Как подсчитывается тормозной путь и замедление автомобиля: Как рассчитать тормозной путь — О’Пять пО физике!

Б.М. Тишин. К вопросу уточнённого расчёта тормозного и остановочного пути транспортного средства при анализе дорожно-транспортных происшествий и производстве автотехнических экспертиз

Б. М. Тишин,

негосударственный судебный эксперт в области автотехнической экспертизы,

кандидат технических наук

(г. Санкт-Петербург)

 

Расстояния тормозного и остановочного пути, рассчитанные имеющимися в экспертной практике методами, основаны на допущении о равенстве скорости движения транспортного средства на всём протяжении процесса торможения. В работе предложена методика уточнённого расчёта расстояний тормозного и остановочного пути транспортных средств, учитывающая снижение скорости на всех этапах процесса торможения. Рассчитанные расстояния методом уточнения дают результат на 10÷20 % меньше, чем по методикам, имеющимся в распоряжении экспертов сегодня.

 

Ключевые слова: методика расчёта; тормозной путь; остановочный путь; равенство скоростей; снижение скорости; погрешность результатов; замедление; время движения.

 

Т 47

ББК 67.52

УДК 343.983.25

ГРНТИ 10.85.31

Код ВАК 12.00.12

 

To the question of the refined calculation of the braking and stopping distance of the vehicle in the analysis of road accidents and the production of auto-technical examinations

 

B. M. Tishin,

non-state forensic expert in the field of autotechnical expertise

(city Sankt-Peterburg)

 

The distances of the braking and stopping tracks, calculated by the methods available in expert practice, are based on the assumption that the speed of the vehicle is equal throughout the braking process. In the work the technique of the refined calculation of distances of a brake and stopping way of vehicles, taking into account speed reduction at all stages of process of braking is offered. Calculated distances by the refinement method give a result of 10 ÷ 20 % less than the methods available to experts today.

 

Keywords: calculation technique; braking distances; stopping way; equality of speeds; reduction in speed; error in results; slowing down; driving time.

_____________________________________

 

Наиболее объективным показателем, по которому можно судить о скорости движения перед торможением, являются следы, оставленные шинами транспортного средства на дорожном покрытии.

Скорость движения транспортного средства перед торможением в экспертной практике рассчитывают по формуле:

Здесь:

— установившееся замедление при торможении транспортного средства;

— нормативное время нарастания замедления;

— длина замеренного следа торможения до остановки транспортного средства.

В данной формуле учитывается то обстоятельство, что при нажатии на педаль тормоза происходит постепенное нарастание замедления, и поэтому в формуле учитывается изменение скорости за время нарастания замедления как средняя величина при начальном замедлении «0» и конечном – «».

Однако изменение скорости движения в процессе торможения происходит не только за время нарастания замедления, но и за время срабатывания тормозного привода и за время движения транспортного средства, когда водитель принимает решение  о необходимости торможения, прекращает подачу топлива и переносит ногу с педали подачи топлива на педаль тормоза. В это время транспортное средство двигается под действием силы инерции, преодолевая сопротивление движению транспортного средства в зависимости от условий движения и сопротивление принудительному прокручиванию коленчатого вала двигателя от колёс через трансмиссию, если не выключена передача на коробке переключения передач (КПП), так как обороты коленчатого вала резко уменьшаются после прекращения подачи топлива, а колёса продолжают вращение какое-то время, практически, с прежней скоростью.

В настоящее время наличие в системе тормозов устройства антиблокировки колёс (АБС), не позволяет колёсам блокироваться при интенсивном (экстренном) торможении. Поэтому следов торможения, как таковых, на дорожном покрытии не остаётся. Это положение закреплено в ГОСТ Р 51709–2001 п. 4.1.16: «АТС, оборудованные антиблокировочными тормозными системами (АБС), при торможениях в снаряжённом состоянии, (с учётом массы водителя), с начальной скоростью, не менее 40 км/час, должны двигаться в пределах коридора движения без видимых следов увода и заноса, а их колёса не должны оставлять следов юза на дорожном покрытии до момента отключения АБС при достижении скорости движения, соответствующей порогу отключения АБС (не более 15 км/час). Функционирование сигнализаторов АБС должно соответствовать её исправному состоянию».

Это же обстоятельство не позволяет устанавливать скорость транспортного средства перед торможением по приведённой формуле, учитывающей изменение скорости за время нарастания замедления.

Поэтому скорость движения перед торможением устанавливается следствием, судом, экспертами другими методами, когда и изменение скорости за время нарастания замедления не учитывается.

Согласно ГОСТ Р 51709–2001[1], под тормозным путём понимается расстояние, пройденное АТС от начала до конца торможения.

Тормозная диаграмма, приведённая в ГОСТ Р 51709–2001 в приложении «Б» изображена на рис. 1.

Рис. 1. Тормозная диаграмма: время запаздывания тормозной системы;  время нарастания замедления;  время торможения с установившимся замедлением;  время срабатывания тормозной системы;  установившееся замедление АТС; Н и К – начало и конец торможения соответственно.

 

Начало торможения – это момент времени, в который транспортное средство получает сигнал о необходимости осуществить торможение. Обозначено точкой «Н» в приложении «Б».

Конец торможения – это момент времени, в который исчезло искусственное сопротивление движению АТС или оно остановилось. Обозначено точкой «К» в приложении «Б».

