Пример решения задачи на определение силы и времени торможения автомобиля
Известно, что грузовой автомобиль массой пять тысяч килограмм движется по горизонтальному пути со скоростью семьдесят два километра в час (20 метров в секунду).
Необходимо: определить силу и время торможения автомобиля, если тормозной путь составил пять метров.
Дано: m=5000 кг; v=20 м/сек; s=5 м
Найти: F-?; t-?
Исходя из того, что работа силы торможения численно равна изменению кинетической энергии движущегося автомобиля , получаем формулу для определения силы торможения
Подставив в формулу численные значения, рассчитаем силу торможения грузового автомобиля
н
Из формулы , при условии, что vt=0: , где , получаем формулу времени торможения
Время торможения автомобиля
сек
Ответ: сила торможения автомобиля составила двести тысяч ньютон, время торможения равно половине секунды.
Как найти время торможения
Время торможения неразрывно связано с таким понятием, как «тормозной путь», то есть расстоянием, преодолеваемым транспортным средством от момента срабатывания тормозной системы до полной его остановки.
Непосредственно временем торможения считается время с момента обнаружения водителем препятствия и нажатия на тормозную педаль до полной остановки транспортного средства. Оно включает в себя время реакции водителя, время начала действия тормозной системы и время непосредственного торможения. Для его вычисления используйте формулу:t = V02 : aгде V0– начальная скорость в м/сек и а – ускорение.
Время и протяженность тормозного пути зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются скорость, состояние шин, проезжей части, массы транспортного средства и погодных условий. Не меньшее влияние на процесс торможения оказывает эффективность тормозной системы.
Максимальная тормозная сила зависит от нагрузки на колеса и от их сцепления с дорогой. Большей нагрузке соответствует большая тормозная сила. Признаком полностью блокированного колеса является так называемый юз, когда в результате резкого торможения о поверхность сухой дороги трется какой-то один участок шины. В результате этого образуются резиновые катыши, ускоряющие движение колеса, как подшипники. При таком торможении раздается характерный писк, возникают трудности с управлением, и автомобиль начинает уходить в сторону.
Сцепление напрямую зависит также от состояния дороги и изношенности колеса. Так, по сравнению с сухим асфальтом сцепление на мокромснижается в 2 раза, а во время гололеда – в 10 раз. Значительное уменьшение тормозной силы приводит к увеличению тормозного пути и, соответственно, времени до остановки. Как правило, одновременно с началом юза начинается занос задних колес. Исправить данную ситуацию можно с помощью рулевого колеса. Для выравнивания автомобиля отпустите педаль тормоза и выведите машину на чистый участок трассы или в крайнем случае, в сторону от нее. Единственно, что следует усвоить — все это придется проделывать за секунды и даже доли секунд.
completerepair.ru
Время реакции водителя t1 принимается дифференцированно по разработанной ВНИИСЭ схеме в зависимости от общей характеристики дорожно-транспортной ситуации с типичными вариантами [2]. Время 0,6 с применяют в опасной ситуации с весьма большой вероятностью возникновения препятствия и возможностью водителя обнаружить его признаки (варианты: выход пешехода один за другим, начало или изменение траектории движение пешехода, ребенок на проезжей части дороги, выезд ТС с преимущественным правом на движение). Время 0,8 с применяется в подобной ситуации, но когда водитель не может заранее определить место, момент и характер препятствия (выход пешехода для перехода на проезжую часть, в том числе и из-за ТС там, где переход не запрещен, опасность в зоне предупреждающего знака, изменение траектории и торможение движущегося впереди ТС при обгоне и др.). Это значение наиболее часто применяется при расчетах ситуаций в населенных пунктах. Время 1,0 с – ситуация такая же, но не содержит явных признаков вероятности возникновения препятствия (выход пешехода на проезжую часть, где переход не разрешен, из-за транспорта не на крайней полосе, выезд ТС без преимущественного права и выполнение поворота на перекрестке без подачи сигнала поворота). Время 1,2 с рекомендуется брать для ситуаций с наличием объектов опасности, но без признаков возникновения препятствия для движения и когда не требовалось повышенного внимания к ситуации (выход пешехода с обочины вне населенного пункта, выход пешехода на запрещающий сигнал светофора и выезд ТС на такой же сигнал, внезапное изменение направления встречного или попутного ТС вне перекрестка, торможение переднего с замедлением 3-6 м/с2 без стоп-сигналов). Время 1,4 с соответствует ситуации с минимальной вероятностью возникновения препятствия, когда водитель мог перевести внимание на контрольные приборы, для ориентировки на местности (внезапное появление пешехода или ТС на дороге вне населенного пункта, из-за препятствия, торможение впереди идущего ТС с замедлением до 3 м/с В свободных дорожно-транспортных ситуациях, в которых не возникает препятствий, но внезапно отказывают фары или переключается сигнал светофора с желтого на красный – время реакции водителя рекомендуется 0,6 с, а при внезапном открытии капота или при ослеплении светом встречного ТС – 0,8 с. При внезапном отказе органов управления, появлении угрожающей безопасности движения неисправности ТС или при физическом вмешательстве пассажира в управление ТС – время реакции 1,2 с. Для расчета максимально допустимой скорости по условиям видимости дороги в направлении движения, минимально допустимой дистанции и для оценки водителем дорожных условий и обстановки рекомендуется время 0,3 с.
