Зависимость скорости движения автомобиля от тормозного пути: Скорость автомобиля и безопасность. Часть 1

Скорость автомобиля и безопасность. Часть 1

Эта первая статья из небольшой серии посвященной положительному и отрицательному влиянию скорости на нашу жизнь. Все статьи для сжатия материала будут представлены в виде тезисов.

Серия статей написана на основе Отчета по управлению скоростью от 2006 года составленного по результатам конференции представителей транспортных министерств Европы.

В последующих статьях речь пойдет об окружающей среде, о воздействии на общество в долговременной перспективе, а также о преимуществах, которые предоставляет высокая скорость. Также будут приведены примеры ограничения и принципы назначения скоростных режимов в городах развитых стран.

Но сначала о самом наболевшем – о безопасности. Как известно в России в год гибнет в ДТП 1 человек из 6 000. Разберемся, как скорость влияет на количество ДТП и вероятность смертельного исхода. Основной упор будет сделан на взаимодействие пешехода и автомобиля, как наиболее сильно конкурирующих объектов дорожного движения.

Содержание

Скорость и вероятность ДТП
Скорость и частота ДТП
Влияние неоднородности скорости на ДТП
Влияние скорости на тяжесть ДТП
Влияние скорости на область обзора
Выводы

Скорость и вероятность ДТП

Рассмотрим остановочный путь автомобиля. Длину остановочного пути можно рассчитать, зная время реакции водителя и длину тормозного пути автомобиля после нажатия на тормоз.

Среднее время реакции составляет 1 секунду. При увеличении скорости движения увеличивается и пройденное за 1 секунду расстояние. Расстояние, пройденное с момента нажатия педали до полной остановки, пропорционально квадрату скорости. При увеличении скорости с 50 км/ч до 80 км/ч тормозной путь увеличивается в 2 раза. Соответственно избежать столкновения намного тяжелее.

Необходимо также учитывать, что на сыром асфальте тормозной путь увеличивается на 25%. То есть тормозной путь автомобиля с 60 км/ч на сыром асфальте будет равен тормозному пути на 70 км/ч на сухом асфальте.

При скорости автомобиля 80 км/ч время реакции в пересчете на дистанцию займет 22 метра. Дополнительно на сухом асфальте водителю потребуется минимум 36 метров для полной остановки.

Если ребенок выбежит на дорогу перед водителем на расстоянии 36 метров, то почти наверняка он умрет при начальной скорости автомобиля 70 км/ч, получит увечья при скорости автомобиля 60 км/ч, а при скорости автомобиля 50 км/ч водитель избежит столкновения.

Но если ребенок выбежит на дорогу за 15 метров перед автомобилем, он, скорее всего, получит смертельные травмы, даже если автомобиль двигается со скоростью 50 км/ч.

[box type=»info» style=»rounded»]Рассчитать длину остановочного пути и время торможения, при различных условиях (начальная скорость, время реакции, тип покрытия) можно с помощью калькулятора. На английском языке можно найти упрощенный вариант.[/box]

[box type=»info» style=»rounded»]При нормальных условиях приблизительную длину остановочного пути можно рассчитать по формуле (Скорость [км/ч] разделить на 10 и возвести в квадрат)[/box]

Скорость и частота ДТП

Проектные и функциональные характеристики дорог сильно влияют на зависимость между скоростью и частотой аварий. Влияет, например, наличие и вид пересечений, присутствие пешеходов и велосипедистов.

В более сложных ситуациях риски аварий и влияния скорости больше.

Скоростные магистрали, например, это простые случаи с меньшими рисками аварий. Городские улицы, наоборот, более комплексные с более высокими рисками ДТП.

Основными жертвами ДТП в городских условиях являются пешеходы, велосипедисты, мотоциклисты. Основные факторы, способствующие этому – разница в скорости и в весе.

В южной Австралии проводили сравнение между рисками из-за превышения скорости с рисками из-за содержания алкоголя в крови. Было принято, что при 60 км/ч и 0 промилле относительные риски равны единице.

С 70 км/ч относительные риски начинают резко расти. Это превышение всего на 10 км/ч и соответствует 0. 8 промилле алкоголя в крови при 60 км/ч.

Влияние неоднородности скорости на ДТП

Неоднородность скорости в транспортном потоке приводит к увеличению количества обгонов и, как следствие, более высокому уровню рисков. Высокий разброс скоростей тесно связан с авариями со смертельным исходом на всех дорогах — городских и загородных.

Чаще всего снижение скорости приводит к снижению неоднородности скоростей в потоке.

Частота аварий вырастает на 10-15% при превышении средней скорости на 1 км/ч. При превышении средней скорости потока на 10 и более км/ч количество аварий начинает резко расти для городских дорог. Для загородных дорог рост количества аварий не настолько критичен.
Из графика также видно, что уменьшение скорости отдельного автомобиля относительно средней скорости потока не приводит к увеличению числа аварий.

Влияние скорости на тяжесть ДТП

Даже если превышение скорости не является основной причиной аварии, от скорости в момент столкновения сильно зависит тяжесть последствий ДТП. Приблизительная зависимость количества тяжелых аварий и аварий со смертельным исходом от изменения скорости движения представлена на графике.

Повышение скорости на 10% приводит к увеличению количества всех аварий на 21%, к увеличению количества тяжелых аварий или аварий со смертельным исходом на 33%, к увеличению количества аварий со смертельным исходом на 46%. Снижение скорости на 10% — к уменьшению этих видов аварий на, соответственно, 19%, 27% и 34%.

Ситуация сильно зависит от типа дороги и допустимой скорости на этих дорогах. На графике ниже представлен прирост ДТП при изменении скорости движения на 1 км/ч для различных скоростей движения.

Наиболее серьезное влияние на тяжесть аварии при изменении скорости, как видно из таблицы, приходится на дороги с низкими допустимыми скоростями. Это городские дороги.

Тяжесть последствий сильно зависит от участников дорожного движения. Пешеходы, велосипедисты и мотоциклисты имеют большой риск получения серьезных травм, так как они не защищены. У них нет металлического каркаса, ремней и подушек безопасности.

Вероятность гибели пешехода в ДТП увеличивается с ростом скорости столкновения. Расследования показали, что при столкновении с пешеходом на скорости 30 км/ч 90% пешеходов выживают, в то время как столкновения на скорости 50 км/ч приводят к гибели 80% пешеходов.

Водитель и пассажиры автомобиля при этом практически не страдают.

Влияние скорости на область обзора

При увеличении скорости движения область обзора водителя существенно уменьшается. Это физиологическая особенность организма человека. Таким образом, высокая скорость в городских условиях не дает водителю возможность правильно спрогнозировать ситуацию, потому что он не видит окружающую обстановку.

На скорости 40 км/ч угол обзора водителя составляет 100 градусов. Это позволяет видеть препятствия на дороге, а также оценивать ситуацию справа и слева от дороги. На скорости 130 км/ч угол обзора составляет 30 градусов и менее, что значительно снижает возможность оценки водителем потенциальной опасности.

Выводы

Высокая скорость является причиной трети всех ДТП. Кроме того, высокая скорость отягчает последствия ДТП, произошедших по другим причинам.

Влияние скорости на несчастные случаи особо серьезно в городах, где имеет место взаимодействие нескольких групп участников дорожного движения: автомобили, пешеходы, велосипедисты.

Существует порог скорости автомобиля, выше которого организм пешехода физически не может выжить. При столкновении на скорости 45 км/ч выживает только 50 % пешеходов.

Для снижения травматизма на дорогах необходимо принять меры для соблюдения обоснованного скоростного режима, а также свести к минимуму разброс скорости в потоке.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Тормозной путь автомобиля от скорости и другие факторы (таблица)

Каждый профессиональный и компетентный водитель должен уметь применить навыки торможения и маневрирования в плохих погодных условиях, на скользком дорожном покрытии, и в экстренных дорожных ситуациях.

По правилам дорожного движения водитель должен обеспечить в соответствии со сложившейся дорожной обстановкой необходимое для безопасности снижение скорости автомобиля, вплоть до полной его остановки. Поэтому знание эффективных приемов торможения и умение их применять — это залог уверенности водителя в обеспечении безопасности в экстренных ситуациях на дорогах.

Остановочный путь — это расстояние, которое пройдет автомобиль с момента обнаружения водителем опасности до полной остановки, и состоит из двух частей — времени реакции водителя и тормозного пути (смотрите рисунок ниже).

ОСТАНОВОЧНЫЙ ПУТЬ  =  ВРЕМЯ РЕАКЦИИ  +  ТОРМОЗНОЙ ПУТЬ

Время реакции водителя — это время с момента получения водителем информации до начала ответного действия (управления). Например, в случае внезапного появления того или иного препятствия (опасности) на дороге водителю, для снятия ноги с педали управления дроссельными заслонками и перенесения ее на педаль тормоза требуется примерно 0,25 сек. Общее время реакции, включая время на восприятие сигнала на торможение, может колебаться в пределах 0,45 — 5 сек. — в зависимости от различных факторов.

Тормозной путь автомобиля — это путь, пройденный с начала срабатывания тормозов (торможения) до полной остановки автомобиля.

Для срабатывания тормозов с гидравликой (достижения max давления жидкости в приводе, а затем интенсивное торможение колес) — требуется от 0,1 до 0,2 секунд. За это время автомобиль проходит определенный путь. Размер тормозного пути, который проходит автомобиль, зависит от силы сцепления шин автомобиля с дорожным покрытием и скорости движения. Тормозной путь находится в квадратной зависимости от скорости движения. Так, если скорость автомобиля увеличивается в 3 раза (с 20 до 60 км/ч), то тормозной путь возрастает в 9 раз; если скорость увеличивается, в 5 раз, тормозной путь увеличивается соответственно в 25 раз.

Факторы влияющие на тормозной путь и время реакции водителя:

Факторы влияющие на время реакции водителя	— Погодные условия — Условия видимости (недостаточная видимость, ночь, или яркое солнце) — Состояние водителя (усталость, опьянения) — Индивидуальный опыт водителя
Факторы влияющие на длину тормозного пути	— Исправность тормозной системы (очевидно) — Состояние шин (высота протектора, давление воздуха) — Производитель, марка и вид шин (зима, лето, липучка) — Массы автомобиля (легковой, грузовой, пустой, загруженный) — Наличие ABS и других современных вспомогательных систем — Скорость движения (один из основных факторов)

 

Таблица тормозной путь автомобиля

В таблице приведены примерные средние размеры тормозного пути на горизонтальном участке дороги для легковых автомобилей, для разных дорожных покрытий и их состояния (сухое, мокрое, снег, гололед), при различных скоростях движения от 10 до 120 км/ч.

Тип дорожного покрытия	Состояние покрытия	Скорость движения автомобиля, км/ч
		10	20	30	40	50	60
		Тормозной путь автомобиля, м
Асфальтобетон	Сухое	0.57—0.49	2.25—1.95	5—4.4	9—7.85	14.1—12.3	20.3—17.8
	Мокрое	1.3—0.99	5.25—3.95	11.8—8.9	21—15.7	33—24.5	47.4—35.5
Щебеночное шоссе	Сухое	0.66—0.57	2.7—2.25	5.9—5	10.4—9	16.5—14	23.6—20.3
	Мокрое	1.3—0.99	5.25—3.95	11.8—8.9	21—15.7	33—24.5	47.4—35.5
Каменные торцы	Сухое	0,99—0. 66	3.15—2.7	7.1—5.9	12.5—10.4	19.7—16.5	28.4—23.6
	Мокрое	1.3—1.1	5.25—4.5	11.8—10	21—18	33—28	47.4—40.5
Грунтовзя дорога, глина	Сухое	0.99—0.66	3.15—2.7	7.1—5.9	12.5—10.7	19.7—16.5	28.4—23.6
	Мокрое	1,97—1.3	7.85—3.95	17.6—8.8	31.4—15.7	49.4—24.5	70.6—35.5
Песок	Сухое	1.3—0.99	3.95—3.15	8.9—7.1	15.7—12.5	24.5—19.7	35.5—28.4
	Мокрое	0.99—0,66	3.15—2.17	7,1—5.9	12.5—10.4	19.7—16.5	28.4—23.6
Утрамбованный шлак	Сухое	0.99—0.66	3. 15—2.7	7.1—5.9	12.5—10.4	19.7—16.5	28.4—23.6
Уплотненный снег	—	1.97—1.3	7.85—5.25	17.6—11.8	31.4—21	49.4—33	70.6—47.4
Обледенелая дорога	—	4.9—3.9	19.7—15.7	44—35.4	79—63	123—98	177—142

Тип дорожного покрытия	Состояние покрытия	Скорость движения автомобиля, км/ч
		70	80	90	100	110	120
		Тормозной путь автомобиля, м
Асфальтобетон	Сухое	25.6—24.2	37—31.5	45.7—40	56.3—49.3	63.2—59,9	81.4—71.4
	Мокрое	64.5—48.5	83.8—63	106—80	131. 5—97.5	158.5—118.5	188.5—141.5
Щебеночное шоссе	Сухое	32.2—27.6	42—36	53.3—45.5	65.6—56.4	79.5—67	94.5—81
	Мокрое	64.5—43.5	83.8—63	106—80	131.5—97.5	158.5—118.5	188.5—141.5
Каменные торцы	Сухое	38.6—32.2	50.3—42	64—53.3	78.7—65.6	95—79.5	113—94.5
	Мокрое	64.4—55.2	83.8—71.7	106—91.3	131.5—113	158.5—136	188.5—161,5
Грунтовяя дорога, глина	Сухое	38.6—32.2	50.3—42	64—53.3	78.7—65.6	95—79.5	113—94.5
	Мокрое	97—48.5	125.5—63	159—80	197—97. 5	237—118.5	284—141.5
Песок	Сухое	48.5—38.6	63—50.3	80—64	97.5—78.7	111.5—95	141.5—113
	Мокрое	38.6—32.2	50.3—42	64—53.3	78.7—65 6	95—79.5	113—94.5
Утромбованный шлак	Сухое	38.6—32.2	50.3—42	64—53.3	73.7—65.6	95—79.5	113—94.5
Уплотненный снег	—	97—64,5	125.5—83.8	159—106	197—78.7	237—158.5	284—183.5
Обледенелая дорога	—	240—193	315—252	398—316	494—394	593—475	706—575

На графике ниже показан тормозной путь автомобиля на зимних шинах разных производителей и марок, на мокром и сухом асфальте.

