НОВОСТИ    КНИГИ    КАРТА САЙТОВ    ССЫЛКИ    О САЙТЕ   






предыдущая главасодержаниеследующая глава

2. Торможение

Торможение
Торможение

Лыжника-слаломиста, прежде чем он начнет скатываться с головокружительных круч, учат правильно падать. Точно так же каждого водителя надо прежде научить правильно пользоваться тормозами. Ибо неосторожное, неумелое торможение - частая причина аварий. В результате неправильного торможения машину может увести в сторону, занести на полосу встречного движения, развернуть на 180°, бросить в кювет, даже перевернуть, "Почерк" водителя в большой степени определяется тем, как он пользуется тормозами

Колесо и дорога

Неопытные водители давят в аварийной ситуации на педаль изо всех сил. Затормозил "намертво", хвастают некоторые, считая, что торможение с душераздирающим визгом покрышек и театральным толчком в конце - наилучший способ остановки. Однако торможение с заблокированными колесами хотя и эффектно как зрелище, рассчитанное "на публику", но ведет только к удлинению тормозного пути.

Дело в том, что когда колесо катится без скольжения и в контакт с дорогой входят все новые участки протектора, их скорость относительно поверхности покрытия практически равна нулю. При этом сила трения получается наибольшей. Если же колесо заклинено, участок протектора, контактирующий с дорогой, начинает по ней скользить. Помимо того что происходит сильный износ протектора, открывающиеся частицы резины действуют, как маленькие катки. Это обстоятельство и то, что трение скольжения меньше статического трения, вместе резко уменьшают у заблокированного колеса коэффициент сцепления с дорогой φ.

Непосредственно с интенсивностью торможения связана и поперечная устойчивость автомобиля. Ведь максимальная сила сцепления колеса с дорогой в каждом конкретном случае ограничена определенной величиной. И чем большую часть этой силы мы используем на торможение, тем меньше остается для удержания колеса в поперечном направлении. Упомянутая закономерность объясняет механизм поведения автомобиля при торможении. Ею определяются основные правила и приемы торможения.

Силы продольного и поперечного сцепления шины с дорогой независимо от рисунка протектора практически одинаковы. Они увеличиваются пропорционально вертикальной нагрузке на колесо и коэффициенту сцепления (φ). Коэффициент определяют обычно опытным путем. Известно, что он зависит от степени износа шины, характера и состояния дорожного покрытия, давления воздуха в шине и от скорости вращения колеса. Средние значения коэффициента сцепления шины с универсальным рисунком для основных видов дорожных покрытий приведены в таблице.

Значение коэффициента сцепления шины с дорожным покрытием
Значение коэффициента сцепления шины с дорожным покрытием

На рис. 9 изображена зависимость между продольными и поперечными силами сцепления. Суммарная сила сцепления равна величине нагрузки на колесо Gk, умноженной на коэффициент сцепления φ, т. е. Ps = Gkφ. Когда продольная сила сцепления велика (большой газ на низшей передаче или сильное торможение), то поперечная мала. Этот случай показан на рисунке жирными стрелами. Значит, боковая устойчивость незначительна. Если нажать на тормозную педаль так, чтобы использовать для остановки всю силу сцепления (т. е. графически удлинить ее до штрих-пунктирного круга), то на долю поперечной составляющей совсем ничего не останется. А при юзе, когда резко упадет коэффициент φ, о какой-либо поперечной устойчивости и говорить нечего. Колесо, переставшее катиться, вообще не держит никакого направления и совершенно не может противостоять действию боковых сил.

Рис. 9. Сила сцепления колеса с дорогой: 1 - продольные составляющие силы сцепления; 2 - поперечные
Рис. 9. Сила сцепления колеса с дорогой: 1 - продольные составляющие силы сцепления; 2 - поперечные

Таким образом, при заблокированных торможением колесах неизбежен занос. Его легко вызовет самая незначительная боковая сила, каких при движении автомобиля всегда много. Например, горизонтальная составляющая силы тяжести, действующая в сторону уклона дороги, центробежная сила из-за всегда имеющихся искривлений траектории движения и т. д. Если же водитель вовремя ослабил торможение, почувствовав, что машину "повело", поперечная сила сцепления сразу вырастает в несколько раз. Прекратив на мгновение торможение полностью и сняв тяговое усилие, водитель может реализовать всю возможную в данных условиях силу сцепления колес с дорогой как поперечную, т. е. мобилизовать вез силы сцепления для маневров, требующих наибольшей устойчивости; или для быстрого восстановления устойчивости машины при заносе.

Перераспределение веса

При торможении автомобили обычно "кланяются" - у них опускается передняя часть. Это особенно заметно у легковых машин, имеющих более податливую подвеску. Чувствуется, что какая-то сила во время резкой остановки прижимает переднюю часть машины вниз. При резком трогании с места все происходит наоборот - задняя часть автомобиля как бы приседает.

Эти явления происходят от действия сил инерции, равно действующая которых приложена в центре массы автомобиля. У нее значительное плечо и поэтому ей удается повернуть; всю машину в вертикальной плоскости. При разгоне сила инерции направлена назад, а тяговая сила - вперед. От действия такой пары, естественно, образуется момент, опрокидывающий автомобиль назад. При торможении же общая тормозная сила - реакция, дороги, действующая, как и в предыдущем случае, вдоль ее поверхности, направлена назад, а сила инерции - вперед. Передняя ось при этом дополнительно нагружается, а задняя разгружается. При резком торможении сила инерции бывает довольно велика, и нагрузка на переднюю ось у легковых машин может возрасти на 40-15%. Степень перераспределения веса из-за торможения у каждого автомобиля зависит от высоты его центра тяжести и от расстояния между осями - базы.

