вещам — возникновению значительных продольных реакций в поезде, а так же увеличению тормозного пути. Первое не столь характерно для пассажирских поездов, хотя прыгающие на столике в купе емкости с чаем и другими напитками никого не обрадуют. Увеличение же тормозного пути является серьезной проблемой, особенно в пассажирском движении.

К тому же, отечественный пассажирский воздухораспределитель — как старый усл. №292, так и новый усл. №242 (которых, к слову, в парке пассажирских вагонов становится всё больше), оба эти прибора — прямые наследники того самого тройного клапана Вестингауза, и работают они на разности двух давлений — в тормозной магистрали и запасном резервуаре. От тройного клапана их отличает наличие режима перекрыши, то есть возможность ступенчатого торможения; наличие дополнительной разрядки тормозной магистрали при торможении; наличие в конструкции ускорителя экстренного торможения. Эти воздухораспределители не обеспечивают ступенчатого отпуска — они дают сразу полный отпуск как только давление в тормозной магистрали превысит давление в запасном резервуаре, установившееся там после торможения. А ступенчатый отпуск очень полезен при регулировочных торможениях для точной остановки у посадочной платформы.

Обе проблемы — неравномерность срабатывания тормозов и отсутствие ступенчатого отпуска, на колее 1520 мм решаются установкой на вагоны воздухораспределителя с электрическим управлением — электровоздухораспределителя (ЭВР), усл. №305.

Отечественный ЭПТ — электропневматический тормоз — прямодействующий, неавтоматического действия. На пассажирских поездах с локомотивной тягой ЭПТ работает по двухпроводной схеме.

Структурная схема двухпроводного ЭПТ: 1 — контроллер управления на кране машиниста; 2 — аккумуляторная батарея; 3 — статический преобразователь питания; 4 — панель контрольных ламп; 5 — блок управления; 6 — клемная колодка; 7 — соединительные головки на рукавах; 8 — изолированная подвеска; 9 — полупроводниковый вентиль; 10 — отпускной электромагнитный вентиль; 11 — тормозной электромагнитный вентиль.

Вдоль всего поезда протягиваются два провода: №1 и №2 на рисунке. На хвостовом вагоне эти провода электрически соединены между собой и по получившейся петле пускают переменный ток частотой 625 Гц. Делается это для контроля целостности линии управления ЭПТ. При разрыве провода цепь переменного тока разрывается, машинист получает сигнал в виде погасания в кабине контрольной лампы «О» (отпуск).

Управление же ведется постоянным током разной полярности. При этом проводом с нулевым потенциалом являются рельсы. При подаче на провод ЭПТ положительного (относительно рельс) напряжения срабатывают оба электромагнитных вентиля, установленных в электровоздухораспределителе: отпускной (ОВ), и тормозной (ТВ). Первый из них изолирует рабочую камеру (РК) электровоздухораспределителя от атмосферы, второй — наполняет её из запасного резервуара. Дальше в дело вступает установленное в ЭВР реле давления, работающее на разности давлений в рабочей камере и тормозном цилиндре. При превышении давления в РК над давлением в ТЦ происходит наполнение последнего воздухом из запасного резервуара, до давления, которое было набрано в рабочую камеру.

При подаче на провод отрицательного потенциала, тормозной вентиль выключается, так как ток к нему отрезается диодом. Остается активным только отпускной вентиль, удерживающий давление в рабочей камере. Так реализуется положение перекрыши.

При снятии напряжения отпускной вентиль теряет питание, открывает рабочую камеру в атмосферу. При снижении давления в рабочей камере реле давления выпускает воздух и из тормозных цилиндров. Если после кратковременного отпуска снова поставить кран машиниста в положение перекрыши, то падение давления в рабочей камере прекратится, прекратится и выпуск воздуха из тормозного цилиндра. Таким образом добиваются возможности ступенчатого отпуска тормоза.