В приложении «Г» (ГОСТ Р 51709–2001) указано, что допускается вычисление тормозного пути  в метрах, для начальной скорости торможения   по результатам проверок показателей замедления АТС при торможении по формуле (приложение «Д»):

где: — начальная скорость торможения АТС, км/час;

 – время запаздывания тормозной системы, с;

— время нарастания замедления, с;

— установившееся замедление, м/с²;

В приложении «Д» первое слагаемое выражения тормозного пути приравнивается к выражению, в котором «А» – коэффициент, характеризующий время срабатывания тормозной системы.

В этом же приложении даётся таблица значений коэффициента «А», и  нормативного установившегося замедления для различных категорий АТС.

Данный способ расчёта применяется при пересчётах нормативов тормозного пути.

Таблица Д. 1

 

АТС	Категория АТС (тягач в составе автопоезда)	Исходные данные для расчета норматива тормозного пути  АТС в снаряженном состоянии:
		А	м/с2
Пассажирские и грузопассажирские автомобили	М1	0,10	5,8
	М2, М3	0,10	5,0
Легковые автомобили с прицепом прицприприцепом	M1	0,10	5,8
Грузовые автомобили	N1, N2, N3	0,15	5,0
Грузовые автомобили с прицепом (полуприцепом)	N1, N2, N3	0,18	5,0

Исходя из нормативных значений коэффициента «А», для АТС категорий М1, М2, М3, расстояние тормозного пути увеличивается на 10 % от величины начальной скорости. Для АТС категорий N1, N2, N3 без прицепа – на 15 % от величины начальной скорости. Для АТС категорий N1; N2; N3 с прицепом или полуприцепом – на 18 % величины начальной скорости.

Начальная скорость подставляется в км/час.

В практике анализа ДТП или при производстве автотехнических экспертиз для определения эффективности торможения принимается не тормозной путь, обусловленный техническими параметрами автотранспортного средства, а остановочный путь АТС, обусловленный как техническими параметрами транспортного средства, так и психофизиологическими возможностями водителя.

По определению, данному профессором С. А. Евтюковым [1] – остановочный путь – это расстояние, необходимое водителю для остановки транспортного средства с помощью торможения при начальной скорости торможения при движении в конкретных дорожных условиях. Остановочный путь складывается из расстояния, проходимого транспортным средством за время реакции водителя на опасность, запаздывания тормозного привода и нарастания замедления при экстренном торможении, а также расстояния, проходимого транспортным средством с установившемся замедлением вплоть до полной его остановки.

Как видно из определений тормозного и остановочного пути, они отличаются друг от друга на расстояние, которое проходит транспортное средство за время реакции усреднённого водителя.

В экспертной практике остановочный путь рассчитывается, исходя из нормативов времени реакции усреднённого водителя, по видам дорожно-транспортных ситуаций, нормативного времени запаздывания тормозного привода и нарастания замедления по категориям транспортных средств и видам тормозных приводов.

где: — время реакции водителя, выбираемое экспертом по таблицам дифференцированных значений времени реакции водителя, в соответствии с метеорологическими и дорожными условиями [2].

— нормативно-технические значения параметров торможения, принимаемые экспертом по таблицам экспериментально расчётных значений параметров торможения автотранспортных средств в экспертной практике [3].

Как для расчёта тормозного пути по формуле, приведённой в ГОСТ, так и для расчёта остановочного пути по формуле, применяемой в практике экспертных расчётов, сделаны допущения: начальная скорость движения транспортного средства перед торможением принимается равной скорости и при нажатии на педаль тормоза и при начале движения в заторможенном состоянии с установившемся замедлением. То есть условно принимается, что на всём протяжении процесса торможения до момента возникновения установившегося замедления, скорость движения транспортного средства остаётся постоянной.

На самом деле, в процессе торможения постоянно происходит снижение скорости как при движении за время реакции водителя, так и при движении за время срабатывания тормозной системы. При расчёте тормозного и остановочного пути в приведённых формулах применяются параметры, учитывающие расстояния, которые проходит транспортное средство на этапах торможения, но не учитывается, что эти расстояния транспортное средство проходит с постоянно уменьшающейся скоростью.

При движении транспортного средства во время реакции водителя оно под действием силы инерции проходит расстояние , преодолевая силу сопротивления качению по фактическому дорожному покрытию, и, если при нажатии на педаль тормоза не происходит выключения передачи КПП, то и преодолевая силу сопротивления движению от прокручивания коленчатого вала двигателя через трансмиссию.

Сила сопротивления качению транспортного средства в общем случае определяется произведением коэффициента сопротивления качению на фактическом покрытии дороги на силу тяжести транспортного средства:

При движении на горизонтальном участке пути или когда уклоном – подъёмом можно пренебречь,

Сопротивление движению транспортного средства, возникающее от  прокручивания коленчатого вала двигателя, очень сложно рассчитать аналитически, поэтому в практике теории движения автомобилей силу сопротивления движению, возникающую от прокручивания вала двигателя через трансмиссию, рассчитывают по эмпирической формуле Ю. А. Кременца [4]:

где — рабочий объём двигателя (литраж), в литрах;

— скорость движения транспортного средства перед торможением в км/час.

— сила тяжести транспортного средства, кг.

Если движение осуществляется не на прямой передаче, то в числитель вводится передаточное число КПП передачи.

