Кристи Н.М. Методические рекомендации по производству автотехнической экспертизы - файл n1.doc. Тормозная динамичность автомобиля Задержание транспортного средства

Расчетом движения называют определение основных параметров движения автомобиля и пешехода: скорости, пути, времени и траектории движения.

При расчете равномерного движения автомобиля используют элементарное соотношение

где S а , V а и t à - соответственно: путь, скорость и время движения автомобиля.

Торможение при постоянном коэффициенте сцепления

Если водитель в ходе ДТП тормозил, то начальную скорость автомобиля можно достаточно точно определить по длине следа скольжения (следа хода) шины на дороге, возникающего при полной блокировке колес.

Экспериментальное исследование процесса торможения показывает, что вследствие изменения коэффициента сцепления шин с дорогой и колебаний, вызванных наличием упругих шин и элементов подвески, замедление j в процессе торможения носит сложный характер.

Рис. 5.1. Диаграмма торможения

Для упрощения расчетов полагаем, что за время tн (время нарастания замедления) замедление нарастает по закону прямой (участок АВ), а в течение времени (время tу установившегося замедления) остается постоянным (участок ВС) и по окончании периода полного торможения мгновенно уменьшается до нуля (точка С).

Замедление автомобиля рассчитывают исходя из условий полного использования сцепления всеми шинами автомобиля,

, м/с 2 (5.2)

где g = 9,81 м/с 2 ;

 ч - коэффициент продольного сцепления шин с дорогой, который принимают постоянным.

Так как полное и одновременное использование сцепления всеми шинами автомобиля наблюдается относительно редко, в формулу вводят поправочный коэффициент эффективности торможения Кэ, и формула приобретает следующий вид:

, м/с 2 , (5.3)

Величина К э учитывает соответствие тормозных сил силам сцепления и зависит от условий торможения. Если при торможении были заблокированы все колеса, то К э выбирают в зависимости от  х .

Таблица 5. 1

Значение к при наличии следов юза

Самый распространенный способ определения скорости движения транспортного средства перед началом торможения представлен по формуле, имеющейся во всех литературных источниках,

где: j а - замедление автомобиля, развиваемое при его торможении, зависящее от типа транспортного средства, степени его загрузки, состояния покрытия проезжей части, м/с 2 ;

t н - время нарастания замедления автомобиля при его затормаживании, зависящее также от всех вышеперечисленных факторов, как и замедление, и практически изменяющиеся пропорционально изменению загрузки автомобиля и величине коэффициента сцепления, с;

S - протяженность следа торможения автомобиля, считая до оси задних колес; если след остался от колес обеих осей автомобиля, то из величины следа «юза» вычитается база автомобиля L , м.

Тормозной и остановочный пути автомобиля

Тормозной путь, остановочный путь, след торможения, замедление транспортного средства и т. д. - к значениям этих терминов часто приходится обращаться, чтобы объективно оценить действия водителя в конкретной дорожной ситуации.

Остановочный путь транспортного средства - расстояние, которое преодолевает автомобиль с момента начала реакции водителя на опасность до его полной остановки:

, м (5.5)

Тормозной путь транспортного средства - расстояние, которое преодолевает автомобиль с момента начала нажатия на педаль тормоза до его полной остановки:

, м. (5.6)

Таким образом, остановочный путь автомобиля больше его тормозного пути на величину расстояния, которое преодолевает автомобиль за время реакции водителя t 1 .

Время реакции водителя t 1 . Значение времени реакции водителя (в автотехнической экспертизе) представляет собой промежуток времени с момента появления сигнала опасности в поле зрения водителя до начала воздействия на органы управления транспортного средства (тормозная педаль, рулевое колесо, педаль акселератора).

На время реакции водителя влияют все элементы системы «водитель - автомобиль - дорога - среда» (ВАДС), поэтому целесообразно дифференцировать значения времени реакции в зависимости от типичных дорожно-транспортных ситуаций, характеризующихся определенными сочетаниями взаимосвязанных факторов системы ВАДС. Время реакции колеблется в значительных пределах - от 0,3 до 1,4 и более секунд.

Так, при расчете максимально допустимой скорости по условиям видимости дороги минимальное время простой сенсомоторной реакции следует принимать равным 0,3 с. Такое же время реакции следует принимать при определении минимально допустимой дистанции между попутно движущимися транспортными средствами.

В случае же проявления при движении каких-либо неисправностей транспортного средства, влияющих на безопасность движения, а также при физическом вмешательстве пассажира в процесс управления транспортным средством время реакции водителя можно принять равным 1,2 с.

При дорожно-транспортных происшествиях в темное время суток, когда препятствие было малозаметно, допускается увеличение времени реакции водителя на 0,6 с.

Время запаздывания срабатывания действия тормозного привода t 2 . В течение этого времени выбирается свободный ход педали тормоза и зазоры привода тормозной системы. Величина зависит от типа привода тормозов и его технического состояния.

Гидравлический привод тормозов срабатывает быстрее пневматического. Время запаздывания срабатывания гидравлического при­вода принимается t 2 = 0,2 - 0,4 с . У легковых автомобилей при экстренном торможении t 2 = 0,2 с , а у грузовых t 2 = 0,4 с. Время запаздывания срабатывания неисправного гидравлического привода (при наличии воздуха в системе или неисправности клапанов в главном тормозном цилиндре) увеличивается. Если тормоза срабатывают со второго нажатия на педаль, то оно повышается в среднем до 0,6 с, а при трех нажатиях - до 1,0 с.

Время запаздывания срабатывания пневматического привода тормозов колеблется в пределах t 2 = 0,4-0,6 с , а среднее его значение t 2 = 0,4 с. У автопоездов, имеющих пневматический привод, это время увеличивается: при одном прицепе t 2 = 0,6 с, а при двух - t 2 = до 1 с .

