Camgora.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Примерная длина тормозного пути автомобиля: таблица

Примерная длина тормозного пути автомобиля: таблица

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

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

Формула для расчёта тормозного пути автомобиля

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

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

Торможение в разных условиях

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

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

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

Типы торможения

Стоит также учитывать, что большую роль играет способ торможения:

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

Торможение с ABS

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

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

Таблица трения при разных скоростях

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

Как определить скорость автомобиля по тормозному пути?

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

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

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

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

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

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

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

Автотранспорт — правила, нормы, положения

эксплуатация автомобильного транспорта

  • Все статьи (карта сайта)
  • Главная
  • Обратная связь

18. Тормозной путь автомобиля

Тормозной путь автомобиля.

1. Тормозной путь ав томобиля — расстояние, пройденное АТС от начала до конца торможения.

Нормативные значения тормозного пути автотранспортных средств при определенных условиях приведены в разделе требования к тормозному управлению ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки».

Нормативы эффективности торможения транспортного средства при проверках в дорожных условиях.

Наименование вида АТСКатегория АТСУсилие на органе управления, НТормозной путь АТС, м, не более
Пассажирские и грузопассажирские автомобилиМ149015,8
М2, М368619,6
Легковые автомобили с прицепом без тормозовМ149015,8
Грузовые автомобилиN1, N2, N368619,6

Нормативные значения тормозного пути установлены при:

а) начальной скорости торможения при проверках в дорожных условиях — 40 км/ч;

б) не превышении технически допустимой максимальной массы транспортного средства;

в) соблюдении при торможении с начальной скоростью 40 км/ч коридора движения шириной не более 3-х метров (транспортное средство не должно ни одной своей частью выходить из этого коридора).

г) движении на прямой ровной горизонтальной сухой чистой дороге с цементно- или асфальтобетонным покрытием (коэффициент сцепления шин с дорогой 0,7 – 0,8);

д) торможении рабочей тормозной системой в режиме экстренного полного торможения путем однократного воздействия на орган управления.

По ГОСТ Р 52051-2003 «Механические транспортные средства и прицепы. Классификация и определения», категориями обозначаются:

М1. Транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров и имеющие, помимо места водителя, не более восьми мест для сидения (легковые автомобили).

М2. Транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения, максимальная масса которых не превышает 5 т (автобусы).

М3. Транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения, максимальная масса которых превышает 5 т (автобусы.

N1. Транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу не более 3,5 т.

N2. Транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу свыше 3,5 т, но не более 12 т.

N3. Транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу более 12 т.

2. Тормозной путь автомобиля при начальной скорости торможения выше 40 км в час.

ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» предусматривает методику пересчета нормативов тормозного пути в зависимости от начальной скорости торможения АТС, т.е. скорости, превышающей 40 км в час.

Для этого в ГОСТе приводится следующая формула:

St = AVо + Vо 2 /26 Jуст., где

Vо — начальная скорость торможения АТС, км/ч;

Jуст — установившееся замедление, м/с 2 ;

А — коэффициент, характеризующий время срабатывания тормозной системы.

При пересчетах нормативов тормозного пути Sт следует использовать значения коэффициента А и установившегося замедления Jуст для различных категорий АТС, приведенные в нижеуказанной таблице (по ГОСТ Р 51709-2001):

Наименование АТСКатегория АТС (тягач в составе автопоезда)Исходные данные для расчета норматива тормозного пути ST АТС в снаряженном состоянии
АJ уст, м/с 2
Пассажирские и грузопассажирские автомобилиМ10,105,2
М2, М30,154,5
Легковые автомобили с прицепомМ10,105,2
Грузовые автомобилиN1, N2, N30,154,5
Грузовые автомобили с прицепом (полуприцепом)N1, N2, N30,184,5

Далее приводятся значения тормозного пути для различных скоростных режимов, расчитанных по данной методике.

Для легковых автомобилей:

— при начальной скорости торможения в 50 км/ч тормозной путь будет 23 метра;

— при начальной скорости торможения в 70 км/ч тормозной путь будет равен 43 метрам;

— при начальной скорости торможения в 90 км/ч тормозной путь составляет 69 метров;

— при 110 км/ч — тормозной путь составляет 100 метров;

— при 130 км/ч – 138 метров;

— при 150 км/ч тормозной путь будет 181 метр.

Для автобусов при начальной скорости торможения в 50 км/ч тормозной путь равен 29 метрам, при 70 км/ч – 52 метра, при 90 км/ч – 83 метра.

Для грузовых автомобилей без прицепа – аналогично автобусам.

Для грузовых автомобилей с прицепом (полуприцепом):

— при начальной скорости торможения в 50 км/ч тормозной путь будет 30 метров;

— при начальной скорости торможения в 70 км/ч тормозной путь будет 55 метров;

— при начальной скорости торможения в 80 км/ч тормозной путь будет 69 метров;

— при начальной скорости торможения в 90 км/ч тормозной путь будет 85 метров;

Пересчет значений тормозного пути производится для условий движения на сухом чистом асфальте на режимах торможения согласно правил эксплуатации конкретных марок автомобилей с учетом наличия АБС и без АБС.

