Любой автомобилист знает, что часто от ДТП нас отделяют буквально доли секунды. Автомобиль, движущийся с определенной скоростью, не может замереть на месте, как вкопанный, после нажатия на педаль тормоза, даже если у вас стоят покрышки Continental, которые традиционно занимают высокие места в рейтингах, и тормозные колодки с высоким коэффициентом тормозного нажатия.
После нажатия на тормоз, автомобиль еще преодолевает определенное расстояние, которое называют тормозным или остановочным путем. Таким образом, тормозной путь - это расстояние, которое проходит транспортное средство с момента срабатывания тормозной системы до полной остановки. Водитель должен хотя бы приблизительно уметь рассчитывать остановочный путь, иначе не будет соблюдаться одно из основных правил безопасного передвижения:
- остановочный путь должен быть меньше, чем расстояние до помехи.
Ну, а здесь вступает в действие такая способность, как скорость реакции водителя - чем раньше он заметит преграду и нажмет на педаль, тем раньше машина остановится.
Длина тормозного пути зависит от таких факторов:
- скорость движения;
- качество и вид дорожного покрытия - мокрый или сухой асфальт, лед, снег;
- состояние шин и тормозной системы автомобиля.
Обратите внимание, что такой параметр, как вес автомобиля, не влияет на длину тормозного пути.
Также большое значение имеет и способ торможения:
- резкое нажатие до упора приводит к неуправляемому заносу;
- постепенное усиление давления - применяется в спокойной обстановке и при хорошей видимости, в экстренных ситуациях не применяется;
- прерывистое нажатие - водитель несколько раз жмет на педаль до упора, автомобиль может потерять управляемость, но останавливается достаточно быстро;
- ступенчатое нажатие - по этому же принципу работает , водитель полностью блокирует и растормаживает колеса, не теряя контакт с педалью.
Есть несколько формул, с помощью которых определяют длину остановочного пути, и мы применим их для разных условий.
Сухой асфальт
Длина тормозного пути определяется по простой формуле:
Из курса физики помним, что μ - это коэффициент трения, g - ускорение свободного падения, а v - скорость движения автомобиля в метрах в секунду.
Представляем ситуацию: едем на ВАЗ-2101 со скоростью 60 км/час. В метрах 60-70 видим пенсионерку, которая, забыв о любых правилах безопасности, бросилась через дорогу за маршруткой.
Подставляем данные в формулу:
- 60 км/час = 16,7 м/сек;
- коэффициент трения для сухого асфальта и резины равняется 0,5-0,8 (обычно берут 0,7);
- g = 9,8 м/с.
Получаем результат - 20,25 метров.
Понятно, что такое значение может быть только для идеальных условий: хорошее качество резины и с тормозами все отлично, вы тормозили одним резким нажатием и всеми колесами, при этом не ушли в юз и не утратили управляемость.
Можно перепроверить результат еще по одной формуле:
S=Kэ*V*V/(254*Фc) (Кэ - тормозной коэффициент, для легковых авто он равняется единице; Фс - коэффициент сцепления с покрытием - 0,7 для асфальта).
В данную формулу подставляют скорость в километрах в час.
Получаем:
- (1*60*60)/(254*0,7) = 20,25 метров.
Таким образом, длина тормозного пути на сухом асфальте для легковых авто, движущихся на скорости 60 км/час, в идеальных условиях составляет не менее 20 метров. И это при условии резкого торможения.
Мокрый асфальт, лед, укатанный снег
Зная коэффициенты сцепления с дорожным покрытием, можно легко определить длину тормозного пути при различных условиях.
Коэффициенты:
- 0,7 - сухой асфальт;
- 0,4 - мокрый асфальт;
- 0,2 - укатанный снег;
- 0,1 - гололед.
Подставляя эти данные в формулы, получим следующие значения длины остановочного пути при торможении на 60 км/час:
- 35,4 метра на мокром асфальте;
- 70,8 - на укатанном снегу;
- 141,6 - на льду.
