Výpočet brzdné dráhy vozidel pro zajištění bezpečného provozu na pozemních komunikacích | Vzdělávací sociální síť

Článek zkoumá metody pro výpočet brzdné dráhy vozidla a provádí srovnávací analýzu pro různá vozidla s různými hodnotami brzdného koeficientu.

Stáhnutí:

Příloha	velikost
výpočet_cesty_brzdy_auta_pro_zajištění_bezpečnosti_řízení_na_silnicích.docx	22.66 KB

Náhled:

Výpočet brzdné dráhy automobilů pro zajištění bezpečného provozu na pozemních komunikacích

Bobovnikov A.S., student MAOU „Střední škola č. 24 s UIOP“ ve Starém Oskolu

Vedoucí: Skripniková N.A., učitelka fyziky, MAOU „Střední škola č. 24 s UIOP“, Stary Oskol

Vůz pevně zakotvil v obrazu moderního obyvatele. Každým rokem je auto v životě člověka stále důležitější. Motorizace však lidem nepřináší jen výhody, s oblibou motorové dopravy jsou spojeny i akutní problémy lidstva v posledních letech, zejména nárůst dopravních nehod.

Nejčastěji je příčinou dopravních nehod fyzikální jev setrvačnosti – vlastnost těles zůstat v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud vnější vlivy na něj chybí nebo se vzájemně kompenzují.

Brzdění je proces vytváření a změny umělého odporu vůči pohybu vozidla s cílem snížit jeho rychlost nebo jej udržet v klidu vzhledem k vozovce.

Třecí síla brzd způsobuje zpomalení vozu. Čím silněji brzdíte, tím větší je plocha brzdových destiček v kontaktu s koly a tím rychleji se vůz zastaví. Je však nemožné zastavit auto okamžitě, protože všechny dopravní prostředky mají brzdnou dráhu.

Brzdné vlastnosti patří mezi nejdůležitější provozní vlastnosti určující aktivní bezpečnost vozidla, která je chápána jako soubor speciálních konstrukčních opatření snižujících pravděpodobnost nehody.

Relevance této práce je zřejmá, protože nárůst dopravních úrazů je vážný problém.

Předmětem studia jsou brzdové systémy motorových vozidel.

Účel studie: porovnat brzdnou dráhu osobních a nákladních automobilů.

Dopravní předpisy zakazují náhlé brzdění s výjimkou případů, kdy je nutné zabránit dopravní nehodě. Brzdění může být servisní nebo nouzové. Při použití provozního brzdění zná řidič předem přibližnou polohu zastávky a předem se na ni připravuje. Pokud se na vozovce náhle objeví překážka, je nutné použít nouzové brzdění.

Jednou z veličin, které tvoří nouzové brzdění, je brzdná dráha.

Brzdná dráha je vzdálenost, kterou vozidlo ujelo od okamžiku, kdy se brzdí, až do úplného zastavení.

Délka brzdné dráhy závisí na mnoha faktorech, jmenovitě:

1. Z technického stavu vozidla (stav pneumatik – opotřebení a tlak vzduchu v nich, stav brzdové soustavy).

2. Z hmotnosti vozidla (s rostoucí hmotností se prodlužuje brzdná dráha).

3. Z rychlosti pohybu

4. Z kvality povrchu vozovky

5. V závislosti na stavu vozovky (je-li povrch vozovky suchý, mokrý, zasněžený nebo zledovatělý, mění se koeficient adheze kol vozidla k vozovce).

6. Z přítomnosti výmolů, nerovností, zvlnění atd. na vozovce.

Existuje několik vzorců pro výpočet brzdné dráhy automobilu.

V naší práci jsme použili univerzální vzorec pro výpočet brzdné dráhy automobilu, který využívá pevné koeficienty.

kde S je brzdná dráha v metrech,

k e — brzdný koeficient,

V 0 — rychlost v km/h na začátku brzdění,

Фc — součinitel adheze k vozovce.

Koeficient adheze k vozovce závisí na povětrnostních podmínkách (čím horší vozovka, tím nižší koeficient) a je:

0,7 – pro suchou vozovku,

0,4 – pro mokré vozovky,

0,2 – pro zasněžené silnice,

0,1 – pro zledovatělý asfalt.

Brzdný koeficient u osobních automobilů je 1 a roste úměrně s rozměry vozidla. U nákladního automobilu se tedy tento koeficient bude rovnat maximální hodnotě – 1,2.

Brzdnou dráhu pro osobní automobil VAZ-2110 a nákladní automobil GAZ-3302 jsme vypočítali podle tohoto vzorce v závislosti na koeficientech adheze vozovky při počáteční rychlosti 60 km/h na začátku brzdění. Výsledky výpočtu jsou uvedeny v tabulce 1.