3. Тормозной путь автомобиля является основным составляющим длины остановочного пути.Остановочный путь — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента обнаружения водителем опасности на дороге до полной остановки. Остановочный путь будет больше тормозного пути на величину в метрах за время реакции водителя и за время срабатывания тормозной системы.

Время реакции водителя составляет от 0,4 до 1,2 с и зависит от профессионализма водителя и его физического и психо — эмоционального состояния (время реакции увеличивается при усталости, заболеваниях, резко возрастает при алкогольном или наркотическом опьянении).

Время срабатывания тормозной системы — это время с момента нажатия на педаль тормоза до приведения в действие тормозного устройства. Зависит от качества и состояния тормозной системы, обычно составляет до 0,4 сек у тормозов с гидравлическим приводом и до 0,8 сек у тормозов с пневматическим приводом.

Читать еще:  Порядок работы 6 цилиндрового двигателя рядного

Для справки. 60 км в час равно 16,7 метров в секунду (60000 м:3600 сек).

4. Тормозной путь автомобиля, кроме начальной скорости торможения, зависит от множества других дополнительных факторов. Это состояние тормозов, состояние шин, наличие АБС, вид дорожного покрытия, погодные условия. Обобщающим показателем состояния шин и дорожных условий является коэффициент сцепления шин с дорогой.

По ГОСТ Р 51709-2001 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.

Согласно краткого автомобильного справочника (НИИАТ, 1983год) значения коэффициента сцепления при скорости 40 км в час выглядят следующим образом:

Тип покрытияКоэффициент сцепления с дорогой
Сухая поверхностьМокрая поверхность
Асфальтобетонное, цементобетонное покрытие0,7-0,80,35-0,45
Щебеночное покрытие0,6-0,70,3-0,4
Грунтовая дорога0,5-0,60,2-0,4
Дорога, покрытая укатанным снегом0,2-0,30,2-0,3
Обледенелая дорога0,1-0,20,1-0,2

Измерение фактического коэффициента сцепления шин с дорогой проводят в соответствии с ГОСТ 33078-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Методы измерения сцепления колеса автомобиля с покрытием».

Тормозной путь и масса

У какого автомобиля больше тормозной путь — у груженого под завязку или у пустого?
Больше половины людей ответят, что у груженого.
А на как обстоят дела на самом деле?

Для начала придется окунуться в «школьные годы чудесные», а именно — в физику за 6-й класс. Раздел «Силы трения». Окунаться будем не глубоко, по щиколотку.
Итак, смотрим на картинку. Перед нами — одноглазый Билли Бонс за рулем Фольксвагена. Он что-то увидел на дороге и вовсю тормозит. С точки зрения физики, и Фольксваген, и Билли Бонс — все это вместе называется «тело». На это тело действуют силы. Это сила тяжести, которая прижимает тело к земле mg, сила реакции опоры N, которая ей противодействует. Эти силы в простейшем случае, на горизонтальной поверхности, равны и направлены в разные стороны, а их равнодействующая равна нулю. Кроме них на движущееся тело действует еще одна сила — сила трения Fтр. Сила трения зависит от силы реакции опоры и коэффициента трения, она прямо пропорциональна им. А если точнее, равна просто их произведению: Fтр. = μN.
Но сила реакции опоры равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения g: N = mg.
Подставим значение N в формулу силы трения:
Fтр. = μmg

Поскольку на всей планете Земля ускорения свободного падения одинаковое, то делаем вывод, что сила трения зависит от коэффициента трения и массы тела, и больше ни от чего.

Если на дело действует какая-то сила, оно начинает ускоряться (напомним, что с точки зрения физики торможение — тоже ускорение, только с обратным знаком). Согласно второму закону Ньютона, это сила равна произведению массы на ускорение: F = ma
Значит, ускорение равно a = F / m.
На наше тело действует единственная сила — сила трения (равнодействующая остальных равна нулю, значит, они не оказывают влияния). Значит,
a = Fтр./m, то есть ускорение (замедление торможения) равно силе трения, деленной на массу Билли Бонса и его Фольксвагена.
Но сила трения равна Fтр. = μmg. Подставим это значение в нашу формулу:
а = μmg/m. Масса, деленная на эту же массу, сокращается. Значит, а = μg
Итак, ускорение (в нашем случае — это интенсивность торможения) зависит только от коэффициента трения! Какая бы ни была масса тела, она у нас сокращается, то есть чем больше масса, тем больше будет и сила трения, причем точно на эту же самую величину.