То есть на льду длина тормозного пути возрастает в 7 раз. Кстати, на нашем сайте сайт есть статьи о том, и . Также безопасность в этот период зависит и от правильного выбора зимней резины.
Если вы не любитель формул, то в сети можно найти простые калькуляторы тормозного пути, алгоритмы которых и построены на данных формулах.
Длина остановочного пути с ABS
Главная задача ABS - не дать уйти автомобилю в неконтролируемый занос. Принцип действия этой системы схож с принципом ступенчатого торможения - колеса полностью не блокируются и тем самым у водителя сохраняется возможность управлять автомобилем.
Многочисленные тесты демонстрируют, что с ABS тормозной путь короче на:
- сухом асфальте;
- мокром асфальте;
- укатанном гравии;
- на пластиковой разметке.
На снегу, гололеде или на раскисшей почве и глине эффективность торможения с ABS несколько снижается. Но в то же время водителю удается сохранить управляемость. Стоит также отметить, что длина тормозного пути во многом зависит от настроек ABS и наличия EBD - системы распределения тормозного усилия).
Одним словом, тот факт, что у вас есть ABS, не дает вам преимуществ в зимнее время. Длина тормозного пути может быть на 15-30 метров больше, но зато вы не утрачиваете контроль за машиной и она не отклоняется от своего маршрута. А на льду данный факт значит очень много.
Тормозной путь мотоцикла
Научиться правильно тормозить или притормаживать на мотоцикле - задание не из легких. Можно тормозить передним, задним или обоими колесами одновременно, также используется торможение двигателем или юзом. Если затормозить неправильно на большой скорости, то можно очень легко утратить равновесие.
Длина тормозного пути для мотоцикла также рассчитывается по выше приведенным формулам и составляет для 60 км/час:
- сухой асфальт - 23-32 метра;
- мокрый - 35-47;
- снег, грязь - 70-94;
- гололедица - 94-128 метров.
Вторая цифра - это тормозной путь юзом.
Любой водитель или мотоциклист должен знать приблизительную длину тормозного пути своего ТС при разных скоростях. Сотрудники ГИБДД при оформлении ДТП по длине юза могут определить скорость, с которой двигался автомобиль.
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: F тр. = μN
.
Но сила реакции опоры равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения g: N = mg
.
Подставим значение N
в формулу силы трения:
F тр. = 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 = F тр. /m
, то есть ускорение (замедление торможения) равно силе трения, деленной на массу Билли Бонса и его Фольксвагена.
Но сила трения равна F тр. = 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
Итак,
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 + m пр. / m авт.)
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 + (m пр. / m авт.))
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.
Статья написана по материалам лекций
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.
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.
Люди часто прислушиваются к своим ощущениям, и это - здорово! Это особенно важно в межличностных отношениях. Но вот в отношениях с «железной леди» интуиция и ощущения часто нас обманывают. И один из примеров: большинство водителей думает, что у тяжелой машины тормозной путь длиннее чем у легкой. Это миф! Возможно, в некоторых случаях так и есть, но совсем не потому, что одна машина тяжелая, а другая - легкая:) От массы авто тормозной путь не зависит! Удивлены? Я знаю:) И как раз об этом я хочу сегодня написать.
Происхождение мифа
Откуда взялся водительский стереотип, что чем тяжелее машина, тем длиннее тормозной путь? Из практики, когда ежедневно мы используем служебное торможение. Привыкли ездить в одиночку, привыкли перед одним и тем же светофором тормозить за столько-то метров и нажимать педаль на столько-то сантиметров. Потом заполняем салон пассажирами, а багажник – вещами, и на том же светофоре машина хуже тормозит, проезжает дальше.
Здесь корень заблуждения: машина проезжает дальше при том же, привычном нам перемещении педали тормоза . Она способна остановиться так же интенсивно и с тем же тормозным путем, как и в случае одного водителя в салоне. Просто для этого нужно нажать на тормоз чуть сильнее, чем привык водитель. И эта схема будет работать вплоть до срабатывания АБС – предела возможностей торможения. Соответственно, АБС включится и при пустой, и при полной машине. Только чтобы ее включить на полной машине, нужно врезать по педали несколько сильнее, чем это требуется на пустой машине.