Исходя из этих данных, конструкторы рассчитывают тормозные механизмы так, чтобы передние колеса тормозили на столько процентов сильнее, на сколько больше при торможении они прижимаются к дороге. Это позволяет оптимально использовать вес автомобиля при торможении и получить наибольшую возможную в данных условиях тормозную силу, поскольку сила сцепления каждого колеса пропорциональна приходящейся на него нагрузке. Например, у современных легковых машин, у которых в неподвижном состоянии вес распределяется между осями примерно поровну, при одинаковых диаметрах колесных тормозных цилиндров передние тормозные механизмы имеют "активными" обе колодки, а задние - только по одной.

Тормозной путь

Подсчитаем минимальное расстояние, на котором можно остановить автомобиль, если для торможения используется весь его вес.

Кинетическую энергию автомобиля массой М и скоростью V можно определить по формуле

E = MV2 ;
2

эта энергия будет израсходована на преодоление тормозных сил на каком-то расстоянии S, т. е. Е = РтS. Наибольшая возможная тормозная сила Рт всех колес будет

Pт = Gaφ

где Gа - вес, а φ - коэффициент сцепления. Тогда


откуда

V2 = φS
2g

и

S = V2 .
2gφ

Как видим, полный остановочный путь при идеальном торможении не зависит от веса и пропорционален квадрату (!) скорости.

Если принять, что замедление во время торможения постоянно, то его можно определить из уравнения, выражающего второй закон Ньютона: тормозная сила Gаφ равна замедлению i, умноженному на массу Ga/g, т. е.


или j = φg.

Или словами: величина замедления автомобиля с отличными тормозами, действующими точно пропорциональна перераспределению веса между осями, зависит только от коэффициента сцепления.

Давайте вычислим величину замедления для легкового автомобиля в реальных условиях. На хорошей сухой дороге, где φ = 0,7, замедление j = 0,7×9,81 = 6,87 м/сек2, а если на еще лучшей дороге принять φ = 0,8, оно будет еще большим - j = 7,85 м/сек2.

Такой величины замедление иногда и достигает при экстренном торможении. Однако большое замедление неприятно и небезопасно для пассажиров - возможны даже травмы. Обычное, заблаговременно рассчитанное водителем торможение проходит с замедлением порядка 1,5-2,5 м/сек2. Правила требуют, чтобы тормоза легкового автомобиля при экстренном торможении на хорошей дороге обеспечивали замедление 5,8 м/сек2. Почему только 5,8? Дело в том, что величины замедления подсчитаны нами для случая, когда при торможении будет использован весь сцепной вес автомобиля. На самом же деле перераспределение веса меняется во время торможения. А тормоза сконструированы в расчете на одно определенное значение перераспределения, т. е. практически весь сцепной вес автомобиля при существующих конструкциях тормозов не может быть использован. Поэтому величина наибольшего мгновенного замедления, которое должно быть зафиксировано при проверке тормозов десеелерометром, и установлена Правилами движения ниже теоретически возможной.

Мало того, если подсчитать тормозной путь при скорости V = 30 км/ч, то при замедлении 5,8 м/сек2 он получается равным 6, а не 7,2 м, как это установлено Правилами. А тормозному пути 7,2 м соответствует замедление 4,8 м/сек2.

В чем же дело? Замедление 4,8 м/сек2 - это среднее, как бы постоянно действующее на всем пути торможения замедление, при котором, начав тормозить на скорости 30 км/ч, мы остановимся через 7,2 м. На самом деле, как мы видели, величина замедления во время торможения меняется. А при проверке тормозов фиксируется только наибольшее его значение. Кроме того, правилами учитывается и время срабатывания тормозного привода, когда торможения фактически еще нет.

Тормозным путем принято считать расстояние, которое проходит автомобиль с момента нажатия педали до остановки. Метры, пройденные машиной за те доли секунды, пока колодки только приближаются к барабанам, также включаются в тормозной путь.

Быстрее всего срабатывает гидравлический привод, пневматический - почти вдвое медленнее.

Конечно, чем больше зазоры между колодками и поверхностью тормозных барабанов, тем большее расстояние проходит при торможении автомобиль. Вот пример: тормозной путь грузового автомобиля грузоподъемностью 4-5 т при среднем зазоре 0,5 мм получился 9,3 м. Когда в результате износа зазор увеличился до 2,0 мм, тормозной путь почта удвоился - стал 18,1 м.

Полная остановка

Полезно подсчитать, какова же длина полного остановочного пути при разных скоростях движения, например, при 30, 60, 90 и 120 км/ч. Если принять среднее время реакции водителя равным 0,8 сек, а время срабатывания тормозного привода 0,2 сек, то от момента возникновения замеченной шофером опасной ситуации до начала торможения проходит целая секунда. За это время автомобиль соответственно начальной скорости пройдет 8,3; 16,7; 25,0 и 33,4 м.

Если принять, что у легкового автомобиля при резком торможении среднее замедление составляет 5 м/сек2 (для этого надо иметь хорошие тормоза), то, добавляя к тормозному пути расстояние качения по инерции, определим, что машина сможет остановиться через 15, 45, 85 и 145 м.

Эти расстояния наименьшие, соответствующие идеальным условиям - хорошей дороге, отличному состоянию тормозов. Практически же идеальных условий не бывает. Особенно на больших скоростях, когда нагрев резко снижает эффективность тормозов. В таких случаях тормозной путь растет примерно вдвое, а тепло при торможении выделяется столь интенсивно, что если водитель даже захочет заблокировать колеса чуть позже начала торможения, это ему не удастся.

Вообще эксплуатационное снижение эффективности действия тормозов существует всегда и обусловливается множеством причин. Вкупе они учитываются коэффициентом К (для легковых машин его принимают 1,2-1,3).

Все предыдущие рассуждения относились к сухой дороге. На скользкой же практически тормозной путь следует считать вдвое большим.