Калькулятор остановочного пути автомобиля • Механика • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Калькулятор определяет остановочный путь автомобиля с момента обнаружения водителем опасности до момента полной остановки автомобиля, а также другие параметры, связанные с этим событием, в частности, время восприятия водителем сигнала о необходимости торможения, время реакции водителя, а также расстояние, которое прошел автомобиль во время этих событий. Калькулятор также определяет начальную скорость (скорость до начала торможения) по известной длине торможения (длины тормозного пути) с учетом дорожных условий. Как и все остальные калькуляторы, этот калькулятор не следует использовать в судебных процессах и при необходимости получения высокой точности.

Пример 1: Рассчитать расстояние, необходимое для остановки автомобиля, движущегося со скоростью 90 км/ч по мокрой горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием (коэффициент трения μ = 0,4) если время восприятия водителя 0,5 с и время реакции водителя 0,7 с.

Пример 2: Рассчитать начальную скорость автомобиля, движущегося по дороге с мокрым асфальтобетонным покрытием (μ = 0.4), если длина тормозного пути равна 100 м. Автомобиль движется на спуске с уклоном 10%.

Калькулятор остановочного пути

Входные данные

Начальная скорость

v₀м/скм/чфут/смиля/ч

Время восприятия опасности водителем

t_hpс

Время реакции водителя

t_hrс

Уклон

σградус%

Движение вверх Движение вниз

Состояние дороги

—Сухой асфальтМокрый асфальтПокрытый снегом асфальтПокрытый льдом асфальт

или Коэффициент трения

μ

Тип привода тормозов

—ПневматическийГидравлический

или Время срабатывания тормозной системы

t_brlс

Выходные данные

Угол крутизны уклона θ= °

Замедление a= м/с²

Время торможения t_br= с

Расстояние, которое проедет автомобиль во время восприятия водителем опасности S_hp= м

Расстояние, которое проедет автомобиль во время реакции водителя на опасность S_hr= м

Расстояние, которое проедет автомобиль за время задержки срабатывания тормоза S_brl= м

Тормозной путь S_br= м

Остановочный путь S_stop= м

Критический угол наклона для заданного коэффициента трения θ_crit= °

Критический уклон для заданного коэффициента трения σ_crit= %

Определения и формулы

Остановочный путь

Остановочный путь — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента, когда водитель видит опасность, оценивает ее, принимает решение остановиться и нажимает на педаль тормоза и до момента полной остановки автомобиля. Это расстояние является суммой нескольких расстояний, которые проходит автомобиль в то время, как водитель принимает решение, срабатывают механизмы тормозной системы и происходит замедление движения до полной остановки.

где s_hr — расстояние, которое проедет автомобиль во время восприятия и оценки водителем ситуации, s_hr — расстояние, которое проедет автомобиль во время во время реакции водителя на ситуацию, s_brl — расстояние, которое проедет автомобиль во время задержки срабатывания тормозов, и s_br — тормозной путь.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время восприятия и оценки водителем ситуации

Расстояние человеческого восприятия ситуации — это расстояние, которое пройдет автомобиль в то время, пока водитель оценивает опасность и принимает решение уменьшить скорость и остановиться. Оно определяется по формуле

где s_hp расстояние человеческого восприятия в метрах, v скорость автомобиля в км/ч, t_hp — время человеческого восприятия в секундах и 1000/3600 — коэффициент преобразования километров в час в метры в секунду (1 километр равен 1000 метров и 1 час равен 3600 секундам).

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время реакции водителя

Расстояние реакции водителя — это расстояние, которое пройдет автомобиль пока водитель выполняет решение остановить автомобиль после оценки опасности и принятия решения об остановке. Оно определяется по формуле

где s_hp — расстояние реакции водителя с метрах, v — скорость автомобиля в км/ч и t_hr — время реакции водителя в секундах.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, зависит от типа тормозной системы, установленной на автомобиле. Почти на всех легковых автомобилях и малотоннажных грузовых автомобилях используются гидравлическая тормозная система. На большинстве большегрузных автомобилей используются тормоза с пневматическим приводом. Задержка срабатывания пневматических тормозов приблизительно равна 0,4 с, а гидравлических (жидкость несжимаема!) 0,1–0,2 с. Общая задержка срабатывания тормозной системы измеряется как время от момента нажатия на педаль тормоза, в течение которого замедление становится устойчивым. Оно состоит из задержки срабатывания тормозной системы и времени установления постоянной величины замедления движения. В тормозной системе с пневматическим приводом воздуху необходимо время, чтобы пройти по тормозным магистралям. С другой стороны, в гидравлическом приводе задержек практически не наблюдается, и он работает в два—пять раз быстрее, чем пневматический.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, определяется по формуле

где s_brl — расстояние в метрах, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, v — скорость движения автомобиля в км/ч, t_brl — время срабатывания тормозной системы в секундах.

Замедление

Для упрощения расчетов предположим, что автомобиль движется с постоянным ускорением или замедлением, которое определяется по известной из курса элементарной физики формуле равноускоренного или равнозамедленного движения

где a — ускорение, v — начальная скорость, v₀ — конечная скорость и t — время.

Тормозной путь автомобиля

Тормозной путь автомобиля — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента полного нажатия на педаль тормоза до момента полной остановки. Это расстояние зависит от скорости автомобиля перед началом торможения и от коэффициента трения между шинами и дорожным покрытием. В этом калькуляторе мы не учитываем другие факторы, влияющие на тормозной путь, например, сопротивление качению шин или лобовое сопротивление воздуха

В результатах исследования¹, в котором коэффициент трения определялся путем измерения замедления, определено, что антиблокировочная тормозная система (АБС) влияла на коэффициент трения таким образом: он увеличивается с увеличением скорости при использовании АБС и уменьшается, если АБС не используется. В этом исследовании также подтверждается, что на коэффициент трения между шинами и дорожным покрытием влияет температура и интенсивность дождя.

Вывод зависимости тормозного пути от скорости и трения с использованием второго закона Ньютона

Коэффициент трения определяется как отношения силы трения к силе нормального давления, прижимающей тело к опоре:

или

где F_fr — сила трения, μ коэффициент трения и F_norm — сила реакции опоры.

Действующая на тело нормальная сила реакции опоры определяется как составляющая силы реакции, перпендикулярная к поверхности опоры тела. В простейшем случае, когда тело находится на плоской горизонтальной поверхности, нормальная сила равна весу этого тела:

где m — масса тела и g — ускорение свободного падения. Эта формула выведена из второго закона Ньютона:

В более сложном случае, если тело расположено на наклонной плоскости, нормальная сила рассчитывается как

где θ — угол наклона между плоскостью поверхности и горизонтальной плоскостью. В этом случае нормальная сила меньше веса тела. Случай наклонной поверхности мы рассмотрим чуть позже.

В случае же горизонтальной поверхности, если коэффициент трения между телом и поверхностью равен μ, то сила трения равна

В соответствии со вторым законом Ньютона, эта сила трения, приложенная к движущемуся телу (автомобилю) приводит к возникновению пропорционального ей замедления:

или

Теперь, в соответствии с уравнением ускоренного (замедленного) движения имеем

Из курса элементарной физики известно, что при равнозамедленном движении с постоянным замедлением, если конечная скорость равна нулю, то тормозной путь определяется уравнением

Это уравнение можно переписать в более удобной форме с использованием преобразования скорости в км/час в м/с:

Подставляя в это уравнение a = μg, получаем формулу тормозного пути:

где скорость v задается в км/час, а ускорение силы тяжести g в м/с².

Решая это уравнение относительно v, получаем:

Аналогичную формулу для определения тормозного пути можно получить с помощью энергетического метода.

Вывод зависимости тормозного пути от скорости и трения с помощью энергетического метода

Теоретическое значение тормозного пути можно найти, если определить работу по рассеиванию кинетической энергии автомобиля. Если автомобиль, движущийся со скоростью v, замедляет движение до полной остановки, работа тормозной системы W_b, требуемая для полного рассеяния кинетической энергии автомобиля E_k, равна этой энергии:

Кинетическая энергия движущегося автомобиля E_k определяется формулой

где m — масса автомобиля и v — скорость движения автомобиля перед началом торможения.

Работа W_b, выполненная тормозной системой, определяется как

где m — масса автомобиля, μ — коэффициент трения между шинами и дорожным покрытием, g — ускорение силы тяжести и s_br — тормозной путь, то есть расстояние, которое прошел автомобиль от начала торможения до полной остановки.

Теперь, с учетом того, что E_k = W_b, имеем:

или

Скорость автомобиля до начала торможения является наиболее важным фактором, влияющим на величину остановочного пути. Другими, менее важными, факторами, влияющими на остановочный путь, являются время оценки водителем ситуации, время реакции водителя, скорость работы тормозной системы автомобиля и состояние дороги.

Время торможения

Из курса элементарной физики известно, что средняя скорость при равноускоренном движении равна полусумме начальной и конечной скорости:

С учетом, что конечная скорость равна нулю, время торможения определяется в калькуляторе как

Движение вверх и вниз по уклону

Силы, действующие на автомобиль на уклоне: F_g — сила тяжести (вес автомобиля), F_gd — скатывающая вниз составляющая веса автомобиля, F_fr — сила трения, действующая параллельно поверхности дорожного полотна с уклоном, F_gn — нормальная составляющая веса автомобиля, направленная перпендикулярно поверхности дороги, и F_nr — сила реакции опоры, равная нормальной составляющей веса автомобиля.

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, замедляющий движение автомобиль может быть представлен в виде тела на поверхности с углом наклона θ (см. рисунок выше). Для простоты мы будем рассматривать только две силы, действующие на автомобиль, находящийся на уклоне. Это вес автомобиля и сила трения. Автомобиль, движущийся с начальной скоростью, замедляет движение, если сила трения, действующая параллельно дорожному полотну, больше, чем скатывающая сила, являющаяся составляющей силы тяжести, которая также параллельна дорожному полотну. Если начальная скорость автомобиля равна нулю, он в этой ситуации остается на месте при условии, что угол уклона меньше критического (об этом — ниже).

В то время, как сила тяжести F_g стремится скатывать автомобиль вниз, сила трения F_fr сопротивляется этому движению. Чтобы автомобиль мог в этой ситуации остановиться, сила трения должна превышать скатывающую составляющую силы тяжести F_gd.

В то же время, если сила трения превышает скатывающую составляющую силы тяжести, автомобиль будет двигаться вниз с постоянным ускорением и его тормозная система будет неспособна его остановить. Это может произойти, если угол наклона (уклон) дорожного полотна слишком велик или коэффициент трения слишком мал (вспомним как ведет себя автомобиль с обычными шинами на уклоне, если он покрыт коркой льда!).

По определению коэффициента трения, можно записать уравнение для силы трения:

или

Скатывающая составляющая силы тяжести:

Результирующая сила F_total, действующая на автомобиль на уклоне:

или

Как мы уже отмечали, сила F_total должна быть направлена вверх, иначе автомобиль при движении вниз остановить невозможно. В соответствии со вторым законом Ньютона, ускорение (точнее, замедление) автомобиля, движущегося под действием силы F_total, определяется как

Подставляя ускорение в выведенную выше формулу тормозного пути, получаем:

Решая это уравнение для v_pre-braking, получим:

Отметим еще раз, что в этих формулах g задается в м/с, v в км/ч и s в метрах. В нашем калькуляторе используются две последние формулы.