Вроде бы уже все ясно. Но нам надо решить задачу до конца и вычислить тормозной путь. Это просто. Ускорение а равно скорости V, деленной на время t
a = V / t
Тогда
t = V / a = V / μg

Согласно Закону равноускоренного движения, расстояние S равно:
S = at 2 / 2
Тогда
S = μg (V / μg) 2 / 2 = (V 2 / μg) / 2 = V 2 / 2μg

Тормозной путь зависит только от скорости и коэффициента трения, и не зависит от массы автомобиля.

Ну а поскольку ускорение свободного падения — величина постоянная, и равна 9.81 м/с 2 , то упрощенно можно считать так:
S = V 2 / 20μ

Так гласят незыблимые законы физики. Но если заглянуть в характеристики автомобилей, легко обнаружить, что у грузовиков тормозной путь больше, чем у легковушек. Выходит, они нарушают эти самые незыблимые законы? Конечно, нет. Для того, чтобы разобраться в этом, придется выйти далеко за пределы элементарной физики и детально знакомиться со свойствами тормозных систем (в частности, в разнице работы между «легковой» гидравлической и «грузовой» пневматической — а они разные), а также — в работе шины. В частности, в зависимости коэффициента трения шины от ее температуры, и, самое главное, от того, в какой момент начнется плавление резины. Чем раньше шина начнет плавиться — тем больше будет тормозной путь. А раньше начнет плавиться та шина, которая сильнее прижимается к асфальту. То есть — шина грузовика.
Тем не менее, в самом общем случае, когда скорости разумные, тормозной путь конкретного автомобиля не будет зависеть от того, насколько он нагружен. Не верьте тем людям, которые утверждают, что у сильно загруженного автомобиля он больше. Он такой же точно, как у пустого.

Что же касается автомобиля с прицепом, не оборудованным тормозами, то путем нехитрых преобразований мы получим такую формулу ускорения:
а = μg (1 + mпр. / mавт.)
Из чего видно, что сама масса прицепа не имеет значения, а важно только отношение массы прицепа к массе автомобиля: чем оно больше — тем больше ускорение и, стало быть, тормозной путь. Прямо пропорционально отношению масс автомобиля, который тормозит и прицепа, который тормозить не может. S = V 2 / 2μg(1 + (mпр. / mавт.))
Видно, что если масса прицепа будет равна половине массы автомобиля, то тормозной путь увеличится наполовину, то есть станет в полтора раза длиннее. А если масса прицепа равна массе автомобиля — то в два раза.

Расчет тормозов — Определение длины тормозного пути

Содержание материала

  • Расчет тормозов
  • Определение длины тормозного пути

Тормозной путь определяют исходя из скорости движения, расчетного тормозного нажатия н профиля пути С помощью расчетных номограмм тормозного пч’ти при экстренном торможении определяют одно из четырех условий процесса торможения при заданных трех основных (тормозной путь, максимальная начальная скорость торможения, коэффициент расчетного тормозного нажатия, уклон). При расчете тормозного пути полного служебного торможения удельную тормозную силу уменьшают на 20%.
Таблица 247 Формулы для расчета длины тормозных путей и величины замедления поезда


Примечания I Номограммы величины тормозного пути в зависимости от расчетного тормозного коэффициента и скорости в начале торможения приведены для грузовых поездов на рис 315 и 316 и для пассажирских — на рис. 317 и 318.

  1. Номограмма величины тормозного пути в зависимости от скорости движения и среднее замедления поезда приведена на рис. 319.
  2. Величина среднего замедления представляет собой удельную кинетическую энергию, приходящуюся на единицу массы, которая гасится тормозной системой на единице длины тормозною пути:

для пассажирских и моторвагонных поездов на площадке для грузовых и пассажирских поездов

где ?τ — время от начала торможения до полной остановки поезда

  1. Расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами определяют по формуле


где о — средняя нагрузка от колесной пары на рельсы Значение функции скорости см на рис 320
Таблица 248. Величина замедления ς, км/ч2 под действием удельной замедляющей силы 1 кгс/т

Грузовые и пассажирские поезда Одиночно следующие локомотивы:


Рис. 315. Номограмма величины тормозного пути грузового поезда при чугунных колодках:
а — на площадке, б -на спуске 0,006, в — на спуске 0,010

Рис. 316. Номограмма величины тормозного пути грузового поезда при композиционных тормозных колодках: а — на площадке; б — на спуске 0,006; в — на спуске 0,010

Рис. 317. Номограмма величины тормозного пути пассажирского поезда при чугунных тормозных колодках (сплошные линии — электропневматическое торможение, штриховые — пневматическое):
а — на площадке, б — на спуске 0,006, в — на спуске 0,010

Рис. 318. Номограмма величины тормозного пути пассажирского поезда при композиционных тормозных колодках (сплошные линии — электропневматическое торможение, штриховые — пневматическое): а — на площадке; б — на спуске 0,006, в — на спуске 0,010


Рис. 319. Номограмма величины тормозного пути в зависимости от скорости и замедления поезда на площадке

Таблица 249. Формулы для определения времени подготовки тормозов к действию

Время подготовки tп, с

Грузовой состав длиной до 200 осей при пневматических тормозах


1 При срабатывании автостопа время подготовки тормозов к действию увеличивается на 12 с
Таблица 250. Формулы для определения коэффициентов трения тормозных колодок о колесо

Таблица 251. Расчетный коэффициент трения тормозной колодки о колесо

Примечание Действительный коэффициент трения тормозной колодки о колесо определяется по формулам: где К — действительная сила нажатия тормозной колодки на колесо, тс.