Что произойдет при обрыве провода? Правильно — ЭПТ отпустит. Поэтому этот тормоз (на отечественном подвижном составе) является неавтоматическим. При выходе из строя ЭПТ машинист имеет возможность перейти на пневматическое управление тормозами.

ЭПТ отличается одновременным наполнением тормозных цилиндров и их опорожнением по всему поезду. Темп наполнения и опорожнения довольно высокий — 0,1 МПа за секунду. ЭПТ является неистощимым тормозом, так как при его работе обычный воздухораспределитель находится в режиме отпуска и питает запасные резервуары из тормозной магистрали, которая в свою очередь отпитывается краном машиниста на локомотиве из главных резервуаров. Поэтому тормозить ЭПТ можно с любой частотой, требуемой для оперативного управления тормозами. Возможность ступенчатого отпуска позволяет управлять скоростью поезда очень точно и плавно.

Пневматическое же управление тормозами пассажирского поезда мало чем отличается от грузового тормоза. Есть разница в приемах управления, например отпуск пневматического тормоза производится до зарядного давления, без завышения. Вообще же чрезмерные завышения давления в тормозной магистрали пассажирского поезда чреваты неприятностями, поэтому при полном отпуске ЭПТ давление в ТМ завышается максимум на 0,02 МПа над величиной установленного зарядного давления.

Минимальная глубина разрядки ТМ при торможении на пассажирском тормозе составляет 0,03 — 0,05 МПа, при этом в тормозных цилиндрах создается давление 0,1 — 0,15 МПа. Максимальное давление в тормозном цилиндре пассажирского вагона ограничивается объемом запасного резервуара и обычно не превышает 0,4 МПа.

Теперь я обращусь к некоторым комментаторам, которых удивляет (а по-моему, даже и возмущает, но утверждать не берусь) сложность поездного тормоза. В комментариях предлагается применить автомобильную схему с энергоаккумуляторами. Оно, конечно, с дивана, или компьютерного кресла в офисе, через окно браузера многие проблемы виднее и очевиднее их решение, но позволю себе заметить, что большинство технических решений, принятых в реальном мире, имеют под собой четкое обоснование.

Как уже говорилось, главная проблема пневматического тормоза в поезде — конечная скорость движения скачка падения давления по длинной (до 1,5 км в поезде из 100 вагонов) трубе тормозной магистрали — тормозной волны. Для ускорения этой тормозной волны требуется дополнительная разрядка, выполняемая воздухораспределителем. Не будет воздухораспределителя, не будет и дополнительной разрядки. То есть тормоза на энергоаккумуляторах будут очевидно заметно хуже по характеристикам равномерности срабатывания, возвращая нас во времена Вестингауза. Грузовой поезд — это не грузовой автомобиль, тут другие масштабы, а значит и другие принципы управления тормозами. Уверен, что это не просто так, и направление мировой тормозной науки не случайно пошло по тому пути, который привел нас к такого рода конструкциям. Точка.

Данная статья — своего рода обзор существующих на современном подвижном составе тормозных систем. Дальше, в других статьях этого цикла я подробнее остановлюсь на каждой из них. Мы узнаем, какие приборы используются для управления тормозами, как устроены воздухораспределители. Подробнее рассмотрим вопросы рекуперативного и реостатного торможения. Ну и конечно рассмотрим тормоза высокоскоростного транспорта. До новых встреч и спасибо за внимание!

P.S.: Друзья! Отдельное спасибо хочу сказать за массу личных сообщений с указанием ошибок и опечаток в статье. Да, я грешник, который не дружит с русским языком и путается на клавишах. Постарался исправить ваши замечания.

Торможение на мотоцикле, как это делать правильно, в повороте, с ABS и без

Неважно, тяжелый ли это круизер, эндуро или кроткий турист – в этой ситуации важен каждый метр! Мы советуем вам, как безопасно и эффективно тормозить мотоцикл и как правильно отрегулировать тормозную систему.