Припаркованные и движущиеся по ул. Дивисадеро в Сан-Франциско (Калифорния) автомобили. Уклон дорожного полотна в этом месте равен 31% или 17°.

Уклон

Величина уклона дороги (показателя крутизны склона) равна тангенсу угла плоскости дорожного покрытия к горизонтали. Он рассчитывается как отношение перпендикуляра, опущенного из точки на поверхность (превышения местности) к длине горизонтальной поверхности от начала склона до перпендикуляра (горизонтальному расстоянию). По определению уклона считается, что при движении вверх уклон является положительным, а при движении вниз уклон является отрицательным, когда превышение в действительности является понижением дороги. Уклон дороги σ выражают как угол наклона к горизонтали в градусах или как отношение в процентах. Например, подъёму 15 метров на 100 метров перемещения по горизонтали соответствует уклон, равный 0,15 или 15%. В этом калькуляторе мы используем уклон в процентах, определяемый по формуле

где Δh — превышение местности и d — проекция уклона на горизонталь (см. рисунок выше). Если известен уклон, то угол наклона можно определить по формуле

Критический угол

При увеличении угла наклона дорожного полотна выше определенного значения, называемого критическим углом, движущийся вниз автомобиль затормозить невозможно, так как действующая на него сила трения становится меньше скатывающей силы. Этот критический угол находится из условия

или

или

Из этой формулы можно найти критический угол для данного коэффициента трения, при котором автомобиль не сможет затормозить:

Уклон, выраженный в процентах, определяется по известному углу наклона таким образом:

Пример

В этом примере мы покажем, как использовать формулу для определения тормозного пути. Пусть автомобиль движется с начальной скоростью v_pre-braking = 90 км/ч вниз по уклону σ = 5% по мокрому асфальту (коэффициент трения μ = 0,4). Нужно определить тормозной путь. Для расчетов используем выведенные выше формулы.

Особые случаи

Нажмите на соответствующую ссылку, чтобы посмотреть как работает калькулятор в особых режимах:

Литература

1. Hartman, J 2014, Effects of velocity, temperature And rainfall on the friction coefficient of pneumatic tyres And bitumen roads, Doctor of Philosophy (PhD), Aerospace, Mechanical And Manufacturing Engineering, RMIT University PDF 48 MB
2. Wikibooks. Fundamentals of Transportation

«Законы механического движения в дорожной безопасности»

Интегрированный урок для 9–10 классов по физике

Мотивация и целеполагание

Учитель: Внимательно посмотрите на ряд фотографий (рис. 1) и на основе ассоциаций, которые они вызывают, составьте небольшой рассказ. Предположите завершение рассказа, что может быть на четвёртой фотографии?

Рис. 1.

Учащиеся: Машина движется на большой скорости и приближается к пешеходному переходу, по которому идут пешеходы, машина не успевает затормозить и сбивает пешеходов. Четвёртая фотография может демонстрировать результат ДТП.

Презентация, слайд 1, продолжение.

Рис. 2.

Учитель: Верно (рис. 2). Какую фразу, слово нужно сказать водителю на первой фотографии, чтобы предотвратить такую цепочку событий?

Учащиеся: Притормози! (рис. 3)

Рис.3.

Учитель демонстрирует обучающий видеоролик кампании «Притормози!» с сайта ГИБДД.

Учитель: Целью кампании «Притормози!» является снижение количества погибших в ДТП пешеходов, а также сокращение аварий, произошедших по причине неправильного выбора водителями дистанции движения, скоростного режима, нарушения проезда пешеходных переходов. Все мы являемся участниками дорожного движения. Что должен знать водитель и пешеход?

Учащиеся: Правила дорожного движения.

Учитель: На чём, как вы думаете, основываются многие Правила дорожного движения?

Учащиеся выдвигают предположения, учитель подводит их к идее, что некоторые Правила дорожного движения основываются на законах физики.

Учитель: Какова будет цель нашего урока?

Учащиеся: Убедиться в необходимости соблюдения Правил дорожного движения, опираясь на знания физических основ движения.

Введение новых знаний

Учитель: Какие силы действуют на тело при движении?

Учащиеся: Сила тяги двигателя, сила трения, сила тяжести, сила реакции опоры.

Учитель: Изобразите эти силы на рисунке.

Учащиеся делают рисунок в тетради, для поддержки при затруднениях используется презентация (рис. 4).

Рис. 4.

Учитель: Что необходимо сделать водителю, движущемуся в автомобиле, при возникновении препятствия?

Учащиеся: Затормозить.

Учитель: Что делает водитель при торможении, опишите процесс. (Важно, чтобы учащиеся полностью описали этот процесс, чтобы в дальнейшем ввести понятие остановочного пути.)

Учащиеся: Водителю необходимо, оценив ситуацию, сбросить ногу с педали газа и перенести её на педаль тормоза. При этом сила тяги двигателя отключается, машина движется под действием силы трения.

Учитель: Какие силы действуют на тело при торможении? Нарисуйте эти силы.

Учащиеся: Сила трения, сила тяжести, сила реакции опоры.

Учитель: Как движется тело под действием этих сил?

Учащиеся: Равнозамедленно.

Учитель: Что такое тормозной путь автомобиля? Как рассчитать тормозной путь автомобиля? (Учитель подводит учащихся под вывод формулы, задавая наводящие вопросы. )

Учащиеся: Запишем второй закон Ньютона, спроецируем его на координатные оси. В результате получим формулу α= μg. Используя формулу разности квадратов скоростей, получаем

Риc. 5.

Учитель: Проанализируйте формулу и назовите, от чего зависит тормозной путь автомобиля?

Учащиеся: Только от скорости движения в момент торможения и коэффициента трения.

Учитель: Как изменится тормозной путь автомобиля при увеличении скорости в два раза? Сделайте вывод.

Учащиеся: Увеличится в четыре раза, поэтому чтобы уменьшить тормозной путь, нужно снизить скорость движения.

Учитель: От чего зависит коэффициент трения?

Учащиеся: От природы соприкасающихся тел и качества обработки поверхности.

Рис. 6. Таблица зависимости коэффициента трения от рода соприкасающихся поверхностей

Учитель: Сравните коэффициент трения шин при разных видах поверхностей (рис. 6). Сделайте вывод.

Учащиеся: Коэффициент трения зависит от вида поверхности, и при изменении типа дороги или погодных условий тормозной путь будет разным.

Отработка полученных знаний на практике

Учитель: Обратимся к сайту http://bezdtp.ru/campaigns/pritormozi/calculator.php, на котором представлен калькулятор тормозного пути.

С какой разрешённой скоростью можно двигаться в городе? Выберите расстояние, с которого наш водитель увидит пешеходов на пешеходном переходе и начнёт экстренное торможение.

Учащиеся: Не более 60 км/ч.

Учащиеся предлагают расстояние. На уроке было предложено 50 м.

Учитель: Используя данную программу, рассчитаем тормозной путь автомобиля, движущегося на скорости 60 км/ч при разных погодных условиях, если пешеход был замечен водителем на расстоянии 50 м, и посмотрим результат движения.

Учитель выбирает условия движения: сухой асфальт, мокрая дорога, укатанный снег, обледенелая дорога и демонстрирует результат на экране. (Пример на рис. 7, 8.) Данная программа наглядно показывает учащимся тормозной путь в зависимости: от погодных условий, скорости движения автомобиля, дистанции до препятствия.

Учитель подводит учащихся к тому, что при разных погодных условиях необходимо правильно выбирать скоростной режим. При наличии компьютера на группу или пару учащихся, можно дать
задание по группам: подобрать для каждой дороги максимальную скорость, при которой не будет совершен наезд на пешехода.

Рис. 7. Окно программы «Калькулятор тормозного пути»

Учитель: Какой вывод для себя как будущие водители вы сделали? А что вы как пешеходы должны знать, выходя на пешеходный переход?

Учащиеся: Нужно выбирать скоростной режим в зависимости от погодных условий. Пешеход должен знать, что тормозной путь автомобиля зависит от погодных условий, и учитывать это, быть внимательным, автомобиль не может остановиться сразу. Внимательно смотреть на вывески: «Осторожно, гололёд!», «Скользкая дорога».

Рис. 8. Расчёт тормозного пути

Учитель: Вспомним начало урока. Сразу ли водитель начинает тормозить? Какие действия он выполняет, увидев препятствие?

Учащиеся: Водителю необходимо, оценив ситуацию, сбросить ногу с педали газа и перенести её на педаль тормоза.

Учитель: Требуется ли на это время? Что делает автомобиль, пока водитель готовится к торможению?

Учащиеся: Автомобиль продолжает движение.

Учитель: Верно. Время реакции опытного водителя 0,7–0,8 с, если он готов к торможению, если водитель не готов, невнимателен, то время реакции составляет уже 1,5–1,9 с. Кроме того, автомобиль, как техническое устройство, имеет определённое время срабатывания тормозной системы — от 0,2 до 0,6 с. Что произойдёт с тормозным путем автомобиля, если учитывать все эти факторы?

Учащиеся: Он увеличится.

Учитель вводит понятие остановочного пути (рис. 9).

Рис. 9. Остановочный путь

Учитель: Ещё раз, используя калькулятор тормозного пути, рассчитаем тормозной путь автомобиля, движущегося на скорости 60 км/ч, если пешеход был замечен водителем на расстоянии 50 м. Тормозной путь получился 20 м, водитель не задел пешехода.
А теперь рассчитаем остановочный путь автомобиля.

Из результатов расчёта программы остановочный путь автомобиля на сухом асфальте составил уже 62 м. Что произошло с автомобилем?

Учащиеся: Он въехал на пешеходный переход.

Учитель: Водителей штрафуют за разговоры по мобильному телефону во время движения. Оправданно ли это с точки зрения физики?

Учащиеся: Да, разговаривая, водитель отвлекается, время его реакции увеличивается и остановочный путь увеличивается. Водителю необходимо быть внимательным, не отвлекаться, не разговаривать.

Учитель: А как должны вести себя пассажиры автомобиля?

Учащиеся: Не отвлекать водителя разговорами.

Учитель: Скажите, большая ли разница в скорости 20 км/ч? Вспомните, как ведут себя ваши папы и мамы за рулём. С какой скоростью они едут, если разрешено 60 км/ч? Почему, как вы думаете?

Учащиеся: Многие водители считают разницу в скорости 20 км/ч небольшой. Сейчас штрафуют за превышение скорости только свыше 20 км/ч.

Учитель: А оправданно ли такое превышение с точки зрения физики?

Используя программу, рассчитаем остановочный путь, например при 40 и 60 км/ч, если препятствие находится на расстоянии 60 м.

Запишем данные в тетрадь: S₁=37 м (при 40 км/ч), S₂= 62 м (при 60 км/ч). Сможет ли избежать ДТП второй водитель?

А если машины идут в потоке (рис. 10)? Что нужно соблюдать водителю, кроме скоростного режима? Что должен учитывать пешеход, выбегая на пешеходный переход?

Рис. 10. Изменение тормозного пути в зависимости от скорости при движении в колонне

Учащиеся: Нужно соблюдать дистанцию. Чем выше скорость, тем больше дистанция. Пешеход должен знать, что нельзя перебегать дорогу перед близко идущим транспортом, это может привести к цепному ДТП.

Учитель: Проанализируем ещё раз формулу тормозного пути. Зависит ли тормозной путь от массы автомобиля?

Учащиеся: Нет.

Учитель: А реально зависит?

Учащиеся: Да.

Учитель: А в чём здесь причина? Что в формуле в неявном виде зависит от массы автомобиля?

Учащиеся обычно затрудняются, поэтому учитель подводит к пониманию, что при резком торможении происходит разрушение резины, что приводит к уменьшению коэффициента трения, а степень разрушения зависит от массы автомобиля (рис. 13).

Рис. 11. Зависимость тормозного пути от массы автомобиля

Обобщение и систематизация

Учитель: Обобщим материал урока.

Работа в группах.

Рис. 12.

Задание 1. Сформулируйте.

• Что должен знать и учитывать водитель? К чему может привести «мнимое» понимание своего главенства на дороге водителем? (Группы 1 ,3, 5.)
• Что должен знать и учитывать пешеход? К чему может привести «мнимое» понимание своего главенства на дороге пешеходом? (Группы 2, 4, 6. )

Осуществляется работа в группах, после обсуждения учащиеся выступают с сообщениями.

