Когда водитель-новичок садится за руль, через две-три поездки он убеждается на личном опыте: тормозной путь не всегда одинаков. В некоторых ситуациях это расстояние оказывается жизненно важным, поэтому каждый обязан уметь рассчитывать тормозной путь своего автомобиля.

С точки зрения теории, тормозной путь – это дистанция, которую преодолело транспортное средство от момента нажатия на педаль тормоза до полной остановки. Эта цифра зависит от нескольких факторов: скорости, дорожного покрытия, изношенности тормозной системы, разновидности шин и их состояния. Для расчета тормозного пути применяется формула S = Kэ x V x V/(254 x Фc). Обозначение S – это длина тормозного пути в метрах, Kэ – тормозной коэффициент (у легковой машины этот показатель равен единице), V – скорость в начале торможения (в км/ч), Фc – коэффициент сцепления с дорогой. Последнее значение зависит от погоды: для сухого асфальта оно равно 0,7, для мокрого – 0,4, для укатанного снега – 0,2, а при гололеде – 0,1.

Но при движении водителю не до формул, его интересуют конкретные цифры. И на этот случай известны средние показатели в условиях нормальной дороги. При скорости 60 км/ч длина тормозного пути составит около 17 метров, при 90 км/ч – 50-60 метров, а при скорости 120 – от 90 метров и более. Обратите внимание: если увеличиваем скорость вдвое, длина тормозного пути возрастает в 4 раза!

Важно осознавать, что длина тормозного пути обуславливается еще и другими факторами. Водитель, увидев препятствие, должен принять решение о торможении, переместить ногу на соответствующую педаль, нажать ее. У профессиональных гонщиков на это уйдет от 0,3 секунды, у новичка за рулем – от 1,7. Кроме того, тормозная система тоже срабатывает не молниеносно. Легковой автомобиль замедлится через 0,1-0,3 секунды, далее еще 0,3-0,5 с будет возрастать тормозное усилие от нуля до максимального значения. Все это лишь мгновения, но машина движется, препятствие ближе с каждой секундой.

Чтобы снизить вероятность внезапного торможения, достаточно придерживаться нескольких правил. Реально соотносите скорость с условиями дорожного движения. Сохраняйте достаточную дистанцию с впереди идущим авто, чтобы в случае резкого его торможения вы успели отреагировать. Чем новее легковушка, тем короче может оказаться ее тормозной путь. И наоборот: не перестраивайтесь перед грузовиками и автобусами, поскольку их тормозная система требует большего времени для остановки. Не отвлекайтесь и при возможности следите за ситуацией на дороге через стекла передней машины. Регулярно осматривайте тормоза на предмет изношенности колодок и шлангов, своевременно ремонтируйте неисправности.

Не забывайте, что выжав педаль тормоза до предела, вы можете полностью заблокировать колеса, тогда машина станет неуправляемой. Будьте внимательны на дороге, соблюдайте умеренный скоростной режим, и сможете обезопасить себя, своих пассажиров и других участников движения от дорожно-транспортных происшествий.

Беспечность выглядит эффектно только в хорошо продуманных сценах из боевиков и детективов. На самом же деле, большинство водителей даже не представляют, о какой опасности идёт речь, когда говорят о соблюдении дистанции и о превышении скорости. Многие ли падали с трехметровой высоты плашмя на бетонный пол? Едва ли. А на самом деле, точно такую же нагрузку будет испытывать человек в автомобиле при наезде на неподвижное препятствие на скорости… всего 28 км/ч.

Зачем знать длину тормозного пути

Раз уж мы начали с расчётов, говоря о длине тормозного пути движущегося автомобиля, используем простую физическую формулу, известную каждому школьнику. Её используют для вычисления перехода энергии падения в кинетическую энергию конце пути (mgh=mVx2/2). Отсюда получаем, что при скорости около 30 км/ч тело получает удар, равный падению с высоты три метра. Соответственно, при движении на скорости 60 км/ч сила удара будет равна падению с высоты 15м, а уже на скорости 90 км/ч - с высоты около 32 м, 120 км/ч - это уже высота 55 метров.

Даже учитывая, что в автомобиле срабатывает подушка безопасности, выжить при лобовом ударе на скорости 60 км/ч шансов очень мало. Это примерная высота хрущевки. Отважится ли кто-то прыгнуть с крыши пятиэтажки, обвязавшись надувными подушками? Едва ли. А что говорить о скорости в 90 км/ч, удар при которой равносилен падению с высоты десятиэтажного дома? А с высоты 55 метров? Шансов выжить никаких, и это даже при условии, что подушка безопасности сработает безукоризненно.

Эмпирическая формула расчёта тормозного пути

Имея отличный водительский глазомер и достаточный опыт, каждый сможет определить расстояние до объекта на глаз, хотя бы примерно. Водительский опыт показывает, что для мгновенного вычисления длины тормозного пути по скорости, необходимо просто бросить взгляд на спидометр, оценить расстояние до препятствия, тогда тормозной путь будет равен половине числа, которое показывает спидометр. То есть, исходя из эмпирической формулы расчёта длины тормозного пути, безопасная дистанция до любого объекта будет равна мгновенной скорости, разделённой пополам. Практически так же производят расчёт скорости автомобиля по тормозному пути.