Торможение на мотоцикле

Гражданка Ковальская едет осторожно, потому что она попадала в аварию двадцать лет назад. Сегодняшний день для нее начался ужасно – рано утром соседи затопили ее квартиру! Мало того, ее ребенок был невыносим с утра, а его опекун опоздал более чем на четверть часа! В результате сумасшедшая и разъяренная Ковальская садится в машину и спешит на работу. Покидая главную улицу, она смотрит вправо и влево краем глаза. И не замечает встречного мотоциклиста…

Если вы мотоциклист, то молитвы недостаточно. У вас есть всего несколько секунд, чтобы избежать столкновения с автомобилем, который вдруг окажется у вас на пути. За долю секунды вы должны принять решение – остановиться или попытаться избежать столкновения.

С чем связано экстренное торможение ? Мы объясним это на примере Honda 1000 CBF. Чтобы показать все этапы торможения как можно точнее, все изменения и даже малейшие ошибки, мы оснастили Honda набором электронных датчиков и системой записи данных. Мы измерили все – от гидравлического давления в тормозных системах, через скачки подвески, до заноса переднего колеса и, таким образом, распознавания склонности колес к блокировке.

Торможение на мотоцикле

Торможение от сотни км/ч до нуля

Первая попытка – резкое торможение со скоростью 100 км / ч без ABS. Испытание проводится на взлетно-посадочной полосе аэропорта, где столбики прокладывают тормозной путь. 100 км / ч на спидометре и начинается торможение. Остановка сопровождается элегантной остановкой, и достаточно расстояния в 40 метров. Это означает, что средняя задержка составляет 9,8 м / с2. Это тормозной путь, но если вы тормозите или теряете внимание во время торможения со скорости 100 км / ч, вы в течение этого времени преодолеете 28 м (!). Таким образом, общее тормозное расстояние состоит из времени реакции водителя и времени, когда в тормозной системе будет создано соответствующее давление и нагрузка на колесо будет динамически изменяться.

Динамическое изменение нагрузки на колесо – звучит как урок физики. Что происходит? В мотоцикле из-за инерции масс и высоты центра тяжести увеличение задержки вызывает перемещение нагрузок между колесами. Нагрузка спереди увеличивается, а сзади уменьшается пропорционально. Поскольку нагрузка на переднее колесо увеличивается, оно может нести большую тормозную мощность. Чем выше нагрузка, тем сильнее давление . Его размер зависит от общего веса водителя и мотоцикла и передается на шину за счет сопротивления пружин и частично за счет сопротивления демпфированию.

Таким образом, динамическая нагрузка на колеса меняется. От этого зависит эффективность экстренного торможения . Для этого необходимо непрерывно изменять давление в тормозной системе в течение 0,5-0,7 с (в зависимости от положения центра тяжести и колесной базы) вместе с отклонением вилки.

Если вы сделаете это быстро (менее чем за 0,1 с) и с большим усилием нажмете ручку тормоза, у вас наверняка возникнут проблемы. Это связано с тем, что переднее колесо может передавать только тормозное усилие, зависящее от нагрузки. Если тормозное усилие слишком велико по отношению к нагрузке, переднее колесо проскальзывает и может даже заблокироваться, и мотоцикл утратит способность к устойчивому движению. И это вероятность, что вы поскользнетесь и упадете. Поэтому в начале каждого торможения избегайте нервных и резких движений – в идеале, через 0,5 с вы увеличите давление в тормозной системе до максимально возможного.

Торможение на мотоцикле

Сложная задача

Вторая тема при экстренном торможении – это оптимальное использование обоих тормозов, т.е. максимальное использование резины и сцепления с асфальтом. Это очень сложная задача – не каждый может так точно затормозить переднюю и заднюю части, чтобы поместиться в узком диапазоне между скольжением и поворотом. По этой причине мотоциклисты обычно ориентируются на оптимальную дозировку переднего тормоза.