Несколько лет назад у нас с приятелями завязался спор на эту тему, они пытались доказать мою неправоту и в качестве подтверждения привели результат эксперимента учеников 9 класса одной из московских школ. Ребята взяли Газель и исследовали на практике зависимость тормозного пути и времени торможения школьного автомобиля-такси от скорости движения и массы. Понятное дело, в их эксперименте загруженная людьми машина при каждом заезде проезжала дальше, чем пустая. Потому что школьники использовали штатное торможение и, видимо, сравнивали тормозной путь машины с разной загрузкой при одинаковом нажатии педали тормоза. Если бы они тормозили экстренно, юзом, тормозной путь был бы одинаковым в обоих случаях. Но экстренное торможение на оживленной школьной улице - дело крайне небезопасное, да и навыки для этого нужны немалые…
На что же влияет масса?
Масса машины влияет на нагрев шин и тормозов
В первую очередь, масса влияет на нагрев шин и тормозных механизмов. Чем больше масса автомобиля, тем большей кинетической энергией он обладает и тем больше работы нужно совершить тормозам, чтобы остановить машину . Но запас «прочности» любых тормозов конечен и рассчитан производителем любой машины на штатные условия эксплуатации. Если мы возьмем Peugeot 107 и 10 раз подряд на асфальте затормозим «в пол», разогнав его до максимальной скорости, то спалим тормоза заживо. Или если мы бросим ему в багажник и салон пяток мешков с цементом, а на крышу поместим холодильник, то теоретически тормозной путь не должен измениться. Но штатные тормоза маленького Пыжика не рассчитаны на такую загрузку машины и, вероятно, не справятся с задачей - перегреются. Из-за чего тормозной путь увеличится.
Так что имейте в виду, масса автомобиля не влияет на тормозной путь, если автомобиль исправен, используется в условиях, для которых создавался производителем, и загружен не более разрешенного производителем . Если же вы будете насиловать машину, тормоза могут не выдержать, и тогда не только масса, но и сила дыхания пассажиров будет влиять на тормозной путь:)))
Масса машины влияет на ощущение педали тормоза
Масса также сильно влияет на тормозные свойства машины. Но она влияет не на длину тормозного пути, а на чувствительность педали тормоза и на наши ощущения при этом . Машине все равно, сколько лишних килограммов ей нагрузили, она в любом случае способна на один и тот же экстренный тормозной путь, если выдержат тормоза. А водителю субъективно сложнее, потому что непривычно сильнее давить на педаль.
Еще можно сказать так: тормозной путь нагруженной машины увеличивается пропорционально массе при одном и том же перемещении педали тормоза . Но на предельные возможности машины масса не влияет. И при включении АБС одна и та же машина, будучи пустой или нагруженной, пройдет один и тот же путь до остановки. Понятно, что сравниваем на одной и той же дороге и начинаем тормозить на одной и той же скорости.
Или обратная ситуация: Бронированная Ауди А8 массой тонны 3-4 разгоняется до сотни куда быстрее, чем, скажем, Ока, которая весит килограммов 800 , наверное. Тяжелее в разы, а разгоняется быстрее. Это же никого не удивляет??? Конечно, все понимают, что масса не играет окончательную роль – поставь движок мощнее и полетит твоя масса, как пуля. А торможение – это ускорение со знаком минус, и здесь все аналогично. Вместо более мощного движка нажми на педаль тормоза сильнее, если машина стала тяжелее, и тормозной путь не изменится . А если еще более тяжелой – нажми еще сильнее, я еще более тяжелой – нажми еще сильнее, предела нет. Пока колодки не сгорят:)
Практическое подтверждение
Вы, конечно, можете мне возразить, что это все теория, а на практике все иначе… Однако я уже не первый год провожу курсы контраварийной подготовки водителей и на практике убеждаюсь в справедливости написанного: тормозной путь машины не зависит от ее массы . Кроме того, в следующей статье приведен видеоролик Bremstest с экспериментом на эту тему, и вы сможете увидеть все своими глазами.