Время нарастания замедления t н. Временем нарастания замедления считается время от начала появления замедления или от момента соприкосновения накладок с тормозными барабанами до начала момента движения транспортного средства с установившимся максимальным замедлением или до момента полного прижатия накладок к тормозным барабанам, а при образовании следов торможения - до начала образования последних на проезжей части.

При экстренном торможении до момента блокировки колес это время практически изменяется пропорционально изменению загрузки автомобиля и величине коэффициента сцепления.

Время нарастания замедления зависит, главным образом, от типа тормозного привода, типа и состояния дорожного покрытия, массы транспортного средства.

Так, если известна начальная скорость автомобиля V a , то скорость V ю , соответствующую началу полного торможения, можно найти, считая, что в течение t у автомобиль движется равномерно замедленно с постоянным замедлением 0,5 j .

, м/с. (5.7)

Техническая возможность предотвращения ДТП

При анализе обстоятельств дорожно-транспортного происшествия после определения величины остановочного пути автомобиля S о необходимо определить:

Удаление автомобиля (S a ) от места наезда в момент, когда возникла опасность для движения;

Время, необходимое на остановку автомобиля, т. е. время на остановочный путь (t o );

Время пешехода (t п ), которое он затрачивает на движение от места возникновения опасности до места наезда;

Время (), в течение которого заторможенный автомобиль перемещался до наезда.

Время движения пешехода к месту соударения определяется:

, с, (5.8)

где: S n - путь пешехода от места возникновения опасной обстановки до места наезда, м ;

V n - скорость движения пешехода, определенная либо по табличным данным, либо экспериментальным путем, км/ч.

Если время движения пешехода к месту соударения меньше или равно суммарному времени реакции водителя и времени срабатывания тормозного привода (t n  t 1 + t 2 + 0,5t н = Т ), то пешеход окажется в полосе движения автомобиля, тогда как торможение еще не наступило. В таком случае технической возможности предотвратить наезд нет, независимо от значения скорости движения транспортного средства.

Если t a > Т, то анализ осуществляют в следующей последовательности:

Определяют расстояние S a между автомобилем и местом наезда в момент возникновения опасности для движения;

Сравнивают расстояние S а с остановочным путем транспортного средства S o .

Если остановочный путь автомобиля (S о ) меньше расстояния (S a ), то следует вывод о технической возможности избежания ДТП, в противном случае таковая у водителя отсутствует.

Для определения расстояния S a ВНИИСЭ рекомендует следующие формулы:

В случае наезда до начала торможения

, м, (5.9)

где L уд - расстояние от места удара автомобиля до его передней части, м;

В случае, если заторможенный автомобиль после наезда продолжал движение до остановки,

, м (5.10)

, м, (5.11)

где - расстояние, которое преодолевает автомобиль после наезда до полной остановки.

1. Евтюков С. А., Васильев Я. В. Расследование и экспертиза дорожно-транспортных происшествий / под общ. ред. С. А. Евтюкова. СПб.: ООО «Издательство ДНК», 2004. 288 с
2. Евтюков С. А., Васильев Я. В. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий: справочник. СПб.: ООО «Издательство ДНК», 2006. 536 с
3. Евтюков С. А., Васильев Я. В. ДТП: Расследование, реконструкция и экспертиза. СПб.: ООО «Издательство ДНК», 2008. 390 с
4. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. М.: Изд-во стандартов, 2001. 27 с
5. Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. М.: Машиностроение, 1986. 240 с
6. Судебная автотехническая экспертиза: пособие для экспертов-автотехников, следователей и судей. Ч. II. Теоретические основы и методика экспериментального исследования при производстве автотехнической экспертизы / под ред. В. А. Иларионова. М.: ВНИИСЭ, 1980. 492 с
7. Пучкин В. А. и др. Оценка дорожной ситуации, предшествовавшей ДТП // Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах: сб. докл. 8-й междунар. конф. СПб., 2008. C. 359-363
8. Об утверждении устава Федерального бюджетного учреждения российского федерального Центра судебной экспертизы при Министерстве юстиции Российской Федерации: Приказ Министерства юстиции Российской Федерации от 03.03.2014 № 49 (в ред. от 21.01.2016 № 10)
9. Надеждин Е. Н., Смирнова Е. Е. Эконометрика: учеб. пособие / под ред. Е. Н. Надеждина. Тула: АНО ВПО «ИЭУ», 2011. 176 с
10. Григорян В. Г. Применение в экспертной практике параметров торможения автотранспортных средств: метод. рекомендации для экспертов. М.: ВНИИСЭ, 1995
11. Постановление Правительства Российской Федерации от 06.10.1994 № 1133 «О судебно-экспертных учреждениях системы Министерства юстиции Российской Федерации»
12. Постановление Правительства Российской Федерации о Федеральной целевой программе «Повышение безопасности дорожного движения в 2013-2020 годах» от 30.10.2012 № 1995-р
13. Никифоров В. В. Логистика. Транспорт и склад в цепи поставок: учеб. пособие. М.: ГроссМедиа, 2008. 192 с
14. Щукин М. М. Сцепные устройства автомобилей и тягачей: Конструкция, теория, расчет. М.; Л.: Машиностроение, 1961. 211 с
15. Пучкин В. А. Основы экспертного анализа дорожно-транспортных происшествий: База данных. Экспертная техника. Методы решений. Ростов н/Д: ИПО ПИ ЮФУ, 2010. 400 с
16. Щербакова О. В. Обоснование математической модели процесса соударения с целью разработки методики повышения оценки точности определения скорости движения автопоезда в начале опрокидывания на криволинейных траекториях // Вестник гражданских инженеров. 2016. № 2 (55). С. 252-259
17. Щербакова О. В. Анализ заключений автотехнических экспертиз по дорожно-транспортным происшествиям // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 2 (49). С. 160-163

Установившееся замедление , м/с 2 , рассчитывают по формуле

. (7.11)

=9,81*0,2=1,962 м/с 2 ;

=9,81*0,4= 3,942 м/с 2 ;

=9,81*0,6=5,886м/с 2 ;

=9,81*0,8=7,848 м/с 2 .