Сложность учёта этих параметров заключается в том, что для каждого конкретного случая необходимо вычислять свои значения замедления, возникающего при  преодолении сопротивлений движению. Однако это же и повышает точность произведённых расчётов остановочного и тормозного пути.

Замедление транспортного средства при преодолении сопротивления движению определяется по общей формуле замедления:

где — суммарное значение коэффициента сопротивления движению.

В частности, оно включает в себя коэффициент сопротивления качению  и условный коэффициент сопротивления от прокручивания вала двигателя через трансмиссию – .

Коэффициент  рассчитывается по общей формуле – сила сопротивления, поделённая на силу тяжести транспортного средства.

Замедление транспортного средства, возникающее при движении за время реакции водителя:

За время реакции водителя происходит снижение скорости движения:

 м/c

В момент начала реагирования на опасность скорость движения транспортного средства ,  а в момент нажатия на педаль тормоза –

                          м/с

Следовательно, всё время движения транспортного средства за время реакции водителя следует рассматривать, как движение со средней скоростью:

Исходя из представленного расчёта, к моменту начала срабатывания тормозной системы скорость транспортного средства будет не

м/с

При движении транспортного средства за время срабатывания тормозной системы (, конец движения осуществляется со скоростью:

                                        м/с

Движение транспортного средства за время срабатывания тормозной системы осуществляется со средней скоростью:

Снижение скорости за время срабатывания тормозной системы

                       

Таким образом, к моменту появления установившегося замедления скорость транспортного средства равна

Именно эту скорость следует подставлять в слагаемое, определяющее расстояние перемещения транспортного средства за время движения с установившимся замедлением до остановки или до заданного значения.

 Предложенная методика учёта снижения скорости позволяет предложить другой вариант расчёта остановочного и тормозного пути:

Несмотря на громоздкость предложенных выражений, они несложны в вычислениях, так как здесь приведены общие выводы. При последовательном решении значений средних скоростей по начальным и конечным скоростям, процесс вычислений упрощается.

Рассмотрим какое-либо конкретное событие торможения легкового транспортного средства категории , при времени реакции водителя на опасность, равном 1 с, времени запаздывания тормозного привода равным 0,1 с, времени нарастания замедления, возникающего на сухом асфальтовом покрытии 0,35 с, при установившемся замедлении 6,8 м/с². Рабочий объём двигателя 2 л, фактическая масса транспортного средства 1500 кг, начальная скорость движения транспортного средства перед торможением 90 км/час (25 м/с). Установившееся замедление принято без учёта влияния системы АБС.

Замедление в процессе движения транспортного средства за время реакции равно:

 м/с²

где — коэффициент сопротивления качению на сухом горизонтальном асфальте – 0,018 [1].

— условный коэффициент сопротивления прокручиванию коленчатого вала двигателя через трансмиссию:

Замедление транспортного средства за время реакции водителя:

При движении за время реакции водителя происходит снижение скорости движения:

Средняя скорость движения за время реакции водителя:

Скорость в конце времени реакции:

Установившееся замедление за время срабатывания тормозной системы:

Снижение скорости за время срабатывания тормозной системы:

 

Средняя скорость движения за время срабатывания тормозной системы.

Скорость движения в конце времени срабатывания тормозной системы:

Именно эта скорость и должна подставляться в слагаемое, определяющее расстояние движение транспортного средства в режиме торможения с установившимся замедлением.

Рассчитаем расстояние тормозного пути по формулам, принимаемым в ГОСТ и по предложенной методике:

По методике ГОСТ Р 51709–2001, приложение «Д»:

По методике, допускаемой приложением «Г», ГОСТ Р 51709–2001:

По предложенной методике уточнённого расчёта:

Что составляет, соответственно, 19,8 и 16,6 % от величины тормозного пути, определённого по ГОСТ Р 51709–2001.

По принятой в экспертной практике методике расчёта расстояния остановочного пути:

По предложенной методике уточнённого расчёта:

Что составляет 11,6 % от величины тормозного пути, рассчитанного  по принятой методике:

Предлагаемая методика позволяет учитывать влияние конкретной модели транспортного средства и при дифференцированном расчёте тормозного и остановочного пути уменьшить погрешность расчёта. Это позволяет принимать категорический вывод о наличии или отсутствии технической возможности предотвращений дорожно-транспортных происшествий на более обоснованных расчётах, а не на усреднённых нормативных параметрах и допущении о равенстве скорости движения в процессе всего процесса торможения до момента возникновения установившегося замедления.

Применяемые в экспертной практике формулы расчёта тормозного и остановочного пути дают завышенный результат, превышающий 10 %, по сравнению с предлагаемой методикой уточнённого расчёта. При расчёте тормозных и остановочных путей транспортных средств категорий N1, N2, N3 по предлагаемой методике разность результатов по сравнению с применяемыми методиками будет увеличиваться, так как растёт значение коэффициента «А».

 

Литература:

1. Евтюков С.А., Васильев Я. В. Экспертиза ДТП: Справочник. — СПб.: ДНК, 2006.

2. Применение дифференцированных значений времени реакции водителя в экспертной практике: Методические рекомендации ВНИИСЭ. – М., 1987.

3. Использование в экспертной практике экстремально-расчетных значений параметров торможения АТС: Методические рекомендации ВНИИСЭ. – М., 1986.

