Время срабатывания тормозной системы легкового автомобиля

Тормозные свойства автомобиля

Торможение автомобиля — это процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению АТС.

Под этим понятием определяют свойства автомобиля снижать скорость движения по желанию водителя, при необходимости быстро останавливаться, а также удерживать на уклоне во время стоянки.

Торможение автомобиля имеет большое значение для безопасности движения и зависит от его тормозных качеств. Эту роль выполняет тормозная система, предназначенная для постоянного пользования во время движения автомобиля.

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля от самопроизвольного движения во время стоянки.

Тормоза современного автомобиля могут развивать тормозные силы, значительно превышающие силы сцепления шин с дорогой. В некоторых случаях для удержания автомобиля на стоянке водители включают вместо стояночного тормоза одну из низших передач. Но на автомобилях с дизельным двигателем применять такой способ в любых ситуациях категорически запрещено.

Управляя автомобилем, водитель должен учитывать возможные изменения весовой нагрузки на ось. При движении с уклона центр тяжести переносится вперед, и при торможении создается опрокидывающий момент, дополнительно нагружающий переднюю ось.
Особую опасность при торможении представляют перевозимые жидкие грузы, не полностью заполняющие емкости — цистерны, так как при торможении жидкость перемещается вперед, увеличивая нагрузку на переднюю ось.

Эффективность торможения оценивается по тормозному пути и величине замедления.

Тормозной путь — это расстояние, которое проходит автомобиль от начала торможения до полной остановки. Для легковых автомобилей правилами дорожного движения (31 раздел ПДД) установлены предельная величина тормозного пути при начальной скорости 40 км/час — тормоз ножной:- тормозной путь — 14,7 метра.

Остановочный путь — расстояние, которое проходит автомобиль от момента обнаружения водителем опасности до остановки автомобиля. (тормозной путь и некоторое расстояние, которое проходит автомобиль за время реакции водителя).

Безопасное движение возможно только при учете водителем всех факторов, от которых зависит торможение автомобиля.

Тормозные свойства автомобиля — это совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, npij действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минимально установившиеся скорости при движении под уклон.

Тормозные свойства зависят от эффективности тормозной системы, ее конструктивного исполнения (типа тормозных механизмов, антиблокировочной системы тормозов), управляемости, устойчивости, плавности хода автомобиля.

Рабочая тормозная система — это тормозная система, предназначенная для снижения скорости АТС.

Стояночная тормозная система — это тормозная система, предназначенная для удержания АТС неподвижным.

Запасная тормозная система — это тормозная система, предназначенная для снижения скорости АТС при выходе из строя рабочей тормозной системы.

Безопасность движения автомобиля регламентируется внутригосударственными и международными нормативными и техническими документами.

Показатели безопасности автомобилей устанавливаются при исследовании эффективности тормозных сил рабочей, стояночной и запасной тормозных систем.

Показателями безопасности являются:

— установившееся замедление, соответствующее движению автомобиля при постоянном усилии воздействия на тормозную педаль;

— минимальный тормозной путь — расстояние, проходимое автомобилем от момента нажатия на педаль до остановки.

Для рабочей тормозной системы новых моделей автомобилей всех категорий тормозной путь и установившееся замедление исследуются экспериментально при «холодных» и «горячих» тормозах.

Время срабатывания тормозной системы — это интервал времени от начала торможения до момента, в который замедление транспортного средства принимает установившееся значение при проверках в дорожных условиях, либо до момента, в который тормозная сила при проверках на стендах или принимает максимальное значение, или происходит блокировка колеса транспортного средства на роликах стенда. При проверках на стендах измеряют время срабатывания по каждому из колес транспортного средства.

Время запаздывания тормозной системы — это интервал времени от начала торможения до момента появления замедления (тормозной силы).

Время нарастания замедления — интервал времени монотонного роста замедления до момента, в который замедление принимает установившееся значение.

Эффективность торможения — мера торможения, характеризующая способность тормозной системы создавать необходимое искусственное сопротивление движению транспортного средства.