Дистанция безопасности

На каком расстоянии следует держаться от впереди идущей машины? На таком, чтобы можно было успеть остановиться, если она неожиданно затормозит. Это понятно. Очевидно и другое: чем больше скорость, тем длиннее должна быть и дистанция. Передний начинает тормозить раньше, а задний - примерно через секунду (время реакции и время срабатывания тормозного привода). Тогда при 30 км/ч теоретическая дистанция безопасности должна быть минимально 8,3 м плюс 1-2 м запаса - нельзя же останавливаться буфер в буфер. Кроме того, водитель не может неотрывно следить за впереди идущей машиной. Поэтому разумно будет прибавить еще полсекунды (4-5 м пути при скорости 30 км/ч) на всякие Неучтенные обстоятельства, из-за которых шофер не сразу заметит начало торможения передней машины.

Итак, 8,3 м за секунду движения плюс 1-2 м запас, плюс 4-5 м на неучтенные обстоятельства - в сумме 13,3-15,3 м или Округленно 15 м. Эта цифра удобна еще и тем, что она как раз равна половине численной величины скорости, выраженной в километрах в час.

Такая рекомендация - держи дистанцию в метрах, равную половине скорости в километрах, удобна для запоминания и обеспечивает безопасность. Просто держаться подальше нельзя - чем больше дистанция между автомобилями, тем меньше пропускная способность дороги.

Итак, дистанция безопасности равна половине скорости. Однако это положение справедливо для однотипных машин с тормозами одинаковой эффективности. А если за "Москвичом-408" следует тяжелый грузовик, например МАЗ-500, у которого замедление меньше - всего 4,2 м/сек2? Кстати, у него еще и время срабатывания привода больше. Поэтому водитель грузовика, двигаясь за легковой машиной, должен увеличить "половинную" дистанцию. Ее должен увеличить и водитель однотипного вида транспорта, который в пути обнаружил, что его тормоза имеют пониженную эффективность.

Тормозная педаль

Опыт показывает, что при малой скорости движения колеса блокируются легче. На большей скорости для достижения такого же Эффекта необходимо сильнее надавить на педаль. Поскольку юза никогда не должно быть, первое правило торможения гласит: сначала сильно нажать на педаль, затем постепенно ослабить давление. Конечно, сила первого нажима не должна заклинить колеса. Следует учитывать и состояние дороги: асфальт у обочины часто бывает покрыт слоем песка, пыли, а иногда и грязью или снегом и льдом.

При торможении колеса могут заблокироваться у самого опытного водителя. Тогда надо мгновенно ослабить нажим и довести его снова до максимально возможного уровня. В такой ситуации опытный водитель отпускает педаль сразу автоматически, менее опытный не может побороть инстинктивного желания нажать еще сильнее, поскольку опасность становится все ближе. Способность перебороть себя без колебании надо вырабатывать с первых же дней. Впоследствии это не будет требовать больших нервно-психических усилий.

Приведем такой пример. Как-то зимой водитель второго класса спускался в центре Москвы по бульвару на грузовой машине с прицепом. Скорость была 10 км/ч. Увидев издалека красный сигнал светофора, он затормозил, и машина вошла в юз. Ее начало заносить, и она, двигаясь боком, сбила пешехода. Если бы водитель на 2-3 сек отпустил тормоз (до перекрестка было еще далеко), он сумел бы отрулить, восстановить нужное направление. К сожалению, как он объяснил на суде, он не смог пересилить себя и продолжал давить на педаль.

На скользкой дороге

Скользкая дорога ассоциируется у нас обычно со льдом и снегом. Поэтому многие опытные водители и настраивают себя на соответствующий лад лишь зимой. Однако и в тепло? время года дорога может быть скользкой. Особенно коварен бывает асфальт в начале дождя, когда еще не смылись, но уже успели раствориться пыль и грязь, не очень заметные в обычных условиях, и он покрывается "отличной" смазкой (рис. 10). А мокрая булыжная мостовая остается скользкой все время. Кроме пыли, компонентами смазочного состава являются и резиновые частицы изнашивающихся шин, а также автомобильное масло. Скользко бывает и ранним утром, когда на покрытие садится туман, и в жаркий полдень, когда на асфальтобетоне выступает вяжущее вещество.

Рис. 10. Снижение коэффициента сцепления асфальтобетонного покрытия в начале дождя
Рис. 10. Снижение коэффициента сцепления асфальтобетонного покрытия в начале дождя

На скользкой дороге особенно важно уметь действовать быстро, рефлекторно, ибо блокировка здесь подстерегает водителя почти при каждом торможении. А попав пару раз в юз, можно потерять уверенность в себе. Тогда поездка превратится в пытку. Надо приучить себя мгновенно реагировать на юз и выходить из него, отпуская тормоз. После нескольких попыток это обязательно получится. Сознание, что можно быстро восстановить устойчивость машины, снова "зацепившись за землю", придает водителю уверенность, и на скользкой дороге он будет чувствовать себя нормально.

Итак, на скользкой дороге в несколько раз увеличивается тормозной путь. Увеличивается опасность блокировки колес. А это чревато самым неприятным - потерей поперечной устойчивости автомобиля. Избежать блокировки можно только осторожным, плавным нажимом на педаль. Как сильно можно нажимать, водитель должен чувствовать по поведению машины. Опытный шофер уже при выезде "пробует" скользкую дорогу, особенно незнакомую. И уж обязательно поступит так, если это первый в сезоне гололед или у него был перерыв в вождении. Как человек с опаской ступает на лед, пробуя его прочность, так и хороший шофер, только выехав, проверяет возможности торможения.