4. Боровский Б. Е. Безопасность движения автомобильного транспорта. – Л.: Лениздат, 1984.

 

 

---

[1] ГОСТ Р 51709–2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки.

Экспертная деятельность — Судебная экспертиза Лингвистическая экспертиза Автотехническая экспертиза

• Главная
• Статьи
• Оценка эффективности торможения для грузовых транспортных средств в провинции Онтарио

перевод одной интересной статьи на тему эффективности торможения грузовых ТС с разной степенью загрузки.

Б.Г. Хатчинсони Д.Дж. Паркер

Департамент строительства

Университет Ватерлоо

Ватерлоо, Онтарио

Возможности торможения больших грузовых транспортных средств (ТС) были оценены в ряде исследований, проведенных за последние пять или шесть лет. Многие из этих исследований пришли к выводу, что тормозная эффективность больших грузовых автомобилей меньше предполагаемой, обычно сделанных дорожными и транспортными инженерами в принятых дорожных стандартах.

Эта статья описывает результаты некоторых компьютерных анализов возможности торможения различных грузовых автомобилей, широко используемых в Онтарио. Данные грузовые ТС используются, что называется «с перегрузом» и «негабаритом». В статье также обобщаются результаты полевых испытаний процесса торможения с описанными в доступных источниках и специальной литературе, которые в свою очередь сравниваются с результатами испытаний и поведением оцениваемых моделей грузовых ТС.

эффективность торможения

Эффективность торможения грузовых ТС, как правило, определяется по формуле:

[1] N = (a/ f)*100%

где N — эффективность торможения (%)   a — замедление, достигаемое автомобилем при контролируемом торможении (т.е. без блокировки в любого из колес) м/с²; и f = коэффициент трения шин об опорную поверхность.

Идеальная эффективность торможения, или идеальное торможение, достигается, когда тормозные силы, приложенные через тормоза на каждое колесо, пропорциональны нормальной нагрузке, передаваемой через каждое колесо ТС.

Если это условие не выполняется, последует преждевременная блокировка колес, которая будет происходить на одном или нескольких колесах и доступные силы трения шины на опорной поверхности не будут использованы полностью. Распределение тормозных усилий на большинстве грузовых ТС обычно работает при условиях, соответствующих нагруженному состоянию.  Эффективность торможения при незагруженном или частично загруженном грузовом автомобиле как правило существенно ниже.

Исследование веса и габаритов транспортных средств в Канаде было завершено в 1987 году, установив эталонный уровень эффективности торможения на отметке 70%, который хотя и не обоснованно для данного уровня исследований был обеспечен.  Результаты этого исследования, предоставленные Сазерлендом и Пирсоном (1989) показали, что достигнуть этого значения мог даже обычный седельный тягач. Однако не совсем ясно, была ли эта эффективность торможения достигнута для загруженного, частично загруженного и незагруженного транспортного средства.

Последствие отклонений от идеальной модели торможения

Последствия отклонения от идеального торможения показано на Рис. 1 где показан тормозной путь на скорости 40 миль / ч (64,4 км / ч) наблюдаемый при испытаниях торможения на сухом дорожном покрытии для различных типов транспортных средств (автобусов, обычных грузовых автомобилей и полуприцепов) по отклонениям от идеального торможения на переднем мосту для загруженных и порожних транспортных средств.

Диаграмма показывает, что расстояние торможения как нагруженных, так и порожних автомобилей приближается к минимальному тормозному пути в 45,7 м, так как процент торможения на передней оси приближается к идеалу. И наоборот, когда тормозной путь отклоняется в широких пределах от идеала, тормозной путь увеличивается более чем в два раза. Формула тормозного пути, использующая расчетные модели дала бы тормозной путь около 30 м при этой скорости, что ниже, чем наблюдаемая величина, полученная при полевых испытаниях на сухом чистом асфальте.

Рисунок 1. Соотношение тормозного пути и отклонения от «идеального» торможения переднего моста автомобиля.

МОДЕЛИ ТОРМОЖЕНИЯ

Хатчинсон и Паркер (1989) описали модели торможения, используемые для расчета возможности торможения, представленные в этой статье. Модели адаптации, разработанные в Университете штата Мичиган и транспортном научно-исследовательском институте, были изложены Мэтью (1987). Эти модели позволяют рассчитать силы, действующие на процесс торможения автомобиля при различных уровнях давления на педаль тормоза, а также давление на педаль при котором происходит процесс блокировки колес на одной или более осях, что используется для определения максимального замедления при контролируемом торможении, и, следовательно, повышающие эффективность торможения.

Рисунок 2 показывает, уравнение для ненагруженного седельного тягача и полуприцепа. Транспортные средства были оснащены тормозами, имеющими характеристики, о которых писали Радлинский и Уильямс (1985) для различных типов транспортных средств. Представленные тормозные силы были изменены в соответствии со скоростью следующим образом:

Начальная скорость (км/ч)	40	60	80	100
множитель	1.1	1.0	0,9	0,8

АНАЛИЗ ТИПОВ ГРУЗОВЫХ ТС

Рисунок 3 иллюстрирует четыре основных проанализированных типа грузовиков. Трехсные грузовики представлены самосвалами, которые работают вокруг городов и в области. В анализе описанном в данной работе они были загружены грузом с плотностью 17 000 Н / м3 (гравий) что является максимальной нагрузкой на оси двухвостного прицепа разрешеной правилами Онтарио.