Задание 2 (творческое). Разным группам (всего 4 группы) предлагается поставить себя на место:

• Пешехода
• Водителя
• Представителя Госавтоинспекции
• Правительства РФ

и разработать меры повышения безопасности на дорогах. Меры записать на листе формата A3 и потом их представить. Результат работы групп оценивает представитель ГИБДД.

Одна из групп должна предложить использование световозвращающих элементов на одежде пешехода, если этого не произошло, то необходимо подвести учащихся под эту мысль.

Рис. 13.

Учитель: Учёными американского Корнельского университета были проведены исследования по зависимости восприятия водителями пешеходов в различной одежде в тёмное время суток. Водитель видит пешеходов в обычной одежде на расстоянии 30 м, а с использованием световозвращателей — за 150 м. Установим судьбу двух пешеходов, которых в черте города видит водитель рядом с пешеходным переходом. Один имеет световозвращатели, второй — в обычной одежде. Остановочные пути для скорости
40 и 60 км/ч были записаны в тетради.

Учащиеся делают выводы.

Далее учитель демонстрирует видеоролик, посвящённый использованию световозвращателей.

Подведение итогов

Учитель: Какая цель была на уроке? Как вы считаете, достигли мы этой цели? Сделайте заключительный вывод на основе данной цели.

В качестве домашнего задания я предлагаю вам посетить официальный сайт ГИБДД http://www.gibdd.ru/

На странице http://www.gibdd.ru/news/federal/648365/ просмотреть вместе со своими родителями видеоролики, в которых на примере научных фактов рассказано, почему
перед пешеходными переходами тормозить необходимо заранее.

Решить задачи:

1. Время реакции водителя на возникшую опасность составляет в среднем 0,8 с. Какой путь пройдёт за это время автобус, если скорость его была 54 км/ч?

2. Пассажир движущегося автобуса отвлёк разговором внимание водителя на 5 с. Почему «Правилами дорожного движения» запрещено это делать? Какой путь пройдёт за это время автобус, если его скорость была 60 км/ч?

3. Успеет ли водитель начать торможение, если на расстоянии 4 м от него на дорогу неожиданно выбежал пешеход? Скорость машины 36 км/ч, время реакции водителя 1 с.

4. Мальчик играл с мячом на тротуаре. Неожиданно мяч выкатился на дорогу. Чтобы поймать мяч и вернуться с ним на тротуар, мальчику необходимо 7 с. Какой путь пройдёт за это время машина, движущаяся со скоростью 60 км/ч? Почему запрещается детям играть на дорогах или около них?

Примечание:

Презентацию и видеоролики, использованные в уроке, вы найдёте на нашем сайте www.dddgazeta.ru в разделе «Банк идей» — «Педагогам и воспитателям».

Автор: учитель физики и информатики Н.В. Фирюлина, МБОУ «Лицей», г. Кирово-Чепецк, Кировская область

Другие статьи по теме: Наглядные пособия / Методика работы

 

Официальный интернет-портал Администрации Томской области — Ошибка

array
(
    'code' => 404
    'type' => 'CHttpException'
    'errorCode' => 0
    'message' => 'Невозможно обработать запрос \"uploads/ckfinder/372/userfiles/files/%d0%a1%d1%86%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d1%80%d0%b8%d0%b9%20%d1%83%d1%80%d0%be%d0%ba%d0%b0%20%d0%91%d0%94%d0%94%20%d1%81%d1%82%d0%b0%d1%80%d1%88%d0%b8%d0%b5%20%d0%ba%d0%bb%d0%b0%d1%81%d1%81%d1%8b.docx\".'
    'file' => '/var/www/production/yii/framework/yiilite.php'
    'line' => 1803
    'trace' => '#0 /var/www/production/yii/framework/yiilite.php(1719): CWebApplication->runController(\'uploads/ckfinde...\')
#1 /var/www/production/yii/framework/yiilite.php(1236): CWebApplication->processRequest()
#2 /var/www/production/public/index.php(72): CApplication->run()
#3 {main}'
    'traces' => array
    (
        0 => array
        (
            'file' => '/var/www/production/yii/framework/yiilite.php'
            'line' => 1719
            'function' => 'runController'
            'class' => 'CWebApplication'
            'type' => '->'
            'args' => array
            (
                0 => 'uploads/ckfinder/372/userfiles/files/%d0%a1%d1%86%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d1%80%d0%b8%d0%b9%20%d1%83%d1%80%d0%be%d0%ba%d0%b0%20%d0%91%d0%94%d0%94%20%d1%81%d1%82%d0%b0%d1%80%d1%88%d0%b8%d0%b5%20%d0%ba%d0%bb%d0%b0%d1%81%d1%81%d1%8b.docx'
            )
        )
        1 => array
        (
            'file' => '/var/www/production/yii/framework/yiilite.php'
            'line' => 1236
            'function' => 'processRequest'
            'class' => 'CWebApplication'
            'type' => '->'
            'args' => array()
        )
        2 => array
        (
            'file' => '/var/www/production/public/index.php'
            'line' => 72
            'function' => 'run'
            'class' => 'CApplication'
            'type' => '->'
            'args' => array()
        )
    )
) Официальный интернет-портал Администрации Томской области — Ошибка | Областной центр дополнительного образования Томской области

404

Просим прощения, ведутся технические работы

/var/www/production/yii/framework/yiilite.php at line 1803

#0 /var/www/production/yii/framework/yiilite.php(1719): CWebApplication->runController('uploads/ckfinde...')
#1 /var/www/production/yii/framework/yiilite.php(1236): CWebApplication->processRequest()
#2 /var/www/production/public/index.php(72): CApplication->run()
#3 {main}

Зависимость тормозного пути от способов торможения

Всем привет! Последнее время я все чаще слышу от разных водителей и инструкторов по контраварийному вождению автомобиля рекомендации хитрых способов воздействия на педаль тормоза, которые, по их мнению, должны сократить тормозной путь при экстренном торможении автомобиля. Например, бытует утверждение, что прерывистое нажатие на педаль тормоза при торможении с АБС на льду позволяет сократить тормозной путь на 30% по сравнению с торможением в пол. Такие лайфхаки слышать все более странно, ведь чем дальше двигается автопром и чем современнее электронные системы активной безопасности, тем меньше вариантов нажатия на педаль тормоза при необходимости экстренной остановки. Спорить и теоретизировать можно долго, поэтому мы с коллегами решили попробовать разные способы торможения, сравнить их друг с другом и снять на видео, чтобы интересующийся читатель мог всё увидеть своими глазами.

Методика измерений

Мы провели сравнительные тесты, не претендующие на точность измерения абсолютной величины тормозного пути, но позволяющие увидеть невооруженным глазом значительную разницу в результатах в зависимости от того или иного способа торможения.

Условия эксперимента

Я хочу продемонстрировать результаты двух экспериментов: на льду и на асфальте.

На льду тормозили на одной и той же машине Mazda RX-8 на шипованных шинах Nokian Hakkapeliitta 7. Повторную серию экспериментов провели на авто Ford Focus III. Покрытие ледяное, слегка присыпанное снегом. Все параметры старались держать неизменными, включая скорость перед началом торможения – 60 км/ч, менялись только способы торможения. За эталон мы приняли тормозной путь при экстренном торможении с АБС и нажатой до отказа педали тормоза, все остальные результаты сравнивали с этим.

На асфальте использовались Mazda RX-8, Volkswagen Touareg и две одинаковые машины ВАЗ 21099.

Единицы измерений

В качестве наглядного ориентира использовались дорожные конусы, расставленные на одной прямой с шагом примерно 10 метров. Начало торможения было всегда в одном и том же месте – у первого конуса, далее засекались точки остановки и сравнивались между собой. Определение тормозного пути в абсолютных единицах (метрах) не проводилось.

На льду сравнивали тормозной путь одной и той же машины при разных способах торможения, на асфальте в некоторых случаях проводили аналогичные сравнения, в некоторых – оценивали разницу в тормозных путях при одновременном торможении двух машин.

Исключение влияния водителя и автомобиля

Кроме того, мы с коллегами менялись водителями, менялись машинами, чтобы понять – все ли объективно, или результаты получились именно такими из-за особенностей водителя или из-за автомобиля. Практика показала, что ни водитель, ни автомобиль, никак не повлияли на результаты (заметные глазу, я имею в виду), поэтому достоверность результатов на видео достаточно высока.

Исключение влияние нестабильности дорожного покрытия

Снежно-ледяное покрытие при постоянном воздействии на него имеет свойство разрушаться, таять, заглаживаться и т.п., что может привести к изменению коэффициента сцепления шин с дорогой. Поэтому, чтобы исключить влияние изменения свойств покрытия на результаты мы замеряли эталонный тормозной путь (при торможении «в пол» с АБС) до и после всех испытаний, чтобы убедиться в их идентичности. Нам повезло: мы получили, что при последнем замере тормозной путь оказался идентичен (на глаз) первоначальному, а значит в процессе всех замеров свойства покрытия изменялись незначительно, и эти изменения не оказали заметного влияния на результаты. Оба замера я продемонстрирую на видео.

Представление результатов

Все результаты были сняты на видео, которые я и хочу вам продемонстрировать. Видео я приведу единичные, хотя реальных измерений было больше – с целью набрать статистику и уменьшить погрешность, и результаты друг от друга практически не отличались.

На самом деле мы с коллегами не увидели ничего нового, поскольку упражнения на отработку экстренного торможения мы регулярно проводим на каждом курсе зимней и летней контраварийной подготовки водителей и все результаты были для нас ожидаемы.

Кроме того, я приведу результаты всех измерений в таблице и сделаю выводы.

Сравнительные тесты способов экстренного торможения на льду

Итак, друзья, видео в студию!

Торможение с АБС «в пол»

Прерывистое торможение с АБС

Торможение на грани срабатывания АБС

Торможение в пол с АБС и маневром (смена полосы движения)

Торможение в пол с АБС на змейке

Торможение без АБС в пол с блокировкой колес- юзом

Прерывистое торможение без АБС

Торможение без АБС на грани блокировки колес

Контрольное торможение с АБС в пол

Кроме того, мы провели отдельное сравнение экстренного торможения при включенной передаче на МКПП и выжатой педали сцепления. На данный момент, эти две видеозаписи недоступны, но, я надеюсь, вы доверяете информации в этом блоге и поверите мне на слово 🙂

Результаты сравнительных измерений тормозного пути при разных способах экстренного торможения на льду

В таблице ниже я привожу результаты от наименьшего тормозного пути к наибольшему. Напомню, начальная скорость автомобиля была во всех замерах 60 км/ч, а эталоном мы считали тормозной путь при торможении с АБС в пол, он составил примерно 12 корпусов легкового автомобиля.

Занятое место	Способ торможения	Отличие от эталонного тормозного пути, в длинах корпуса машины
1	торможение в пол без АБС с блокировкой колес (юзом)	— 1,5 корпуса
2	торможение в пол с АБС	эталон, ~12 корпусов
3	торможение в пол с АБС с маневром	+1 корпус
4	торможение в пол с АБС на змейке	+2 корпуса
5	прерывистое торможение без АБС	+2 корпуса
6	торможение без АБС на грани блокировки колес (threshold braking)	+4 корпуса
7	прерывистое торможение с АБС	+6 корпусов
8	торможение на грани срабатывания АБС	+8 корпусов

Что же касается сравнения тормозных путей при торможении на передаче и с выжатой педалью сцепления, то они оказались одинаковыми.

Экстренное торможение на скользкой дороге. Выводы и рекомендации водителю

Итак, из результатов нашего эксперимента явно следует, что самый короткий тормозной путь водитель получает при торможении в пол, независимо от наличия АБС в автомобиле. Этот же способ нажатия на педаль тормоза является одновременно наиболее естественным для водителя. Поэтому для необходимости экстренной остановки можно рекомендовать водителю тормозить в пол на любой машине.

Все остальные способы торможения неэффективны для экстренной остановки автомобиля, и особенно ярко проигрыш заметен на автомобиле с АБС. И это неудивительно: неужели хитрый русский водитель и правда надеется обмануть инженеров таких компаний как Bosch, Mercedes, BMW, которые вложили не один миллиард долларов в исследования и разработку электронных систем активной безопасности? 🙂

Отдельно отмечу риск заноса при торможении с блокировкой колес на неоднородном покрытии. Для снижения риска заноса как раз подходит прерывистое торможение, но оно, как видно из таблицы, неэффективно в плане быстрой остановки, а также сложно в исполнении при угрозе столкновения в силу особенностей психофизиологии человека. Поэтому водителю придется выбирать: либо тормозить во избежание столкновения – с блокировкой колес и риском заноса, либо тормозить прерывисто – во избежание заноса, но в ситуации без риска столкновения. Одновременно решить обе задачи на автомобиле без АБС большинству водителей не под силу, и это как раз обеспечивает автомобиль с АБС.