Koeficient přilnavosti vozovky

Změna jízdního režimu vozidla se provádí pomocí rukou nebo nohou řidiče na ovladačích. Výkon motorického aktu v reakci na jakýkoli podnět vnímaný smyslovými orgány se nazývá reakce. Informace o nutnosti změny dopravního režimu nejsou vždy předvídatelné; nelze vyloučit neočekávané změny dopravní situace při jejím posuzování v podmínkách extrémní časové tísně. V těchto případech závisí kvalita odezvy na rychlosti jejich vzniku, hodnocené reakční dobou – intervalem od okamžiku objevení signálu do okamžiku zahájení akce odezvy. Rozlišují se jednoduché a složité reakce. Pokud je jednoduchá reakce spojena s tím, že řidič čeká na signál, je tedy její povaha jednoznačná a její čas je nejméně důležitý, pak je složitá reakce spojena s výběrem řešení z řady možných.

Reakční doba řidiče – psychologické schopnosti řidiče rozhodovat se a reagovat na změny v dopravní situaci.

Reakční doba se skládá ze dvou period: latentní (skrytá) perioda, měřená dobou od okamžiku, kdy se objeví podnět do začátku motorického aktu, a motorická perioda, měřená časem, kdy je motorický akt proveden. Během latentního období probíhají psychofyziologické procesy spojené s vjemy a vnímáním, hodnocením a predikcí DTS a také rozhodováním. Průměrná hodnota doby latence jednoduché reakce na světlo je 0,2 s a na zvuk 0,14 s. Latentní období komplexní reakce se značně liší a závisí na mnoha faktorech, včetně individuálních psychofyziologických charakteristik, zkušenosti řidiče a povaze dopravní nehody. Pro stejný ovladač se doba latence pro stejný signál liší v závislosti na stupni neočekávanosti signálu. Doba trvání motorické periody závisí na složitosti prováděné akce, věku řidiče a stupni neočekávanosti signálu.

Průměrná doba motorické periody prosté reakce na červený signál ve věku 18 až 22 let je tedy více než dvakrát delší než ve věku 45–60 let. Motorické období různých řidičů stejného věku za stejných podmínek se mírně liší. To je vysvětleno skutečností, že činnosti řízení automobilu jsou systematicky procvičovány a mnohokrát opakovány v každodenních činnostech.

Reakce se dělí na jednoduché a složité. První zahrnují akce reakce na jeden podnět (například brzdění vozu vpředu). Druhou skupinou je působení více dráždidel najednou (například na řízené křižovatce musíte kromě dodržování světelné signalizace nechat projít chodce a dávat pozor na ostatní vozidla). Doba trvání reakce řidiče na různé podněty, jak ukazují studie, je: na brzdění vpředu jedoucího vozidla brzdovým světlem – 0,42 s, na semafory v obydlené oblasti – 0,40 s, na dopravní značky – 0,50 s, na nerovnosti na vozovce – 0,80 s.

Reakce se liší od člověka k člověku. Například doba jedné z nejdůležitějších reakcí na brzdění pro většinu řidičů leží v rozmezí 0,5 až 2,0 s.

Vždy je samozřejmě žádoucí, aby reakční doba byla co nejkratší, protože brzdění auta začíná vlastně až po uplynutí této doby.

Pokud se například automobil pohybuje rychlostí 80 km/h, ujede za 1 sekundu 22,2 m.

Pokud je tedy reakční doba řidiče 1 sekunda, pak na 22,2 m nedojde ani k sešlápnutí brzdy vozu! A pokud je reakční doba 1,5 s, znamená to, že brzdění začíná pouze 33,3 m poté, co řidič spatří překážku na vozovce.

Vzdálenost ujetá autem během reakční doby řidiče (pic.6.5)

Rychlost vozidla, km/h

Reakční doba řidiče

Tedy „cena“ pouze jedné desetiny vteřiny v tomto příkladu 2,22 m pohybu auta. Pokud si pamatujeme, že k mnoha dopravním nehodám došlo pouze proto, že auto nemělo dostatek místa k úplnému zastavení, pak náklady na tento zlomek sekundy nabývají na významu. Pro orientaci uvádíme údaje o délce ujeté trasy autem za reakční dobu řidiče.

Průměrná reakční doba na sešlápnutí brzdy u mužů je 0,57 sec, u žen – 0,62 sec. Reakční doba strojvedoucích na signál brzdění je 0,37 s pro 2 % řidičů; 0,61 s – při 50 %; 0,78 nebo více u 48 %.