Результаты расчетов по формуле (7.10) сведены в таблицу 7.2

Таблица 7.2 – Зависимость остановочного пути и установившегося замедления от начальной скорости торможения и коэффициента сцепления

	, км/ч

По данным таблицы 7.2 строим зависимость остановочного пути и установившегося замедления от начальной скорости торможения и коэффициента сцепления (рисунок 7.2).

7.9 Построение тормозной диаграммы атс

Тормозной диаграммой (рисунок 7.3)называется зависимость замедления и скорости движения АТС от времени.

7.9.1 Определение скорости и замедления на участке диаграммы, соответствующем времени запаздывания срабатывания привода

Для этого этапа ==const,= 0 м/с 2 .

В эксплуатации начальная скорость торможения = 40 км/ч для всех категорий АТС.

7.9.2 Определение скорости АТС на участке диаграммы, соответствующем времени нарастания замедления

Скорость
, м/с, соответствующую концу времени нарастания замедления, определяют по формуле

=11,11-0,5*9,81*0,7*0,1=10,76 м/с.

Промежуточные значения скорости на данном участке определяют по формуле (7.12), при этом
= 0; коэффициент сцепления для категории М 1
= 0,7.

7.9.3 Определение скорости и замедления на участке диаграммы, соответствующем времени установившегося замедления

Время установившегося замедления
, с, рассчитывают по формуле

, (7.13)

с.

Скорость
, м/с, на участке диаграммы, соответствующем времени установившегося замедления, определяют по формуле

, (7.14)

при
= 0
.

Величину установившегося замедления для рабочей тормозной системы автомобилей категории М 1 принимают
=7,0 м/с 2 .

8 Определение параметров управляемости АТС

Управляемость АТС – это его свойство сохранять в определенной дорожной обстановке заданное направление движения или изменять его в соответствии с воздействием водителя на рулевое управление.

8.1 Определение максимальных углов поворота управляемых колес

8.1.1 Определение максимального угла поворота наружного управляемого колеса

Максимальный угол поворота наружного управляемого колеса

, (8.1)

где R н1 min – радиус поворота наружного колеса.

Радиус поворота наружного колеса принимается равным соответствующему параметру прототипа –R н1 min = 6 м.

,

=25,65.

8.1.2 Определение максимального угла поворота внутреннего управляемого колеса

Максимальный угол поворота внутреннего управляемого колеса можно определить, приняв колею шкворней равной колее колес. Предварительно необходимо определить расстояние от мгновенного центра поворота до наружного заднего колеса.

Расстояние от мгновенного центра поворота до наружного заднего колеса
, м, рассчитывают по формуле

, (8.2)

.

Максимальный угол поворота внутреннего управляемого колеса
, град, можно определить из выражения

, (8.3)

,

=33,34.

8.1.3 Определение среднего максимального угла поворота управляемых колес

Средний максимальный угол поворота управляемых колес
, град, можно определить по формуле

, (8.4)

.

8.2 Определение минимальной ширины проезжей части

Минимальную ширину проезжей части
, м, рассчитывают по формуле

=5,6-(5,05-1,365)=1,915м.

8.3 Определение критической по условиям увода скорости движения

Критическую по условиям увода скорость движения
, м/с, рассчитывают по формуле

, (8.6)

где
,
– коэффициенты сопротивления уводу колес передней и задней оси соответственно, Н/град.

Коэффициент сопротивления уводу одного колеса
, Н/рад, ориентировочно определяют по эмпирической зависимости

где
– внутренний диаметр шины, м;
– ширина профиля шины, м;
– давление воздуха в шине, кПа.

К δ1 =(780(0,33+2*0,175)0,175(0,17+98) *2)/57.32=317,94, Н/град

К δ1 =(780(0,33+2*0,175)0,175(0,2+98)*2)/ 57.32=318,07,Н/град

.

Поворачиваемость проектируемого автомобиля – избыточная.

Для обеспечения безопасности движения должно выполняться условие

>
. (***)

Условие (***) не выполняется, так как при определении коэффициентов сопротивления уводу были учтены только параметры шин. В тоже время при определении критической по уводу скорости необходимо учитывать распределение массы автомобиля, конструкцию подвески и другие факторы.

Тормозная сила. При торможении элементарные силы трения, распределенные по поверхности фрикционных накладок, создают результирующий момент трения, т.е. тормозной момент М тор, направленный в сторону, противоположную вращению колеса. Между колесом и дорогой возникает тормозная сила Р тор .

Максимальная тормозная сила Р тор max равна силе сцепления шины с дорогой. Современные автомобили имеют тормозные механизмы на всех колесах. У двухосного автомобиля (рис. 2.16) максимальная тормозная сила, Н,

Проецируя все силы, действующие на автомобиль при торможении, на плоскость дороги, получим в общем виде уравнение движения автомобиля при торможении на подъеме:

Р тор1 + Р тор2 + Р к1 + Р к2 + Р п + Р в + Р т.д . + Р г – Р и = = Р тор + Р д + Р в + Р т.д . + Р г – Р п = 0,

где Р тор = Р тор1 + Р тор2 ; Р д = Р к1 + Р к2 + Р п – сила сопротивления дороги; Р т.д. – сила трения в двигателе, приведенная к ведущим колесам.

Рассмотрим случай торможения автомобиля только тормозной системой, когда сила Р т.д. = 0.