При этом нужно учитывать такое понятие, как остановочный путь, это термин экспертов дорожной полиции и он учитывает не только сам по себе тормозной путь, но и скорость реакции, а также время реагирования системы тормозов. В принципе - это расстояние до абсолютной остановки машины от того момента, когда водитель зафиксировал препятствие. Естественно, остановочный путь всегда больше тормозного, поскольку средняя скорость реакции здорового и трезвого водителя около 0,8 с, а тормозная система срабатывает ещё за 0,2-0,3 с. Следовательно, до полной остановки машины пройдёт ещё 1,1 с, а на скорости 60 км/ч автомобиль проходит 16,6 метров за одну секунду. Почти семнадцать метров, которые неминуемо будут добавляться к длине тормозного пути и которые редко учитываются большинством водителей. Вот именно поэтому необходимо серьёзно отнестись хотя бы к теоретическому вычислению длины тормозного пути.

Что нужно для расчёта тормозного пути

Чтобы вычислить тормозной путь формула которого указана на рисунке с пояснениями, мало знать моментальные сухие данные.

Теоретически, для оценки тормозных характеристик машины необходимо использовать массу данных:

• длину тормозного пути;
• минимальное время, за которое тормозная система сработает;
• диапазон изменения тoрмозных усилий;
• алгоритм изменения тoрмозных усилий;
• производительность тормозов в зависимoсти от нагрева;
• качество дорожного покрытия;
• эффективность подвески автомобиля;
• степень износа и тип покрышек.

Здесь нужно учитывать целый ряд моментов. К примеру, эффективность работы тормозной системы в каждом автомобиле может быть разной и это само собой разумеется. Гидравлическая система тормозов даёт задержку минимум 0,2-03 с, а пневматика, установленная на большинстве грузовиков и автобусов и того больше, до 0,6 с. Кроме этого, есть такое понятие, как нарастание тормозного усилия с нуля до максимального значения и это также отбирает от 0,4 до 0,6 с, при этом влияние скорости движения на длину тормозного пути в этом случае увеличивается в квадрате, то есть при увеличении скорости в два раза, тормозной путь будет вчетверо длиннее.

Дополнительные составляющие тормозного пути

При вычислении эффективности тормозов очень большое значение имеет характеристика подвески и состояние шин. При чем тут подвеска? Очень просто. У нас под колёсами довольно редко встречается идеально ровный асфальт, а именно подвеска, точнее, амортизаторы, рессоры, торсионы и пружины как раз и прижимают колеса к поверхности, делая торможение и управление максимально эффективным. Если амортизатор неисправен, колеса подпрыгивают на ухабах и о полном контакте с покрытием не может быть и речи.

Давайте к этому прибавим кoэффициент сцепления резины с дорoгой - здесь огромное значение имеет состояние дороги, тип покрышки (зима или лето), рисунок протектора, геометрия, износ прoтектора и качество резиноматериала. Тесты показали, что на одном и том же автомобиле, но с разными покрышками, длина тормозного пути может изменяться до трёх-пяти метров, а о качестве пoкрытия и говорить нечего. Попробуйте сравнить тoрможение на сухом асфальте и на льду.

Как видим, факторов, влияющих на тормозной путь, а тем более на остановочный, достаточно много, поэтому предельная концентрация внимания за рулём - это гарантия безопасной езды. Проверяйте тормоза вовремя, не говорите по телефону за рулём и пусть все ваши дороги будут добрыми!

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.

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

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

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

Типы торможений

Типы торможения

Стоит также учитывать, что большую роль играет способ торможения:

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

Торможение с ABS

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

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

Таблица трения при разных скоростях

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

Как определить скорость автомобиля по тормозному пути?

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

• tЗ — 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.

Остановочный путь S о автомобиля складывается из отрезков пути на выделенных выше участках (см. рис. 9.4):

S о = S р + S пр + S н + S уст, (8)

где: S р – путь за время  р реакции водителя; S пр – путь за время  ср срабатывания; S н – путь за время  н нарастания замедления; S уст – путь за время  уст установившегося торможения.

Пусть начальная скорость автомобиля равна V 0 . На интервале р считаем скорость автомобиля постоянной:

S р =V 0  р. (9)

Также считаем постоянной скорость автомобиля на интервале  пр:

S пр =V 0  пр. (10)

Полагаем, что на интервале  н замедление возрастает по линейному закону. Тогда скорость на интервале по времени t выражается формулой

V (t ) =V 0 – (j уст / н)t 2 /2.

В конце интервала она станет равной V 1 =V 0 –j уст  н /2. Вычисляем интеграл от V (t ) и подставляем t =  н:

S н =V 0 (1 – j уст  н /6) н. (11)

В конце интервала  уст скорость автомобиля снижается до нуля:

V (t ) =V 1 – j уст t .