Рис. 2 Формулы для незагруженных тягача и полуприцепа

Рис. 3 Конфигурации проанализированных грузовиков

Обычный трехосник был загружен негабаритным грузом плотностью 1000 N / м3, что соответствует товарам народного потребления, перевозимых многими трехосными грузовиками. Показанный много-осевой полуприцеп, представленный на рисунке 3, является типичным примером перевозчика гравия, который используют на строительном рынке Торонто, такие доставляют гравий из карьеров, расположенных на соседних ледниковых отложениях. Данный был загружен гравием максимально на 56 820 кг. Четвертый грузовой транспорт показанный на рисунке 3 представляет собой автопоезд из двух полуприцепов, что часто используемый для выполнения перевозок плотных грузов, таких как рулоны стали, стальные плиты, пиво и т.д. Он был загружен с грузом плотности 17 000 Н / м3  Диаграмма показывает, что каждый из трех комбинированных грузовых транспортных средств, был оснащен тем же седельным тягачом.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЖЕНИЯ

Рисунок 4 показывает эффективность торможения, рассчитанную по четырем грузовикам, представленным на рис.3, и тягача, двигающегося без полуприцепа. Для демонстрации эффективности торможения, торможение происходило на скорости 100 км / ч на сухом чистом асфальте.

Коэффициент трения шин с данным дорожным покрытием составлял 0,5. Эффективность торможения показана как для разгруженного автомобиля так и для загруженного.

Рис. 4 Эффективность торможения различных грузовых ТС

Диаграмма показывает, что только загруженное ТС было в состоянии достичь  необходимую величину в 70%  по стандарту тормозной эффективности, кроме многоосного полуприцепа. Худшее значение производительности при торможении отмечено у загруженного многоосного полуприцепа из-за использования Радлинским и Уильямсом, которые производили подтормаживание ТС используя для этого в значительной степени загруженность гравием. Наиболее важной особенностью, показанной на рисунке 4, является снижение эффективности торможения порожнего транспорта. Тягач с полуприцепом, сам тягач и полузагруженный автопоезд, имеют эффективность торможения около 40 процентов, в то время как порожний автопоезд с двумя полуприцепами имеет эффективность торможения только 25 процентов.

Эффективность торможения и ухудшение эффективности торможения на других скоростях и при различных величинах трения шин аналогичны показанным на рисунке 4. Высокие коэффициенты трения при высоких скоростях привели к снижению эффективности торможения загруженных транспортных средств из-за большего смещение нагрузок вперед. Тем не менее, эти изменения в эффективности торможения были не столь значительными.

ТОРМОЗНОЙ ПУТЬ

Действия приведенных выше значений эффективности торможения может быть оценено путем сравнения тормозной эффективности рассчитанной при помощи упрощенной модели процесса торможения с экспериментальными наблюдениями. Радлинский и Уильямс (1985) представили результаты анализа тормозного пути для целого ряда грузовых транспортных средств, который показан на рисунке 5. Торможение производилось на скорости 100 км / ч на сухом покрытии с шинами и тормозами в исправном техническом состоянии. Диаграмма также показывает, тормозной путь 130 м, которая используется для расчетных методов оценки при рабочей скорости 100 км / ч.

Следует напомнить, что это расстояние рассчитывается исходя из предполагаемого коэффициента трения шин 0,30, что соответствует частично изношенным шинам, работающим на влажных покрытиях.

 

Рис. 5 Сравнение расчетного и экспериментального тормозных путей

Рисунок 5 показывает, что загруженные грузовые автомобили и полуприцепы имеют тормозной путь меньший чем расчетный, но однако на сухом асфальте тормозной путь порожних ТС подходит вплотную или превышает стандартизированное расчетное пороговое значение (основанное на расчетах для влажного дорожного покрытия).Рисунок 5 обобщает расстояния тормозного пути рассчитанного для торможения модели ТС на сухом асфальте при скорости 100 км / ч. Сравнение расчетного и наблюдаемого тормозного пути на рисунке 5 показывает, что наблюдаемые модели ТС способны работать в диапазоне, приближенном к расчетному. Это общее соотношение между расчетными и наблюдаемыми величинами позволяет обеспечить некоторое доверие к значениям эффективности торможения изложенным в предыдущем разделе.

Фанчер (1986) представил доказательство того, что грузовики с изношенными шинами (но все еще допустимыми для эксплуатации) имеют тормозной путь значительно длиннее, чем рекомендованный по меркам AASHTO. Рис.6 иллюстрирует расстояния остановочного пути, для грузовых автомобилей при торможении на мокрой дороге с новыми и изношенными шинами. Диаграмма показывает, что контролируемый торможение грузовых ТС на скорости от 90 км / ч требует тормозного пути, что примерно равного тому, что указан в стандартах для скорости 130 км / ч.