Учитывая, что скорость автомобиля во время торможения уменьшается, можно считать, что сила Р в ≈ 0. В связи с тем что сила Р г мала по сравнению с силой Р тор ею также можно пренебречь, особенно при экстренном торможении. Принятые допущения позволяют написать уравнение движения автомобиля при торможении в следующем виде:

Р тор + Р д – Р п = 0.

Из этого выражения после преобразования получим уравнение движения автомобиля при торможении на негоризонтальном участке дороги:

φ х + ψ – δ н a з /g = 0,

где φ х – коэффициент продольного сцепления шин с дорогой, ψ – коэффициент сопротивления дороги; δ н – коэффициент учета вращающихся масс на негоризонтальном участке дороги (при накате); a з – ускорение торможения (замедления).

В качестве измерителей тормозной динамичности автомобиля используют замедление а з при торможении и тормозной путь S тор , м. Время t тор, с, используют в качестве вспомогательного измерителя при определении остановочного пути S о.

Замедление при торможении автомобиля. Замедление при торможении определяют по формуле

а з = (Р тор + Р д + Р в + Р г)/(δ вр m ).

Если тормозные силы на всех колесах достигли значения сил сцепления, то, пренебрегая силами Р в и Р г

a з = [(φ х + ψ) / ψ вр ] g .

Коэффициент φ х обычно значительно больше коэффициента ψ, поэтому в случае полного торможения автомобиля величиной ψв выражении можно пренебречь. Тогда

a з = φ х g /δ вр ≈ φ х g .

Если во время торможения коэффициент φ х не изменяется, то замедление а з не зависит от скорости автомобиля.

Время торможения. Остановочное время (общее время торможения) – это время от момента обнаружения водителем опасности до полной остановки автомобиля. Общее время торможения включает в себя несколько отрезков:

1) время реакции водителя t р – время, в течение которого водитель принимает решение о торможении и переносит ногу с педали подачи топлива на педаль рабочей тормозной системы (в зависимости от его индивидуальных особенностей и квалификации составляет 0,4...1,5 с);

2) время срабатывания тормозного привода t пр – время от начала нажатия на тормозную педаль до начала замедления, т.е. время на перемещение всех подвижных деталей тормозного привода (в зависимости от типа тормозного привода и его технического состояния составляет 0,2...0,4 с для гидропривода, 0,6...0,8 с для пневмопривода и 1...2 с для автопоезда с пневмоприводом тормозов);

3) время t у, в течение которого замедление увеличивается от нуля (начало действия тормозного механизма) до максимального значения (зависит от интенсивности торможения, нагрузки на автомобиль, типа и состояния дорожного покрытия и тормозного механизма);

4) время торможения с максимальной интенсивностью t тор. Определяют по формуле t тор = υ/a з max – 0,5t у.

В течение времени t р + t пр автомобиль движется равномерно со скоростью υ, в период t y – замедленно, а в течение времени t тор – замедленно до полной остановки.

Графическое представление о времени торможения, изменении скорости, замедлении и остановке автомобиля дает диаграмма (рис. 2.17, а).

Чтобы определить остановочное время t о , необходимое для остановки автомобиля с момента возникновения опасности, нужно суммировать все названные выше отрезки времени:

t о = t р + t пр + t у + t тор = t р + t пр + 0,5t у + υ/a з max = t сум + υ/a з max ,

где t сум = t р + t пр + 0,5t у.

Если тормозные силы на всех колесах автомобиля одновременно достигают значения сил сцепления, то, принимая коэффициент δ вр = 1, получим

t о = t сум + υ/(φ х g ).

Тормозной путь – это расстояние, которое автомобиль проходит за время торможения t тор с максимальной эффективностью. Этот параметр определяют, используя кривую t тор = f(υ) и считая, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется равнозамедленно. Примерный вид графика зависимости пути S тор от скорости с учетом сил Р к , Р в, Р т и без учета этих сил показан на рис. 2.18, а.

Расстояние, необходимое для остановки автомобиля с момента возникновения опасности (длину так называемого остановочного пути), можно определить, если принять, что замедление изменяется так, как показано на рис. 2.17, а.

Остановочный путь условно можно разделить на несколько отрезков, соответствующих отрезкам времени t р, t пр, t у, t тор:

S о = S р + S пр + S у + S тор.

Путь, пройденный автомобилем за время t р + t пр движения с постоянной скоростью υ, определяют так:

S р + S пр =υ (t р + t пр) .

Принимая, что при уменьшении скорости от υдо υ"автомобиль движется с постоянным замедлением а ср = 0,5 а з m ах, получим путь, пройденный автомобилем за это время:

ΔS у = [υ 2 – (υ") 2 ] / а з m ах.

Тормозной путь при уменьшении скорости от υ"до нуля во время экстренного торможения

S тор = (υ") 2 / (2а з m ах) .

Если тормозные силы на всех колесах автомобиля одновременно достигли значений сил сцепления, то при Р т.д. = Р в = Р г = 0 тормозной путь автомобиля

S тор = υ 2 / (2φ х g ).

Тормозной путь прямо пропорционален квадрату скорости автомобиля в момент начала торможения, поэтому при увеличении начальной скорости тормозной путь возрастает особенно быстро (см. рис. 2.18, а).

Таким образом, остановочный путь можно определить так:

S о = S р + S пр + S у + S тор = υ (t р + t пр) + [υ 2 – (υ") 2 ] / а з m ах + (υ") 2 / (2 а з m ах) =

= υ t сум + υ 2 / (2а з m ах) = υ t сум + υ 2 / (2φ х g ).

Остановочный путь, как и остановочное время, зависит от большого числа факторов, основными из которых являются:

скорость движения автомобиля на момент начала торможения;

квалификация и физическое состояние водителя;

тип и техническое состояние рабочей тормозной системы автомобиля;

состояние дорожного покрытия;

загруженность автомобиля;

состояние шин автомобиля;

способ торможения и т.д.

