Торможение

Любое снижение силового замыкания шины с дорогой при торможении производит очень сильное впечатление и в серьезном случае влечет за собой большие последствия. При этом стоит чуть внимательнее проанализировать весь процесс торможения и наглядно показать важнейшие факторы влияния. Ведь всем известно, какие фатальные последствия могут иметь, прежде всего, незначительные различия в начальной скорости. На длину тормозного пути влияют:

Водитель, т.к. он определяет:

начальную скорость;
время реакции.

Техника с:

продолжительностью срабатывания тормозов;
время заполнения тормозов.

Факторы силового замыкания, зависящие от:

свойств дороги (тип, влажность);
состояние шин (производство, глубина профиля, давление воздуха в шинах);
скорость.

Как на практике осуществляется процесс торможения?

Вначале наш аппарат восприятия всегда нуждается в некотором времени, для того чтобы в критических дорожных ситуациях, при внезапном появлении препятствий распознать положение и проанализировать его. Мышцы должны активизироваться, т.к. сами по себе тормоза в нашем автомобиле не заработают. Все эти психологические реакции довольно наглядно объединяются временем реакции. Оно может составлять 0,3 сек., но при неблагоприятных обстоятельствах длится даже до 1,7 сек.! Существенное влияние на время реакции имеют личные факторы, например возраст, опыт водителя, физическое самочувствие в данный момент, степень внимания, а также влияние лекарственных средств и алкоголя. Внешние факторы тоже влияют на продолжительность реакции: решающее значение имеет, например, увидели ли мы препятствие непосредственно перед собой или на краю поля зрения.

Длинна тормозного пути

Далее, при сильном нажатии на тормоза проходит короткое мгновение, пока не наступит максимальное замедление. Директива ЕС 71/320/EWG предписывает, что средняя величина от начала действия и продолжительности порога торможения (время до наступления полного тормозного эффекта) должна быть не более 0,36 сек. Эти несколько десятых нужно, разумеется, прибавить к личной «секунде страха». Во время всей продолжительности реакции человека и материала автомобиль продолжает мчаться с неуменьшающейся скоростью (!), т.е. он проходит, так называемый, путь реакции. Путь реакции и непосредственный тормозной путь, на котором скорость, наконец, снижается, суммируются во время остановки. Интересно, что на сухой дороге и в среднем при одной секунде времени реакции, да еще при скорости до 70 км/час путь реакции длиннее, чем непосредственный путь торможения. В серьезном случае довольно резко проявляется тот факт, что скорость движения при каждом торможении падает буквально лишь на последних метрах независимо от исходной скорости! Например, автомобиль на сухой дороге только за 2 м до остановки еще движется со скоростью 24 км/час, за пять метров до конечной точки — со скоростью свыше 37 км/час, а если до остановки нет расстояния в две длины автомобиля, то он врезается на скорости около 50 м/час. Испытания на столкновения, проведенные в автомобильной промышленности, были завершены примерно на этой скорости; выразительные фотографии и разбитые в результате таких испытаний автомобили давно известны.

Превышение скорости и влияние данного фактора на тормозной путь

В повседневном дорожно-транспортном движении даже сравнительно незначительные различия в исходной скорости имеют огромное значение из-за специфической (нелинейной) кривой тормозного пути. Факт, о котором много говорилось уже на заре автомобилизма: «Необходимо оценивать опасность высоких скоростей не слишком оптимистично. Даже если несколько раз удастся выйти из положения благополучно или дешево отделаться, лихач рано или поздно найдет свою судьбу».

Сегодня многими скорость в 60 км/час вместо 50 км/час кажется вполне допустимой. Но фактом является то, что при скорости 50 км/час на сухой дороге для надежной остановки при среднем времени реакции достаточно 22,66 м, в то время как водитель при 60 км/час прибывает в ту же точку на скорости около 43 км/час. Влияние дороги становится особенно заметным как раз при торможении; эту проблему иллюстрирует сравнение расстояний до остановки со скоростью 50 км/час.

Коэффициент трения на влажной дороге

Фатальным образом показатели трения скольжения (100%-ное скольжение, с блокированными колесами) на мокрой дороге зависят от скорости. Это означает, что в начале маневра торможения шины способны передавать на дорогу заметно меньшее усилие; настоящее сцепление шин происходит незадолго до остановки — например, на скорости ниже 30 км/час. Разумеется, это чрезмерно удлиняет тормозной путь; и тем сильнее, чем выше исходная скорость. На сухой или слегка влажной дороге отмечается не такое выраженное снижение коэффициента трения в зависимости от скорости. Традиционная в современных автомобилях система антиблокировки колес ABS значительно снижает это в ином случае драматическое явление, т.к. при торможении с ABS примерно до 80 км/час почти не замечается уменьшение показателя трения, зависящего от скорости.

Оптимизация торможения при помощи ABS или как достичь короткий тормозной путь

Как описывалось в разделе «Физика движения», величины трения проявляют зависимость от скольжения вообще, но эта зависимость особенно выражена на сухой и мокрой дороге. Достижимые замедления в этом диапазоне трения сцепления самые высокие, это происходит при величине проскальзывания от 10 до 30%. Напротив, при стопроцентном проскальзывании с блокированными колесами действует только трение скольжения. Тем не менее, самые короткие тормозные пути достигаются в том случае, если колеса при полном тормозном усилии можно было бы удерживать в вышеуказанном, узко ограниченном, но благоприятном диапазоне проскальзывания, при максимальном трении сцепления. С ABS это действительно возможно. Напротив, тот, кто все еще верит, что посредством пропагандируемого ранее прерывистого торможения сможет достичь сходного эффекта, подвержен опасному самообману. ABS перерабатывает несколько тысяч управляющих импульсов и выбирает идеальное давление торможения несколько десятков раз в секунду. С помощью правой ноги такой точности и быстроты реакции в действительности никто не достигает. Напротив, прерывистое ослабление, торможения и последующее, обусловленное системой торможения, время нарастания давления удлиняет при прерывистом торможении тормозной путь. Даже нерешительное вначале нажатие на тормоз сокращает необходимый тормозной путь. Это распространяется как на традиционные тормозные системы, так и на автомобили с ABS. Сомнения не должно быть — только полное тормозное давление, т.е. безжалостный удар по тормозам гарантирует в серьезном случае максимально короткий тормозной путь!

Бесспорным преимуществом системы антиблокировки, кроме короткого тормозного пути, является сохранение управляемости, т.к. только вращающееся колесо может еще создавать эффективные силы бокового увода. Это помогает при маневрах расхождения или при торможении на поворотах. Автомобиль с заблокированными колесами неизбежно сдвинется с желаемой траектории, вращение руля не будет иметь никакого эффекта.

Кроме того, ABS обеспечивает устойчивое движение при торможении даже при разной сцепляющей способности покрытий под левой и правой стороной автомобиля, т.к. колеса создают здесь на более сцепляющей стороне покрытия большую силу торможения. Автомобиль с заблокированными колесами в такой ситуации неизбежно поворачивается поперек движения, и он начинает вращаться рывками. Хотя одного не может сделать ABS: создать необходимую дистанцию между автомобилями. Неразумное вождение опасно даже с ABS.