Кроме того, водителям с МКПП я бы рекомендовал экстренно тормозить с выжатой педалью сцепления, поскольку на тормозной путь это не влияет и снижает риск заглушить двигатель в момент остановки. Как, собственно, и предлагают сами разработчики АБС – компания Bosch.

Сравнительные тесты способов экстренного торможения на асфальте

Сравнение торможения юзом и прерывистого торможения

Сравнение торможения юзом и на грани блокировки колес

Сравнительное торможение двух автомобилей – с АБС и без АБС

Часто в этом месте возникают возражения вроде того, что это совершенно разные машины с разными шинами, тормозами, а главное – массой. А значит, проводить такое сравнение некорректно. Чтобы доказать корректность такого сравнения мы сравнили также и тормозные пути при включенной АБС на обоих автомобилях и увидели, что машины тормозят одинаково. А значит, имеющиеся конструктивные отличия автомобилей заметного вклада в тормозной путь не вносят. Вот как это выглядело:

Торможение на асфальте без АБС с блокировкой колес – юзом (80 км/ч)

Торможение на асфальте с АБС (80 км/ч)

Видео для скоростей 90 и 100 км/ч я не выкладываю, поскольку они сняты неудобно для визуального анализа, но констатирую, что разница увеличивается при увеличении скорости.

Результаты сравнительных измерений тормозного пути при разных способах экстренного торможения на асфальте

Результаты для 60 км/ч

В таблице ниже я привожу результаты от наименьшего тормозного пути к наибольшему. Эталоном также считали тормозной путь при торможении с АБС в пол, он при 60 км/ч составил примерно 3 корпуса легкового автомобиля.

Занятое место	Способ экстренного торможения, начальная скорость – 60 км/ч, дорожное покрытие – асфальт.	Отличие от эталонного тормозного пути, в длинах корпуса машины
1	торможение без АБС на грани блокировки колес (threshold braking)	-1 м
2	торможение в пол без АБС с блокировкой колес (юзом)	равен эталону, 3 корпуса
3	торможение в пол с АБС	эталон, 3 корпуса
4	ступенчатое торможение без АБС	+1 корпус

Экстренное торможение на асфальте до 60 км/ч. Выводы и рекомендации водителю

Как видно, спортивное «кольцевое» торможение (threshold braking) действительно имеет небольшое преимущество перед остальными способами торможения. Однако оно может быть рекомендовано водителям только для спортивного использования. В экстремальной ситуации на дороге с риском ДТП дозировать усилие на педали тормоза крайне сложно, даже несмотря на хорошую натренированность этого навыка, поэтому наиболее вероятно резкое нажатие на педаль с полной блокировкой колес.

При этом видно, что на 60 км/ч тормозной путь юзом идентичен тормозному пути автомобиля с АБС и лишь на 1 метр уступает тормозному пути на грани блокировки. В связи с этим торможение в пол на автомобилях с АБС можно считать не просто наиболее естественным для водителя, но и достаточно эффективным. По крайней мере, на скоростях до 60 км/ч на сухом горячем асфальте.

Ступенчатый же способ торможения привел к увеличению тормозного пути на 1 корпус и также сложен для исполнения при риске столкновения автомобиля, поэтому не имеет смысла при экстренном торможении. Его можно рекомендовать как превентивное торможение на дорогах с неоднородным покрытием во избежание заноса.

Результаты для 80 км/ч и выше

Далее я сравнил тормозные пути с АБС/без АБС юзом, чтобы понять, будет ли влиять перегрев шин в пятне контакта при торможении с блокировкой колес на более высоких скоростях. Замеры сделал на 80, 90 и 100 км/ч. Шины после этого эксперимента стали, выражаясь языком Алексея Попова – бессменного комментатора Формулы 1, оквадрачены :))), но результат того стоил. Из видео видно, что на 60 км/ч тормозные пути юзом и с АБС равны, а на 80 машина юзом уезжает на 1 корпус дальше. При увеличении скорости эта разница возрастает. В итоге вот что получилось:

Скорость до начала торможения	Величина тормозного пути юзом по сравнению с АБС
60 км/ч	равны
80 км/ч	превышает на 1 корпус
90 км/ч	превышает на 2 корпуса
100 км/ч	превышает на 3 корпуса

Экстренное торможение на асфальте выше 60 км/ч. Выводы и рекомендации водителю

Итак, торможение юзом не уступает торможению в пол на автомобиле с АБС до скорости 60 и, видимо даже, 70 км/ч. Уже на 80 км/ч юз проигрывает торможению с АБС в 1 корпус, и эта разница пропорционально растет при увеличении скорости.

Что можно порекомендовать водителю автомобиля без АБС в случае необходимости экстренной остановки на летнем асфальте? Я вижу два разумных варианта:

• двигаться со скоростями не более 80 км/ч
• двигаться с максимально разрешенными за городом скоростями, но быть предельно бдительным, чтобы не допустить ситуации, требующей экстренного торможения.

Способы экстренного торможения. Выводы

• На автомобиле с АБС, коих сейчас подавляющее большинство, самым и единственно эффективным способом экстренной остановки автомобиля является экстренное торможение «в пол» — с резким и сильным однократным нажатием на педаль тормоза, независимо от скорости и типа дорожного покрытия. Если вас кто-то будет убеждать в большей эффективности иных способов торможения с АБС – выводы делайте сами…
• На автомобилях без АБС в экстремальной ситуации, связанной с угрозой столкновения, также наиболее эффективно торможение в пол – с полной блокировкой всех колес, независимо от типа дорожного покрытия. Такой способ торможения обеспечивает наиболее быструю остановку, однако не дает возможности объезда препятствия во время торможения и создает риск заноса автомобиля в случае неоднородного покрытия. Придется всем этим пожертвовать ради быстрой остановки.
• Исключение составляет торможение юзом на сухом асфальте при летних температурах и скоростях не более 70 км/ч: оно так же эффективно, как торможение в пол с АБС. При более высоких скоростях юз проигрывает из-за перегрева шин в пятне контакта, чего не наблюдается на скользких покрытиях. Однако за неимением альтернативы торможение юзом для большинства водителей остается единственно выполнимым вариантом даже на больших скоростях. Поэтому водителям автомобилей без АБС крайне рекомендуется предотвращать ситуации, требующие экстренного торможения на асфальте с высоких скоростей.
• Прерывистое торможение на автомобилях без АБС пригодно лишь для сохранения курсовой устойчивости автомобиля при торможении на неоднородном или очень скользком покрытии в ситуациях без угрозы ДТП. В качестве средства для быстрой остановки в случае угрозы столкновения прерывистое торможение неэффективно.

Тормозной и остановочный пути автомобиля при скорости движения 90 и 130 км/ч

Главная | Энциклопедия автомобильных знаний

Добро пожаловать на импровизированный тренинг по безопасному вождению от «Toyota Центр Минск Восток» и Центра контраварийной подготовки Сергея Овчинникова.

Сегодня рассмотрим вопрос как отличаются тормозной путь (с момента удара по педали тормоза до момента полной остановки) и остановочный путь (с момента возникновения препятствия, реакции водителя до остановки автомобиля) на скоростях движения 130 и 90 км/ч.

Какова же разница? Рассчитаем для безусловных случаев без привязки к автомобилю, дорожному покрытию, шинам — для одной и той же техники в разных условиях.

Торможение автомобиля — это рассеивание его кинетической энергии, набранной в процессе движения, превращение ее в тепловую энергию (разогрев тормозных колодок, тормозных дисков, шин и дорожного покрытия).

Формула работы сил торможения:

A = F_торм * S_торм = m(V_н)²/2 – m(V_к)²/2,

где A — работа сил торможения; F_торм — сила торможения, S_торм — тормозной путь; V_н — начальная скорость, V_к — конечная скорость, m — масса автомобиля.

Так как мы рассматриваем торможение до полной остановки, то V_к=0 и формула принимает вид:

A = F_торм * S_торм = mV²/2,

где V — начальная скорость движения.

Соответственно тормозной путь можно определить по формуле:

S_торм = mV²/(2*F_торм).

Как мы можем видеть, в числителе скорость движения возводится в квадрат. Мы можем сравнить 2 тормозных пути для одной и той же машины, с одной и той же массой, при одной и той же силе торможения (силе трения). Не будем учитывать аэродинамику автомобиля на разных скоростях и коэффициент трения в колодках и шинах в зависимости от скорости. Разница этих значений настолько мала, что мы можем ими пренебречь.

S₁₃₀/S₉₀ = (V₁₃₀)²/(V₉₀)².

Разница в тормозных путях сводится к квадрату разницы между скоростями.

130 больше 90 примерно в 1,44 раза. Соответственно, 1,44²=2,0736.

Таким образом тормозной путь до полной остановки при скорости движения 130 км/ч более чем в 2 раза больше, чем при движении со скоростью 90 км/ч.

А сколько же это в метрах? За основу возьмем результаты испытаний шин, в соответствии с которыми средний тормозной путь при скорости движения 90 км/ч составляет около 35 метров. Соответственно при 130 км/ч тормозной путь составит около 70 метров. Много это или мало? Попробуйте сделать примерно 100 шагов. Оцените это расстояние на глаз. Вы удивитесь, на сколько большим расстоянием вам покажется 35 метров. Обратите внимание, что это тормозной путь, а не остановочный.

Остановочный путь — это тормозной путь + расстояние, которое проедет автомобиль за некоторое время, которое требуется водителю для распознания ситуации и на принятие решения.

Среднестатистический водитель, который не является спортсменом-автогонщиком, по экспертным оценкам затрачивает на распознание ситуации и принятие решения примерно 1,5 сек. За это время автомобиль при скорости движения 90 км/ч проезжает 37,5 метров, а на скорости 130 км/ч — 54 метра. Таким образом, общий остановочный путь составит 35+37,5=72,5 и (35*2)+54=124 метров при 90 и 130 км/ч соответственно.

Разница впечатляющая! Теперь представьте, что экстренное торможение будет происходить ночью при дальности ближнего света фар 45–60 метров. Ехать ночью даже по идеальной дороге со скоростью 130 км/ч не зная, что ждет впереди, не видя полностью дороги — это более чем опасно. Очень много ДТП происходит именно по причине движения со скоростью, которая не соответствует безопасным условиям движения.

И это еще не все. Все расчеты выше актуальны при правильном выполнении экстренного торможения. Тормозной путь в 35 метров при скорости 90 км/ч получен на полигоне экспертами, которые умеют эффективного и правильно экстренно тормозить. Они при правильной посадке за рулем изо всех сил давят ногой на педаль тормоза, не боясь отдачи механизма ABS, и удерживают нажатой педаль до полной остановки. Практика на полигоне Центра контраварийной подготовки показывает, что единицы из сотни курсантов, не взирая на стаж вождения (водительский опыт), могут выполнить экстренное торможение. Большинство не умеет и не понимает, что это такое, а в автошколах, к сожалению, этому не обучают.

Пожалуйста, учитывайте описанные факты. Это очень важно для вашей жизни и здоровья, для безопасности дорожного движения.

Безопасных вам дорог!

02.05.2020

Дмитрий Перлин, тренер Тойота Центр Минск Восток и Lexus Минск, зам. директора Центра Контраварийной подготовки Сергея Овчинникова.

Как скорость влияет на тормозной путь

На тормозной путь может влиять множество различных факторов. Тормозной путь — это показатель того, как далеко ваш автомобиль проходит за время, необходимое для полной остановки после того, как вы нажмете на тормоз. Ваш тормозной путь будет короче (или лучше), если ваши тормоза и шины в хорошем состоянии. Это означает, что вы должны убедиться, что ваши шины имеют правильный уровень давления воздуха и достаточный протектор.

Независимо от того, насколько красив или ухожен ваш автомобиль, лучшим показателем вашего тормозного пути будет ваша скорость.Посмотрите, как скорость автомобиля изменяет тормозной путь.

Дистанция мышления

Дистанция обдумывания — это время, необходимое вам, чтобы решить нажать на тормоза, а затем фактически нажать на них. Когда вы видите на дороге потенциальную угрозу, знак или систему управления движением, вы не ломаетесь мгновенно. Вам может потребоваться секунда или две, чтобы поставить ногу на педаль тормоза. Время реакции может быть замедлено, если водитель сонный, болен, ослаблен или отвлекается. Каждый раз за рулем убедитесь, что вы трезвы и внимательны, потому что иногда дополнительная секунда может иметь решающее значение.

Тормозной путь

Тормозной путь — это время, за которое ваш автомобиль полностью остановится. после , когда вы нажали на тормоз. Когда вы вдвое увеличиваете скорость вашего автомобиля, ваш тормозной путь увеличивается в четыре раза. Как показано ниже, каждый раз, когда вы удваиваете скорость, вы умножаете свой тормозной путь на четыре. Эта информация будет важна для определения вашего общего тормозного пути. Продолжай читать!