Показатели интенсивности торможения. Для проверки эффективности действия тормозной системы в качестве показателей используют наибольший допустимый тормозной путь и наименьшее допустимое замедление в соответствии с ГОСТ Р 41.13.96 (для новых автомобилей) и ГОСТ Р 51709–2001 (для автомобилей, находящихся в эксплуатации). Интенсивность торможения легковых автомобилей и автобусов по условиям безопасности движения проверяют без пассажиров.

Наибольший допустимый тормозной путь S тор, м, при движении с начальной скоростью 40 км/ч на горизонтальном участке дороги с ровным, сухим, чистым цементо- или асфальтобетонным покрытием имеет следующие значения:

легковые автомобили и их модификации для перевозки грузов……….14,5

автобусы с полной массой:

до 5 т включительно…………….…………………………18,7

более 5 т…………………………………...………………19,9

грузовые автомобили с полной массой

до 3,5 т включительно…………….………….….………..19

3,5... 12 т включительно………………………………..…18,4

более 12 т………………………………………………..…17,7

автопоезда с автомобилями-тягачами с полной массой:

до 3,5 т включительно…………………….………………22,7

3,5... 12 т включительно……………………………….….22,1

более 12 т……………………………………….…………21,9

Распределение тормозной силы между мостами автомобиля. При торможении автомобиля сила инерции Р и, (см. рис. 2.16), действуя на плече h c , вызывает перераспределение нормальных нагрузок между передними и задними мостами; нагрузка на передние колеса увеличивается, а на задние – уменьшается. Поэтому нормальные реакции R z 1 и R z 2 , действующие соответственно на передние и задние мосты автомобиля во время торможения, значительно отличаются от нагрузок G 1 и G 2 , которые воспринимают мосты в статическом состоянии. Эти изменения оценивают коэффициентами изменения нормальных реакций m р1 , и m р2 , которые для случая торможения автомобиля на горизонтальной дороге определяют по формулам

m р1 = 1 + φ х h c / l 1 ; m р2 = 1 – φ х h c / l 2 .

Следовательно, нормальные реакции дороги

R z 1 = m р1 G 1 ; R z 2 = m р2 G 2 .

Во время торможения автомобиля наибольшие значения коэффициентов изменения реакций находятся в следующих пределах:

m р1 = 1,5...2; m р2 = 0,5...0,7.

Максимальную интенсивность торможения можно обеспечить при условии полного использования сцепления всеми колесами автомобиля. Однако тормозная сила между мостами может распределяться неравномерно. Такую неравномерность характеризует коэффициент распределения тормозной силы между передними и задними мостами:

β о = Р тор1 / Р тор = 1 – Р тор2 / Р тор.

Этот коэффициент зависит от различных факторов, из которых основными являются: распределение веса автомобиля между его осями; интенсивность торможения; коэффициенты изменения реакций; виды колесных тормозных механизмов и их техническое состояние и т.д.

При оптимальном распределении тормозной силы передние и задние колеса автомобиля могут быть доведены до блокировки одновременно. Для этого случая

β о = (l 1 + φ о h c) / L.

Большинство тормозных систем обеспечивает неизменное соотношение между тормозными силами колес переднего и заднего мостов (Р тор1 и Р тор2 ), поэтому суммарная сила Р тор может достигнуть максимального значения только на дороге с оптимальным коэффициентом φ о. На других дорогах полное использование сцепного веса без блокировки хотя бы одного из мостов (переднего или заднего) невозможно. Однако в последнее время появились тормозные системы с регулированием распределения тормозных сил.

Распределение общей тормозной силы между мостами не соответствует нормальным реакциям, изменяющимся во время торможения, поэтому фактическое замедление автомобиля оказывается меньше, а время торможения и тормозной путь больше теоретических значений этих показателей.

Для приближения результатов расчета к экспериментальным данным в формулы вводят коэффициент эффективности торможения К э , который учитывает степень использования теоретически возможной эффективности тормозной системы. В среднем для легковых автомобилей К э = 1,1...1,2; для грузовых автомобилей и автобусов К э = 1,4...1,6. В этом случае расчетные формулы имеют следующий вид:

a з = φ х g / К э;

t о = t сум + К э υ/(φ х g );

S тор = К э υ 2 / (2φ х g );

S о = υ t сум + К э υ 2 / (2φ х g ).

Способы торможения автомобиля. Совместное торможение тормозной системой и двигателем. Такой способ торможения применяют с целью избежать перегрева тормозных механизмов и ускоренного изнашивания шин. Тормозной момент на колесах создается одновременно тормозными механизмами и двигателем. Так как в этом случае нажатию на тормозную педаль предшествует отпускание педали подачи топлива, то угловая скорость коленчатого вала двигателя должна была бы уменьшиться до угловой скорости холостого хода. Однако на самом деле ведущие колеса через трансмиссию принудительно вращают коленчатый вал. В результате появляется дополнительная сила Р тд сопротивления движению, пропорциональная силе трения в двигателе и вызывающая замедление автомобиля.

Инерция маховика противодействует тормозящему действию двигателя. Иногда противодействие маховика оказывается больше тормозящего действия двигателя, вследствие чего интенсивность торможения несколько снижается.

Совместное торможение рабочей тормозной системой и двигателем более эффективно, чем торможение только тормозной системой, если замедление при совместном торможении a зс больше, чем замедление при торможении с отсоединенным двигателем a з, т.е. a зс > a з.

На дорогах с малым коэффициентом сцепления совместное торможение повышает поперечную устойчивость автомобиля по условиям заноса. При торможении в аварийных ситуациях сцепление полезно выключить.