Вместе с двигателем

После того как педаль акселератора отпущена, двигатель практически мгновенно переходит на минимально устойчивые обороты - 400-600 в минуту. Поэтому уже при простом сбрасывании газа происходит торможение автомобиля: инерция движения машины и инерция вращающихся масс заставляют вал двигателя вращаться быстрее. На это расходуется кинетическая энергия, и движение автомобиля замедляется. Такое торможение не следует доводить до полной остановки машины, когда двигатель заглохнет. Его используют лишь для снижения скорости. Окончательно машину останавливают колесными тормозами. Однако когда мы замедляем движение при помощи и тормозов и двигателя ("торможение вместе с двигателем"), условия торможения получаются оптимальными.

Торможение с двигателем происходит плавно, меньше изнашиваются тормозные накладки и барабаны, уменьшается износ шин. Этот способ широко используют во многих случаях, кроме одного, когда необходимо затормозить очень резко. Тогда инерция вращающихся масс двигателя будет помехой и ляжет дополнительной нагрузкой на тормоза. Зато на длинных спусках помощь двигателя неоценима.

Известно, что кинетическая энергия автомобиля при торможении превращается в тепло. Обеспечить отвод этого тепла от тормозов и его рассеивание очень важно. Если этого не сделать, тормоза перегреются и потеряют эффективность. Дело в том, что трение между тормозными накладками и барабанами, как и между накладками дисков сцепления и маховиком, резко уменьшается при повышении температуры. При нагревании этих деталей до 200-300°С коэффициент трения уменьшается в 2-4 раза.

В начале торможения, когда детали тормозных механизмов еще холодные, они поглощают тепло и нагреваются. Остывать они будут после окончания торможения. Об этом надо помнить не только при длительном беспрерывном торможении, но и тогда, когда тормозить приходится часто как например, при движении в потоке транспорта во время затора. Если оно продолжается долго, колодки и барабаны перегреются и тормоза в конце концов откажут. Тормозная жидкость в колесном цилиндре может закипеть. Образуются паровые пробки. Теперь понятно, почему на длинных затяжных спусках лучше всего тормозить двигателем.

Кстати, при сильно нагретых тормозах не следует торопиться останавливать машину. Выделившееся тепло обычно растекается по заднему мосту и через диски колес переходит в шины, которые при движении хорошо обдуваются воздухом Воздушное охлаждение шин сразу прекращается при остановке. А тепло в них продолжает поступать. В результате резко возрастает температура покрышек и камер, приводящая а порче резины.

Итак, работая как тормоз, двигатель оказывает значительное сопротивление. Оно складывается из потерь на трение, затрат на вращение вспомогательных механизмов - вентилятора, насосов, генератора, а также из так называемых насосных потерь, связанных с прохождением горючей смеси и отработавших газов по каналам головки и трубопроводов. Следует оговорить, что потери на сжатие смеси в цилиндрах почти полностью компенсируются при расширении ее в последующих ходах поршня. Все перечисленные потери значительно возрастают при увеличении числа оборотов.

Какова эффективность?

Если прикрыть дроссель, тормозной эффект двигателя несколько увеличится. Он также увеличивается при выключении зажигания, но незначительно. Взглянем на кривые 4 и 5 рис. 11, показывающего, как замедляется движение катящегося под углом автомобиля при различных способах торможения. На участке снижения скорости от 30 до 10 км/ч торможение получается практически одинаковое, разве что такое же снижение скорости при выключенном зажигании достигается на какую-то секунду раньше.

Рис. 11. Эффективность различных способов торможения двигателем
Рис. 11. Эффективность различных способов торможения двигателем

Другое дело, что при выключенном зажигании можно совсем остановить машину. Однако такое может потребоваться только при полном отказе тормозов. К тому же горючая смесь, когда она не сгорает, конденсируясь, смывает смазку со стенок цилиндров, чем увеличивает износ. Кривые на рис. 11 показывают, что если на данном уклоне свободно катящийся автомобиль (линия 1) разгоняется, то при включенной прямой передаче (линия 2) достаточно сбросить газ и машина уже тормозится двигателем. Выключение зажигания (линия 3) дает лишь небольшое дополнительное замедление. Но вот линия 4 свидетельствует о действительно ощутимом торможении - это включена низшая передача. Если за 20 сек торможение на прямой передаче снизило скорость на 10 км/ч (по сравнению со свободным качением), а выключенное зажигание дало еще 4 км/ч, то торможение на второй передаче снизило скорость уже на 35 км/ч. Торможение на первой передаче (также с прикрытым дросселем) дает такое же снижение скорости (на 35 км/ч) всего лишь за 10 сек.

График показывает, что торможение двигателем весьма эффективно. Выключать зажигание не имеет смысла. Дроссель надо прикрыть. Чем больше передаточное число (чем более низкая передача включена), тем торможение сильнее.

Разные двигатели поглощают при принудительном прокручивании от 35 до 55% мощности, развиваемой на полном дросселе при том же числе оборотов. Вообще говоря; мощность, которую можно использовать для торможения Автомобиля при помощи его двигателя, может быть и значительно большей - до 70% от полезной. Так, двигатель можно превратить в тормоз-замедлитель, перекрыв выпускной трубопровод и создав тем самым противодавление около 3,5-4,5 кГ/см2. Подача топлива прекращается, поскольку одновременно открывают атмосферный клапан, и воздух в двигатель поступает, минуя карбюратор. Существуют также специальные гидравлические и электродинамические тормоза-замедлители. Они обеспечивают замедление до 2 м/сек2, поэтому могут быть использованы и для обычного торможения автомобиля.

После всего сказанного ясно, что чем круче спуск, тем на более низкой передаче надо тормозить. Тогда при той же скорости вращения колес двигатель вынужден делать во столько раз больше оборотов, во сколько передаточное число следующей низшей Передачи больше предыдущей. Отсюда следует, что умение сходу включить низшую передачу для торможения двигателем, когда тормоза перестали держать, а машина, успела значительно разогнаться, чрезвычайно важно.