На данный момент гонщики и поклонники гонщиков узнают, что в в гоночных мотоциклах можно забыть о заднем тормозе. Да, но езда каждый день – это нечто совершенно иное, чем трек, потому что торможение до перекрестка с задержкой 9 м / с2 – это все равно что выдавать желаемое за действительное. Даже опытные мотоциклисты не получают задержку более 7 м / с2 при въезде в узкие перекрестки. Отсюда делаем вывод, что пока заднее колесо не оторвано от земли, его можно затормозить. Достигнута ли эта точка, и зависит ли она в первую очередь от типа мотоцикла (более конкретно – от положения его центра тяжести, колесной базы, шин и т. д.) И от задержки.

Спортивные мотоциклы, в которых передние колеса более нагружены, раньше они поднимали задние, как, например, наша тестовый Honda CBF 1000. В нем сначала блокируется переднее колесо, а затем поднимается заднее. Поэтому очень важно, чтобы гонщик точно знал специфику мотоцикла, на котором он ездит. Например, вы должны чувствовать дозировку тормозов. Но другие факторы также имеют значение. Если, например, на неровном асфальте вилка ударится быстрее, чем ожидает гонщик, колесо временно потеряет контакт с землей и сцеплением.

Может также случиться, что мотоцикл – без предупреждения – проявит желание сделать сальто через переднюю часть. Оба явления требуют немедленной реакции, а после ее устранения – восстановления давления в тормозной системе. Такие операции успешны, только если все компоненты привода и тормозной системы совпадают. Вот почему правильное расстояние между рычагом и рулем, а также точность всех компонентов системы так важны.

Наша вторая попытка – экстренное торможение на скоростьи 200 км / ч . Эта задача является безотказным способом увеличить частоту сердцебиений. В отличие от первой попытки (торможение со 100 км / ч), когда слышен визг шин – при торможении со скоростью 200 км / ч визг гасит шум ветра. Заблокированное переднее колесо – единственный и последний предупреждающий сигнал. Это заставляет вас быть чрезвычайно осторожным. Это можно увидеть после относительно медленного повышения давления в тормозной системе и после довольно умеренного замедления 9,3 м / с2 ( тормозной путь 166 м). Только после нескольких попыток один из гонщиков получает 9,7 м / с2 (тормозной путь 159 м).

Торможение на мотоцикле

Первая попытка должна быть успешной

Когда грузовик, едущий в противоположном направлении, внезапно мешает вам обгонять, нет времени на раздумия. Первая попытка должна быть успешной, потому что если нет, то… ABS здесь, чтобы помочь вам! На полной скорости и при нажатых до упора тормозах Honda CBF 1000 развивает скорость 9,5 м / с2 (тормозной путь 162,5 м) . Из-за того, что тормозной путь увеличивается с квадратом скорости, Honda CBF 1000 не требуется двойное тормозное расстояние в 100 км / ч (40 м), а на целых 122 м больше.

Наш тест № 3 состоит в обнаружении различий в эффективности торможения, в зависимости от различных коэффициентов трения. Таким образом, речь идет о проверке того, как выглядит торможение при движении по скользкому асфальтовому участку или, например, разбитому гравию на дороге. Эта ситуация является чрезвычайно сложной задачей. Резкое торможение на скорости 100 км / ч после 20-метровой ремиссии, чтобы снова стереть после 3-х метрового гравия – такую задачу мы ставим перед гонщиками-испытателями.

После того, как он поскользнулся с первой попытки, водитель отпускает тормоза на 14 м, примерно на 11 м дальше, чем необходимо. В результате тормозной путь увеличивается до 48,7 м. Что делает ABS? Всего через несколько метров после участка с щебнем, по которому колеса на короткое время скользят, тормоз срабатывает так, что заднее колесо на мгновение отрывается от земли. Хонда останавливается через 45 м.

Экстренное торможение – как это сделать правильно?