Общий тормозной путь

Уравнение для определения того, как далеко уедет ваша машина с момента появления опасности до момента полной остановки:

[мысленное расстояние] + [тормозной путь] = [общий тормозной путь]

Чем быстрее вы едете, тем больше места вы преодолеете, отреагировав и начав тормозить.Имеет смысл, правда? Ознакомьтесь с приведенными ниже уравнениями общего тормозного пути для транспортных средств, движущихся с различной скоростью.

60 миль / ч: расстояние мышления 60 футов + тормозное расстояние 180 футов = общее расстояние 240 футов

40 миль / ч: расстояние мышления 40 футов + тормозное расстояние 80 футов = общее расстояние 120 футов

20 миль / ч: расстояние мышления 20 футов + тормозное расстояние 20 футов = общее расстояние 40 футов

Хотите узнать больше о том, как быть безопасным водителем?

Расчет тормозного пути — Движение транспортных средств — Edexcel — GCSE Physics (Single Science) Revision — Edexcel

Итак, при фиксированной максимальной тормозной силе тормозной путь пропорционален квадрату скорости.

Пример расчета дистанции мышления

Автомобиль движется со скоростью 12 м / с. Водитель имеет время реакции 0,5 с и видит, что впереди на дорогу выбегает кошка. Какова дистанция мышления, когда водитель реагирует?

расстояние = скорость × время

\ [d = v \ times t \]

\ [d = {12} \\ м / с \ times {0,5} \\ s \]

\ [мышление \\ distance = 6 \ m \]

Пример расчета тормозного пути

Автомобиль в предыдущем примере имеет общую массу 900 кг.{2}} {2,000} \]

\ [braking \ distance = 32 \ m \]

Пример расчета тормозного пути

Каков тормозной путь для автомобиля выше?

тормозной путь = расстояние мысли + тормозной путь

тормозной путь = 6 + 32

тормозной путь = 38 м

Вопрос

Рассчитайте тормозной путь для автомобиля и водителя в приведенном выше примере, когда движется со скоростью 24 м / с.

Показать ответ

\ [мышление \ расстояние = 24 \ м / с \ умножить на 0.{2}} {100} \]

тормозное усилие ~ 87000 Н

ДИСТАНЦИЯ ОСТАНОВКИ АВТОМОБИЛЯ С УЧЕТОМ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ ОТ КОЭФФИЦИЕНТА СЛЕЖЕНИЯ

DER ANHALTEWEG EINES KRAFTFAHRZEUGES BEI BERUECKSICHTIGUNG DER GESCHWINDIGKEITSABHAENGIGKEIT DES KRAFTSCHLUSSBEIWERTES

Показано, что с помощью электронной функции можно аппроксимировать зависимость скорости от коэффициента сцепления для влажных поверхностей. Полученное дифференциальное уравнение для тормозного пути может быть полностью решено, поэтому его очень просто использовать на практике.Расстояние, пройденное транспортным средством в течение порогового периода, зависит от формы кривой увеличения давления. На практике все кривые лежат между кривыми для синусоидальной формы увеличения и для линейного увеличения. Коэффициент скорости h находится между 0,5000 и 0,6370, а коэффициент расстояния k — между 0,1667 и 0,2313. Имея предоставленные данные, можно более точно предсказать тормозной путь транспортного средства, чем раньше. (TRRL)

• Корпоративных авторов:

  Информация Verlag

  Obere Hauptstrasse 13, Postfach 131
  D-7634 Kippenheim, Германия
• Авторов:
• Дата публикации: 1979

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

• Регистрационный номер: 00330702
• Тип записи: Публикация
• Агентство-источник: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Файлы: ITRD, TRIS
• Дата создания: 21 мая 1981 г., 00:00

% PDF-1.7 % 459 0 объект > эндобдж xref 459 128 0000000016 00000 н. 0000003768 00000 н. 0000004004 00000 п. 0000004031 00000 н. 0000004080 00000 н. 0000004116 00000 п. 0000004638 00000 н. 0000004750 00000 н. 0000004944 00000 н. 0000005056 00000 н. 0000005167 00000 н. 0000005278 00000 н. 0000005389 00000 п. 0000005500 00000 н. 0000005611 00000 п. 0000005721 00000 н. 0000005832 00000 н. 0000005943 00000 н. 0000006055 00000 н. 0000006167 00000 н. 0000006279 00000 н. 0000006390 00000 н. 0000006505 00000 н. 0000006619 00000 н. 0000006730 00000 н. 0000006841 00000 н. 0000006954 00000 н. 0000007065 00000 н. 0000007175 00000 н. 0000007284 00000 н. 0000007439 00000 н. 0000007579 00000 п. 0000007737 00000 н. 0000007906 00000 н. 0000008056 00000 н. 0000008136 00000 п. 0000008216 00000 н. 0000008296 00000 н. 0000008375 00000 н. 0000008454 00000 п. 0000008534 00000 н. 0000008613 00000 н. 0000008692 00000 н. 0000008770 00000 н. 0000008849 00000 н. 0000008927 00000 н. 0000009004 00000 н. 0000009084 00000 н. 0000009165 00000 п. 0000009245 00000 н. 0000009325 00000 н. 0000009406 00000 п. 0000009487 00000 н. 0000009760 00000 н. 0000010375 00000 п. 0000016582 00000 п. 0000017120 00000 п. 0000017503 00000 п. 0000017915 00000 п. 0000018018 00000 п. 0000019003 00000 п. 0000019725 00000 п. 0000019893 00000 п. 0000020403 00000 п. 0000026095 00000 п. 0000026515 00000 п. 0000026909 00000 н. 0000027211 00000 п. 0000028020 00000 н. 0000028250 00000 п. 0000029272 00000 н. 0000029418 00000 п. 0000029798 00000 п. 0000032729 00000 п. 0000033029 00000 п. 0000033399 00000 п. 0000033577 00000 п. 0000034557 00000 п. 0000035733 00000 п. 0000036086 00000 п. 0000037211 00000 п. 0000038045 00000 п. 0000042689 00000 п. 0000089945 00000 п. 0000106295 00000 н. 0000106759 00000 н. 0000106956 00000 п. 0000107240 00000 н. 0000107302 00000 н. 0000108528 00000 н. 0000108763 00000 н. 0000109098 00000 н. 0000109194 00000 п. 0000109504 00000 н. 0000109720 00000 н. 0000109776 00000 п. 0000111349 00000 н. 0000111625 00000 н. 0000112163 00000 н. 0000112285 00000 н. 0000135617 00000 н. 0000135656 00000 н. 0000136180 00000 н. 0000136286 00000 н. 0000182176 00000 н. 0000182215 00000 н. 0000182273 00000 н. 0000182510 00000 н. 0000182650 00000 н. 0000182751 00000 н. 0000182871 00000 н. 0000182987 00000 н. 0000183134 00000 н. 0000183279 00000 н. 0000183437 00000 н. 0000183583 00000 н. 0000183689 00000 н. 0000183792 00000 н. 0000183922 00000 н. 0000184048 00000 н. 0000184165 00000 н. 0000184337 00000 н. 0000184453 00000 н. 0000184612 00000 н. 0000184717 00000 н. 0000184839 00000 н. 0000003589 00000 н. 0000002915 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 586 0 объект > поток x | KLa, E4bI,> mk% ML jbJ} @cx

4D 䅛 ‘ch | 3d_

Исправление неправильных представлений студентов о тормозном пути автомобиля и видеоанализа с помощью интерактивной программы отслеживания

Beichner RJ (1996) Влияние анализ движения видео по навыкам интерпретации кинематических графиков.Am J Phys 64 (10): 1272–1277

Статья Google Scholar

Брадач А. и др. (1997) Судебная инженерия, Академическое издательство CERM, s. р. o., Brno, ISBN 80-7204-057-X

Bussei P, Merlino S (2003) Европейский семинар по мультимедиа в преподавании и изучении физики. Новости Europhys 34 (3): 116–117

Google Scholar

Ciubotariu D, Neculaiasa V (2011) Материалы, касающиеся исследования тормозной системы автомобилей.J Eng Stud Res 17 (2): 37–44

Google Scholar

Дудачек Я., Ондруш Я. (2010) Результаты измерений тормозных характеристик легкового автомобиля Citroën C6. Exper Road Traffic Electr Eng Mech Eng Другие области техники 11 (1): 27–30. ISSN 1335-1133. ISSN 0031-921X

Ebersbach M, Van Dooren W., Verschaffel L (2010) Знания об ускоренном движении, измеренные с помощью неявных и явных задач в возрасте от 5 до 16 лет.Int J Sci Math Educ 9 (1): 25–46

Статья Google Scholar

Эчеверрия А., Барриос Э., Нуссбаум М., Аместика М., Леклерк С. (2012) Подход атомарной внутренней интеграции: структурированная методология разработки игр для концептуального понимания физики. Comput Educ 59 (2): 806–816

Статья Google Scholar

Фелдер Р.М., Брент Р. (2003) Обучение на практике.Chem Eng Educ 37 (4): 282–283

Google Scholar

Финкельштейн Н.Д., Адамс В.К., Келлер С.Дж., Коль ПБ, Перкинс К.К., Подолефски Н.С., Рид С., ЛеМастер Р. (2005) Когда изучение реального мира лучше проводить виртуально: исследование замены лабораторного оборудования компьютерным моделированием . Phys Rev Spec Top Phys Educ Res 1 (1): 1–7

Google Scholar

Гэвин К. (2011) Практический пример учебного курса, основанного на проектах, в области гражданского проектирования.Eur J Eng Edu 36 (6): 547–558

Hake RR (1998) Интерактивное взаимодействие в сравнении с традиционными методами: обзор данных испытаний механики для вводных курсов физики с участием шести тысяч студентов. Am J Phys 66 (1): 64–74

Статья Google Scholar

Halloun I, Hestenes D (1985) Начальное состояние знаний студентов-физиков. Am J Phys 53 (11): 1043–1055

Haugland OA (2013) Тормозной путь автомобиля на столе.Phys Teach 51 (5): 268

Статья Google Scholar

Hestenes D, Wells M, Swackhamer G (1992) Инвентаризация концепции силы. Phys Teach 30 (3): 141–158

Статья Google Scholar

Hockicko P (2010) Нетрадиционный подход к изучению науки и технологий. Связь 12 (3): 66–71

Google Scholar

Hockicko P (2012) Привлекательность изучения физики с помощью инструментов видеоанализа и моделирования.В: Материалы 40-й ежегодной конференции SEFI «Инженерное образование 2020: встречать будущее», 2012, Салоники, Греция

Hockicko P (2013) Задачи по физике на основе видеоанализа. Жилинский университет, EDIS, Жилина. http://hockicko.uniza.sk/Priklady/video_tasks.htm

Hockicko P, Krišťák Ľ, Němec M (2014) Развитие концептуального мышления студентов с помощью видеоанализа и интерактивного моделирования в технических университетах.Eur J Eng Educ (в печати). DOI: 10.1080 / 03043797.2014.941337

Hodge H, Hinton HS, Lightner M (2001) Лаборатория виртуальных схем. J Eng Educ 90 (4): 507–511

Статья Google Scholar

Карлубик А. (2010) Видеоизмерения в обучении физике (диссертация). Братислава, стр. 61

Kim Y.-M, Kim Y.-G, Kim S.-W, Park C.-K и Park T.-W (2010) Оценка силы сцепления дискового тормоза в салазках условие контроля.Int J Automot Technol 11 (5): 673–680

Артикул Google Scholar

Кожевников М., Торнтон Р. (2006) Отображение данных в реальном времени, возможность пространственной визуализации и обучение концепциям силы и движения. J Sci Educ Technol 15 (1): 111–132

Статья Google Scholar

Кожевников М., Мотес М.А., Хегарти М. (2007) Пространственная визуализация в решении физических задач.Cogn Sci 31 (4): 549–579

Статья Google Scholar

Krišťák Ľ, Němec M, Danihelová Z (2014) Интерактивный метод преподавания физики в технических университетах. Inf Educ 13 (1): 51–71

Google Scholar

Krupová I (2009) Развитие естественнонаучной грамотности учащихся на первом этапе основной школы методом управляемого открытия. Педагогика LIX-2009 (3): 259–268.ISSN 0031-3815

Лян Л.Л., Фулмер Г.В., Майерих Д.М., Клевенстин Р., Ховански Р. (2012) Эффекты программы учебной программы по физике, основанной на моделях, с первым подходом к физике: причинно-сравнительное исследование. J Sci Educ Technol 21 (1): 114–124

Статья Google Scholar

Любенов Д. (2011) Тормозной путь. Замедление. VBOX 3i. Регистратор данных GPS. В: Материалы III международной научной конференции по проблемам транспорта 2011, Катовице, Польша, 2011, с. 199–205