Таблица 1 Зависимость значений времени запаздывания срабатывания тормозной системы t2 и времени нарастания замедления t3ТС, производство которых начато после 01.01.81г., от их нагрузки и коэффициента сцепления шин с дорогой
В ночное время из-за плохой различимости препятствия к указанным значениям времени можно добавить 0,6 с [2]. В правилах ЕЭК ООН №13 и в национальных стандартах регламентируется максимальное время срабатывания тормозной системы, которое, например, по ГОСТ Р 51709-2001 не должны превышать 0,6 с для ТС категории М1 и 0,9 с для ТС категории N3 (грузовые автопоезда). В методических рекомендациях для экспертов [9] отдельно указывается время запаздывания t2для категорий М1 и М2, равное 0,1 с, а для ТС других категорий – 0,2 с. Время нарастания замедления t3 указывается в зависимости от категории ТС, степени загрузки и уровня затормаживания по коэффициенту сцепления (табл. 1). Для трамваев и троллейбусов значения t2 и t3 можно принимать аналогичными таковым для ТС категории N3. При наличии воздуха в гидравлическом приводе и вынужденном повторном нажатии на тормозную педаль по опытным данным ко времени t3 из табл. 1 можно добавить 0,6 с. Время интенсивности торможения t4 на диаграмме (см. рис.4) зависит от исходного уровня начальной скорости и уменьшается с ростом величины тормозного замедления. Общее время торможения находят в виде суммы (t2 + t3 + t4), а общее время остановки с учетом времени реакции водителя, т.е.( t1+ t2 + + t3+ t4). Значения составляющих времени торможения могут определяться для каждого конкретного ТС, участвующего в ДТП. При этом необходима соответствующая аппаратура для измерения и регистрации по времени всего процесса торможения от момента подачи сигнала к торможению и до полной остановки ТС. Необходимы измерения и регистрация усилия на тормозной педали, скорости и замедления ТС. На практике нужную информацию можно получить в дорожных условиях с помощью комплекта «Эффект», а также на стендах по методикам инструментального контроля тормозных свойств ТС в эксплуатации. Но точность измерения и регистрации в настоящее время пока невысокая.
Выбор значения замедления
Выбор значения замедления для расчета является объективно важным этапом, и эксперту приходится его обосновывать в своем заключении. 1. Если торможение производилось или должно было производиться в условиях высокого сцепления (асфальтобетон в сухом состоянии) и не указано технической неисправности рабочей тормозной системы, то величина замедления обычно ограничивается возможностью тормозной системы. Уровень замедления тогда принимается не ниже того, который должен быть у технически исправного автомобиля в условиях эксплуатации. А этот уровень указывался ранее в ГОСТ 25478-91 и на его основе с учетом исследований были подготовлены нормативные значения в качестве рекомендаций для экспертов [9]. В табл. 2 приведены значения замедления по категориям ТС в зависимости от нагрузки и коэффициента сцепления. Можно видеть, что при коэффициентах сцепления j =0,6 и j = 0,7 замедление ТС явно ограничивается возможностями тормозных систем. В появившемся стандарте ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» эти значения без всяких обоснований снижены, особенно для легковых автомобилей (категория М1, 5,8 м/с2), тогда как на дорогах автополигона легковые автомобили с современными шинами с начальной скоростью 80 и даже 100 км/ч развивают замедление не менее 7 м/с2 и даже 10,1 м/с2 (БМВ-525i)! Поэтому экспертам не стоит максимальные значения замедления принимать ниже рекомендаций, приведенных в табл. 2. 2. Если на сухом асфальтобетоне на месте ДТП зафиксированы следы скольжения всех шин легкового автомобиля примерно равной длины, то независимо от нагрузки можно принимать для расчета замедление, полученное по выражению
Jт= j ×g ×cosa ± g×sina,
где a – угол подъема (уклона) дороги; j – коэффициент сцепления; g – ускорение свободного падения (g=9,81 м/с2). По этому же выражению находится замедление при торможении в условиях низкого сцепления, когда тормозные системы ТС могут довести все колеса до блокирования, что и указано в табл. 2. Достоверность такого замедления определяется принятым значением коэффициента сцепления, который зависит от типа и состояния дорожного покрытия, свойств шин по реализации сцепления, нагрузки и скорости движения. Таблица 2 Значения установившегося замедления jТ (м/с2) транспортных средств, производство которых начато после 01.01.81 г., Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: |
zdamsam.ru