Не полностью работоспособный мотоцикл – это крах в случае экстренного торможения. Поскольку каждое резкое торможение вызывает огромные затраты и моменты, необходимо оптимально передавать и распределять силу кисти и стопы. На тормозном рычаге, в подшипниках, возникают очень высокие силы трения. Когда подшипники не смазываются, при высоких нагрузках статическое трение не позволяет точно дозировать давление. По этой причине штифт и его поверхность трения в тормозном насосе должны быть смазаны стойкими к давлению смазками или медной пастой. Только благодаря этому вы можете справиться с большими силами, которые здесь происходят.

Ручка тормоза (если она регулируется) должна быть установлена ​​таким образом, чтобы пальцы, вытянутые над рычагом и предплечьем, образовывали более или менее прямую линию. Это можно сделать после освобождения зажимных винтов. При установке несимметричного зажима насоса на рулевом колесе обязательно сначала затяните болт, отмеченный стрелкой и словом «вверх», до тех пор, пока не исчезнет зазор между деталями. Только тогда насос крепится к рулевому колесу нижним болтом. Когда насосы установлены неправильно, они изгибаются с большим усилием – тормоз действует как тесто и кажется мягким.

Субъективные впечатления мотоциклиста, определяющие правильную дозировку торможения, зависят, прежде всего, от положения рычага. Во многих машинах для этого предусмотрен подходящий храповой механизм. Отрегулируйте рычаг так, чтобы водитель мог управлять им чувствительно. Для этого вам следует опробовать все возможные позиции, потому что только так вы сможете определить наиболее выгодные.

Если вы нажимаете рычаг всей рукой, это обычно означает сокращение расстояния, что обеспечивает лучшее ощущение процесса торможения. Дисковые тормоза спортивных мотоциклов часто реагируют быстро с минимальным давлением. Это позволяет тормозить только двумя пальцами. Если кто-то тормозит таким образом, он должен отодвинуть ручку от рулевого колеса дальше, чтобы не раздавить оставшиеся пальцы.

Торможение на мотоцикле

В случае заднего тормоза, сложная регулировка ножки из-под или сбоку рычага стоит времени и мешает дозированию. Поэтому установите педаль так, чтобы нога свободно лежала на ней.

В случае резкого поворота с одновременным понижением передачи необходимо учитывать заднее колесо. Это особенно касается двигателей большой мощности и тормозного момента. Средство от этого состояния в современных мотоциклах называется анти-хоп сцепление. Если его в мотоцикле нет, то достаточно отпустить сцепление после снижения передачи. Это позволяет сохранить эффект торможения двигателя, но сокращает максимумы тормозного усилия, возникающего в момент сжатия, и предотвращает отскок колеса.

На 20% эффективнее через 30 минут

И тест № 4, последний – комплексное торможение. Часто вы слышите утверждение, что складывание и одновременное торможение несовместимы. Это неправда! В зависимости от внешних условий (в том числе температура зависит от них шины, и, следовательно, сцепление), в Honda CBF 1000, склон 35 вывода может быть получена задержка 8 м / с2 . Только опытный гонщик может сделать такую ​​ценность при резком торможении .

Такое торможение должно использоваться только тогда, когда нет другого способа избежать аварии. Тогда даже малейшее скольжение переднего колеса может превратиться в занос. А это означает его отход в сторону, со всеми вытекающими последствиями. И, кроме того, наездник иногда борется с тенденцией вставать с уклона.

Наша серия испытаний позволяет сделать вывод, что без изучения торможения с максимальным замедлением никуда. В утешение у нас есть информация, что секреты этого искусства легко освоить. Полчаса обучения, достаточно было, чтобы каждый из трех взятых с улицы байкеров сократил тормозной путь до 20%. Что более важно, чем собственные успехи, все они призналиль, что поняли, как их безопасность зависит от законов физики и где она заканчивается.

Как работает тормозная система

Сила человека бесконечна, если только он получит достаточно длинный рычаг и точку опоры – этот принцип применяется также в мотоциклах. Только благодаря механическому и гидравлического усилению человеческой силы удается остановить даже самые тяжелые машины с максимальной скорости до нуля.