Эффективность торможения до полной остановки автомобиля зависит от силы сцепления колес с дорожным покрытием. На дорогах с асфальтовым или бетонным покрытиями коэффициент продольного сцепления определяется совокупностью коэффициентов трения покоя и скольжения с различными скоростями в различных точках контакта. При полном скольжении или буксовании коэффициент сцепления является коэффициентом трения скольжения.

Коэффициент сцепления колеса с опорной поверхностью — это отношение результирующей продольной и поперечной сил реакций опорной поверхности, действующих в контакте колеса с опорной поверхностью, к величине нормальной реакции опорной поверхности на колесо.

На коэффициент сцепления влияют тип и состояние дороги (табл.), износ протектора шины, давление воздуха в шине, нормальная нагрузка на колесо.

Средние значения коэффициентов продольного сцепления при оптимальном и 100% скольжениях приведены в таблице

Таблица Коэффициенты продольного сцепления колеса и дороги

Износ шины снижает коэффициент продольного сцепления на мокрой дороге. Отертый рисунок протектора шины имеет сниженное сечение поверхности канавок и снижает водоотвод. Водяная пленка уменьшает коэффициент продольного сцепления с опорной поверхностью (φх ) до 0,15-0,2.

При наличии на поверхности дороги воды подъемная сила может стать равной нормальной нагрузке, при этом вода разъединяет шину с дорогой, возникает глиссирование.

Увеличение давления воздуха в шине на сухих и чистых дорогах уменьшает коэффициент сцепления, а на мокрых и грязных дорогах с твердым покрытием повышает (за счет увеличения в контактной области удельной нагрузки, обеспечивающей выдавливание грязи).

Эффективность процесса торможения зависит от последовательности и равномерности распределения тормозных сил между колесами.

Тормозная сила — это сила сопротивления движению автомобиля, созданная в результате действия тормозных механизмов.

Эффективность торможения зависит от правильного распределения тормозных сил на колеса. Это свойство характеризуется коэффициентом распределения тормозных сил (βт).

βт = Ртор1 : (Ртор1 + Ртор2)

где Ртор1 — сопротивление движению автомобиля, создаваемое тормозными механизмами переднего моста;

Ртор2 — сопротивление движению автомобиля, создаваемое тормозными механизмами заднего моста.

Тормозные силы должны быть распределены так, чтобы обеспечивать максимальную эффективность и устойчивость автомобиля при торможении. Это обеспечивается подбором размеров колесных тормозных цилиндров, тормозов разной эффективности.

Для получения переменных значений коэффициента распределения тормозных сил в системе торможения колес передней оси используются более эффективные дисковые тормоза, задней оси — барабанные, с ограничителем тормозных сил.

Эффективность и надежность тормозной системы зависят от правильного использования различных способов торможения.

Источник

Тормозные свойства автомобиля

Торможение — процесс создания и изме­нения искусственного сопротивления дви­жению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвиж­ным относительно дороги.

Тормозные свойства — совокупность свойств, определяющих максимальное за­медление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режи­ме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте или имеет необходимые минималь­ные установившиеся скорости при движе­нии под уклон.

Тормозной режим — режим, при котором ко всем или нескольким колесам под­водятся тормозные моменты.

Тормозные свойства относятся к важ­нейшим из эксплуатационных свойств, определяющих активную безопасность ав­томобиля, под которой понимается сово­купность специальных конструктивных ме­роприятий, обеспечивающих снижение ве­роятности возникновения ДТП.

В виду большого значения свойств, определяющих безопасность движения ав­томобиля, их регламентация является предметом ряда международных докумен­тов.

Проверка эффективности действия тормозных систем автомобиля производится измерением тормозных усилий, развиваемых на колесах (величина общей удельной тормозной силы рабочей и стояночной тормозных систем; коэффициент неравномерности тормозных сил колес оси; усилие, прикладываемое к педали тормоза), а также осмотром и проверкой отдельных составных частей систем.

Значение коэффициента осевой неравномерности тормозных сил Кн определяют отдельно для каждой оси автомобиля по формуле:

где – максимальные усилия, развиваемые тормозами соответственно на правом и левом колесе каждой оси автомобиля. Значения Кн для легковых автомобилей должны быть не более 0,09.