Таблица 252. Расчетная сила нажатия тормозной колодки на колесо Кр в зависимости от действительной силы нажатия К

Примечание. Действительная сила нажатия тормозной колодки на колесо определяется по формуле K = Fpmu, кгс, где h -площадь поршня тормозного цилиндра, см2, р — давление сжатого воздуха в тормозном цилиндре, кгс/см2; п — передаточное число рычажной передачи до колодки; нп — коэффициент полезного действия рычажной передачи (с учетом влияния усилия отпускной пружины).

Т а блица 253. Расчетный коэффициент сцепления, принимаемый для проверки отсутствия заклинивания колесных пар и рекомендуемый при проектировании тормозного оборудования

Расчетный коэффициент сцепления при нагрузке от колесной пары на рельсы, тс

От чего зависит тормозной путь автомобиля и как его можно рассчитать

При покупке нового автомобиля, будущий автовладелец уделяет все свое внимание параметрам и функционалу авто. Ему не требуется проверять состояние подвески, чистоту фильтров, а также работоспособность двигателя. И все благодаря тому, что авто еще не имеет пробега. Однако при покупке автомобиля «с рук», его будущему владельцу необходимо проверить все состояние ТС, и в частности значение тормозного пути. Ведь этот показатель будет говорить о самом главном – исправности тормозной системы.

Что такое тормозной путь

Тормозной путь – это расстояние, требуемое автомобилю для его полной остановки с момента приведения в действие тормозного механизма. Иными словами, это то количество метров, через которое ТС остановится после нажатия педали тормоза. Однако данное определение отражает лишь саму суть тормозного пути, но не помогает определить конкретное расстояние до полной остановки. А все потому, что на процесс торможения влияет множество факторов.

Читать еще:  Как пользоваться полиролью для пластика

От чего зависит значение тормозного пути

Значение параметра тормозного пути зависит от многих факторов. Одни из них зависят от самого владельца авто (например, поддержание исправности тормозной системы и умение правильно ее задействовать), а другие – от внешних факторов, например:

  • от состояния дорожного полотна;
  • его качество;
  • от погодных условий (наличие воды или снега на полотне).

Вследствие этого можно сделать вывод, что значение данного параметра непостоянно. Ведь оно будет меняться равнозначно изменению внешних условий.

Формула расчета тормозного пути

Прежде чем рассчитывать параметр тормозного пути, следует понять, что существует 2 типа торможения – плавное и экстренное. В зависимости от того или другого типа торможения, будет различаться и формула расчета тормозного пути:

Для плавного торможения: Сд/2к1к2 = Тп, где

  • Сд – скорость движения авто, м/с;
  • к1 – коэффициент ускорения силы тяжести (неизменное значение, равное 9,81 м/с 2 );
  • к2 – коэффициент сцепления шин с дорогой (динамичное значение, связанное с состоянием дорожного полотна, имеющее диапазон значений от 0,10 до 1);
  • Тп – тормозной путь, м.

Чем лучше состояние дороги, тем выше значение коэффициента сцепления. Например, для чистого асфальтированного полотна он равен 0,8. Для экстренного торможения: (Сд/2к1к2)/2 = Тп.

Пример расчета тормозного пути

Если автомобиль движется со скоростью 84 км/ч (или 23 м/с – необходимый перевод данного параметра, рассчитываемый как 84*1000/3600) по чистому асфальтобетонному покрытию, то его средний тормозной путь будет равен 23/(2*9,81*0,8)= 1,46 метров.

Соответственно, для расчета экстренного тормозного пути, данное значение будет делиться еще на 2, и составит – 0,73 метра. Если при движении по аналогичному покрытию и с заданной скоростью, реальное значение стандартного тормозного пути окажется гораздо выше установленной «нормы» в 1,46 метров, то будет не лишним провести осмотр ТС на предмет исправности тормозной системы!

Длина тормозного пути и ее расчет. Номограммы тормозных путей поездов

При торможении поезда силы, влияющие на него, существенно изменяются и зависят от процесса потери скорости и профиля пути. Определить заранее их изменение во времени не представляется возможным и, поэтому, расчеты ведутся путем численного интегрирования уравнения движения (2.1) по интервалам скорости или времени.