Při rychlosti 50 km/h a reakční době 0,6 s ujede vůz 9 m, než začne brzdit, a 44 m, než se úplně zastaví na suchém povrchu.

Reakční doby se liší od člověka k člověku. Může se pohybovat od 0,5 do 1,5 s. Pro muže je to méně než pro ženy, aby brzdili, a pro fyzicky trénované osoby méně než pro ty, kteří pravidelně necvičí nebo nesportují. Důležité jsou také podmínky, ve kterých řidiči pracují. Městští taxikáři mívají při brzdění na venkovských silnicích horší výkon než ve městě. Starší lidé jsou sice nižší než mladší v rychlosti detekce signálu, ale předčí je v rychlosti správného rozhodování a ve stabilitě reakční doby.

I v rámci jedné osoby se může reakční doba lišit. Alkohol má škodlivý účinek: jeho malé dávky prodlužují reakční dobu 2-4krát. Jak potvrzují četné studie, když se objeví neočekávaná překážka, reakční doba se zvýší více než 2krát.

Reakční doba je důležitá, ale ne nejdůležitější vlastnost řidiče, jak se mnoho lidí domnívá. Lidé s vynikajícími reflexy se často dostávají k nehodám častěji než ostatní. Proč? Protože nejdříve jednají a později myslí. Pokud tedy řidič nemá příliš dobrou reakční dobu, nebuďte naštvaní: na tom není nic špatného. Dokáže to úspěšně kompenzovat schopností předvídat nebezpečí předem a jasně vyvinutými dovednostmi pro řízení auta v kritických situacích.

Obě složky reakční doby tedy závisí na míře neočekávanosti signálu. Čím delší je doba odezvy, tím obtížnější je zavést opatření k předcházení nouzové situaci. Z toho lze snadno vyvodit závěr o důležitosti rozvoje dovedností posoudit situaci a předvídat její vývoj pro spolehlivou práci řidiče.

Bylo prokázáno, že slabost nervového systému je vždy doprovázena jeho vysokou citlivostí. Schopnost zaznamenat slabé signály a mít dobrý přehled o situacích samozřejmě pomáhá řidičům se slabým nervovým systémem. Mohou si dříve všimnout vzniku přestupků, zkomplikování dopravních situací, vzniku nebezpečí a předem přijmout opatření, vyhnout se nebezpečí nebo se připravit na jeho odvrácení.

Bylo zjištěno, že dobrý řidič v obtížných nouzových situacích obvykle reaguje ještě o něco pomaleji než špatný. Dobrý řidič chápe, že v takových případech je vždy nutné jednat přesně a přesně, proto se v nouzových situacích snaží co nejúplněji vyhodnotit situaci a rychle zvolit nejlepší postup. Ví, že zatímco za normálních podmínek je ještě přijatelné dělat chyby a následně své jednání korigovat a upravovat, v nouzi není čas na nápravu chyb. Špatný řidič v nouzové situaci spěchá něco udělat. Jeho rychlé motorické reakce v takových případech nejspíš svědčí o jeho aktivním obranném reflexu, tedy o panice. A spěch zde vede k tomu, že člověk často jedná nevhodně, zhoršuje již tak složitou situaci a činí ji nenapravitelnou.

Kromě toho je známo, že řidič musí pracovat v různých podmínkách vozovky. Existuje režim, který lze nazvat minimálním. Vyskytuje se například při jízdě autem v létě za příznivého počasí po široké nepřetížené polní cestě. Nejčastěji vzniká optimální režim – jízda autem v ulicích velkého města mezi mnoha vozidly. V současnosti je to vzhledem k velkému počtu aut převládající režim. Možný je i extrémní režim, ke kterému dochází při náhlém ztížení dopravní situace nebo při neočekávaném výpadku zařízení.

Bylo tedy prokázáno, že lidé se slabým nervovým systémem, kteří mohou být schopni dobře pracovat v minimálních a optimálních režimech, prudce snižují spolehlivost a bezpečnost práce v extrémních podmínkách. I když nutno uznat, že od přírody absolutně spolehlivý řidič neexistuje. Zatímco dobře trénovaný řidič se silnou nervovou soustavou se dokáže úspěšně vypořádat s extrémními úkoly, má tendenci chybovat v jednoduchých úkolech, na jejichž řešení nemá zvláštní zájem, a tudíž ani motivaci. Řidič se slabým nervovým systémem řeší jednoduché problémy dobře, ale často se v extrémních situacích ztratí, a proto dělá nebezpečné chyby.

Bezpečná vzdálenost

Vzdálenost je to vzdálenost mezi někým, něčím nebo časový úsek mezi něčím.