Значение общей тормозной силы γт определяется по формуле:

где – ΣРт сумма максимальных тормозных сил на колесах автотранспортного средства кг.
М – полная масс автотранспортного средства, кг.

Величины тормозных сил корректируются с учетом затрат на усилие проворачивания колес, т.е. данных полученных перед проверкой тормозных сил.

Время срабатывания тормозов определяется как интервал времени от начала торможения до момента, в который замедление становится постоянным, т. е. тормозная сила достигает своего максимального значения и дальше остается постоянной.

Сила на органе управления (тормозной педали): для одиночных АТС категорий М1– 490Н, М2, М3, N1, N2, N3 – 686 Н; автопоездов М1 – 490Н, М2, М3, N1, N2, N3 – 686 Н.

Общая удельная тормозная сила одиночных транспортных средств не менее М1 – 0,64; М2, М3 – 0,55; N1, N2, N3 – 0,46; автопоездов М1 – 0,47; М2 –0,42; М3 – 0,51; N1 – 0,38; N2, N3 – 0,46.

Время срабатывания тормозной системы не более, с М1 – 0,5; М2,М3 – 0,8; N1 – 0.7; N2, N3 – 0,8; автопоездов с М1 – 0,5; М2 – 0,8; М3 – 0,9; N1 – 0,9; N2 – 0,7; N3 – 0,9.

Коэффициент неравномерности тормозных сил колес оси не более М1; М2 – 0,09; М3,N1, N2, N3 – 0,11; автопоездов – с М1, М2 – 0,09; М3 – 1-я ось – 0,09, последующие оси 0,13; N1 – 0,11; N2, N3 – 1-я ось – 0,09, последующие оси 0,13.

Значение общей удельной тормозной силы стояночной тормозной системы должно быть не менее 16% относительно допустимой максимальной массы одиночного автомобиля и не менее 12% относительно максимально допустимой массы комбинированного автомобиля.

В процессе эксплуатации допускается оценка тормозных качеств по величине тормозного пути и замедления автомобиля.

Тормозной путь — это расстояние, которое проходит автомобиль от начала торможения до полной остановки и определяется по формуле:

где:
k – коэффициент эффективности торможения. Он учитывает непропорциональность тормозных сил на колесах нагрузкам, приходящимся на них, а также износ, регулировку и загрязненность тормозов. Этот коэффициент показывает, во сколько раз действительное замедление подвижного состава меньше теоретического, максимально возможного на данной дороге. Величина k для грузовых автомобилей и автобусов 1,4…1,6, для легковых автомобилей 1,2
v – скорость движения в км/ч
φ – коэффициент сцепления колес с дорогой.

Замедление это величина, на которую уменьшается скорость автомобиля за единицу времени.

Табл. Нормы эффективности по тормозным качествам и замедлению (ПДД)

Наименование транспортных средств

Тормозной путь (м, не более)

Легковые автомобили и их модификации для перевозки грузов

Автобусы с максимальной массой:

до 5 т включительно

Грузовые автомобили с максимальной массой :

Источник

Торможение

«Представляешь, еду я по дороге и вдруг неожиданно. » – обычно такой фразой начинает свою «байку» новоявленный автомобилист.

Вроде бы все верно, именно так и должна начинаться «страшная» история. Но на самом деле фраза эта абсолютно неправильная!

Если прочитать пару-тройку книг по безопасности движения, да еще вдобавок к этому послушать рассказы умудренных жизненным опытом «бывалых» водителей, то можно прийти к выводу о том, что любое событие на дороге, как правило, легко прогнозируется! Происшествия типа «вдруг» и «неожиданно» происходят только с новоиспеченными или с нерадивыми водителями, которые лишь управляют машиной. У других водителей, которые ведут свой автомобиль по дороге, препятствия для движения появляются не «вдруг» и не «случайно», а точно в соответствии с их прогнозом развития дорожной ситуации. Даже если это пешеход, внезапно появившийся из-за стоящего на остановке автобуса, то его появление на проезжей части элементарно просчитывается, и можно заранее подготовиться к плавной и безопасной остановке.