Markechová D, Stehlíková B, Tirpáková A (2011) Статистические методы и их приложения.Университет Константина Философа в Нитре, стр. 534 (на словацком языке)

Мартин-Блас Т., Серрано-Фернандес А. (2009) Роль новых технологий в процессе обучения: moodle как инструмент обучения физике. Comput Educ 52 (1): 35–44

Статья Google Scholar

Мартин-Блас Т., Зайдель Л., Серрано-Фернандес А. (2010) Диагностика инвентаризации концепции усиления для выявления основных заблуждений в инженерной физике первого года обучения.Eur J Eng Educ 35 (6): 597–606

Статья Google Scholar

Mazur E (1997) Инструктаж коллег. Руководство пользователя. Прентис Холл, Нью-Йорк

Google Scholar

Нагурнас С., Митунявичюс В., Унарски Ю., Вах В. (2007) Оценка достоверности параметров торможения автомобиля, используемых для анализа дорожно-транспортных происшествий. Транспорт 22 (4): 307–311

Google Scholar

Наир С.С., Патил А., Мертова П. (2011) Повышение качества инженерного образования за счет обратной связи со студентами.Eur J Eng Educ 36 (1): 3–12

Статья Google Scholar

Oliveira PC, Oliveira CG (2013) Использование концептуальных вопросов для повышения мотивации и обучения на лекциях по физике. Eur J Eng Educ 38 (4): 417–424

Статья Google Scholar

Olson PL, Cleveland DE, Fancher PS, Schneider LW (1984) Параметры, влияющие на расстояние остановки прицела. Научно-исследовательский институт транспорта Мичиганского университета

Planinic M, Milin-Sipus Z, Katic H, Susac A, Ivanjek L (2012) Сравнение понимания студентами наклона линейного графика в физике и математике.Int J Sci Math Educ 10 (6): 1393–1414

Статья Google Scholar

Pugi L, Malvezzi M, Papini S, Vettori G (2013) Разработка и предварительная проверка инструмента для моделирования характеристик торможения поездов. J Mod Transport 21 (4): 247–257

Артикул Google Scholar

Рыжий Е.Ф. (2003) Преподавание физики. Уайли, Нью-Йорк

Google Scholar

Риевай В., Врабель Й. Худак А. (2013) Влияние давления в шинах на тормозной путь транспортного средства.Int J Traffic Transport Eng 2 (2): 9–13. ISSN 2325-0062

Rutten N, van Joolingen WR, van der Veen JT (2012) Эффекты обучения компьютерным моделированием в естественнонаучном образовании. Comput Educ 58 (1): 136–153

Статья Google Scholar

Сахин М. (2010) Влияние проблемного обучения на эпистемологические представления студентов университетов о физике и изучении физики и концептуальное понимание ньютоновской механики.J Sci Educ Technol 19 (3): 266–275

Статья Google Scholar

Schmidt B (2011) Обучение инженерной динамике с использованием взаимных инструкций, поддерживаемых системой ответов аудитории. Eur J Eng Educ 36 (5): 413–423

Статья Google Scholar

Snedecor GW, Cochran WG (1989) Статистические методы, 8-е изд. Ames, Iowa State University Press

Sokoloff DR, Thorton RK (1997) Использование интерактивных демонстраций лекций для создания активной среды обучения.Phys Teach 35 (6): 340–347

Статья Google Scholar

Тейлор Дж. Р. (1997) Введение в анализ ошибок. University Science Books, Саусалито

Google Scholar

Трекер (программа). http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker

Визнер Т.Ф., Лан В. (2004) Сравнение обучения студентов в физических экспериментах и ​​экспериментах с моделированием единичных операций.J Eng Educ 93 (3): 195–204

Статья Google Scholar

Wu Z, Liu Y, Pan G (2009) Умная модель управления автомобилем, обеспечивающая комфорт при торможении на основе следования за автомобилем. IEEE Transp Intell Trans Syst 10 (1): 42–46

Статья Google Scholar

Влияние веса груза и его положения на характеристики торможения легких коммерческих автомобилей

Влияние веса груза, загруженного на транспортное средство, и общей полной массы транспортного средства на характеристики торможения часто исследуют с дороги. причина безопасности.Однако недостаточно знаний о влиянии веса и распределения нагрузки на грузовую площадку небольших грузовиков или фургонов на их тормозные характеристики. В статье представлены результаты измерений тормозных замедлений фургона категории N1 и характеристики торможения автомобиля с разной массой груза с разным расположением груза на погрузочной площадке. Было исследовано влияние продольного положения груза на погрузочной площадке на нагрузку на отдельные оси и, следовательно, на замедление при торможении транспортного средства.Также было определено влияние высоты центра тяжести на динамическую нагрузку на ось при торможении. Использовался метод прямого измерения замедления автомобиля с помощью децелерометра. Рассчитано влияние веса и положения груза на динамическую осевую нагрузку при торможении в зависимости от замедления автомобиля.

Ссылки

[1] Ю З, Ван Дж. Одновременная оценка центра тяжести транспортного средства и инерционных параметров на основе геометрии рулевого управления Аккермана.Журнал динамических систем, измерения и управления. 2017; 139 (3). Поиск в Google Scholar

[2] Моралес Дж., Мартинес Дж., Мандоу А., Серон Дж., Гарсия-Сересо А. Статический анализ устойчивости при опрокидывании роботизированного транспортного средства с одноосным прицепом на склонах на основе измененных опорных многоугольников. Транзакции IEEE / ASME по мехатронике. 2013; 18 (2): 697-705. Искать в Google Scholar

[3] Врабель Дж., Ягельчак Дж., Замечник Дж., Кабан Дж. Влияние экстренного торможения на изменения осевой нагрузки транспортных средств, транспортирующих твердые насыпные грунты.Разработка процедур. 2017; 187: 89-99. Искать в Google Scholar

[4] Марчук А., Кабан Дж., Савиных П., Турубанов Н., Зырянов Д. Ремонтные исследования горизонтального ленточного смесителя. Eksploatacja i Niezawodnosc — Техническое обслуживание и надежность. 2016; 19 (1): 121-125. Поиск в Google Scholar

[5] Дэн З. Онлайн-оценка высоты центра тяжести транспортного средства на основе фильтра Калмана без запаха. 4-я Международная конференция по транспортной информации и безопасности. 2017. Искать в Google Scholar

[6] Stopka O, Kampf R.Определение наиболее подходящей схемы размещения грузовых единиц в морском порту. Транспорт. 2016; 33 (1): 280-290. Поиск в Google Scholar

[7] Козиол М., Фиглус Т. Прогресс разрушения трехмерного армированного стеклопластикового ламината во время статического изгиба, оцененный с помощью анализа акустической эмиссии и вибраций. Материалы. 2015; 8 (12): 8751-8767. Искать в Google Scholar

[8] Шри Рам С., Раджа П., Сридаран К. Оптимизация устойчивости при опрокидывании трехколесного транспортного средства.Достижения в производстве. 2017; 5 (3): 279-288. Искать в Google Scholar

[9] Куликовский К., Камински З. Методы улучшения динамических свойств пневматических тормозных систем низкоскоростных сельскохозяйственных прицепов. Архив автомобильной техники — Archiwum Motoryzacji. 2019; 84 (2): 5-22. DOI: 10.14669 / AM.VOL84.ART1. Искать в Google Scholar

[10] Фундович П. Об оценке высоты 90 центра тяжести автомобиля типа фургон. Материалы 20-й международной научной конференции «Транспортные средства 2016».2016. с. 203 — 206. Искать в Google Scholar

[11] Ноговчик П., Палка А., Щенсняк Г. Влияние массовых параметров кузова на активную безопасность пожарной машины при выборе шасси. Архив автомобильной техники — Archiwum Motoryzacji. 2018; 82 (4): 87-98. DOI: 10.14669 / AM.VOL82.ART7. Искать в Google Scholar

[12] Зитрицки В. Возможности развития железнодорожных подъездных путей в Словацкой Республике. Материалы международной конференции по дорожному и транспортному машиностроению.2016. с. 454 — 461. Поиск в Google Scholar

[13] Чен М., Инь Г, Чжан Н. Совместная оценка положения и массы центра тяжести для переднего и заднего электромобилей с независимым приводом с полезной нагрузкой в ​​начальной стадии. Материалы 35-й Китайской контрольной конференции. 2016. с. 1932 — 1937. Поиск в Google Scholar

[14] Сташак Дж., Людвинек К., Гавенк З., Куркевич Дж., Бекер Т., Яськевич М. Использование синхронных двигателей с постоянными магнитами в промышленных роботах. Международная конференция по информационным и цифровым технологиям.2015. стр. 342-347. Искать в Google Scholar

[15] Фиглус, Т., Лискак, ​​С., Оценка уровня виброактивности двигателей SI в стационарных и нестационарных условиях эксплуатации, Journal of Vibroengineering, vol. 16 (3), май 2014 г., стр. 1349–1359. Искать в Google Scholar

[16] Скрукани, Т., Врабель, Дж., Кендра, М. и Казимир, П., Влияние распределения груза на платформу транспортного средства на тормозной путь при грузовом автомобильном транспорте, in proc. Matec Web of Conferences, 18-я Международная научная конференция — LOGI 2017, том: 134, DOI: 10.1051 / matecconf / 201713400054. Искать в Google Scholar

[17] Мокричкова Л. и Риевай В. Положение центра тяжести и управляемость транспортного средства, Logi: научный журнал по транспорту и логистике. v. 7, 2016, pp. 108-115. Поиск в Google Scholar

[18] Хак, А., Фулк, Д. и Чен, Х., Соображения устойчивости и контроля комбинации автомобиль-прицеп, Международный журнал легковых автомобилей SAE — Электронные и электрические системы, том 1, 2009 г. , стр: 925 — 937.Поиск в Google Scholar

[19] Морено Г., Маненти В. и Николаззи Л. и др., Опрокидывание длинномерных автопоездов: влияние избыточного веса, Механизмы и машиноведение, Том 54, 2017, стр: 497 — 505. Поиск в Google Scholar

[20] Морено, Г., Николацци, Л., Виейра Р. и др., Трехмерный анализ риска опрокидывания тяжелых транспортных средств с использованием метода Дэвиса в proc. 14-й Всемирный конгресс Международной федерации содействия развитию механизмов и машиноведения, 2015 г., DOI: 10.6567 / IFToMM.14TH.WC.PS4.006. Искать в Google Scholar

[21] Jagelčák, J., Kubasáková, I. Распределение нагрузки в морском контейнере общего назначения и анализ распределения нагрузки на расширяемом полуприцепе-контейнеровозе, перевозящем различные типы контейнеров. В: Nase more, Vol. 61 (5-6), 2014, с. 106-116, 2014, ISSN 0469-6255. Искать в Google Scholar

[22] Сводный ТЕКСТ: 31996L0053 —EN — 26.05.2015 [Интернет]. Eur-lex.europa.eu. 2020 [цитировано 12 февраля 2020 года].Доступно по адресу: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:01996L0053-20150526&from=SK Искать в Google Scholar

[23] Caban, J. et al. . Исследование старения тормозных жидкостей на основе гликоля эксплуатируемых транспортных средств. В: Advacnec in Science and Technology — Research Journal. Том: 10, стр: 9 — 16, 2016 DOI: 10.12913 / 22998624/65113. Искать в Google Scholar

[24] Гиган Л. Усовершенствование конструкции тормозного диска для тяжелых транспортных средств путем параметрической оценки. В кн .: Известия института инженеров-механиков часть D — журнал автомобильной инженерии.Том: 231, стр: 1989 — 2004, 2017, DOI: 10.1177 / 0954407016688421. Искать в Google Scholar

[25] Гуней, Б., Мутлу, И., Гайретли, А. Исследование тормозных характеристик тормозных дисков с покрытием NiCrBSi методом пламенного напыления. В: Журнал Балканской трибологической ассоциации, том: 22, 2016, стр: 887 — 903. Поиск в Google Scholar

[26] Хаугланд, О. Тормозной путь автомобиля на столе. В: Учитель физики, Том 51, 2013, стр: 268 — 268. Искать в Google Scholar

[27] Ондруш, Дж., Хокицко П. Измерение замедления торможения с использованием видеоанализа движений с помощью Sw трекера. In: Transport and Telecommunication, Vol: 16, 2015 pp: 127 — 137. Искать в Google Scholar

[28] Jammes, Y. et al. На экстренное торможение влияет использование круиз-контроля. В: Предупреждение дорожно-транспортного травматизма, Том 18, стр: 636 — 641, 2017, DOI: 10.1080 / 15389588.2016.1274978. Искать в Google Scholar