В следующей статье будет также рассмотрена физика торможения и я научно обосную, что масса и загрузка машины не влияет на длину тормозного пути.
Тормозной путь – расстояние, которое потребуется автомобилю, чтобы полностью остановиться с момента начала работы системы торможения.
В обиходе этот термин часто путают с остановочным, однако тормозной и остановочный путь – разные понятия. В последнем случае учитывается расстояние, прошедшее с момента осознания водителем необходимости торможения до скорости 0 км/ч. Тормозной путь – часть остановочного.
От чего зависит тормозной путь
Рассматриваемый показатель не является постоянной величиной и может варьировать по ряду причин. Все факторы, влияющие на путь торможения, можно разделить на две большие группы: зависящие от водителя и независящие от водителя. К числу причин, не зависящих от человека за рулем, относят:
- состояние дороги;
- погода.
Несложно догадаться, что в дождь, снег или гололед расстояние, которое потребуется для остановки автомобиля, будет большим, чем на сухом асфальте. Торможение окажется длительным и при движении по гладкому асфальту, в который не была добавлена каменная крошка. Здесь колесам не за что зацепиться, в отличие от шершавых покрытий.
На заметку: стоит заметить, что плохое качество дороги (ямы, выбоины) не приводит к удлинению расстояния, необходимого для остановки. Здесь играет роль человеческий фактор. Пытаясь сберечь подвеску, водители редко развивают высокую скорость на подобных дорогах. Соответственно, путь торможения здесь минимален.
Факторы, зависящие от водителя или владельца авто:
- состояние тормозов;
- устройство системы;
- вид покрышек;
- загруженность ТС;
- скорость движения.
Тот факт, что длина тормозного пути автомобиля напрямую зависит от исправности системы торможения, не требует доказательств. Машина с неработающим тормозным контуром или изношенными колодками никогда не сможет остановиться также быстро, как исправное ТС.
От устройства тормозных агрегатов зависит многое. Современные машины, оснащенные задними дисковыми тормозами и системами помощи при торможении, имеют гораздо лучшее сцепление с дорогой и короткий отрезок торможения.
В свою очередь, наличие EBD с ABS не всегда способствует сокращению расстояния, необходимого для остановки. На сухом твердом покрытии, где блокировка колес наступает только при очень интенсивном торможении, система действительно сокращает тормозной путь. Однако на голом льду «умный» электронный помощник начинает сбрасывать тормозное усилие даже при легком нажатии на педаль тормоза. При этом авто сохраняет управляемость, однако путь его торможения значительно увеличивается.
От чего зависит скорость замедления? Разумеется, от вида покрышек. Так, на голом, пусть и промороженном асфальте, а также в снежной каше, лучше всего тормозят т. н. «липучки» — зимние покрышки, не оснащенные шипами. В свою очередь, в гололед и на заснеженных дорогах наиболее эффективной является ошипованная «резина».
Немаловажным фактором, влияющим на величину остановочного отрезка, является скорость и загруженность машины.
Понятно, что легковесный автомобиль при скорости 60 км/ч остановится быстрее, чем грузовик, загруженный под завязку и движущийся со скоростью 80-100 км/ч. Последнему не позволит быстро остановиться слишком высокая для него скорость и инерция.
Когда и как производится замер
Расчет тормозного пути может потребоваться в следующих случаях:
- технические испытания транспортного средства;
- проверка возможностей машины после доработки тормозов;
- криминалистическая экспертиза.
Как правило, при расчете используют формулу S=Кэ*V*V/(254*Фс). Здесь S – тормозной путь; Кэ – тормозной коэффициент; V₀ — скорость на момент начала торможения; Фс – коэффициент сцепления с покрытием.