В первом случае, чтобы упростить расчеты, тормозной путь 5Т разбивают условно на два: подготовительный 5П и действительный 5Д в соответствии с выражением

3,6 М;(АТ + соох-ис) (2.27)

где ¥0 — скорость поезда перед торможением, км/ч; — время подготовки тормозов к действию, с;

К — границы выбранного диапазона скоростей (для ручного расчета диапазон не более 10 км/ч), км/ч;

шох — основное удельное сопротивление движению поезда на холостом ходу локомотива, Н/кН.

Условно считается, что в период времени г„ тормоза в поезде не работают, а по его истечении мгновенно увеличивают тормозное нажатие до максимального. При этом /„ рассчитывается так, чтобы длина тормозного пути в реальном случае и при указанном допущении была одинакова. Если предположить, что работа сил трения соответствует

Рис 2.10. К расчету времени одготовки тормозов к действию

площади под диаграммами наполнения тормозных цилиндров, то выбрав среднюю из них для поезда и заменив на скачкообразную с равенством площадей 51=52 можно найти время *п, как показано на рис. 2.10.

Из рисунка видно, что при удлинении поезда гп увеличивается, а при росте темпов наполнения тормозных цилиндров, например, заменяя пневматические тормоза на электропневматические, гп уменьшается где£> и С- коэффициенты, зависящие от длины поезда и быстродействия тормозной системы [3].

Из выражения (2.27) следует, что для расчета 5П использована формула, предполагающая равномерное движение, которое возможно лишь при равенстве шох=|-/с|. Поэтому учет изменения скорости поезда от уклона на этом отрезке пути сделан за счет корректировки ?п.

Расчет действительного тормозного пути выполняется по частям в каждом диапазоне скоростей от ¥0 до нуля с их последующим суммированием. При этом значения удельных сил в знаменателе вычисляются всякий раз для средней в диапазоне скорости и считаются в нем условно неизменными в соответствии с выражениями

где сох, оо0″, ш„х — основное удельное сопротивление движению локомотива, состава и поезда, Н/кН; а, В, 7 — коэффициенты [3];

ыо8″, шы», («)от» — основное удельное сопротивление движению восьми,четырехосных и других вагонов, Н/кН;

4, — вес восьми-, четырехосных и других групп вагонов в поезде, кН,

/, г,р — коэффициенты [3].

Получив для каждого интервала скоростей отрезки действительных тормозных путей Д5Д, сложив их поочередно от минимальной до максимальной скорости и добавив к результату длину подготовительного пути, получают полное значение тормозного пути. Результаты расчетов при этом целесообразно заносить в таблицу, аналогичную таблице 2 2с данными для грузового поезда.

Таблица 2.2. Результаты расчета длины тормозного пути поезда по интервалам скорости

Расчет тормозного пути по интервалам скорости

Наиболее распространенным при практическом использовании является аналитический метод расчета длины тормозного пути, опирающийся на численное интегрирование уравнения движения поезда (2.4) по интервалам скорости. При этом тормозной путь 5Т для упрощения расчетов разбивается на два участка: подготовительный 5П и действительный 5Д.

Условно считается, что при прохождении поездом участка 5П тормоза не работают, а на участке 5Д они действуют с максимальным и неизменным давлением в ТЦ, которое возникает скачкообразно. Участок 5П и время 1п, за которое его проходит поезд, рассчитываются таким образом, чтобы путь 5Т, полученный указанным способом, соответствовал вычисляемому с учетом реального нарастания давления в ТЦ.

Расчет длины тормозного пути выполняется по следующей формуле где — скорость поезда перед торможением, км/ч;

Ун, Ук — начальная и конечная скорости поезда в выбранном интервале скоростей, км/ч;

£ — замедление поезда под действием единичной удельной силы, кмкН/(ч2Н) (для вагонов составляет 120, тепловозов — 114, электровозов — 107, электропоездов — 119), а при расчетах для грузовых и пассажирских поездов принимается £ = 120; Ьт — удельная тормозная сила, Н/кН;

Обобщенная формула для расчета времени подготовки тормозов к действию имеет вид

Коэффициенты А и Р для грузовых поездов с количеством осей 200 соответственно равны 7 и 10; от 200 до 300 — 10 и 15; более 300 осей — 12 и 18; для пассажирских поездов и одиночно следующих локомотивов с пневматическими тормозами — 4 и 5; для пассажирских поездов с ЭПТ — 2 и 3. При автостопном торможении рассчитанное время 1п увеличивается на 14 с. В формулах (9.5), (9.6) значение 1с принимается для спусков со знаком минус, для подъемов со знаком плюс.

Таким образом, последовательно применяя формулы (3.12), (3.11), (3.10), (3.13) и (9.10), определяют *п. Из (9.9) находят 5П, занося в табл. 9.2 соответствующие значения рассчитанных параметров. Для расчета действительного тормозного пути в выбранном интервале скоростей определяют среднюю и для нее рассчитывают Ьт (как показано выше по формуле (3.13) и основное удельное сопротивление движению щх.