Рис. 6 Сравнение расчетного и экспериментального тормозного пути ТС на различных скоростях движения 

Условия проведения эксперимента, о которых пишет Фэнчер — использование седельного трёхосного тягача с двухосным полуприцепом загруженным грузом с низкой плотностью (1 000 Н / м3) при коэффициенте трения 0,2. Экспериментальные данные и расчётные расстояния тормозного пути были наложены на рисунке 6. сравнение наблюдаемого и ожидаемого тормозного пути показывает, что расчетная модель переоценивает тормозной путь на скорости менее 90 км / ч и недооценивает расстояния торможения на высоких скоростях. Модель торможения могла бы лучше отражать наблюдаемый в эксперименте тормозной путь если были бы известны множители, отражающие отклонение тормозного пути на скоростях, превышающих 100 км/ч, и если были использованы переменные коэффициенты трения шин. Сравнение, приведенное на рис 6 также позволяет использовать упрощенную модель для анализа относительной эффективности торможения других типов грузовых автомобилей.

ДАННЫЕ ОБ АВАРИЯХ ГРУЗОВЫХ ТС

Буйко, Саккомано и Стюарт (1987) провели всесторонний анализ аварийности грузовых ТС на шоссе системы провинции Онтарио с помощью данных за 1983 год.  Эти данные были использованы, поскольку эти аварии могли быть дополнены информацией о грузовых ТС, полученной из обзора по коммерческих автомобилям всей провинции.

В таблице 1 приведена частота ДТП по типу грузового ТС, рассчитанные в этом исследовании. Записи о ДТП показывают, что порожние автомобили имели большее число происшествий, нежели загруженные грузовые ТС, для полуприцепов, за исключением двойных прицепов.

Данные о двойных прицепах должны интерпретироваться с осторожностью из-за небольшого их числа, используемых на дорогах Онтарио в 1983 году.

Тип грузового ТС	Аварийность (количество / миллион км.)
Пустой самосвал	2,62
Седельный тягач	1,74
Порожний седельный тягач с полуприцепом	1,32
Груженый самосвал	1,27
Груженый седельный тягач с полуприцепом	0,75
Груженый седельный тягач с несколькими прицепами	0,58
Недозагруженный седельный тягач с полуприцепом	0,51

Таблица 1. ДТП с грузовыми ТС различной конфигурации в Онтарио, 1983

Информация, представленная на рисунке 4 показывает, что трехосные грузовики имели меньшее ухудшение эффективности торможения при отсутствии нагрузки. Большая аварийность разгруженных трехосных грузовых автомобилей, представленных в таблице 1 не согласуется с расчетными изменениями эффективности работы тормозной системы. Это объясняется тем, что многие из подобных автомобилей, используемых в провинции Онтарио, как правило, работают в больших объемах трафика, в пригороде где движение более интенсивно. В число ДТП, приведенных в таблице 1, вошли происшествия для всех условий дорожного движения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Оценка тормозного пути расчетным методом основана на предположении о совершенной эффективности торможения и коэффициента трения шин, который получается при работе изношенных шин, работающих на мокром асфальте. Эти два набора предположений позволяют рассчитать замедление ТС в 0,3 м/сек².

Основанный на модели анализ эффективности торможения грузовых ТС в Онтарио показал, что большинство из этих машин подошли к эталонным 70 % при полной загрузке. Эффективность торможения существенно сократилась, когда грузовики были частично разгруженными и порожними.

Эффективность торможения незагруженного седельного тягача с полуприцепом уменьшилась до значения около 50% при выгрузке груза из задней части автомобиля. Для всех остальных грузовых ТС при не загруженности эффективность торможения упала до 30-40 процентов. Это ухудшение эффективности торможения указывает на то, что многие частично загруженные и порожние грузовики не в состоянии достичь требуемого замедления, за исключением идеальных дорожных условий.

Результаты, представленные в настоящей статье, предполагают, что существующие стандарты тормозной эффективности должны быть тщательно проанализированы в свете новых данных для грузовых ТС. Результаты также показывают, что государственная политика должна быть скорректирована, особенно в области движения большегрузных автомобилей, когда погодные условия являются причиной плохих условий сцепления шин с дорожным покрытием.

перевод сделал Тюлькин Е. В. Дополнительную информацию по данной теме можно посмотреть тут.

Как рассчитать замедление | Наука

Обновлено 14 декабря 2020 г.

Дон Паттон

Замедление на самом деле означает ускорение в обратном направлении; в то время как ускорение означает скорость, с которой объект ускоряется, замедление означает скорость, с которой объект замедляется. Например, останавливающийся самолет должен иметь высокую скорость торможения, чтобы оставаться на взлетно-посадочной полосе, а автомобиль иногда должен замедляться с определенной скоростью, чтобы оставаться в потоке движения. Два уравнения полезны для расчета замедления. Одна формула включает время, необходимое для замедления объекта, а другая формула использует расстояние. Расчетные скорости замедления могут быть выражены в единицах стандартной земной гравитации (G).

Замедление может быть рассчитано как изменение скорости за определенный период времени по формуле: конечная скорость (s _f ) минус начальная скорость (s _i ), деленная на время изменения скорости (t):

\text{deceleration}=\frac{s_f-s_i}{t}

Замедление также может быть рассчитано как изменение скорости в зависимости от расстояния по формуле конечная скорость в квадрате (s _f ² ) ^{минус начальная скорость квадрат (s _i 2 ) разделить на удвоенное расстояние (d): 92}{2d}}

При необходимости преобразуйте единицы измерения, чтобы убедиться, что единицы измерения, будь то футы в секунду или метры в секунду, остаются согласованными.

Использование разницы скоростей и времени

Вычтите конечную скорость из начальной скорости.

