Определение замедлений и скорости автомобиля в период торможения и построение тормозной диаграммы. Тормозная динамичность автомобиля Замедление при экстренном торможении транспортных средств

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

Б. М. Тишин ,

негосударственный судебный эксперт в области автотехнической экспертизы,

кандидат технических наук

(г. Санкт-Петербург)

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

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

Т 47

ББК 67.52

УДК 343.983.25

ГРНТИ 10.85.31

Код ВАК 12.00.12

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

B. M. Tishin,

non-state forensic expert in the field of autotechnical expertise

(city Sankt-Peterburg)

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

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

_____________________________________

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

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

Здесь:

Установившееся замедление при торможении транспортного средства;

Нормативное время нарастания замедления;

- длина замеренного следа торможения до остановки транспортного средства.

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

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

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

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

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

Согласно ГОСТ Р 51709-2001 , под тормозным путём понимается расстояние, пройденное АТС от начала до конца торможения.

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

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

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

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

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

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

Время запаздывания тормозной системы, с ;

Время нарастания замедления, с ;

Установившееся замедление, м /с 2 ;

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

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

Данный способ расчёта применяется при пересчётах нормативов тормозного пути.

Таблица Д. 1

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

Начальная скорость подставляется в км /час .

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Скорость движения транспортного средства перед торможением в км /час .

Сила тяжести транспортного средства, кг .

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

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

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

где - суммарное значение коэффициента сопротивления движению.

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

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

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

За время реакции водителя происходит снижение скорости движения:

м/c

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

М/с

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

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

м /с

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

м /с

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

Снижение скорости за время срабатывания тормозной системы

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

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

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

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

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

Замедление в процессе движения транспортного средства за время реакции равно:

м/с 2

где - коэффициент сопротивления качению на сухом горизонтальном асфальте - 0,018 .

Условный коэффициент сопротивления прокручиванию коленчатого вала двигателя через трансмиссию:

Замедление транспортного средства за время реакции водителя:

При движении за время реакции водителя происходит снижение скорости движения:

Средняя скорость движения за время реакции водителя:

Скорость в конце времени реакции:

Установившееся замедление за время срабатывания тормозной системы:

Снижение скорости за время срабатывания тормозной системы:

Средняя скорость движения за время срабатывания тормозной системы.

Скорость движения в конце времени срабатывания тормозной системы:

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

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

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

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

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

По принятой в экспертной практике методике расчёта расстояния остановочного пути:

По предложенной методике уточнённого расчёта:

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

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

Применяемые в экспертной практике формулы расчёта тормозного и остановочного пути дают завышенный результат, превышающий 10 %, по сравнению с предлагаемой методикой уточнённого расчёта. При расчёте тормозных и остановочных путей транспортных средств категорий N 1 , N 2 , N 3 по предлагаемой методике разность результатов по сравнению с применяемыми методиками будет увеличиваться, так как растёт значение коэффициента «А».

Литература:

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

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

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

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

После каждого дорожно-транспортного происшествия обязательно определяется скорость транспортного средства до и в момент удара или наезда. Данная величина имеет столь большое значение по нескольким причинам:

• Самый часто нарушаемый пункт правил дорожного движения именно превышение максимально допустимой скорости движения, и, таким образом, становиться возможным определить вероятного виновника ДТП.
• Также скорость влияет на тормозной путь, а значит и на возможность избежать столкновения или наезда.

Дорогой читатель! Наши статьи рассказывают о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай носит уникальный характер.

Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему - обращайтесь в форму онлайн-консультанта справа или звоните по телефону.

Это быстро и бесплатно !