И все же надо признаться, неожиданности на дороге случаются с каждым, только у кого-то это происходит раз в год, а у кого-то по несколько раз на дню. Поэтому каждый водитель, независимо от стиля вождения и способности прогнозировать развитие событий, должен знать, как правильно тормозить во избежание наезда на препятствие, что такое экстренная остановка машины и из каких этапов она складывается.

Давайте рассмотрим действия водителя, на пути движения которого внезапно появилось некое препятствие (пусть это будет мусорный бак, вытолкнутый из подворотни «добрыми» детишками).

Путь, пройденный автомобилем за время реакции водителя

В точке № 1 (рис. 53) водитель увидел препятствие, осознал, что надо останавливаться, и начал переносить правую ногу с педали газа на педаль тормоза.

Рис. 53. Составляющие остановочного пути:
Sр. – путь, пройденный автомобилем за время реакции водителя
Sср.т. – путь, пройденный автомобилем за время срабатывания тормозной системы
Sт. – тормозной путь автомобиля
Sост. – остановочный путь автомобиля

Время с момента обнаружения водителем опасности для движения до начала принятия им активных мер по избежании этой опасности именуется – временем реакции.

А расстояние, которое машина проходит за это время, называется – путь, пройденный автомобилем за время реакции водителя.

Что же получается? Водитель прекрасно видит препятствие, понимает, что необходимо остановиться, а его машина практически без изменения скорости продолжает движение на это препятствие?!

«А сколько она проедет? Дайте цифры!» – должны были бы воскликнуть заинтересованные читатели.

Вынужден напомнить, что автор очень жаден до цифр. Ну, давайте подумаем вместе. Один водитель по своему характеру близок к личности летчика испытателя, другой – «валенок вареный». Кто-то прекрасно выспался ночью, в то время как другой всю ночь ругался с тещей. Вчера человек был здоров и весел, а сегодня он простужен и печален. А кое-кто еще и неважно чувствует себя после вчерашней вечеринки.

Поскольку время реакции водителя напрямую зависит от его физического и эмоционального состояния, то никто не сможет сказать, какова у Вас в данный момент реакция, в каких величинах она выражается и насколько она отличается от того, что было час тому назад. Давайте лучше сделаем еще один важный обобщающий вывод:

Если состояние организма и психики водителя отличается от состояния здорового, трезвого и бодрого человека, то время реакции такого водителя на опасность несколько (или значительно) увеличивается.

Ну а тем, кто без цифр обойтись не может, предлагаю заняться арифметикой. Перевод величины скорости из км/ч в м/с прост – надо разделить скорость выраженную в км/час на 3.6 (1000 метров за 3600 секунд), поэтому, например, за одну секунду на скорости 60 км/ч автомобиль проходит около 17 метров (табл. 1). Время реакции водителя составляет от 0,5 до 1,5 сек. в зависимости от. массы факторов.

Теперь экспериментальным путем надо определить время Вашей реакции и можно будет высчитать расстояние, которое пройдет Ваш автомобиль за этот отрезок времени.

А дальше-то что? Как Вы собираетесь на практике использовать полученный результат вычислений? Выбежать вперед машины и померить расстояние рулеткой?

Таблица 1. Путь, который проходит машина за одну секунду

Думаю, будет лучше, если каждый водитель научится ощущать расстояние, причем не в метрах и в сантиметрах, а в количестве пространства как таковом, необходимом для каждого конкретного случая. Поверьте, с опытом это ощущение приходит к каждому.

В результате неких экспериментов может выясниться, что кто-то из вас обладает недостаточной реакцией. Что тогда делать?

Во-первых, не стоит расстраиваться и считать себя «ущербным». Есть водители, флегматики по своему характеру, которые вилку ко рту подносят по полчаса, но при этом отлично водят свой автомобиль, значительно лучше некоторых своих коллег-холериков.

А во-вторых, любой водитель, независимо от своего темперамента, пола и возраста, должен уметь прогнозировать развитие дорожной ситуации. Если предполагаемая опасность на дороге заранее спрогнозирована, то она не будет для Вас неожиданной, и супербыстрая реакция тогда не потребуется.