Проще и надежнее

Огромную помощь водителю оказывает двигатель при торможении на скользкой дороге. Поскольку в этих условиях юз наступает при малейшей неосторожности, обеспечение плавного торможения просто необходимо.

Известно, что первыми обычно блокируются задние колеса. А их скольжение влечет за собой занос. Но ведь задние-то колеса связаны с двигателем, и мы можем использовать его, чтобы сделать торможение плавным. Действуя вместе с мотором, мы уже только притормаживаем: к замедляющему усилию, создаваемому на колесах двигателем, добавляем тормозное усилие колодок. Теперь водитель легко чувствует даже приближение момента блокировки колес. Двигатель подает сигналы, что он вот-вот заглохнет, и водитель отпускает немного тормоз. Кроме того, все вращающиеся детали двигателя, сцепления и коробки передач участвуют в торможении - сопротивляются резкой остановке и тем самым сглаживают результаты неосторожного грубого нажима на педаль. Инерция масс делает очень резкое замедление просто невозможным.

Торможение на скользкой дороге двигателем нравится всем водителям. Оно уменьшает напряжение и не требует особенной осторожности. При таком торможении чувствуется большая поперечная устойчивость. Дело не только в субъективном ощущении. Имеются и реальные причины.

Практически тормозные механизмы левой и правой стороны никогда не держат одинаково. При одной и той же силе, с которой прижимаются колодки, трение в левых и правых колесах каждой оси различно. Разница достигает 20-30%, а иногда доходит и до 50%. Неодинаковые тормозные силы создают момент, стремящийся повернуть автомобиль в горизонтальной плоскости. Понятно, что этот вредный момент тем больше, чем больше разность тормозных сил. При торможении же вместе с двигателем тормозные силы колодок, несущих лишь часть общей нагрузки, имеют гораздо меньшую величину, а значит, меньшей получается разность тормозных сил - поворачивающий момент уменьшается. Как видим, торможение вместе с двигателем дает не кажущееся, а действительное улучшение поперечной устойчивости автомобиля на скользкой дороге.

И еще одна тонкость: на колесе, на котором тормозное усилие меньше, передается трение, возникающее в механизме дифференциала. В результате создается небольшой поворачивающий момент, противоположный тормозному.

Прерывистое торможение

Из предыдущего ясно, что тормозить надо так, чтобы не допустить блокировки колес. Наилучшее торможение характеризуется сильным нажимом на грани юза, но все-таки без юза.

Если колеса все же заблокировались, надо отпустить на мгновение тормоз. Колеса успеют раскрутиться и обрести сцепление с дорогой, занос прекратится. Снова нажмем педаль, теперь чуть слабее. Более слабый, чем при первой попытке, нажим предохраняет от новой блокировки колее. Опять отпустим педаль, потом снова нажмем и т. д. Мы пришли к прерывистому торможению - удобному и эффективному способу, которым пользуются многие водители. Особенно оправдывает себя этот способ на скользкой дороге. Он значительно сокращает тормозной путь, несложен, доступен каждому и избавляет от опасных заносов. А если обледенелые участки попадаются в перемежку с сухими, прерывистое торможение также предохраняет водителя от ошибок. Попав на такое скользкое место, заторможенное колесо перестает вращаться, что водителю незаметно, так как машина не успевает изменить направление, и он смело усиливает давление на педаль. От этого колесо продолжает идти юзом и на сухом месте.

При способе нажал-отпустил водитель более внимателен к силе нажима на педаль и к результатам каждого "качка". А это обостряет его ощущения, позволяет легче установить, какое наибольшее усилие можно приложить без опасения заблокировать колеса.

Тормоз отказал...

Конечно, с неисправными тормозами никто не выезжает. Это просто запрещено Правилами движения. Однако в пути бывает всякое. Вдруг обнаруживается, что одного нажиме на педаль недостаточно для полного торможения. Тормоз начинает работать "с подкачкой".

Здесь возможны два варианта. Сначала - худший. Шофер чувствует, что педаль не жесткая - пружинит. Правда, торможение все же можно осуществить, делая быстрые многократные нажимы. Так бывает, когда в систему попал воздух. Несколько последовательных движений педалью спрессовывают его, на что уходит время. Эта неисправность коварная. Ведь воздух попал в тормозную систему через неплотности. Значит, через них может убывать и жидкость. У нас нет никакой ясности, далеко ли осталось до того перехода количества в качество, когда в конце концов оголятся наполнительное и компенсационное отверстия, после чего система быстро наполнится воздухом и тормоза совсем перестанут работать.

Бывает, что неисправен обратный клапан главного цилиндра, например, села пружина. Тогда в тормозной системе не поддерживается избыточное давление. Жидкость не вытекает, но система при отпускании педали постоянно подсасывает воздух через манжеты колесных цилиндров. Прокачки помогают, но ненадолго. Вскоре педаль снова пружинит.

Другое дело, когда при подкачке после второго нажима педаль становится достаточно жесткой, как в исправном, добропорядочном тормозе, и отличить эту неисправность нетрудно. Здесь причина в чересчур больших зазорах между колодками и барабанами. Поршни колесных цилиндров имеют большой рабочий ход, и в каждый цилиндр приходится подавать много жидкости. По мере износа накладок зазоры иногда настолько увеличиваются, что объема жидкости, вытесняемого из главного цилиндра за один ход, за одно нажатие на педаль уже недостаточно. Тогда, используя то обстоятельство, что тормозная жидкость при отпущенной, педали возвращается обратно достаточно медленно, водитель, снова нажимая педаль, подает вторую порцию жидкости в тот момент, когда колодки еще не успели вернуться. Потому-то второй нажим обычно достигает цели - добавочного количества жидкости теперь хватает, чтобы прижать колодки. И если водитель понимает, почему надо дважды нажимать на педаль, он может рискнуть доехать с такими тормозами до гаража. Двигаться нужно очень осторожно, избегая малейших осложнений дорожных ситуаций. Ведь для торможения необходимо лишний раз нажимать на педаль, тратить лишнее время.