Торможение с периодическим прекращением действия тормозной системы. Заторможенное нескользящее колесо воспринимает большую тормозную силу, чем при движении с частичным проскальзыванием. В случае свободного качения угловая скорость колеса ω к, радиус r к и поступательная скорость υ к движения центра колеса связаны зависимостью υ к = ω к r к . У колеса, движущегося с частичным проскальзыванием (υ* ≠ ω к r к), это равенство не соблюдается. Разность скоростей υ к и υ*определяет скорость скольжения υ ск , т. е. υ ск = υ –ω к r к.

Степень проскальзывания колес определяется как λ = υ ск / υ к . Ведомое колесо нагружено только силами сопротивления движению, поэтому касательная реакция невелика. Приложение к колесу тормозного момента вызывает увеличение касательной реакции, а также увеличение деформации и упругого проскальзывания шины. Коэффициент сцепления шины с дорожной поверхностью повышается пропорционально проскальзыванию и достигает максимума при проскальзывании около 20...25 % (рис. 2.19, а – точка В ).

Рабочий процесс поддержания максимального сцепления шины с дорожным покрытием иллюстрирует график (рис. 2.19, б ). При увеличении тормозного момента (участок ОА) угловая скорость колеса уменьшается. Для того чтобы не дать колесу остановиться (заблокироваться), тормозной момент уменьшают (участок CD). Инерционность механизма регулирования давления в тормозном приводе приводит к тому, что процесс уменьшения давления происходит с некоторым запаздыванием (участок AQ) . На участке ЕF давление на некоторое время стабилизируется. Рост угловой скорости колеса требует нового увеличения тормозного момента (участок GА) до значения, соответствующего 20...25 % величины проскальзывания.

В начале скольжения увеличивается замедление колеса и нарушается линейная пропорциональность зависимости: ω = f(M тор ). Участки DЕ и FG характеризуются инерционностью исполнительных механизмов. Тормозная система, в которой реализуется пульсирующий режим управления давлением в рабочих цилиндрах (камерах), называется антиблокировочной. Глубина модуляции давления в тормозном приводе достигает 30...37 % (рис. 2.19, в).

Колеса автомобиля благодаря циклическому нагружению тормозным моментом катятся с частичным проскальзыванием, приблизительно равным оптимальному, и коэффициент сцепления ос­тается высоким в течение периода торможения. Введение антиблокировочных устройств уменьшает износ шин и позволяет повысить поперечную устойчивость автомобиля. Несмотря на сложность и высокую стоимость, антиблокировочные тормозные системы уже узаконены стандартами многих зарубежных стран, их устанавливают на легковые автомобили среднего и высшего классов, а также на автобусы и грузовые автомобили для междугородных перевозок.

ПРИМЕР №1.

Установить замедление и скорость автомобиля перед началом торможения на сухом асфальтобетонном покрытии, если длина следов торможения всех колес составляет 10 м, время нарастания замедления 0,35 с, установившееся замедление 6,8 м/с 2 , база автомобиля 2,5 м, коэффициент сцепления – 0,7.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации в соответствии с зафиксированным следом скорость автомобиля перед началом торможения составляла примерно 40,7 км/ч:

j = g*φ = 9,81*0,70 = 6,8 м/с 2

В формуле обозначены:

t 3 = 0,35 с -- время нарастания замедления.

j = 6,8 м/с 2 -- установившееся замедление.

Sю = 10 м -- длина зафиксированного следа торможения.

L = 2,5 м -- база автомобиля.

ПРИМЕР №2.

Установить остановочный путь автомобиля ВАЗ-2115 на сухом асфальтобетонном покрытии, если: время реакции водителя 0,8 с; время запаздывания срабатывания тормозного привода 0,1 с; время нарастания замедления 0,35 с; установившееся замедление 6,8 м/с 2 ; скорость движения автомобиля ВАЗ-2115 - 60 км/ч, коэффициент сцепления – 0,7.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации остановочный путь автомобиля ВАЗ-2115 составляет примерно 38 м:

В формуле обозначены:

t 1 = 0,8 с -- время реакции водителя;

t 3 = 0,35 с -- время нарастания замедления;

j = 6,8 м/с 2 -- установившееся замедление;

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобиля ВАЗ-2115.

ПРИМЕР №3.

Определить остановочное время автомобиля ВАЗ-2114 на мокром асфальтобетонном покрытии, если: время реакции водителя 1,2 с; время запаздывания срабатывания тормозного привода 0,1 с; время нарастания замедления 0,25 с; установившееся замедление 4,9 м/с 2 ; скорость движения автомобиля ВАЗ-2114 50 км/ч.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации остановочное время автомобиля ВАЗ-2115 составляет 4,26 с:

В формуле обозначены:

t 1 = 1,2 с -- время реакции водителя.

t 3 = 0,25 с -- время нарастания замедления.

V = 50 км/ч -- скорость движения автомобиля ВАЗ-2114.

j = 4,9 м/с 2 -- замедление автомобиля ВАЗ-2114.

ПРИМЕР №4.

Определить безопасную дистанцию между движущимся впереди со скоростью автомобилем ВАЗ-2106 и автомобилем КАМАЗ, движущимся с той же скоростью. Для расчета принять следующие условия: включение стоп-сигнала от тормозной педали; время реакции водителя при выборе безопасной дистанции – 1,2 с; время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля КамАЗ – 0,2 с; время нарастания замедления автомобиля КамАЗ – 0,6 с; замедление автомобиля КамАЗ – 6,2 м/с 2 ; замедление автомобиля ВАЗ – 6,8 м/с 2 ; время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля ВАЗ – 0,1 с; время нарастания замедления автомобиля ВАЗ – 0,35 с.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации безопасная дистанция между автомобилями составляет 26 м:

В формуле обозначены:

t 1 = 1,2 с -- время реакции водителя при выборе безопасной дистанции.

t 22 = 0,2 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля КамАЗ.

t 32 = 0,6 с -- время нарастания замедления автомобиля КамАЗ.