Преобразование разницы скоростей в единицы скорости, совместимые с вычисляемым ускорением. Ускорение обычно выражается в футах в секунду в секунду или метрах в секунду в секунду. Если скорость выражена в милях в час, преобразуйте эту скорость в футы в секунду, умножив результат на 1,47 (5280 футов на милю разделить на 3600 секунд в час). Точно так же умножьте километры в час на 0,278, чтобы преобразовать скорость в метры в секунду.

Разделите изменение скорости на время, в течение которого произошло изменение. Этот расчет дает среднюю скорость замедления.

Рассчитайте, например, замедление, необходимое для замедления приземляющегося самолета с 300 миль в час до 60 миль в час за 30 секунд.

Преобразуйте скорости следующим образом:

300 \times 1,47 = 440 \text{ футов в секунду и }60 \times 1,47 = 88 \text{ футов в секунду}

Снижение скорости равно 300 – 88 = 212 футов в секунду второй. Скорость замедления рассчитывается как:

\frac{212}{30} = 7,07 \text{ футов в секунду в секунду}

Использование разницы скоростей и расстояния

Преобразуйте начальную и конечную скорости в единицы, которые будут полезны для расчета ускорения (футы в секунду или метры в секунду). Также убедитесь, что расстояние, на котором происходит изменение скорости, указано в совместимых единицах измерения (футы или метры).

Возведение в квадрат начальной и конечной скорости.

Вычесть квадрат конечной скорости из квадрата начальной скорости.

Разделить расстояние на два. Это средний показатель замедления.

Рассчитайте, например, замедление, необходимое для остановки автомобиля на расстоянии 140 футов, если он движется со скоростью 60 миль в час.

Преобразовать 60 миль в час в 88 футов в секунду. Поскольку конечная скорость равна нулю, разница равна этому результату в квадрате: 7744 фута в квадрате на секунду в квадрате. Скорость замедления:

\frac{7744}{2\times 140}=27,66\text{ футов в секунду в секунду}

Замедление в единицах силы тяжести (G)

Рассчитайте скорость замедления, используя один из двух методов, описанных выше.

Разделить замедление на стандартное ускорение свободного падения. В американских единицах это примерно 32 фута в секунду за секунду. Для метрических единиц стандартное гравитационное ускорение составляет 9,8 метра в секунду за секунду. Результат дает среднее число перегрузок, применяемых для достижения замедления.

Улучшите понимание, рассмотрев пример: Найдите силу перегрузки, необходимую для остановки автомобиля в предыдущем примере.

Расчетное замедление равнялось 27,66 футов в секунду за секунду. Замедление эквивалентно:

\frac{27.66}{32} = 0.86\text{ G’s}

Вещи, которые вам понадобятся

• Карандаш и бумага
• Калькулятор
900 с те, что в примерах, часто включают только линейное движение. Для ускорений, включающих два и три измерения, математика включает векторы, которые являются направленными и более сложными.

Калькулятор (общего) тормозного/остановочного пути

Этот онлайн-калькулятор тормозного пути предназначен для широкого спектра применений и может рассчитать два из следующих пяти размеров – в зависимости от состояния дороги или трассы: торможение расстояние и общий тормозной путь, время (торможения), начальная скорость, конечная скорость и ускорение/замедление. Кроме того, рассчитывается дистанция мышления.

Этот калькулятор не использует знакомые формулы кулака. Расчет производится по точным формулам.

По умолчанию тормозной путь и общий тормозной путь рассчитываются для следующих условий: начальная скорость 100 км/ч, дорожное полотно должно быть сухим, чистым, ровным, прямым и уплотненным. Время реакции – одна секунда.
 

• Формулы для скорости, ускорения, времени и расстояния

Калькулятор остановочного (тормозного) пути

В соответствии с условием вы найдете подходящие значения для автомобильных и железнодорожных транспортных средств.
 

Время реакции: с

Состояние: Сухая проезжая часть Мокрая дорога Снежная дорога Ледяная дорога Сухие рельсы Мокрые рельсы Слегка замасленные рельсы

В 3 из следующих 6 полей должно быть число.

разгон/торможение*	м/с²
начальная скорость	км/ч
конечная скорость	км/ч

время торможения	с
тормозной путь**	м
общая остановка d. **	м

 

* Это значение вводится автоматически при выборе условия, может быть изменено по мере необходимости в любое время!
Для замедления поставьте минус перед цифрой!
** Число должно быть только в одном из этих двух полей!

Для экспертов: Расчет максимально возможного замедления*

Максимальное замедление вводится в калькулятор выше!

градиент**	%
коэффициент трения

длина л***	м
высокая шлюха	м

абсолютное торможение/сцепление

м/с²

абсолютное торможение/переворот

м/с²

 

* Изменить состояние железной дороги или дороги в первом калькуляторе; предположение: все колеса заторможены.

** Возможны и отрицательные значения!

*** Значение двух сокращений l и h можно найти здесь: Общая информация.

Содержание

• Некоторые примечания по использованию калькулятора (руководство)
• Примеры использования этих калькуляторов
  • препятствия — Влияние скорости или времени реакции
• Фоновые знания и формулы
  • Общая информация
  • Справочные значения для ускорения или замедления

УСЛУГИ

9009. вычислить следующее:
• Остановочный (тормозной) путь или путь ускорения
• Общий тормозной путь
• Ускорение или замедление
• Время торможения
• Начальная скорость
• Конечная скорость
• Расчет действителен только для равномерного ускорения или постоянного замедления.
• В кривых меньшее ускорение или замедление возможно.
• Предполагается, что все колеса тормозятся или ведутся.
• Точность не гарантируется – для исправлений или дополнений используйте мою контактную форму!