Определение скорости автомобиля по тормозному пути

Под тормозным путём обычно понимают расстояние, которое проходит то или иное транспортное средство от начала торможения (или, если быть более точным, с момента активации тормозной системы) и до полной остановки. Общая, недетализированная формула, из которой возможно вывести формулу для расчета скорости, выглядит так:

Va = 0.5 х t3 х j + √2Sю х j = 0,5 0,3 5 + √2 х 21 х 5 = 0,75 +14,49 = 15,24м/с = 54,9 км/ч где: в выражении √2Sю х j, где:

• Va – начальная скорость автомобиля, измеряемая в метрах в секунду;
• t3 – время нарастания замедления автомобиля в секундах;
• j – установившееся замедление автомобиля при торможении, м/с2; обратите внимание, что для мокрого покрытия – 5м/с2 по ГОСТ 25478-91, а для сухого покрытия j=6,8 м/с2, отсюда начальная скорость автомобиля при “юзе” в 21 метр равна 17,92м/с, или 64,5км/ч.
• Sю – длина тормозного следа (юза), измеряемая так же в метрах.

Более подробно процесс определения скорости во время ДТП рассказан в замечательной статье Учет потенциальной деформации при определении скорости автомобиля в момент ДТП . Вы можете ее в формте PDF. Авторы: А.И. Денега, О.В. Яксанов.

Исходя из указанного выше уравнения, можно сделать вывод, что на тормозной путь влияет в первую очередь скорость автомобиля, которую при известных остальных величинах нетрудно вычислить. Наиболее сложной частью вычислений по этой формуле является точное определение коэффициента трения, так как на его значение влияет целый ряд факторов:

• тип дорожного покрытия;
• погодные условия (при смачивании поверхности водой коэффициент трения уменьшается);
• тип шин;
• состояние шин.

Для точного результата расчётов также нужно принимать во внимание особенности тормозной системы конкретного транспортного средства, например:

• материал, а также качество изготовления тормозных колодок;
• диаметр тормозных дисков;
• функционирование или нарушения в работе электронных устройств, управляющих тормозной системой.

Тормозной след

После достаточно быстрой активации тормозной системы на дорожном покрытии остаются отпечатки – тормозные следы. В случае если колесо во время торможения заблокировано полностью и не вращается, остаются сплошные следы, (которые иногда называют «след юза») которые многие авторы призывают считать следствием максимально возможного нажатия на педаль тормоза («тормоз в пол»). В случае же когда педаль нажата не до конца (или присутствует какой-либо дефект тормозной системы) на дорожном покрытии остаются как бы «смазанные» отпечатки протектора, которые образуются вследствие неполной блокировки колес, которые при таком торможении сохраняют возможность вращаться.

Остановочный путь

Остановочным путём считают то расстояние, которое проходит определённое транспортное средство начиная с обнаружения водителем угрозы и до остановки автомобиля. Именно в этом заключается главное отличие тормозного пути и остановочного пути – последний включает в себя и расстояние, которое преодолел автомобиль за время срабатывания тормозной системы, и расстояние, которое было преодолено за время, понадобившееся водителю на осознание опасности и реакции на нее. На время реакции водителя влияют такие факторы:

• положение тела водителя;
• психоэмоциональное состояние водителя;
• утомление;
• некоторые заболевания;
• алкогольное или наркотическое опьянение.

Определение скорости исходя из закона сохранения количества движения

Возможно также и определение скорости движения автомобиля по характеру его перемещения после столкновения, а также, в случае столкновения с другим транспортным средством, по перемещению второй машины в результате передачи кинетической энергии от первой. Особенно часто данный метод используют при столкновениях с неподвижными транспортными средствами, или если столкновение случилось под углом, близким к прямому.

Определение скорости автомобиля исходя из полученных деформаций

Лишь очень незначительное количество экспертов определяют скорость движения автомобиля таким способом. Хотя зависимость повреждений автомобиля от его скорости и очевидна, но единой эффективной, точной и воспроизводимой методики определения скорости по полученным деформациям не существует.

Это связано с огромным количеством факторов, влияющих на образование повреждений, а также с тем, что некоторые факторы попросту невозможно учесть. Оказывать влияние на образование деформаций могут:

• конструкция каждого конкретного автомобиля;
• особенности распределения грузов;
• срок эксплуатации автомобиля;
• количества и качества пройденных транспортным средством кузовных работ;
• старение метала;
• модификации конструкции автомобиля.