[29] Vrábel, J. et al. Влияние экстренного торможения на изменение осевой нагрузки автомобилей, перевозящих твердые насыпные субстраты.В: Transbaltica 2017: Транспорт и технологии, Vol: 187, pp: 89-99, 2017, DOI: 10.1016 / j.proeng.2017.04.354. Искать в Google Scholar

[30] Lagel, M. et al. Автомобильные тормозные колодки сделаны с матрицей из биорезита. В: Промышленные культуры и продукты, Том: 85, стр: 372 — 381, 2016, DOI: 10.1016 / j.indcrop.2015.12.090. Искать в Google Scholar

[31] Lazeet, D. et al. Анализ тормозной системы грузовика с точки зрения конструкции и эксплуатации. В: Серия Acta technica napocensis — прикладная математика, механика и инженерия, Том 59, 2016, стр: 209 — 218.Искать в Google Scholar

[32] Li, E. et al. Влияние начальной скорости торможения и пассажировместимости на среднее полное замедление. В кн .: Машиностроение и материалы, Том: 281, 2013, стр: 201. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMM.281.201. Искать в Google Scholar

[33] Li, W. et al. Онлайн-мониторинг и оценка эффективности торможения автомобиля с помощью MFDD. В: Развитие дизайна и исследования для производства, PTS 1-3, Vol: 605-607, pp_968, 2013 DOI: 10.4028 / www.scientiAMR.605-607.968. Поиск в Google Scholar

[34] Мец, Л. Трение на полированных и недавно восстановленных поверхностях проезжей части из масел и стружки. В: Международный журнал легковых автомобилей SAE — механические системы. Том: 9, стр: 541 — 545, 2016, DOI: 10.4271 / 2016-01-1568. Искать в Google Scholar

[35] Микушова, М. Системы предотвращения столкновений и устройства безопасности для пассажиров транспортных средств. В кн .: Динамика строительных и транспортных сооружений и ветроэнергетика. Том: 107, 2017, DOI: 10.1051 / matecconf / 201710700024. Искать в Google Scholar

[36] Ойетубо, А., Афолаби, О., Охида, М. Анализ безопасности дорожного движения в штате Минна Нигер, Нигерия. В: Логистика и устойчивый транспорт, 9 (1), стр. 23–38. 2018 г., DOI: 10.2478 / jlst-2018-0003. Искать в Google Scholar

[37] Paraskevadakis, D. et al. Влияние проектов транспортной инфраструктуры на устойчивое развитие в рамках крупных логистических ворот в Северо-Западной Англии. В: Логистика и устойчивый транспорт, 7 (1), стр.28-40. 2016 г., DOI: 10.1515 / jlst-2016-0003. Искать в Google Scholar

[38] Rievaj, V. et al. Влияние давления в шинах на тормозной путь автомобиля. В: Международный журнал дорожного движения и транспортного машиностроения. Том: 2 стр .: 9 — 13, 2013, Doi: 10.5923 / j.ijtte.20130202.01. Искать в Google Scholar

[39] Риевай, В., Мокричкова, Сынак, Ф. Температура тормозов и тормозное усилие В: Транспорт и связь: научный журнал .. — Vol. 5, вып. 1. С. 16 — 16, 2017, ISSN 1339-5130.Искать в Google Scholar

[40] Selig, M. et al. Влияние пятна контакта шины и тормозного пути автомобильного транспорта. В: 25-й Международный конгресс по мониторингу состояния и диагностической инженерии (COMADEM), том: 364, 2012 г., DOI: 10.1088 / 1742-6596 / 364/1/012014. Искать в Google Scholar

[41] Тимур, М., Куску, Х., Тойлан Х. Разработка и производство автоматизированной контролируемой испытательной машины, определяющей характеристики торможения тормозных накладок транспортных средств. В кн .: Известия института машиностроителей часть C — Журнал машиностроения.Том: 231, стр: 3318-3329, 2017, DOI: 10.1177 / 0954406216645128. Искать в Google Scholar

[42] Zamzamzadeh, M. et al. Динамическое моделирование влияния усилия на педаль тормоза на тормозной путь тяжелого автомобиля в условиях мокрой дороги. В: International Journal of Automotive and Mechanical Engineering, Vol: 13, pp: 3555-3563, 2016, DOI: 10.15282 / ijame.13.3.2016.2.0292. Искать в Google Scholar

[43] Zhang, L. et al. Распределение тормозного усилия на все колеса во время маневра торможения при повороте для автомобилей с проводной системой торможения с учетом эффективности и устойчивости торможения.В: IEFE Transactions on Vehicle Technology, Vol: 265, pp: 4752 — 4767, 2016, DOI: 10.1007 / 978-3-319-24577-5_17. Искать в Google Scholar

[44] Чжао, Л. Анализ тормозной устойчивости автомобиля в условиях поворота. In: Machines Design and Manufacturing Engineering III, pp: 604-607, llos, A., Al-Hadithi, M., 1992. Поведение водителя во время появления желтого цвета на сигнальных соединениях. Организация дорожного движения и контроль 33 (5), 2014 г., стр: 312-317. Искать в Google Scholar

[45] Ondruš, J .; Колла, Э.Влияние системы ABS на характеристики торможения указанного мотоцикла на сухой дороге. В: Международная автомобильная конференция (KONMOT 2018). ISSN 1757-8981. Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия, том 421, выпуск 2, 2018, номер статьи 022024 Искать в Google Scholar

Эффективность торможения — обзор

Введение

На эффективность торможения транспортного средства решающим образом влияет используемая система трения , который состоит из тормозной колодки, прижимающейся к чугунному диску.Это влияет на безопасность, комфорт торможения (шум, вибрацию автомобиля, ощущение педали, образование дыма и т. Д.) И срок службы. Требования, предъявляемые к фрикционной системе, и особенно к поведению тормозных колодок, в широком диапазоне условий эксплуатации высоки и разнообразны. Возможности тормозных систем должны постоянно улучшаться из-за разного веса транспортных средств, того факта, что некоторые автомобили имеют полный привод, разные максимальные скорости и т. Д. Это дополнительно осложняется введением дополнительных систем, таких как ABS, ASR, ESP и система экстренного торможения.Должно быть очевидно, что разные автомобили предъявляют разные требования к фрикционному материалу тормозов, используемому как часть тормозной системы. Одного или двух фрикционных составов недостаточно для удовлетворения вышеупомянутых требований для различных семейств транспортных средств. Следовательно, необходимо разработать фрикционные материалы, способные удовлетворить все заданные требования для конкретных семейств автомобилей. Эти требования особенно связаны с (i) необходимостью короткого периода приработки, (ii) стабильностью работы тормоза на холоде, (iii) стабильностью работы тормоза при изменении скорости, (iv) стабильностью работы тормоза при температурной нагрузке. , (v) стабильность работы тормоза после температурной нагрузки, (vi) стабильность работы тормоза при изменении давления срабатывания, (vii) соотношение между «статическим» и динамическим коэффициентами трения, (viii) коэффициент трения во влажных условиях. и (viii) механические характеристики (сжимаемость, прочность на сдвиг, прочность на изгиб и т. д.).).

Производители фрикционных материалов используют широкий спектр ингредиентов. По данным [144], в настоящее время используется более 2000 различных видов сырья и его разновидностей. Однако производители фрикционных материалов в настоящее время используют только около 150 различных ингредиентов для производства фрикционных материалов для тормозных систем. Типы и относительные количества ингредиентов в коммерческом фрикционном материале тормозов определяются с учетом многих факторов, связанных с эксплуатационными характеристиками, таких как сила трения, склонность материала создавать шум, его агрессивность по отношению к роторам, вибрация и износ, вызываемые тормозами [ 145].Отдельный фрикционный материал автомобильного тормоза обычно содержит 10–25 различных сырьевых ингредиентов [146, 147] для удовлетворения требований к надежным и комфортным характеристикам тормозов в широком диапазоне давления срабатывания тормоза, температуры, влажности и скорости скольжения [146]. Поскольку количество требований, предъявляемых к фрикционным материалам, и количество ингредиентов, используемых в их производстве, постоянно увеличивается, весьма желательны улучшенные возможности прогнозирования характеристик фрикционных материалов тормозов.

Прогнозирование поведения фрикционных материалов тормозов в различных условиях эксплуатации осложняется тем фактом, что процесс торможения имеет стохастический характер. На процесс влияют изменения размера реальной контактной площадки; наличие переходного слоя между парой трения; изменения давления, температуры и скорости; деформация; и носить. Эффективность тормозной системы зависит от взаимодействия между тормозным ротором и тормозной накладкой на поверхности скольжения, включая сложные механические и химические процессы [148].Размер области реального контакта между колодкой и диском далек от постоянного [147], он очень мал по сравнению с общей площадью контакта [149] и сильно зависит от изменений давления, температуры, деформации и носить. Микроскопические точки контакта динамически меняются с места на место за доли секунды во время торможения [149]. Из-за этих очень сложных условий контакта необходимо исследовать влияние свойств материала на скользящий контакт во время торможения [150, 151].

Помимо сложной контактной ситуации, в [152, 153] было установлено, что образование и стабильность трансферных пленок на контрповерхности играет важную роль в трении и износостойкости полимеров и полимерных композитов, скользящих по металлической поверхности. . Кроме того, согласно [154], долговечность фрикционной пленки на границе раздела при температурах, превышающих температуру разложения связующей смолы, оказывается очень важной для тормозных характеристик и износостойкости фрикционного материала.Состав фрикционной пленки влияет в основном на фрикционные характеристики, но, согласно [154], неясно, почему пленки для переноса образуются избирательно. Толщина и морфология поверхности трансферных пленок во многом зависят от температуры, давления срабатывания тормоза и химического состояния ингредиентов тормозной накладки. Это происходит из-за того, что когезия составляющих пленки и реология пленки различны при различных условиях скольжения [155].Это важно, потому что температура на границе раздела фаз трения сильно влияет на свойства переводной пленки, что приводит к непрерывному изменению ее толщины и состава в зависимости от времени скольжения. Согласно [156], фрикционные характеристики не зависят от толщины переводной пленки, но зависят от состава пленки. Очевидно, что механизм образования пленки трения очень сложен и сильно зависит от тепловой истории поверхности скольжения.Органические компоненты, волокнистые материалы и твердые смазочные материалы играют важную роль в создании переходного слоя на границе трения [157].

Очевидно, согласно [146, 147, 152, 158], например, что процессы трения и износа сильно зависят от ингредиентов фрикционного материала и в результате особых требований, как было указано в [159] фрикционные материалы превратились в очень сложные структуры. Однако в литературе трудно найти последовательные научные подходы к получению оптимальной рецептуры для улучшенных тормозных характеристик.Как объясняется в [160], это частично связано с трудностью проведения большого количества экспериментов для получения надежных фрикционных свойств в зависимости от количества каждого ингредиента. Следовательно, оценка производительности и оптимизация — это задача принятия решений с конфликтами. Поэтому в [161] было уделено внимание использованию многокритериальной оптимизации методом ранжирования и балансировки для выбора и построения оптимальной композиции. С другой стороны, некоторые оптимизации состава фрикционных материалов были выполнены методом проб и ошибок, как это было предложено в [162].Согласно [163], два наиболее важных отношения еще не известны: первое из них — между компонентами смеси и фрикционным слоем, а второе — между фрикционным слоем и фрикционным поведением системы.

Таким образом, основная проблема заключается в том, как разработать усовершенствованный, инженерный состав фрикционного материала и как определить наиболее подходящие производственные параметры за меньшее время и с меньшими затратами, с повышенным количеством требований, связанных с конечными характеристиками фрикционного материала. .Достижение удовлетворительного решения этой проблемы требует усилий по моделированию, в частности, для прогнозирования эффектов изменений в составе, производственном процессе и / или условиях эксплуатации фрикционного материала. Очевидно, что необходим метод одновременного прогнозирования влияния состава фрикционного материала и условий производства и эксплуатации. Согласно [164, 165], моделирование свойств материала обычно включает в себя разработку математической модели, полученной из экспериментальных данных.В этом контексте некоторые методы мягких вычислений, такие как искусственные нейронные сети (ИНС), выглядят очень многообещающими в области материаловедения. Например, в [166] ИНС применялись как инструмент для оптимального проектирования композитных материалов. Техника ИНС применялась к нескольким различным инженерным задачам, например к моделированию износа полимерных композитов [164], анализу динамических механических свойств ПТФЭ [165] и прогнозированию эрозионного износа полимеров [167].

Главный недостаток исследований в области инженерии материалов трения тормозов состоит в том, что не все влияющие факторы (формулировка, условия производства и эксплуатации) были учтены при прогнозировании поведения материалов трения тормозов.Вот почему здесь была сделана попытка изучить ИНС как инструмент для моделирования и прогнозирования характеристик фрикционных материалов тормозов на холоду.