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобилей.

j 2 = 6,2 м/с 2 -- замедление автомобиля КамАЗ.

j 1 = 6,8 м/с 2 -- замедление автомобиля ВАЗ.

t 21 = 0,1 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля ВАЗ.

t 31 = 0,35 с -- время нарастания замедления автомобиля ВАЗ.

ПРИМЕР №5.

Определить безопасный интервал между движущимися в попутном направлении автомобилями ВАЗ-2115 и КамАЗ. Скорость автомобиля ВАЗ-2115 – 60 км/ч, скорость автомобиля КамАЗ – 90 км/ч.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожной ситуации при попутном движении транспортных средств безопасный боковой интервал составляет 1,5 м:

В формуле обозначены:

V 1 = 60 км/ч - скорость движения автомобиля ВАЗ-2115.

V 2 = 90 км/ч - скорость движения автомобиля КамАЗ.

ПРИМЕР №6.

Определить безопасную скорость автомобиля ВАЗ-2110 по условиям видимости, если видимость в направлении движения составляет 30 метров, время реакции водителя при ориентировании в направлении движения – 1,2 с; время запаздывания срабатывания тормозного привода – 0,1 с; время нарастания замедления – 0,25 с; установившееся замедление – 4,9 м/с 2 .

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации безопасная скорость автомобиля ВАЗ-2110 по условию видимости в направлении движения составляет 41,5 км/ч:

В формулах обозначены:

t 1 = 1,2 с -- время реакции водителя при ориентировании в направлении движения;

t 2 = 0,1 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода;

t 3 = 0,25 с -- время нарастания замедления;

jа = 4,9 м/с 2 -- установившееся замедление;

Sв = 30 м -- расстояние видимости в направлении движения.

ПРИМЕР №7.

Установить критическую скорость движения автомобиля ВАЗ-2110 на повороте по условию поперечного скольжения, если радиус поворота составляет 50 м, коэффициент поперечного сцепления - 0,60; угол поперечного уклона дороги - 10 °

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожной ситуации критическая скорость движения автомобиля ВАЗ-2110 на повороте по условию поперечного скольжения составляет 74,3 км/ч:

В формуле обозначены:

R = 50 м -- радиус поворота.

ф У = 0,60 -- коэффициент поперечного сцепления.

b = 10 ° -- угол поперечного уклона дороги.

ПРИМЕР №8

Определить критическую скорость движения автомобиля ВАЗ-2121 на повороте радиусом 50 м по условию опрокидывания, если высота центра тяжести автомобиля – 0,59 м, колея автомобиля ВАЗ-2121 – 1,43 м, коэффициент поперечного крена подрессоренной массы – 0,85.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожной ситуации критическая скорость движения автомобиля ВАЗ-2121 на повороте по условию опрокидывания составляет 74,6 км/ч:

В формуле обозначены:

R = 50 м -- радиус поворота.

hц = 0,59 м -- высота центра тяжести.

В = 1,43 м -- колея автомобиля ВАЗ-2121.

q = 0,85 -- коэффициент поперечного крена подрессоренной массы.

ПРИМЕР №9

Определить тормозной путь автомобиля ГАЗ-3102 в условиях гололеда при скорости движения 60 км/ч. Загрузка автомобиля 50%, время запаздывания срабатывания тормозного привода – 0,1 с; время нарастания замедления – 0,05 с; коэффициент сцепления – 0,3.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации тормозной путь автомобиля ГАЗ-3102 составляет примерно 50 м:

В формуле обозначены:

t 2 = 0,1 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода;

t 3 = 0,05 с -- время нарастания замедления;

j = 2,9 м/с 2 -- установившееся замедление;

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобиля ГАЗ-3102.

ПРИМЕР №10

Определить время торможения автомобиля ВАЗ-2107 при скорости 60 км/ч. Дорожные и технические условия: укатанный снег, время запаздывания срабатывания тормозного привода – 0,1 с, время нарастания замедления – 0,15 с, коэффициент сцепления – 0,3.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации время торможения автомобиля ВАЗ-2107 составляет 5,92 с:

В формуле обозначены:

t 2 = 0,1 с -- время запаздывания срабатывания тормозного привода.

t 3 = 0,15 с -- время нарастания замедления.

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобиля ВАЗ-2107.

j = 2,9 м/с 2 -- замедление автомобиля ВАЗ-2107.

ПРИМЕР №11

Определить перемещение автомобиля КамАЗ-5410 в заторможенном состоянии при скорости 60 км/ч. Дорожные и технические условия: загрузка – 50%, мокрый асфальтобетон, коэффициент сцепления – 0,5.

РЕШЕНИЕ:

В сложившейся дорожно-транспортной ситуации перемещение автомобиля КамАЗ-5410 в заторможенном состоянии составляет примерно 28 м:

j = g*φ = 9,81*0,50 = 4,9 м/с 2

В формуле обозначены:

j = 4,9 м/с 2 -- установившееся замедление;

V = 60 км/ч -- скорость движения автомобиля КамАЗ-5410.

ПРИМЕР №12

На дороге шириной 4,5 м произошло встречное столкновение двух автомобилей - грузового ЗИЛ130-76 и легкового ГАЗ-3110 "Волга", Как установлено следствием, скорость грузо­вого автомобиля была примерно 15 м/с, легкового - 25 м/с.

При осмотре места ДТП зафиксированы тормозные следы. Задними шинами грузового автомобиля оставлен след юза длиной 16 м, задними шинами легкового автомобиля - 22 м. В результате следственного эксперимента установлено, что в момент, когда каждый из водителей имел техническую возможность обнаружить встречный автомобиль и оценить дорожную обстановку как опасную, расстояние между автомобилями было около 200 м. При этом грузовой автомобиль находился от места столкновения на удалении примерно 80 м, а легковой - 120 м.