Определение скорости в момент наезда (столкновения)

Скорость в момент наезда обычно определяют по тормозному следу, но если это по ряду причин не представляется возможным, то приблизительные цифры скорости можно получить анализируя травмы, полученные пешеходом, и повреждения, образовавшиеся после наезда на транспортном средстве.

К примеру, о скорости автомобиля можно судить по особенностям бампер-перелома – специфической для наезда автомобилем травмы, которая характеризуется наличием поперечно-осколочного перелома с крупным отломком кости неправильной ромбообразной формы на стороне удара. Локализация при ударе бампером легкового автомобиля – верхняя или средняя треть голени, для грузового автомобиля – в участке бедра.

Принято считать, что если скорость транспортного средства в момент удара превышала 60 км/ч, то, как правило, возникает косопоперечный или поперечный перелом, если же скорость была ниже 50 км/ч, то чаще всего образуется поперечно-осколочный перелом. При столкновении с неподвижным автомобилем скорость в момент удара определяется исходя из закона сохранения количества движения.

Анализ методов определения скорости автомобиля при ДТП

По тормозному следу

Достоинства:

• относительная простота метода;
• большое количество научных работ и составленных методических рекомендаций;
• достаточно точный результат;
• возможность быстрого получения результатов экспертизы.

Недостатки:

• при отсутствии следов шин (если автомобиль, к примеру, не тормозил перед столкновением, или особенности дорожного покрытия не позволяют с достаточной достоверностью измерить след юза) проведение данного метода невозможно;
• не учитывается воздействие одного транспортного средства в ходе столкновения на другое, что может.

По закону сохранения количества движения

Преимущества:

• возможность определения скорости транспортного средства даже при отсутствии следов торможения;
• при тщательном учёте всех факторов метод имеет высокую достоверность результата;
• удобство использования метода при перекрёстных столкновениях и столкновениях с неподвижными автомобилями.

Недостатки:

• отсутствие данных о режиме движения транспортного средства приводит к неточному результату;
• по сравнению с предыдущим методом более сложные и громоздкие вычисления;
• метод не учитывает энергию, затраченную на образование деформаций.

Исходя из полученных демормаций

Преимущества:

• учитывает затраты энергии на образование деформаций;
• не требует наличия следов торможения.

Недостатки:

• сомнительная точность получаемых результатов;
• огромное количество учитываемых факторов;
• зачастую невозможность определения многих факторов;
• отсутствие стандартизированных воспроизводимых методик определения.

На практике чаще всего используют два метода – определение скорости по следу торможения и исходя из закона сохранения количества движения. При использовании двух этих методов одновременно обеспечивается максимально точный результат, так как методики дополняют друг друга.

Остальные способы определения скорости транспортного средства значительного распространения не получили по причине недостоверности получаемых результатов и/или необходимости громоздких и сложных вычислений. Также при оценке скорости автомобиля учитывают показания свидетелей происшествия, хотя в таком случае нужно помнить о субъективности восприятия скорости разными людьми.

В некоторой мере помочь разобраться с обстоятельствами происшествия и в итоге получить более точный результат может помочь анализ видео из камер наблюдения и видеорегистраторов.

Показателями тормозной динамичности автомобиля являются:

замедление Jз, время торможения tтор и тормозной путь Sтор.

Замедление при торможении автомобиля

Роль различных сил при замедлении автомобиля в процессе торможения неодинакова. В табл. 2.1 приведены значения сил сопротивления при экстренном торможении на примере грузового автомобиля ГАЗ-3307 в зависимости от начальной скорости.

Таблица 2.1

Значения некоторых сил сопротивления при экстренном торможении грузового автомобиля ГАЗ-3307 общей массой 8,5 тонн

При скорости движения автомобиля до 30 м/с (100 км/ч) сопротивление воздуха - не более 4 % всех сопротивлений (у легкового автомобиля оно не превышает 7 %). Влияние сопротивления воздуха на торможение автопоезда еще менее значительно. Поэтому при определении замедлений автомобиля и пути торможения сопротивлением воздуха пренебрегают. С учетом вышеуказанного получим уравнение замедления:

Jз=[(цх+ш)/двр]g (2.6)

Так как коэффициент цх обычно значительно больше коэффициента ш, то при торможении автомобиля на грани блокировки, когда усилие прижатия тормозных колодок одинаково, что дальнейшее увеличение этого усилия приведет к блокировке колес, величиной ш можно пренебречь.