Основным сопротивление движению называют потому, что оно присутствует на подвижном составе всегда и проявляется в виде сил трения между колесами и рельсами, в буксовых узлах и набегающей воздушной среде. К дополнительному сопротивлению относятся, например, сопротивление, возникающее при подъеме, в кривом участке пути, при ветре и низкой температуре, при работе подвагонного генератора, при трогании с места и ряд других, которые могут возникать на подвижном составе в процессе его эксплуатации.

Поскольку сопротивление движению в соответствии с молеку-лярно-механической природой сил трения существенно зависит от приложенной нагрузки, то для расчетов используют его удельное значение, приходящееся на единицу веса транспортного средства. Таким образом, несмотря на то что удельное сопротивление движению, например, порожнего вагона больше, чем груженого, полное сопротивление последнего будет, конечно, выше. Это объясняется тем, что темп падения удельного сопротивления с ростом нагрузки оказывается меньше, чем скорость ее увеличения,

Сопротивление перевозке единицы груза в груженом вагоне меньше, чем сопротивление в порожнем. Значит, энергозатраты на проведение по участку загруженного и порожнего поездов одинакового веса при прочих равных условиях для последнего оказываются больше. Важным практическим выводом при этом является то, что эксплуатация порожних или недогруженных поездов является невыгодной.

Анализируя молекулярную составляющую основного сопротивления движению, необходимо отметить, что она также снижается с ростом скорости, однако существенно быстрее при этом увеличивается аэродинамическое сопротивление подвижного состава, которое и оказывается определяющим в этом процессе.

Выражение для основного удельного сопротивления движению локомотива не имеет знаменателя в связи с тем, что его нагрузка практически не изменяется и, как правило, известна, что и учитывается соответствующими коэффициентами. Таким образом, основное удельное сопротивление движению поезда на холостом ходу локомотива шох находится по следующим выражениям [24]

где а)* — основное удельное сопротивление движению состава, Н/кН; шх — удельное сопротивление движению локомотива на холостом ходу, Н/кН где шо8>ш^4»й)о„ — основное удельное сопротивление движению восьми,

четырехосных и других типов вагонов, Н/кН; б8, б4, би — вес соответствующей группы вагонов, кН.

Формулы для расчета со* вагонов различных категорий на звеньевом пути приведены ниже:

— грузовые четырехосные на подшипниках скольжения и шести-осные на роликовых подшипниках в груженом состоянии

— грузовые четырехосные с роликовыми подшипниками в груженом состоянии и вагоны рефрижераторных поездов

— грузовые груженые восьмиосные на роликовых подшипниках

— пассажирские цельнометаллические на роликовых подшипниках Получив для каждого интервала скоростей величины действительных тормозных путей Д5Д и сложив их последовательно от соответствующего минимальной (остановочной) до максимальной (или требуемой для построения графика), заносят в соответствующую графу 5Д табл. 9.2. Наконец, складывая эти значения с ранее рассчитанным для данной скорости движения 5П, получают величину 5Т.

Тормозной путь автомобиля от скорости и другие факторы (таблица)

Каждый профессиональный и компетентный водитель должен уметь применить навыки торможения и маневрирования в плохих погодных условиях, на скользком дорожном покрытии, и в экстренных дорожных ситуациях.

По правилам дорожного движения водитель должен обеспечить в соответствии со сложившейся дорожной обстановкой необходимое для безопасности снижение скорости автомобиля, вплоть до полной его остановки. Поэтому знание эффективных приемов торможения и умение их применять — это залог уверенности водителя в обеспечении безопасности в экстренных ситуациях на дорогах.

Читать еще:  Датчик температуры охлаждающей жидкости своими руками

Остановочный путь — это расстояние, которое пройдет автомобиль с момента обнаружения водителем опасности до полной остановки, и состоит из двух частей — времени реакции водителя и тормозного пути (смотрите рисунок ниже).

ОСТАНОВОЧНЫЙ ПУТЬ = ВРЕМЯ РЕАКЦИИ + ТОРМОЗНОЙ ПУТЬ

Время реакции водителя — это время с момента получения водителем информации до начала ответного действия (управления). Например, в случае внезапного появления того или иного препятствия (опасности) на дороге водителю, для снятия ноги с педали управления дроссельными заслонками и перенесения ее на педаль тормоза требуется примерно 0,25 сек. Общее время реакции, включая время на восприятие сигнала на торможение, может колебаться в пределах 0,45 — 5 сек. — в зависимости от различных факторов.

Тормозной путь автомобиля — это путь, пройденный с начала срабатывания тормозов (торможения) до полной остановки автомобиля.