Для управления тяжелыми машинами водитель нажимает на тормозной рычаг с усилием около 120 Н (это измерялось между средним и безымянным пальцами). В результате в тормозной системе создается среднее давление 18 бар . Это давление передается через тормозные магистрали к поршням в зажимах, которые, в свою очередь, прижимают тормозные колодки к вращающимся дисковым тормозам.

Ручное давление и гидравлическое давление – это то, что не имеет ничего общего с техникой. Это отличается от цилиндров и тормозных колодок. Здесь используются самые жесткие зажимы, которые не деформируются под нагрузкой и температурой. Все большую популярность приобретают моноблочные зажимы, вырезанные из цельного куска алюминия, что в сочетании с радиальными зажимами (более стабильное соединение с хвостовиком вилки) обеспечивает лучшее торможение.

Более старые машины и более дешевые новинки оснащены твердыми фиксированными четырехпоршневыми суппортами. Даже хрупкая конструкция плавающего зажима, используемого в Honda CBF 1000, достаточна для эффективного торможения.

Являются ли тормоза острыми или тупыми, определяется смесью материалов, используемых для изготовления тормозных колодок. Здесь чаще всего встречаются сплавы металлов, гарантирующие хорошую эффективность торможения как в холодных, так и в жарких условиях. В прошлом использовались органические смеси, которые холодно скользили по дискам, а влажные часто выходили из строя. Поэтому большинство производителей также предлагают современные спеченные версии для более старых моделей.

Благодаря установке кабелей высокого давления в стальной оплетке , приемлемые результаты также могут быть получены в старых тормозных системах.

Шины врезаются в дорогу с коэффициентом трения 1,2 (шины для суперспортов на гоночной трассе), что допускает задержки более 10,0 м / с2 . Реальная задержка увеличивает сопротивление воздуха. Вы можете добавить их, потому что это не переносится шинами. По этой причине при торможении со скоростью 200 км / ч может быть достигнуто замедление выше 11 м / с2.

Мотоциклист контролирует тормозное усилие благодаря механической и гидравлической трансмиссии. В примере показано сравнение радиального ручного главного цилиндра (вверху) с обычным насосом. В последнем механическое соотношение меньше (1: 6), чем у радиального насоса (1: 7,5). Однако поршень диаметром 16 мм обеспечивает большую гидравлическую трансмиссию. В результате результаты уравновешены и тормозное давление идентично. Разница в лучшей дозировке раствора с радиальным насосом.

Торможение на мотоцикле

Post Views: 1 508

Разница тормозных моментов передней и задней оси. — Железные вопросы

Есть понятие «удельная тормозная сила». Это сумма всех тормозных сил по каждому колесу отнесенная к массе автомобиля.

ГОСТ-Р

В ГОСТе нормируется именно удельная тормозная сила, а не сама величина силы. Она может быть на посту ГТО, в виде таблицы по известным маркам, но если машину догрузить — сила будет больше.

Указано только, что она (тормозная сила) должна быть не менее 530 кг.

Удельная тормозная сила — это КОЭФФИЦИЕНТ, он не измеряется в кг или т. Для автомобилей категории М1 он равен 0,53. Можно сказать, что сумма тормозных сил должна быть 5200 Н для автомобиля массой 1000 кг.

Проблема измерения тормозных сил на роликовых стендах в том, что распределение массы по осям не такое, как на дороге. При торможении на дороге передняя ось догружается и более полно использует возможности тормозных механизмов. На стенде такого не происходит, поэтому часто автомобиль не проходит по удельной тормозной силе. Особенно это заметно на стендах со стальными роликами без покрытия. У них коэффициент сцепления даже сухого колеса редко бывает больше 0,7. Ролики с корундовым покрытием обеспечивают 0,85. Для мокрых колес эти коэффициенты еще ниже. Соответственно если колеса сырые на передней оси мы получим удельную тормозную силу около 0,55-0,6, а на задней (если не измерять вес, приходящийся на нее) и того меньше. Тормозная сила на задней оси меньше потому, что задняя ось меньше загружена. В сумме это окажется ниже 0,53. Выход — догружать заднюю ось (2 мешка цемента). С иномарками ситуация еще хуже. На многих бюджетных иномарках без АБС давление в заднем контуре ограничено не регулятором тормозных сил, который привязан к мосту, а простым ограничителем давления, который передает в задний контур 0,4 — 0,45 от давления в переднем контуре.