Jз=(цх/двр)g

При торможении с отключенным двигателем коэффициент вращающихся масс можно принять равным единице (от 1,02 до 1,04).

Время торможения

Зависимость времени торможения от скорости движения автомобиля показана на рисунке 2.7, зависимость изменения скорости от времени торможения - на рисунке 2.8.

Рисунок 2.7 - Зависимость показателей

Рисунок 2.8 - Тормозная диаграмма тормозной динамичности автомобиля от скорости движения

Время торможения до полной остановки складывается из отрезков времени:

tо=tр+tпр+tн+tуст, (2.8)

где tо - время торможения до полной остановки

tр - время реакции водителя, в течение которого он принимает решение и переносит ногу на педаль тормозного механизма, оно составляет 0,2-0,5 с;

tпр - время срабатывания привода тормозного механизма, в течение этого времени происходит перемещение деталей в приводе. Промежуток этого времени зависит от технического состояния привода и его типа:

для тормозных механизмов с гидравлическим приводом - 0,005-0,07 с;

при использовании дисковых тормозных механизмов 0,15-0,2 с;

при использовании барабанных тормозных механизмов 0,2-0,4 с;

для систем с пневматическим приводом - 0,2-0,4 с;

tн - время нарастания замедления;

tуст - время движения с установившемся замедлением или время торможения с максимальной интенсивностью соответствует тормозному пути. В этот период времени замедление автомобиля практически постоянно.

С момента соприкосновения деталей в тормозном механизме, замедление увеличивается от нуля до того установившегося значения, которое обеспечивает сила, развиваемая в приводе тормозного механизма.

Время, затраченное на этот процесс, называется временем нарастания замедления. В зависимости от типа автомобиля, состояния дороги, дорожной ситуации, квалификации и состояния водителя, состояние тормозной системы tн может меняться от 0,05 до 2 с. Оно возрастает с увеличением силы тяжести автомобиля G и уменьшением коэффициента сцепления цх. При наличии воздуха в гидравлическом приводе, низком давлении в ресивере привода, попадании масла и воды на рабочие поверхности фрикционных элементов значение tн увеличивается.

При исправной тормозной системе и движении по сухому асфальту значение колеблется:

от 0,05 до 0,2 с для легковых автомобилей;

от 0,05 до 0,4 с для грузовых автомобилей с гидравлическим приводом;

от 0,15 до 1,5 с для грузовых автомобилей с пневматическим приводом;

от 0,2 до 1,3 с для автобусов;

Так как время нарастания замедления изменяется по линейному закону, то можно считать, что на этом отрезке времени автомобиль движется с замедлением равным примерно 0,5 Jзmax.

Тогда уменьшение скорости

Дх=х-х?=0,5Jустtн

Следовательно, в начале торможения с установившимся замедлением

х?=х-0,5Jустtн (2.9)

При установившемся замедлении скорость уменьшается по линейному закону от х?=Jустtуст до х?=0. Решая уравнение относительно времени tуст и подставляя значения х?, получим:

tуст=х/Jуст-0,5tн

Тогда остановочное время:

tо=tр+tпр+0,5tн+х/Jуст-0,5tн?tр+tпр+0,5tн+х/Jуст

tр+tпр+0,5tн=tсумм,

тогда, считая, что максимальная интенсивность торможения может быть получена, только при полном использовании коэффициента сцепления цх получим

tо=tсумм+х/(цхg) (2.10)

Тормозной путь

Тормозной путь зависит от характера замедления автомобиля. Обозначив пути, проходимые автомобилем за время tр, tпр, tн и tуст, соответственно Sр, Sпр, Sн и Sуст, можно записать, что полный остановочный путь автомобиля от момента обнаружения препятствия до полной остановки может быть представлен в виде суммы:

Sо=Sр+Sпр+Sн+Sуст

Первые три члена представляют собой путь пройденный автомобилем за время tсумм. Он может быть представлен как

Sсумм=хtсумм

Путь, пройденный за время установившегося замедления от скорости х? до нуля, найдем из условия, что на участке Sуст автомобиль будет двигаться до тех пор, пока вся его кинетическая энергия не израсходуется на совершение работы против сил, препятствующих движению, а при известных допущениях только против сил Ртор т.е.

mх?2/2=Sуст Ртор

Пренебрегая силами Рш и Рщ, можно получить равенство абсолютных значений силы инерции и тормозной силы:

РJ=mJуст=Ртор,

где Jуст - максимальное замедление автомобиля, равное установившемуся.

mх?2/2=Sуст m Jуст,

0,5х?2=Sуст Jуст,

Sуст=0,5х?2/Jуст,

Sуст=0,5х?2/цх g?0,5х2/(цх g)

Таким образом, тормозной путь при максимальном замедлении прямо пропорционален квадрату скорости движения в начале торможения и обратно пропорционален коэффициенту сцепления колес с дорогой.

Полный остановочный путь Sо, автомобиля будет

Sо=Sсумм+Sуст=хtсумм+0,5х2/(цх g) (2.11)

Sо=хtсумм+0,5х2/Jуст (2.12)

Значение Jуст, можно установить опытным путем, используя деселерометр - прибор для измерения замедления движущегося транспортного средства.

Остановочное время автомобиля определяется по следующей формуле:

где – время реакции водителя, с;

– время срабатывания тормозной системы, с;

– время нарастания замедления, с;

k э – коэффициент эффективности торможения;

V 0 – скорость автомобиля непосредственно перед началом торможения, м/с;

– коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги;

g – ускорение свободного падения;

принимаем равным 0,8 с;

для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов 0,2 – 0,3 с, для автомобилей с пневматическим приводом тормозов 0,6 – 0,8 с;

рассчитывается по формуле:

где G – вес автомобиля с данной нагрузкой, Н;

b – расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести, м;

h ц – расстояние от центра тяжести автомобиля до поверхности дороги, м;

k 1 –скорость нарастания тормозных сил, кН/с;

L – база автомобиля, принимаем 3,77м.

Расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести рассчитывается по формуле:

где М 1 – масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось, кг;

М – масса всего автомобиля с данной нагрузкой, кг;

k 1 выбирается в зависимости от типа тормозной системы:

для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов k 1 = 15 – 30 кН/с;

k э выбирается в зависимости от типа автомобиля и его весового состояния из следующей таблицы.

Таблица 4.1 - Значения коэффициентов эффективности торможения

При расчетах принимаем:

а) автомобиль до торможения двигается с постоянной скоростью, равной 40 км/ч (V 0 = 11,11 м/с);

б) коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги = 0,6.

в) коэффициент эффективности торможения k э принимаем без нагрузки 1,2, с полнойц нагрузкой 1,5.

г) скорость нарастания тормозных сил k 1 =25кН/с.

Для автомобиля ГАЗ-3309 без нагрузки:

По формуле (4.3) рассчитаем расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести:

Время нарастания замедления рассчитаем по формуле (4.2):

Остановочное время автомобиля определим по формуле (4.1):

4.2 Определение остановочного пути автомобиля с полной нагрузкой и без нагрузки

Определение остановочного пути автомобиля производим по следующей формуле:

(4.3)

Для автомобиля ГАЗ-3309с полной нагрузкой:

Для автомобиля ГАЗ-3309без нагрузки:

4.3 Определение замедления автомобиля с полной нагрузкой на уклоне и на подъеме

При торможении автомобиля на уклоне или на подъеме сила его инерции уравновешивается алгебраической суммой тор­мозной силы и силы сопротивления подъему. При движении на подъем эти силы складываются, а на уклоне – вычитаются.