Это уравнение связывает между собой интервал времени  уст и замедление:  уст = V 1 /j уст. Вычисляем интеграл, и получаем:

S уст =V 1 2 /(2j уст). (12)

Формулой (12) часто пользуются для примерного расчета тормозного пути автомобиля по известному замедлению или коэффициенту сцепления:

S о V 0 2 /(2j уст);S о V 0 2 /(2g   X ).

Для более точного расчета остановочного пути в режиме экстренного торможения применяют следующие формулы:

S о =V 0 ( р + пр + 0,5 н) +V 0 2 /(2j уст), гдеV 0 , м/с; (13)

S о =V 0 ( р + пр + 0,5 н)/3,6 +V 0 2 /(254 X ), гдеV 0 , км/час.

1.11 Распределение тормозных сил между осями автомобиля

При торможении автомобиля образуется сила инерции P j , равная сумме тормозных сил. Происходит перераспределение нормальных нагрузок по осям: нагружается передняя и разгружается задняя ось. В статическом состоянии автомобиля нагрузки на оси определяются расстояниями a и b центра масс O от передней и задней осей (рис. 1.5):

R Z 1 = G  b /L ; R Z 2 = G  a /L ,

где G – вес автомобиля; L = a + b – база автомобиля.

Отношение P Т к G называют коэффициентом интенсивности торможения :

 = P Т /G , (14)

где P Т = P Т1 + P Т2 (см. рис. 1.5). Максимальная величина  ограничена коэффициентом сцепления  MAX =  X .

Перераспределение нагрузок при торможении зависит от коэффициента  и высоты центра масс h (значения h приведены в /4/):

R Z 1 = G  (b +   h )/L ; R Z 2 = G  (a –   h )/L . (15)

При повышении интенсивности торможения и высоты расположения центр масс увеличивается перераспределение нагрузок по осям.

Рис. 1.5. Схема к расчету нагрузок на оси автомобиля при торможении

Рассмотрим распределение нагрузок и тормозных сил для легкового автомобиля при различной интенсивности торможения (рис. 1.6). В статическом состоянии тормозные силы равны нулю, нормальные реакции R Z 1 и R Z 2 вычисляются по формулам (15) для =0. Пусть водитель постепенно увеличивает интенсивность торможения, нажимая на педаль тормоза силой p п, и создавая интенсивность  п (  п). Тормозные силы P Т1 и P Т2 увеличиваются, увеличивается R Z 1 и уменьшается R Z 2 . Максимальные тормозные силы ограничены коэффициентом сцепления и нагрузками: P  X 1 =  X R Z 1 и P  X 2 =  X R Z 2 . При торможении юзом они ограничены силами P  X Б 1 =  X Б  R Z 1 и P  X Б 2 =  X Б R Z 2 (см. линии на рисунке). Назовем P  X 1 и P  X 2 максимальными тормозными силами по сцеплению, P  X Б 1 и P  X Б 2 – тормозными силами по сцеплению при скольжении.

Когда сила P Т2 , создаваемая тормозными механизмами задней оси, ограничится максимальной силой P  X 2 по сцеплению (точка C на рисунке), тогда колеса задней оси начнут скользить (юз). Тормозная сила P Т2 станет равной силе P  X Б 2 , и затем она начнет снижаться по мере увеличения интенсивности торможения из-за уменьшения R Z 2 (см. рис. 1.6). Суммарная тормозная сила снизится до величины P Т = P Т1 + P  X Б 2 .

При дальнейшем увеличении силы на педали и  п сила P Т1 тоже достигнет силы по сцеплению P  X 1 (точка D на рисунке). Теперь начнут скользить колеса передней оси, и продолжится скольжение колес задней оси. Сила P Т1 снизится до величины P  X Б 1: P Т = P  X Б 1 + P  X Б 2 .

Дальнейшее увеличение силы на тормозной педали не приведет к увеличению тормозных сил, так как они ограничены силами по сцеплению P Т1 = P  X Б 1 =  X Б R Z 1 и P Т2 = P  X Б 2 =  X Б R Z 2 , что отражено на рисунке горизонтальными линиями. Изменение тормозных сил по мере увеличения силы на педали дополнительно отмечено на рисунке стрелками.

Рис. 1.6. Распределение нормальных нагрузок и тормозных сил

при торможении, где P  Б 1 = P  X Б 1 , P  Б 2 = P  X Б 2

Чтобы избежать преждевременного блокирования колес задней оси, приводящего к заносу автомобиля и потере устойчивости, тормозные силы на задней оси обычно устанавливают на 20…35% меньше, чем на передней. Это достигается путем подбора диаметров гидравлических цилиндров тормозных механизмов или рычагов пневмокамер, что обеспечивает P Т1 > > P Т2 при одинаковых давлениях тормозной жидкости или воздуха в контурах.

Из-за потери устойчивости водитель вынужден ограничивать интенсивность торможения, и соответственно увеличивать тормозной путь. Для повышения устойчивости автомобиля применяют регуляторы тормозных сил. Действие регулятора заключается в снижении тормозной силы на задней оси путем ограничения давления в заднем контуре. Регулятор оснащается датчиком нормальной нагрузки на заднюю ось, и ограничителем давления. Регулятор учитывает нагрузку по величине прогиба задней подвески.