Edited June 2, 2010 by VAG

тормозное усилие — это … Что такое тормозное усилие?

тормозное усилие — отрицательная продольная сила, возникающая в результате приложения тормозного момента… Глоссарий по механике

тормозное усилие — Сила, необходимая оператору для остановки транспортного средства, или величина сопротивления тормозной системы… Словарь автомобильных терминов

коэффициент тормозного усилия — отношение тормозного усилия к вертикальной нагрузке… Словарь механики

Коэффициент тормозного усилия — Коэффициент трения между колесами и неподвижными поверхностями… Авиационный словарь

сила — направленное взаимодействие между двумя объектами, которое имеет тенденцию изменять импульс обоих.Поскольку сила имеет направление и величину, ее можно выразить как вектор приложенной силы осевая сила сила тела тормозная сила сила развала центральная сила…… Глоссарий механики

force — [1] Толчок или притяжение, заставляющее объекты изменять свое движение. [2] Это векторная величина с определенным направлением, и силы должны сочетаться с особыми векторными правилами. [3] В СИ (международной системе единиц) он измеряется в…… Автомобильном словаре

коэффициент торможения — отношение тормозного усилия к вертикальной нагрузке… Словарь механиков

коэффициент сцепления при торможении — максимальный коэффициент тормозного усилия, который может быть достигнут без блокировки колеса на данной шине и дорожном покрытии для данной среды и условий эксплуатации… Глоссарий по механике

тормозная жесткость — скорость изменения продольной силы относительно изменения продольного скольжения, обычно оценивается при нулевом продольном скольжении… Словарь механики

Антиблокировочная тормозная система — Антиблокировочная тормозная система (ABS, от немецкого: Antiblockiersystem) — это система безопасности, которая позволяет колесам транспортного средства продолжать тягово взаимодействовать с дорожным покрытием в соответствии с указаниями водителя, управляющими рулевым управлением, в то время как торможение,…… Википедия

Торможение двигателем — это когда силы замедления в двигателе используются для замедления транспортного средства, в отличие от использования внешнего тормозного механизма, например фрикционных тормозов или магнитных тормозов.Этот термин часто путают с несколькими другими типами торможения,…… Wikipedia

тормозное усилие — это … Что такое тормозное усилие?

тормозное усилие — отрицательная продольная сила, возникающая в результате приложения тормозного момента… Глоссарий по механике

тормозное усилие — Сила, необходимая оператору для остановки транспортного средства, или величина сопротивления тормозной системы… Словарь автомобильных терминов

коэффициент тормозного усилия — отношение тормозного усилия к вертикальной нагрузке… Словарь механики

Коэффициент тормозного усилия — Коэффициент трения между колесами и неподвижными поверхностями… Авиационный словарь

сила — направленное взаимодействие между двумя объектами, которое имеет тенденцию изменять импульс обоих.Поскольку сила имеет направление и величину, ее можно выразить как вектор приложенной силы осевая сила сила тела тормозная сила сила развала центральная сила…… Глоссарий механики

force — [1] Толчок или притяжение, заставляющее объекты изменять свое движение. [2] Это векторная величина с определенным направлением, и силы должны сочетаться с особыми векторными правилами. [3] В СИ (международной системе единиц) он измеряется в…… Автомобильном словаре

коэффициент торможения — отношение тормозного усилия к вертикальной нагрузке… Словарь механиков