Такого рода неисправностей не возникает у автомобилей с устройствами, поддерживающими постоянным зазор между колодками и барабанами.

Бывает и такое: тормоз как будто исправен, свободный ход невелик, педаль жесткая, но чувствуется, что она медленно движется при постоянном нажиме. Если педаль проваливается очень медленно, то закончить торможение удается, а если нет - нужно, не доходя до упора в пол, быстро отпустить ее ("хлебнуть" еще жидкости) и закончить торможение. Ясно, что здесь дело в утечке тормозной жидкости. При неисправных манжетах колесных цилиндров жидкость вообще убывает из системы. Это явление служит грозным предупреждением о серьезной неисправности, которую нужно немедленно устранять. В том случае, когда все же необходимо доехать, следует периодически следить за уровнем жидкости в бачке. Ведь причиной утечки может быть начало разрушения тормозного шланга или трубки, и при следующем торможении они могут разрушиться мгновенно, лишив автомобиль тормозов.

Если педаль, не оказывая сопротивления, неожиданно стукнула в пол во время движения, причиной может быть образование паровой пробки из-за перегрева тормоза одного из колес. Такое редко случается при городской езде, где рейсы относительно короткие, скорость движения невелика, а частые стоянки у светофоров дают тормозам возможность остыть. Чаще подобное явление происходит после продолжительного движения по шоссе. Тогда водитель, одновременно готовясь к торможению при помощи ручного тормоза и к принятию других срочных мер - переходу на низшую передачу или даже через передачу вниз с большим промежуточным газом, может попробовать тут же нажать вторично. Если манжета не вывернулась, от повторения тормоз может сработать. Ну а если все-таки не сработал? Тогда тормозить ручным. К такому обороту дела нужно всегда быть готовым. Многие водители ручным тормозом никогда не пользуются и в критической обстановке о нем забывают. Важно не отвыкать пользоваться ручным тормозом и иногда, просто так, почти уже остановившись, использовать его для полной остановки, а также затягивать его на стоянке, даже при включенной передаче и на горизонтальном участке дороги.

Раздельный привод

Хотя технически выполнить раздельный привод к тормозам передних и задних колес можно было много лет назад, это стали делать лишь в последнее время. Сейчас все больше новых моделей автомобилей во всем мире оборудуются раздельным приводом. Так что если лопнет гибкий шланг, повредится трубопровод, в общем нарушится герметичность системы одного тормозного механизма, одного колеса, машина больше не грозит катастрофа. Просто сработает вторая часть тормозной системы, затормозятся другие колеса. Например, у последней модели "Волги" (ГАЗ-24) специальный разделитель разобщает трубопроводы передних и задних тормозов при выходе из строя одной из систем. Тормоза в таком случае не отказывают совсем, только тормозной путь существенно удлиняется.

Кстати, разрыв шлангов и прочие неприятности чаще всего происходят при очень резком нажиме на педаль. Несколько лет назад автору как эксперту довелось осматривать автобус, водитель которого сбил женщину. Шланг гидропривода левого переднего колеса медленно и долго перетирался рычагом незакрепленного амортизатора, но прорвался именно во время рокового торможения. Вплоть до аварии тормоза (так считал водитель) работали исправно.

Итак, при повреждении тормозов с раздельным приводом их эффективность неожиданно падает на 40%, если повреждены механизмы задних колес, и на 60% - если повреждены передние. Выходит, что и намного облегчающий положение раздельный привод все-таки не гарантирует полной безопасности. Все-таки в каком-то, пусть редком, случае эффективность его тормозов может упасть до 40%. И если такое случилось, двигаться дальше следует осторожней.

На последних моделях шведских автомобилей "Волво" обеспечивается работа двух тормозных цилиндров каждого переднего колеса и одного заднего независимо от других, поскольку они включены в два самостоятельных контура тормозной системы. Таким образом, при повреждении одного контура всегда тормозятся оба передних колеса, хотя и несколько слабее, чем обычно, и одно заднее. В результате сохраняется примерно 80% номинальной эффективности исправной тормозной системы. Правда, возникает опасность заноса, во всяком случае руль должно тянуть в сторону, но это уже меньшее зло. Видимо, в какой-то степени помогает и свободно катящееся заднее колесо, которое для противодействия заносу имеет полную боковую силу сцепления.

Дисковые тормоза

Чем резче водитель останавливает автомобиль, тем больше тепла в единицу времени должны рассеять его тормозные барабаны. Увеличивать размеры барабанов, усиливать их оребрение можно лишь до какого-то предела. И предел был достигнут. Сначала на гоночных и спортивных автомобилях, а затем и на достаточно тяжелых машинах среднего класса.

Тогда пришлось перейти на дисковые тормоза, в которых роль тормозного барабана выполняет диск, постоянно открытый потоку воздуха, благодаря чему отвод тепла значительно улучшен. Тепло рассеивается в воздух прямо с рабочей поверхности. Накладки колодок дискового тормоза прижимаются к диску лишь на небольшом участке. Поэтому в каждый последующий момент они трутся уже по более холодному месту. В обычном же колодочном тормозе колодки постоянно прижимаются к нагретой внутренней поверхности барабана. Выделяющееся тепло здесь отводится медленно, ибо сначала оно проходит через стенку и лишь затем сдувается воздушным потоком.

Интересно, что конструкция дисковых тормозов была запатентована еще на заре развития автомобилестроения. Однако настоящее признание она нашла только в последнее время, а именно после 1953 г., когда на 24-часовых гонках спортивные машины, оборудованные дисковыми тормозами, заняли первые места.