Пример использования этих калькуляторов

Препятствия – влияние скорости или времени реакции

Автомобиль движется по сухой и ровной дороге через деревню. Его скорость – 50 км/ч. Внезапно на улицу выпрыгивает ребенок.

1. На каком расстоянии от ребенка должна находиться машина, чтобы вовремя остановиться? Предполагается, что время реакции составляет одну секунду.
2. Теперь дорога мокрая. Какова скорость автомобиля в момент аварии?
3. Водитель незаконно едет по деревне со скоростью 60 км/ч. Тормозной путь должен быть таким же, как в 1). Какова скорость автомобиля в момент наезда на ребенка?
4. Начальная скорость автомобиля 50 км/ч, предполагается время реакции две секунды. Какой тормозной путь у автомобиля?

Ответ 1)

В поле «Начальная скорость» нужно ввести значение 50 вместо 100. Затем нажмите «Рассчитать» или клавишу Enter. Чтобы вовремя остановиться, автомобиль должен находиться на расстоянии 24,812 м от ребенка. Для правильного ответа, конечно, нужно измерить тормозной путь.

Ответ 2)

Если вы хотите узнать скорость столкновения, необходимо заполнить калькулятор тормозного пути, как показано на скриншоте ниже:
 

После ввода значений не нажимайте сразу кнопку «Рассчитать». . Сначала измените условие на «Мокрая дорога» (нажмите на маленькую стрелку). Результат 33 км/ч.

Ответ 3)

Для этого расчета необходимо ввести значение 50 в поле «Начальная скорость». Оставьте все остальные значения как есть – затем выберите «Сухая дорога». В этих условиях автомобиль по-прежнему развивает скорость около 42 км/ч!

Ответ 4)

Сначала сбросьте калькулятор. В качестве «Время реакции» выберите 2 и замените «Начальную скорость» на значение 50. Общий тормозной путь 38,701 м, тормозной путь 10,923 м. Разница между двумя числами дает расстояние реакции: 27,778 м.

В этом случае путь реакции уже превышает общий тормозной путь из 1). Так машина врезается в препятствие на полной скорости!

Фоновые знания и формулы

Ссылка:

• Формулы для скорости, ускорения, времени и расстояния

Общая информация

Общий тормозной путь представляет собой сумму тормозного пути и мыслительного пути. Общее время торможения складывается из времени реакции и времени торможения.

На следующей диаграмме вы можете найти расстояния h и l, необходимые для расчета опрокидывания автомобиля.
 

Рис. 1. Центр тяжести автомобиля

ч:	Расстояние от центра тяжести транспортного средства до поверхности дороги
л:	Расстояние от центра тяжести автомобиля до переднего колеса (= точка опрокидывания)
β:	Угол уклона дороги
Шверпункт:	центр тяжести
Fahrtrichtung:	направление движения

Контрольные значения ускорения или замедления

Пример	Ускорение/торможение в м/с²
автомобиль – среднее ускорение 0–100 км/ч	3
автомобиль – среднее замедление при полном торможении на сухой, чистой, ровной и заасфальтированной дороге	от -7,8 до -11,8
автомобиль – среднее замедление при полном торможении на мокрой, ровной и покрытой грунтом дороге	от -3,9 до -5,9
велосипед – замедление необходимо по закону Австрии	-4*
велосипед – абсолютное торможение для среднего водителя	-5,5
Трамвай Вена (ULF) – стартовое ускорение	1,3
Трамвай Вена (ULF) – рабочее торможение	-1,8
Ускоренное торможение трамваев с магнитным путевым тормозом	-3
ÖBB 4020 (скоростной транзит Вены) – стартовое ускорение	0,7
Siemens Desiro ML, ÖBB 5022 — пусковое ускорение	1,1
ускорение свободного падения	9,81

Источник: Википедия, сайты производителей.

Файлы cookie не содержат текстовых данных, удаляются в Deinem Browser gespeichert werden. Wir verwenden sie zur Benutzerführung, Webanalyse und für Werbezwecke. Außerdem geben wir Informationen zur Verwendung unserer Веб-сайт и независимый партнер для Werbung und Analysen weiter. Durch die weitere Nutzung dieser Website erklärst Du Dich mit der Verwendung von Cookies einverstanden.

Файлы cookie — это небольшие текстовые файлы, которые сохраняются в вашем браузере. Мы используем их для руководства пользователя, веб-анализа и в рекламных целях. Мы также передаем информацию об использовании нашего веб-сайта нашим партнерам для рекламы и анализа. Используя этот веб-сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Wenn Sie unter 16 Jahre alt sind und Ihre Zustimmung zu freiwilligen Diensten geben möchten, müssen Sie Ihre Erziehungsberechtigten um Erlaubnis bitten. Мы используем файлы cookie и другие технологии на веб-сайте. Einige von ihnen sind essenziell, während andere uns helfen, diese Website und Ihre Erfahrung zu verbessern.