Для срабатывания тормозов с гидравликой (достижения max давления жидкости в приводе, а затем интенсивное торможение колес) — требуется от 0,1 до 0,2 секунд. За это время автомобиль проходит определенный путь. Размер тормозного пути, который проходит автомобиль, зависит от силы сцепления шин автомобиля с дорожным покрытием и скорости движения. Тормозной путь находится в квадратной зависимости от скорости движения. Так, если скорость автомобиля увеличивается в 3 раза (с 20 до 60 км/ч), то тормозной путь возрастает в 9 раз; если скорость увеличивается, в 5 раз, тормозной путь увеличивается соответственно в 25 раз.

Факторы влияющие на тормозной путь и время реакции водителя:

Факторы влияющие на время реакции водителя

— Условия видимости (недостаточная видимость, ночь, или яркое солнце)

— Состояние водителя (усталость, опьянения)

— Индивидуальный опыт водителя

Факторы влияющие на длину тормозного пути

— Исправность тормозной системы (очевидно)

— Состояние шин (высота протектора, давление воздуха)

— Производитель, марка и вид шин (зима, лето, липучка)

— Массы автомобиля (легковой, грузовой, пустой, загруженный)

— Наличие ABS и других современных вспомогательных систем

— Скорость движения (один из основных факторов)

Таблица тормозной путь автомобиля

В таблице приведены примерные средние размеры тормозного пути на горизонтальном участке дороги для легковых автомобилей, для разных дорожных покрытий и их состояния (сухое, мокрое, снег, гололед), при различных скоростях движения от 10 до 120 км/ч.

Исследовательский проект по физике «Тормозной путь»

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ПЕНЗЯТСКАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА» ЛЯМБИРСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ

Исследовательский проект

Тормозной путь

Выполнил: ученик 9 класса

Руководитель : учитель физики

II. Основная часть. 5

1. Теоретическая часть

1.1 Что такое тормозной путь.

1.2 Зависимости тормозного пути.

1.3 Расчет тормозного пути

2. Исследовательская часть

2.1 Описание эксперимента

2.2 Результаты эксперимента

III. Заключение. Выводы

IV .Список литературы

Исследовательский проект по физике

Тормозной путь.

I .Введение.

С каждым годом на дорогах нашей страны увеличивается количество транспортных средств, что можно видеть, проведя анализ статистических данных, взятых из официальных новостных интернет-источников:

А вместе с этим повысился и процент травматизма людей на дорогах, а также общее количество дорожно-транспортных происшествий.

Дороги всегда были объектом повышенной опасности, и не зря из года в год разрабатываются и усовершенствуются правила дорожной безопасности, как для водителей, так и для пешеходов.

Но почему нельзя переходить проезжую часть дороги перед близко идущим транспортом, даже по пешеходному переходу? Какое минимальное расстояние до движущегося транспортного средства считается безопасным? Почему мы наблюдаем высокий процент травматизма на дорогах и дорожно-транспортных происшествий?

Задавая себе эти вопросы, я пришел к выводу, что ответы на эти вопросы, связанные с движением тел, могут дать законы механики (раздел физики).

Актуальность моей работы заключается в том, что изучение данной темы поможет раскрыть основную суть тормозного пути и даст возможность на практике определить наличие (или отсутствие) зависимости тормозного пути от скорости движущего транспорта и коэффициента сцепления.

Многие в будущем станут водителями или пешеходами, которые обязаны знать, что тормозной путь зависит от скорости движущегося транспорта и коэффициента сцепления шин с дорогой.

Проблема : Можно ли определить безопасное расстояние движения пешехода перед движущимся дорожным транспортом. Важно ли учитывать тормозной путь, когда мы пользуемся личным транспортом или переходим дорогу перед транспортом.

Цель проекта: научиться определять тормозной путь и его зависимость от таких факторов, как скорость движущегося транспорта и коэффициент сцепления шин с дорогой.

Задачи проекта:

1. Изучить специализированную литературу по данному вопросу.

3. Дать ответ на вопросы:

— Что такое тормозной путь?

— В соответствии с законом физики, от каких факторов и как зависит тормозной путь движущегося дорожного транспорта?

4. Провести теоретический расчет тормозного пути автомашины.

5. Организовать эксперимент, подтверждающий сделанные ранее выводы.

II. Основная часть.

1. Теоретическая часть.

1.1. Что такое тормозной путь

Тормозной путь — это путь, пройденный автомобилем от начала торможения до его полной остановки.

Началом тормозного пути называется момент срабатывания тормозной системы автомобиля, а его концом – момент полной остановки машины.

1.2. Зависимости тормозного пути транспортного средства

Тормозной путь транспортного средства зависит от многих факторов:

1- скорость движения

2- дорожное покрытие

3- погодные условия

4- состояние колес и тормозной системы

5- способ торможения

1.3. Расчет тормозного пути.