Дисковые тормоза тоже не лишены недостатков, однако их преимущества несомненны и они находят все большее распространение. В первую очередь их устанавливают на передних колесах легковых автомобилей, тормоза которых больше нагружены. Примером может служить хотя бы модель ВАЗ-2101, которую недавно начали выпускать в г. Тольятти. Кстати, сначала многим конструкторам дисковые тормоза не нравились, поскольку они не защищены от воды и грязи. Однако опыт показал, что вода удаляется с диска при первом же обороте сильно прижатыми к нему накладками. Когда автомобиль выезжает из лужи, дисковые тормоза быстрее восстанавливают свою работоспособность, чем колодочные.

Борьба с заносом

Силы торможения, создаваемые тормозами передних и задних колес каждого автомобиля, рассчитаны конструкторами на одну конкретную величину коэффициента сцепления шин с дорогой. На деле же состояние дороги всегда меняется, изнашиваются протекторы и т. д. Перераспределение нагрузок на оси зависит от того, насколько загружен автомобиль и как размещен груз. Поэтому опасность заблокировать колеса, особенно при экстренном торможении, всегда имеется.

Практически одно колесо будет блокироваться раньше другого. Оно станет тормозить слабее - и вот уже причина, вызывающая занос. Мы говорим о заносе задней части, поскольку раньше и легче блокируются именно задние колеса. Даже когда тормоза работают хорошо, причиной заноса может быть различное состояние поверхности дороги под колесами, ее уклон. Ну а занос может кончиться полным разворотом машины, сползанием ее в кювет и даже опрокидыванием, если колесо встретит препятствие.

Занос передних колес случается редко и, что характерно, его водитель как-то и не успевает заметить, осознать. Возможно потому, что выход из него - естественное действие - дополнительный поворот руля в сторону, куда и было направлено движение. В общем занос передних колес чаще случается не от резкого торможения, а на поворотах.

На рис. 12, а схематически изображен занос передней оси. Колеи отчетливо показывают, что передние колеса не катились по каким-то дугам, а просто сдвинуты влево. По середине каждой оси показан вектор ее скорости в рассматриваемый момент. Очевидно, что в результате заноса автомобиль совершил вращательное движение, и на пересечении перпендикуляров к направлениям движения осей можно найти точку ЦП - центр мгновенного поворота. Что касается центробежной силы Pi - обязательного спутника любого вращательного движения, то она направлена в сторону, противоположную заносу. Она противодействует заносу, гасит его.

Рис. 12. Занос автомобиля: а - передней оси; б - задней оси; в - прекращение заноса
Рис. 12. Занос автомобиля: а - передней оси; б - задней оси; в - прекращение заноса

Что же происходит при заносе задних колес? Пусть заднюю часть занесло влево (рис. 12, б). Куда направлена центробежная сила? Она также двигает машину влево - помогает заносу. Она усиливает занос не только тем, что суммируется с силами, его вызвавшими, но еще увеличивает его скорость и уменьшает радиус кривизны траектории, отчего сама резко возрастает. Как видим, занос задних колес - серьёзная опасность.

Конструкторы упорно работают над устройствами, предохраняющими машину от блокировки задних колес. Эффективность действия тормозов значительно увеличилась, когда передние тормоза стали делать сильнее. Однако в процессе торможения перераспределение веса меняется, поэтому водитель не всегда может полностью использовать сцепной вес. Нажав сильнее, он заблокирует колеса или, боясь заноса, будет тормозить слабее, чем это возможно в каждый конкретный момент.

Нельзя ли автоматизировать выход оптимальной силы торможения? В принципе можно. Более того, устройства, обеспечивающие, например, опережающий рост давления в тормозных цилиндрах передних колес по мере увеличения замедления, были разработаны и успешно испытаны. Напомним, что такое опережение нужно потому, что перераспределение веса меняется пропорционально увеличению замедления. Устройства представляли собой системы с двумя главными цилиндрами (один для передней и один для задней оси), между которыми при помощи маятникового или другого инерционного датчика изменялось силовое передаточное число. Имеются и устройства, учитывающие изменение нагрузки на заднюю ось легковых автомобилей (есть сзади пассажиры или нет).

В последние годы появились ограничители тормозной силы. Они решают ту же задачу, только противоположным способом: обеспечивают отставание роста давления в тормозных механизмах задних колес. Редукционный клапан перекрывает подвод жидкости к задней оси после того, как давление в ее тормозах возрастает до предельного, угрожающего блокировкой. Предельное давление принимается из расчета хороших дорожных условий. Существуют и более совершенные конструкции с электронными датчиками замедления, не допускающие блокировки при любых значениях коэффициента сцепления. Пока их широко не применяют из-за сложности, дороговизны, недостаточной надежности.

Но вернемся к самому обычному массовому автомобилю, пока еще не оборудованному таким автоматическим помощником водителя. Занос происходит быстро, мгновенно, так что неопытный водитель просто не успевает ничего предпринять. Такая ситуация показана на рис. 12, б. А что можно сделать?

Надо повернуть руль влево, в сторону, куда движется задняя часть машины (рис. 12, в). Тогда колеса станут параллельны вектору скорости скольжения задних колес (изображен пунктиром). Перпендикуляр к новому вектору скорости окажется параллельным перпендикуляру, восстановленному от вектора задних колес, и мгновенный центр поворота ЦП, который должен быть ка пересечении этих перпендикуляров, уходит в бесконечность, а центробежная сила исчезает. Поэтому на рисунке нет и силы РiI. Иными словами, автомобиль перестает вращаться и начинает двигаться боком - наискось.

Кстати, это неудобное движение тут же, как правило, прекращается. Важнее второе обстоятельство - исчезает вредная центробежная сила Pi, усиливающая занос и увеличивающаяся вместе с ним. Короче говоря, если повернуть передние колеса в сторону начавшегося заноса задних колес, то, как только последние перестанут скользить, занос прекратится, и тем раньше, чем раньше водитель повернет колеса. А бороться с только что начавшимся заносом легче - еще не так велика скорость бокового скольжения, машина не так далеко ушла в сторону.