Давайте прочитаем мысли грамотного водителя, который приближается к сложному участку дороги: «Ага, как я и думал, из той «мертвой» невидимой зоны все же появился пешеход (велосипедист, грузовик и т.п.). Ну так, а я к этому был готов. Недаром я заранее (за несколько секунд до того) разработал четкий поэтапный план действий ногами, руками и головой именно на этот случай».

У такого водителя время, потраченное на реагирование на конкретную опасность и соответственно путь, пройденный автомобилем за это время, всегда будут минимальными!

Тем не менее, следует констатировать тот факт, что наш автомобиль все еще продолжает двигаться. Причем без активного снижения скорости он будет двигаться до тех пор, пока не начнет работать тормозная система. Ведь на данный момент мы всего лишь успели увидеть опасность, среагировать на нее и перенести правую ногу с педали газа на педаль тормоза.

Путь, пройденный автомобилем за время срабатывания тормозной системы

После того, как Вы перенесли ногу на педаль тормоза, начинается второй этап процесса остановки (рис. 53, поз. 2–3). Нажимая на педаль тормоза, Вы тем самым приводите в действие рабочую тормозную систему автомобиля – давление Вашей ноги передается к исполнительным тормозным механизмам.

А посредством чего это давление передается?

Для примера возьмем обычный гидравлический привод тормозов, который используется на отечественных легковых автомобилях.

Когда Вы начинаете давить на педаль тормоза, то сначала выбирается свободный ход педали. Затем давление Вашей ноги через шток и поршень главного цилиндра передается по трубопроводу гидравлической системы к рабочим цилиндрам, где поршни начинают разводить (или сводить) тормозные колодки, которые за счет сил трения затормаживают колеса автомобиля. Это совсем коротко и лишь о гидравлическом приводе тормозов.

Теперь главное. Сейчас Вы должны согласиться с тем, что от момента первого прикосновения к педали тормоза до начала реального торможения – пройдет некоторое время!

Конечно, тормозная система начнет работать не через час, но уверены ли Вы в том, что в данный момент тормоза Вашего автомобиля работают абсолютно исправно?

Сколько месяцев назад Вы меняли тормозные колодки? Когда последний раз проверяли уровень тормозной жидкости в бачке гидропривода? Свободный ход педали тормоза Вам когда-нибудь регулировали? А ведь существуют еще и старые модели автомобилей, где зазор между тормозными колодками и барабаном выставляется не автоматически, а вручную (с помощью эксцентриков). И вдобавок ко всему этому вспомните выражение «тормоза работают с третьего качка», которое мы с Вами разобрали в третьей главе первого раздела.

Исходя из вышеизложенного, нельзя говорить о том, какое конкретное расстояние пройдет Ваш автомобиль за время срабатывания Ваших тормозов. А для любознательных могу сказать, что исправная тормозная система с гидравлическим приводом срабатывает за 0,2–0,3 сек.

Тормозной путь автомобиля

После того, как тормозные колодки коснулись поверхности тормозных барабанов (дисков), начинается реальное активное торможение (рис. 53, поз. 3–4).

Надеюсь, Вы догадываетесь о том, что автомобиль не в состоянии остановиться сразу. Есть некая скорость, на которой началось торможение, есть запас инерции движения автомобиля и, к сожалению, есть еще масса факторов, влияющих на величину тормозного пути.

В первую очередь длина тормозного пути зависит от величины скорости движения. Физика явления торможения такова, что:

Тормозной путь автомобиля увеличивается пропорционально увеличению скорости не прямолинейно, а в квадратной зависимости.

Теперь по-русски. Увеличение скорости в 3 раза приводит к увеличению длины тормозного пути в 9 раз!

Кроме величины скорости движения на тормозной путь влияют: загруженность автомобиля; давление в шинах и их изношенность; материал и состояние покрытия дороги; направление и сила ветра; климатические условия и так далее, еще на пару страниц.

Теперь попробуем обобщить. Если бы при движении на конкретном автомобиле по некому реальному участку дороги при определенных погодных и прочих условиях можно было бы остановить время, то путем сложных математических расчетов эксперту удалось бы вычислить то расстояние, которое пройдет автомобиль в процессе торможения.