коэффициент сцепления при торможении — максимальный коэффициент тормозного усилия, который может быть достигнут без блокировки колеса на данной шине и дорожном покрытии для данной среды и условий эксплуатации… Глоссарий по механике

тормозная жесткость — скорость изменения продольной силы относительно изменения продольного скольжения, обычно оценивается при нулевом продольном скольжении… Словарь механики

Антиблокировочная тормозная система — Антиблокировочная тормозная система (ABS, от немецкого: Antiblockiersystem) — это система безопасности, которая позволяет колесам транспортного средства продолжать тягово взаимодействовать с дорожным покрытием в соответствии с указаниями водителя, управляющими рулевым управлением, в то время как торможение,…… Википедия

Торможение двигателем — это когда силы замедления в двигателе используются для замедления транспортного средства, в отличие от использования внешнего тормозного механизма, например фрикционных тормозов или магнитных тормозов.Этот термин часто путают с несколькими другими типами торможения,…… Wikipedia

GCSE Forces | Пересмотр трения и сопротивления при торможении

В этом тесте по физике GCSE рассматриваются силы и торможение. Понимание тормозных сил — важная часть умения управлять автомобилем. Знание того, как далеко вам придется остановиться, важно не только для вас, но и для безопасности других участников дорожного движения.

Прежде чем мы рассмотрим тормозную силу, действующую на транспортное средство, необходимо понять, какие силы действуют на транспортное средство.Движущая сила исходит от двигателя, и он движется вперед. Вес создается за счет силы тяжести, действующей на массу автомобиля, удерживая его на земле. Сила противодействия действует в направлении, противоположном весу. Противодействуют движущей силе две силы: трение с дорогой и сопротивление воздуха. Когда автомобиль находится в движении, сопротивление воздуха намного больше, чем трение с дорогой.

Когда автомобиль находится в состоянии покоя, все силы, действующие на него, уравновешиваются.Когда водитель запускает двигатель и включает передачи, движущая сила передается на ведущие колеса. Силы теперь неуравновешены, и автомобиль движется вперед (или назад, если, конечно, включена задняя передача !!). После этого автомобиль разгонится. По мере того, как транспортное средство набирает скорость, сопротивление воздуха увеличивается, и когда оно достигает той же величины, что и движущая сила, транспортное средство больше не будет ускоряться, поскольку силы снова уравновешиваются. Если водитель снимает ногу с педали акселератора, движущая сила уменьшается, и автомобиль замедляется, пока не наступит момент, когда сопротивление воздуха снова уравновесит движущую силу.

Полагаться на сопротивление воздуха для замедления транспортного средства можно только в том случае, если вы хотите контролировать скорость медленно, поэтому транспортные средства оборудованы тормозными системами. Тормозная сила действует противоположно движущей силе и сама по себе намного превышает сопротивление воздуха, а это означает, что водитель может остановить свой автомобиль намного быстрее.

Расстояние, необходимое для остановки автомобиля или любого другого транспортного средства, зависит от двух факторов — расстояния, на которое способен думать водитель, и тормозного пути.Они оба зависят от скорости, с которой движется автомобиль. Если автомобиль движется с низкой скоростью, оба они короче, но они значительно увеличиваются, если автомобиль движется с большей скоростью.

Водителю требуется всего доли секунды, чтобы отреагировать на ситуацию и задействовать тормоза, но в течение этого периода времени транспортное средство все еще движется со скоростью. Чем быстрее он движется, тем дальше он проедет — это называется расстоянием мышления, и оно у каждого водителя разное.Для отдельного водителя на определенной скорости время реакции и, следовательно, расстояние мышления увеличивается с усталостью, если он употреблял алкогольные напитки, принимал наркотики или отвлекался, например, слушая громкую музыку или разговаривая по мобильному телефону.

После того, как водитель отреагировал и нажал на педаль тормоза, расстояние, необходимое для его остановки, зависит не только от скорости транспортного средства, но и от того, насколько сильно тормоза нажаты, состояния тормозов, состояния шин.