Коэффициент сцепления с дорогой изменяется в зависимости от состояния покрытия и определяется по следующей таблице:
| Состояние дороги | Фс |
|---|---|
| Сухая | 0.7 |
| Мокрая | 0.4 |
| Снег | 0.2 |
| Лед | 0.1 |
Коэффициент Кэ является статической величиной и составляет единицу для всех наиболее распространенных легковых транспортных средств.
Пример: как рассчитать тормозной путь автомобиля при цифре 60 км/ч на спидометре в дождь? Дано: скорость 60 км/ч, тормозной коэффициент – 1, коэффициент сцепления – 0.4. Считаем: 1*60*60/(254*0.4). В итоге получаем цифру 35.4, что и является длиной тормозного пути в метрах.
В таблице указано сколько метров машина будет продолжать движение до полной остановки. Следует учитывать, что в расчет не берутся никакие иные показатели (повороты, выбоины на дороге, встречный поток и т.д.). Сомнительно, что в реальных условиях на обледенелой дороге, автомобиль сможет проскользить километр и не встретить столб или отбойник.
| Скорость | Сухо | Дождь | Снег | Лед |
|---|---|---|---|---|
| км/ч | метры | |||
| 60 | 20,2 | 35,4 | 70,8 | 141,7 |
| 70 | 27,5 | 48,2 | 96,4 | 192,9 |
| 80 | 35,9 | 62,9 | 125,9 | 251,9 |
| 90 | 45,5 | 79,7 | 159,4 | 318,8 |
| 100 | 56,2 | 98,4 | 196,8 | 393,7 |
| 110 | 68 | 119 | 238,1 | 476,3 |
| 120 | 80,9 | 141,7 | 283,4 | 566,9 |
| 130 | 95 | 166,3 | 332,6 | 665,3 |
| 140 | 110,2 | 192,9 | 385,8 | 771,6 |
| 150 | 126,5 | 221,4 | 442,9 | 885,8 |
| 160 | 143,9 | 251,9 | 503,9 | 1007,8 |
| 170 | 162,5 | 284,4 | 568,8 | 1137,7 |
| 180 | 182,2 | 318,8 | 637,7 | 1275,5 |
| 190 | 203 | 355,3 | 710,6 | 1421,2 |
| 200 | 224,9 | 393,7 | 787,4 | 1574,8 |
Мы нашли интересный калькулятор, который не только рассчитывает показатель в зависимости от скорости и состояния дороги, но и наглядно показывает весь процесс. Находится .
Как увеличить интенсивность замедления
Из вышесказанного стало понятно, что называется тормозным путем и от чего зависит этот показатель. Однако возможно ли сократить расстояние, которое необходимо для остановки автомобиля? Возможно! Для этого существует два пути – поведенческий и технический. Идеально, если водитель сочетает оба способа.
- Поведенческий метод – сократить тормозной путь можно, если выбирать небольшую скорость движения на скользких и мокрых дорогах, учитывать степень загруженности машины, грамотно рассчитать тормозные возможности авто в зависимости от его состояния и модельного года. Так, «москвич» 1985 года разработки не сможет тормозить столь же эффективно, как современный «Hyundai Solaris», не говоря уж о более респектабельных и технологичных моделях.
- Технический метод – метод усиления тормозных возможностей, основанный на повышении мощности тормозной системы и использовании вспомогательных механизмов. Производители современных ТС активно применяют такие способы улучшения тормозов, оснащая свою продукцию антиблокировочными системами, системами помощи при торможении, используя более эффективные тормозные диски, колодки.
Следует помнить, что сокращение времени, необходимого для остановки – один из способов обеспечения безопасности поездки. Поэтому каждый водитель должен постоянно следить за техническим состоянием своего «железного коня», своевременно обслуживать и ремонтировать систему торможения. Помимо этого, важно выбирать скорость движения с учетом окружающей обстановки: времени суток, состояния дороги, модели автомобиля и прочее.