Какой же отсюда следует вывод? Поскольку время останавливать мы не научились, то вывод будет прост. Каждый водитель должен развивать в себе чувства скорости, времени и пространства. Причем все это ни в коем случае не в «км/ч», метрах и секундах, а в необходимом их количестве как таковом для каждой конкретной ситуации.

А если хотите испугаться, то, пожалуйста. При идеальных дорожных условиях тормозной путь среднестатистического «жигуленка», только что сошедшего с заводского конвейера, на скорости 60 км/ч составит около 23 метров, а на скорости 80 км/ч – уже более 40 метров!

Остановочный путь автомобиля

Если сложить все то, о чем мы с Вами говорили в этой главе, то сумма всех отрезков пути и будет называться остановочным путем автомобиля. А если конкретнее, то:

Путь, пройденный автомобилем с момента обнаружения водителем опасности для движения до его полной остановки, называется остановочным путем.

На нашей схеме это путь автомобиля от позиции № 1 до позиции № 4 (рис. 53). Установить конкретную величину остановочного пути автомобиля, движущегося с некой скоростью, практически не представляется возможным, так как при расчетах необходимо учитывать очень много факторов, меняющихся в зависимости от дорожных условий, состояния автомобиля и организма водителя.

«Да кому все это надо? Реакция какая-то, какой-то путь. » – скажет водитель «со стажем». И я с ним абсолютно согласен. Знать все это надо только для того, чтобы понять, что процесс остановки занимает некоторое время и расстояние, и что ездить лучше на технически исправной машине, в хорошем состоянии духа и тела.

Что же касается остановочного пути, то разумный водитель обычно выбирает такую скорость движения, на которой он чувствует ситуацию. В случае экстренного торможения у него всегда есть достаточный запас времени и расстояния, чтобы успеть вовремя остановиться перед любым препятствием. И все это применительно к каждому участку дороги с учетом всех субъективных и объективных факторов.

В этом вопросе «новичкам» советую равняться на «бывалых» водителей и, начиная с самых первых своих шагов, поменьше думать о цифрах и побольше доверять своим ощущениям.

Торможение двигателем – составляющая остановочного пути

Давайте вернемся к тому моменту, когда водитель увидел препятствие (рис. 53, поз. 1).

Как только правая нога водителя ушла с педали газа, двигатель его автомобиля начал работать тормозом! Двигатель, лишенный «пищи», является уже не производителем крутящего момента, а его поглотителем!

Исходя из этой мысли, при необходимости максимальной эффективности торможения педаль сцепления трогать вообще нельзя! Если Вы ее нажмете, то двигатель отделится от ведущих колес и составляющая активного торможения, которая входит в обозначенный остановочный путь, будет потеряна!

Торможение двигателем возможно только при включенных сцеплении и передаче.

А что будет с двигателем, если мы полностью остановим машину, так и не нажав педаль сцепления? Он что, заглохнет?

Да, заглохнет, и ему будет не очень приятно. Но Вам будет более неприятно, если Вы не успеете остановиться перед внезапно возникшем на пути движения препятствием!

Не забывайте о том, что путь, пройденный автомобилем в процессе остановки, включает в себя составляющую торможения двигателем! Посмотрите, что может произойти, если пренебречь этой мыслью (рис. 54).

Рис. 54. Торможение двигателем:
Sт.д. – торможение двигателем – составляющая остановочного пути автомобиля
Sост.1 – остановочный путь автомобиля с использованием торможения двигателем
Sост.2 – остановочный путь автомобиля без использования торможения двигателем

Из рисунка становится понятно, что если изначально нажать педаль сцепления, то исключенная из остановочного пути составляющая торможения двигателем просто-напросто добавляется к общему пути. Это означает, что остановиться перед препятствием мы не успеем!

Нажимать педаль сцепления можно только тогда, когда скорость движения будет близка к нулю.

При экстренном торможении о педали сцепления надо вовсе забыть! Пусть лучше двигатель заглохнет, но лишь таким образом Вы сможете обеспечить себе наименьший остановочный путь.

При экстренном торможении на любой скорости о левой ноге надо забыть!

Источник