Установить наличие технической возможности пред­отвратить столкновение автомобилей у каждого из водителей.

Для исследования приняты:

для автомобиля ЗИЛ-130-76:

для автомобиля ГАЗ-3110:

РЕШЕНИЕ:

1. Остановочный путь автомобилей:

грузового

Легкового

2. Условие возможности предотвращения столкновения присвоевременном реагировании водителей на препятствие:

Проверяем это условие:

Условие выполняется, следовательно, если бы оба водителя правильно оценили создавшуюся дорожную обстановку и одновре­менно приняли правильное решение, то столкновения удалось бы избежать. После остановки автомобилей между ними оставалось бы расстояние S = 200 - 142 = 58 м.

3.Скорость автомобилей в момент начала полного тор­можения:

грузового

легкового

4. Путь, пройденный автомобилями придвижении юзом (пол­номторможении):

грузового

легкового

5. Перемещение автомобилей от места столкновения в затор­моженном состоянии при отсутствии столкновения:

грузового

легкового

6.Условие возможности предотвращения столкновения у водителей автомобилей в создавшейся обстановке: для грузового автомобиля

Условие не выполняется. Следовательно, водитель автомобиля ЗИЛ-130-76 даже при своевременном реагировании на появление автомобиля ГАЗ-3110 не имел технической возможности предот­вратить столкновение.

для легкового автомобиля

Условие выполняется. Следовательно, водитель автомобиля ГАЗ-3110 при своевременном реагировании на появление автомо­биля ЗИЛ-130-76 имел техническую возможность предотвратить столкновение.

Вывод. Оба водителя несвоевременно реагировали на появ­ление опасности и оба затормозили с некоторым опозданием. (S" y д = 80 м > S" o = 49,5 м: S" y д = 120 м > S" o = 92,5 м). Однако только водитель легкового автомобиля ГАЗ-3110 в создавшейся обста­новке располагал возможностью предотвратить столкновение.

ПРИМЕР 13

Автобусом ЛАЗ-697Н, двигавшимся со скоростью 15 м/с, был сбит пешеход, шедший со скоростью 1,5 м/с. Удар пешеходу нанесен передней частью автобуса. Пешеход успел пройти по полосе движения автобуса 1,5 м. Полное перемещение пешехода 7,0 м. Ширина проезжей части в зоне ДТП равна 9,0 м. Определить возможность предотвращения наезда на пешехода путем объезда пешехода или экстренного торможения.

Для исследования приняты:

РЕШЕНИЕ:

Проверим возможность предотвращения наезда на пешехода путем объезда пешехода спереди и сзади, а также экстренного торможения.

1. Минимальный безопасный интервал при объезде пешехода

2. Ширина динамического коридора

3. Коэффициент маневра

4. Условие возможности выполнения маневра с учетом дорож­ной обстановки при объезде пешехода:

сзади

спереди

Объезд пешехода возможен лишь сзади (со стороны спины).

5. Поперечное смещение автобуса, необходимое для объезда пешехода со стороны спины:

6. Фактически необходимое продольное перемещение автобуса для его смещения в сторону на 2,0 м

7. Удаление автомобиля от места наезда на пешехода в момент возникновения опасной ситуации

6. Условие безопасного объезда пешехода:

Условие выполняется, Следовательно, водитель автобуса имел техническую возможность предотвратить наезд на пешехода путем его объезда со стороны спины.

7. Длина остановочного пуши автобуса

Так как S уд =70 м > S o = 37, б м, безопасность перехода пеше­хода можно было также обеспечить путем экстренного тормо­жения автобуса.

Вывод.Водитель автобуса имел техническую возможность предотвратить наезд на пешехода:

а) путем объезда пешехода со стороны спины (при неизменной скорости движения автобуса);

б) путем экстренного торможения с момента начала движения пешехода по проезжей части.

ПРИМЕР 14.

Автомобиль марки ЗИЛ-4331 в результате повреждения шины переднего левого колеса внезапно выехал на левую сторону проезжей части дороги, где произошло ло­бовое столкновение со встречным автомобилем марки ГАЗ-3110. Водители обоих автомобилей во избежание столкновения при­меняли торможение.

На разрешение эксперта поставлен вопрос: имели ли они техническую возможность предотвратить столкновение путем торможения.

Исходные данные:

- проезжая часть - асфальтированная, мокрая, горизон­тального профиля;

- расстояние от места столкновения до начала поворота автомобиля ЗИЛ-164 влево - S = 56 м;

- длина следа торможения от задних колес автомобиля ГАЗ-3110 - = 22,5 м;

- длина следа торможения автомобиля ЗИЛ-4331 до удара - = 10,8 м;

- длина следа торможения автомобиля ЗИЛ-4331 после удара до полной остановки - = 3 м;

- скорость движения автомобиля ЗИЛ-4331 перед проис­шествием –V 2 = 50 км/ч, скорость движения автомобиля ГАЗ-3110 не установлена.

Эксперт принял следующие значения технических величин, необходимых для расчетов:

- замедление автомобилей при экстренном торможении - j = 4м/с 2 ;

- время реакции водителей – t 1 = 0,8 с;

- время запаздывания срабатывания тормозного привода автомобиля ГАЗ-3110 – t 2-1 = 0,1 с, автомобиля ЗИЛ-4331 – t 2-2 = 0,3 с;

- время нарастания замедления автомобиля ГАЗ-3110 - t 3-1 = 0,2 с, автомобиля ЗИЛ-4331 t 3-2 = 0,6 с;

- вес автомобиля ГАЗ-3110 – G 1 = 1,9 т, вес автомобиля ЗИЛ-4331 – G 2 = 8,5 т.