Большое боковое смещение тоже опасно, сбоку могут быть другие транспортные средства, препятствия, люди.

Теперь представим, что водитель действует более активно и поворачивает слишком энергично. Тогда ЦП переместится по другую сторону автомобиля, и центробежная сила РiII, изменив свое направление, будет уже не форсировать занос, а станет помогать водителю, препятствуя скольжению задних колес. Противодействие центробежной силы может быть настолько велико, что занос задних колес, прекратившись, начнется в другом направлении, и водителю придется снова повернуть руль обратно, в сторону нового скольжения. Такие манипуляции требуют от сидящего за рулем быстроты реакции и виртуозности. Занос нужно как можно раньше гасить рефлекторно, быстрым поворотом руля.

Теперь о торможении при заносе. Отпустив моментально тормоз, опытный водитель может тут же продолжить торможение. Но тормозить нужно очень осторожно, чтобы не только не вызвать повторной блокировки, но и обеспечить достаточный запас боковой силы (рис. 13).

Рис. 13. Последовательность действий водителя и положений автомобиля при ликвидации заноса: I - начало заноса; II - водитель гасит его поворотом руля; III - занос заканчивается. Начало обратного вращения руля; IV - выход из заноса; V - машина выровнялась. Быстрым поворотом туда и обратно водитель прекращает движение задних колес влево
Рис. 13. Последовательность действий водителя и положений автомобиля при ликвидации заноса: I - начало заноса; II - водитель гасит его поворотом руля; III - занос заканчивается. Начало обратного вращения руля; IV - выход из заноса; V - машина выровнялась. Быстрым поворотом туда и обратно водитель прекращает движение задних колес влево

Когда все колеса заблокированы и одновременно скользят, вывести автомобиль из заноса поворотом руля нельзя - изменение положения некатящихся передних колес не может изменить траекторию движения. Надо менять стиль торможения.

Вообще говоря, редкие водители умеют уверенно выходить из заноса. Учебные пособия уделяют этому важному моменту недостаточно внимания. Советы и разъяснения скупы: "...Поверните руль в сторону заноса". А на сколько? Что дальше? Разберем ситуацию подробно.

Водитель затормозил. Заднюю ось занесло. Прежде всего надо отпустить тормоз. Если занос не сильный, он прекратится. Если нет, моментально поворачиваем руль в сторону заноса. Чем скорее, тем лучше. К такого рода мгновенной реакции надо себя приучить с помощью специальных тренировок. А опытным водителям надо стараться поддерживать стойкость таких рефлексов, устраивая (там, где это возможно и абсолютно безопасно) самому себе искусственные заносы, особенно на скользкой дороге. Итак, водитель должен быть готов, не задумываясь, сразу ответить на занос поворотом руля. Но так же важно быть готовым и начать вращение руля обратно еще до полного прекращения заноса: сначала руль быстро в сторону заноса, и тут же обратно. Так же, как мы это делаем в конце поворота, простого, обыкновенного поворота.

Новичок, повернув руль, ждет, когда после поворота машина станет прямо и затем, обнаружив, что она почему-то продолжает поворачиваться, начинает возвращать руль в прямое положение. Но уже поздно. За это время автомобиль уйдет в сторону, его придется выравнивать. Если не повернуть руль заранее, получится заезд в другую сторону.

Конечно, никто из водителей со стажем так не виляет. Обычно руль начинают возвращать много раньше, чтобы к моменту, когда корпус машины займет нужное положение, колеса успели тоже стать прямо. Точно так же следует действовать при выводе машины из заноса: не дожидаясь полного прекращения, движения задней части автомобиля, а только почувствовав эффект от поворота руля, надо начинать обратное его вращение, опережая новый занос. Иначе машину занесет в другую сторону.

Так часто и случается с неопытным водителем. Повернув руль в сторону заноса, что само по себе уже хорошо, он замирает, ждет результатов. Вроде бы помогло: скорость заноса резко уменьшилась, опасность миновала. Но впечатление обманчиво, В следующее мгновение он замечает, что машину уже несет в другую сторону. Спохватившись, водитель резко перехватывает руль обратно (ведь только что помогло!) и снова замирает. Он уже не командует, а как бы бегает вслед за заносом, вдобавок все время запаздывая. Автомобиль виляет из стороны в сторону, каждый раз отклоняясь все больше. Кончается обычно тем, что машина разворачивается на 180°.

Практически не должно быть момента, когда руль неподвижен, не следует ждать полного прекращения заноса. После поворота надо тут же вращать руль обратно, опережая новый занос. А главное, быть заранее к нему готовым.

На "кинограмме" (см. рис. 13) показаны все эти действия водителя. Пунктирная колея передних колес помогает представить еще и сводное правило: передние колеса практически должны следовать в том направлении, в котором автомобиль двигался до заноса. Другими словами, как бы машина ни виляла, быстро и упорно заставляйте передок двигаться как прежде.

Самый сложный момент - остановка машины в выровненном положении, для чего, повторяем, надо заранее повернуть руль обратно. Если это не удастся, амплитуда влияний сильно увеличится, и водитель не будет успевать непрестанно перехватывать руль.

Закончить эти подробные рекомендации хочется пожеланием - тренируйтесь выходить из заносов. Лучше всего - на катке. Пусть на небольшом, дворовом, выбрав время, когда он свободен. Можно создавать искусственные заносы и на обледенелых, свободных от движения транспорта, местах, но тренироваться необходимо.

предыдущая главасодержаниеследующая глава










© MOTORZLIB.RU, 2001-2020
При использовании материалов сайта активная ссылка обязательна:
http://motorzlib.ru/ 'Автомобилестроение, наземный транспорт и организация движения'
Рейтинг@Mail.ru