Ustanovení 9.10. Pravidla silničního provozu vyžadují, aby řidiči dodržovali bezpečnou vzdálenost: „Řidič musí dodržovat takovou vzdálenost od vozidla jedoucího před ním, aby bylo možné zabránit srážce…“.

Pokud si pozorně přečtete výše uvedené pravidlo, vyjde vám, že pokud se řidič střetne s někým, kdo jel před ním, bude při určování viníka nehody zpravidla uznán vinným z nehody z důvodu nedodržení bezpečné vzdálenosti.

Jaká je bezpečná vzdálenost mezi jedoucími vozidly?

Pokud si řidič všimne, že vozidlo před ním brzdí, musí, aby se vyhnul srážce s ním,:

– přesuňte nohu z plynového pedálu na brzdový pedál (doba reakce řidiče). V tuto chvíli se jeho auto nadále pohybuje bez snížení rychlosti a ujede vzdálenost Svr.reak, která závisí na rychlosti pohybu a reakční době řidiče;

– zpomalte vůz pohybem brzdového pedálu co nejrychleji. Zpomalení začíná s určitým zpožděním (doba odezvy jízdy) a auto pokračuje v pohybu, prakticky bez snížení rychlosti a ujede vzdálenost Sср.пр. Tato doba závisí na rozdílu charakteristik brzdových systémů – u vozidel s hydraulickým pohonem brzd je doba odezvy pohonu 0,2-0,4 s, u vozidel s pneumatickým pohonem – 0,6-0,8 s;

– detekce brzdění vozidla vedoucího může nastat s určitým zpožděním z důvodu rozptýlení řidiče (mluvení se spolujezdcem, zapnutí rádia, zapálení cigarety, telefonování, sledování okolní zastávky, čtení automapy atd.), což může trvat minimálně 0,2-0,4 s.

Reakční doba na brzdění se u většiny řidičů pohybuje mezi 0,5 a 1,5 s (uvažujme průměrnou hodnotu rovnou 1,0 s), doba odezvy brzdového pohonu u různých vozů se může lišit o 0,6 s, doba zpoždění pro detekci brzdění vedoucího vozu je 0,4 s, sečteme-li, dostaneme 2 s. To je nezbytný čas, který bude řidič potřebovat k zastavení v případě nečekaného a prudkého brzdění vedoucího, tedy vzdálenosti. Tento čas lze kompenzovat pouze ponecháním dostatečné vzdálenosti od vozidla vpředu. Aby byla zajištěna bezpečnost provozu, musí řidič dodržovat vzdálenost rovnající se 2 sekundám pohybu.

Určení vzdálenosti v sekundách. Tato metoda spočívá v tom, že řidič měří čas, který mu zabere ujetí vzdálenosti od vozu před ním. Chcete-li zjistit, jaká je vzdálenost, musíte počkat, dokud vůz před vámi nemine stojící objekt. V tuto chvíli musíte začít počítat (tisíc jedna, tisíc dva). Pokud řidič míjí tento objekt před načtením tisíc dva, znamená to, že jede příliš blízko tohoto vozu (pic.6.6). Navržená metoda pro určení vzdálenosti může být použita při jakékoli rychlosti.

Vzdálenost od vozidla jedoucího vpředu by měla být (pic.6.7):

1. Na suchém asfaltu a mokrém povrchu – minimálně dvě sekundy;

2. Na špinavém (prašném) mokrém asfaltovém povrchu – minimálně tři sekundy;

3. Na udusaném sněhu – minimálně tři sekundy;

4. Na zledovatělém povrchu – alespoň pět sekund.

Určení vzdálenosti v metrech. V automobilovém světě existují způsoby, jak určit vzdálenost v metrech. Jejich autoři často porovnávají dráhu s brzdnou dráhou a jsou zastánci zajištění prázdného prostoru vpředu rovného nebo většího, než je brzdná dráha auta. Mnoho tréninkových příruček doporučuje dodržovat bezpečnou vzdálenost, vyjádřenou v metrech, rovnou polovině hodnoty rychlosti, vyjádřené v km/h. Například při rychlosti 60 km/h by vzdálenost měla být 30 m. V jedoucím autě je však velmi obtížné určit okem vzdálenost k vozidlu vpředu a nelze jej nijak ovládat.

V každém případě by se měl odstup prodlužovat vždy v případech, kdy pneumatiky nejsou vhodné pro dané podmínky, kdy brzdový systém nefunguje příliš efektivně, řekněme kvůli mokrým destičkám, řidič je oslepen protijedoucím provozem apod.

Téma 6. Hodnocení brzdné a brzdné dráhy. Vytvoření bezpečného prostoru kolem vozidla při různých rychlostech.