Тормозной путь автомобиля пропорционален квадрату скорости. Это следует из самого обычного уравнения равноускоренного (равнозамедленного) движения:

Допустим, что после того, как Вы нажали на педаль тормоза, торможение автомобиля происходит равнозамедленно, с каким-то постоянным, равным по величине замедлением (отрицательным ускорением) a. Тогда тормозной путь автомобиля с начала момента торможения составит:

Учитывая, что конечная скорость автомобиля равна 0:

Соответственно, получаем

Но необходимо помнить, что время торможения будет всегда положительным числом, при замедлении движения величина a всегда отрицательная:

И, соответственно::

То есть тормозной путь при всех прочих одинаковых параметрах торможения машины действительно пропорционален квадрату начальной скорости, то есть скорости, с которой автомобиль начал торможение.

На практике принято использовать полученное уравнение в виде:

полагая, что на самом деле в уравнении используется не собственно ускорение a, а его модуль |a|. Поэтому более правильной с точки зрения математики была бы запись:

В основе расчета тормозного пути лежит второй закон Ньютона. Так как при торможении на автомобиль действует сила трения скольжения, поэтому: µ mg = ma , откуда а = µg. Путь до полной остановки рассчитывается по формуле: S = v 2 /2 a , поэтому основной тормозной путь автомобиля можно определить по формуле:

S = v ²/2gµ,

S — тормозной путь в метрах;

v — скорость движения автомобиля в момент начала торможения в м/сек;

g — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с 2 ;

µ — коэффициент сцепления шин с дорогой.

Приведенная формула годится лишь при одновременном торможении всех колес до «юза».

Из формулы видно, что тормозной путь зависит только от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой, при этом, значение последнего может измениться в зависимости от вида и состояния дорожного покрытия, типа шин автомобиля и давления воздуха в них.

Таким образом, согласно классической теории трения, масса автомобиля никак не влияет на длину тормозного пути. А длина тормозного пути определяется прежде всего, скоростью движения, причем зависимость тут – квадратичная. И также определяется коэффициентом (продольного) сцепления, как принято называть µ в среде профессиональных автодорожников и автомобилистов.

Для иллюстрации полученного и осмысления важности этого уравнения приведен график (см. ниже) зависимости тормозного пути от коэффициента трения между покрышкой и асфальтом при разных начальных скоростях без учета конструктивных особенностей покрышек и массы автомобиля

Из графика видно, что на скользких поверхностях (лед, снег, мокрый грунт) качество резины не существенно и только трением машину на льду не остановить. Нужно применять другие принципы — протектор, цепляющийся за неровности покрытия, грунтозацепы, цепи или шипы, вгрызающиеся в лед. Участок с коэффициентом трения до 0,8 примерно характеризует поведение обычного автомобиля на асфальте. Для сравнения приведены показатели болида формулы 1.»

Упрощённая таблица величин коэффициентов сцепления приведена выше. Будущим автомобилистам никогда не стоит забывать, что на мокрой дороге коэффициент сцепления уменьшается примерно вдвое, а на обледенелой дороге падает до катастрофической величины 0,08…0,1.

Необходимо обратить внимание на следующие моменты : что в условиях гололедицы, не столь уж редким явлением на всей территории Российской Федерации, при коэффициенте сцепления 0,08 – 0,10, даже при скорости 60 км/час тормозной путь составит 140 метров, а при скорости 80 км/час – почти 400.

Необходимо также учитывать, что в месте контакта шины с дорогой происходит ее растяжение, деформация и сжатие, из-за чего на некотором участке шина проскальзывает (возникает скольжение). Все это зависит от нагрузки на шину и способность покрышки не подвергаться этим влияниям характеризуется ее индексом нагрузки. Также очень существенно — на коэффициент трения влияет температура. Вообще коэффициент не является константой и находится в сложной зависимости от очень многих факторов и условий.

Почему тормозной путь автомобиля не зависит от его массы, хотя большинство водителей считают, что зависит. Попытаемся пояснить справедливость этого утверждения, прибегнув к физическим понятиям.

Подчеркнем, что речь идет о кратчайшем, экстренном, то есть минимально возможном тормозном пути. То есть о тормозном пути при торможении на грани блокировки колес. В современных машинах при таком торможении срабатывает АБС (антиблокировочная система тормозов), а классические машины либо срываются в «юз», либо остаются на грани «юза», в зависимости от действий водителя.

Утяжеляя машину, мы, с одной стороны, увеличиваем ее инертность и осложняем торможение. С другой стороны, мы сильнее прижимаем шины к дороге, увеличиваем сцепление шин с дорогой и повышаем тормозные возможности машины. Эти два эффекта компенсируют друг друга в равной степени, и, в конечном итоге, масса не влияет на длину тормозного пути

От чего же зависит тормозной путь?

1.4. Теоретический расчет тормозного пути автомобиля

Коэффициенты сцепления шин взяты из ГОСТ 50597-93 (среднее значение).

Были получены следующие данные (см. таблицу № 1):

Скорость движения автомобиля, км/ч

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector