Насколько эффективно торможение двигателем

[Vladimir###]

Торможение двигателем

Определяющим фактором, влияющим на длину тормозного пути является сила трения в контакте шин с дорогой. Прежде всего, ограниченные возможности шин с поверхностью дороги не позволяют сделать тормозной путь еще более коротким, а вовсе не какие либо технологические трудности при разработке тормозной системы. Тормозная система современного автомобиля способна довести колеса до блокировки при любом коэффициенте сцепления шин с дорогой. Усовершенствование тормозных систем идет по пути увеличения их жизнеспособности при длительном использовании в предельных режимах, а также заметного уменьшения массы тормозной системы в целом. Уменьшение гироскопических моментов колес способствует увеличению управляемости автомобиля, и совсем на чуть–чуть, но все же уменьшает тормозной путь, за счет меньшего количество энергии запасенного в автомобиле с меньшей массой и меньшими моментами инерции вращающихся узлов.
Многие думают, что нужно использовать двигатель, в качестве помощи системе торможения. Это ошибочное мнение. Если вы начали давить на тормоз, то не следует добавлять торможение двигателем, это только затруднит работу электронных устройств современной тормозной системы и увеличит тормозной путь. Двигатель современного автомобиля разрабатывается с целью ускорять автомобиль и поддерживать его движение, и совсем не для торможения. Не в двигателе, не в коробке передач нет условий для рассеивания энергии, которые созданы в тормозной системе.
Прошу не думать, что данная мысль моя лично, что я претендую на какое либо открытие, напротив, об этом пишут во многих солидных трудах по автоспорту, и только у нас в России, почему то, торможение двигателем считают чем-то подобным «Панацее» в медицине, хотя людей нужно просто учить торможению на малых усилиях.

Давайте оценим энергию, которая выделяется при остановке автомобиля тормозной системой, делая следующие допущения:
a) Движение при замедлении будем считать равноускоренным, в реальности торможение во второй части тормозного пути более эффективно, так как увеличивается коэффициент сцепления.
b) Коэффициент сцепления в процессе торможения будем считать постоянным, в действительности он увеличивается с уменьшением скорости, а также имеет зависимость от температуры с явно выраженным максимумом при оптимальной температуре шин. Кроме того, коэффициент трения в тормозной системе также не постоянен, и при этом имеет другую зависимость от скорости и температуры, в частности растет быстрее с падением скорости, чем в шинах.
1) Как можно оценить тормозной путь до полной остановки?
Воспользуемся формулой 2aS= V*V-Vo*Vo, где V=0, а a<0 (равнозамедленное движение).
Откуда S=Vo*Vo\(2a), a=F\m=Fтр\m= мю*mg\m=мю*g, откуда S=Vo*Vo\(2мю *g)
Из формулы следует, что тормозной путь пропорционален квадрату начальной скорости.
2) А как от начальной скорости зависит время торможения?
Воспользуемся формулой V=Vo+at, где V=0, а a<0, откуда
Vo=at, Vo=мю*gt, t=Vo\(мю*g)
Время торможение пропорционально скорости.
1) Мощность торможения (количество рассеиваемого тепла в единицу времени).
P=A\t=FS\t, используем полученные выше выражения

P=m*мю*gVo\2
Рассеиваемая мощность пропорциональна скорости, а не квадрату скорости, как, наверное, многие, думали.

Посчитаем мощность, рассеиваемую при торможении со скоростей 72 и 100 км в час (соответственно 20 и 28 м в сек.) при массе автомобиля в 1000 кг на сухом асфальте при коэффициенте сцепления 0,8.

P(70)=1000*0,8*9,8*20\2=78,4 кВт

P(100)=1000*0,8*9,8*28\2=110 кВт


Теперь оценим, какую мощность может гасить двигатель.
Стартер современного автомобиля имеет мощность порядка 700 вт, для прокручивания прогретого двигателя вместе с коробкой передач нужно не более 500 вт. при вращении со скоростью порядка 500 об. в мин. С ростом оборотов мощность для поддержания вращения двигателя пропорционально растет. Если обороты поднять в десять раз (до 5000 об в мин), то энергия, гасимая двигателем, тоже вырастет в десять раз и составит около 5 кВт. Еще какую-то часть энергии можно погасить в коробке передач, сжигая сцепление, но очевидно, что это тоже единицы кВт.
Еще раз настоятельно подчеркиваю, что если вы начали использовать тормозную систему для замедления автомобиля, то не следует пытаться поднять ее эффективность при помощи торможения двигателем. В случаях, когда нужно резко и эффективно затормозить используйте исключительно тормоз. Не следует при этом добавлять торможение двигателем, это только затруднит работу электронных устройств современной тормозной системы и увеличит тормозной путь.
Но, как и при прохождении поворота, небольшая тяга двигателя может компенсировать дополнительное тормозное усилие вызванное трением в трансмиссионной системе. Представьте, что тормозная система довела колеса до грани блокировки, даже небольшой дополнительный тормозной момент на оси ведущих колес, обусловленный трением в механизмах, может их заблокировать. Для снижения этого эффекта лучше тормозить не выжимая сцепления, когда двигатель только компенсирует трение, но не нужно пытаться создавать двигателем дополнительного тормозного усилия. Ни какого вреда не принесет небольшая избыточная тяга, которая легко погасится тормозной системой, тормозной же эффект от двигателя не принесет пользы.
Совсем по-другому надо понимать само торможение двигателем, без применения тормозной системы, или применение тормозной системы не для сброса скорости. Например, работа педалью газа, иногда и совместно с педалью тормоза, необходима для поддержания баланса автомобиля и помогает изменять и контролировать распределение веса и тормозные усилия между осями. Кратковременное эффективное торможение, появляющееся при сбросе газа или переходе на пониженную передачу, обусловлено моментом инерции ходовой части в процессе изменения оборотов двигателя, но оно длится мгновенья, в отличие от нескольких секунд необходимого для замедления времени. Если вам нужно небольшое, но длительное тормозное усилие, например, на спуске, то нужно замедлить скорость при помощи тормозной системы, и стандартными методами (с перегазовкой) переключиться на нужную пониженную передачу. Далее двигаться не переключая передачи, и периодически (кратковременно) помогать поддерживать скорость при помощи тормозов.
Единственным случаем, когда в качестве основного способа сброса скорости необходима применять торможение двигателем – это аварийная ситуация с выходом из строя полностью или частично тормозной системы.

[Павел-ЦВВМ]

Vladimir###, читая все это, делаю выводы, что вы далеки от понятия управление автомобилем. Где-то что-то прочитали и, до конца не разобравшись и самое главное ни когда не попробовав самостоятельно, делаете выводы.
Я прошу прощения, если обидел, но я не могу допустить чтобы на данной конференции вводили в заблуждение новичков.

[Володя]

Цитата: Сообщение от Павел-ЦВВМ  ...я не могу допустить чтобы на данной конференции вводили в заблуждение новичков...

...и старичков тоже

А тормозишь ты, Пал Владимирыч, всё-равно, неправильно... Эффективно, но очень антинаучно ...

[Павел-ЦВВМ]

Цитата: Сообщение от Володя  Эффективно, но очень антинаучно ...

))))
Я-то ладно, но я вот не видел ни кого в спорте, кто тормозил бы с выжатым сцеплением.

[Володя]

Цитата: Сообщение от Павел-ЦВВМ  ...но я вот не видел ни кого в спорте, кто тормозил бы с выжатым сцеплением...

Это от дикой серости... Они В.Пушина не читали... Пушкина читали, а Пушина нет...
Вот из-за этого пробела в изучении специальной литературы, они и продолжают тормозить как махровые чайники, постоянно мешая электронике, неправильно держат руль, а на каких шинах ездят я уж лучше промолчу... Ещё, блин, и смотрят не так, и не туда ...

[vadimr]

Цитата: Сообщение от Vladimir###  Не в двигателе, не в коробке передач нет условий для рассеивания энергии, которые созданы в тормозной системе.

Вообще-то 70% энергии в автомобиле рассеивается именно в двигателе (принимая КПД бензинового двигателя равным 30%). Но речь-то идёт не только об эффективности рассеивания энергии (хотя и она может играть роль, если долго ехать под горку).

[ksv]

Цитата: Сообщение от Павел-ЦВВМ  Я прошу прощения, если обидел, но я не могу допустить чтобы на данной конференции вводили в заблуждение новичков.

Ну наконец-то Паша! Ты проснулся! [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]

[Vladimir###]

Ну, не знаю, Павел, у Горбачева М.Г. написано, что на современных машинах добавлять торможение двигателем не имеет смысла, у Ross Bentley тоже. На переднем приводе машина склонна к заносу на неосторожный сброс газа и торможение двигателем.
Для того что бы беречь тормоза на затяжном спуске торможение двигателем полезно. При наличии запаса сцепления.
Но сначала надо научиться пользоваться тормозами.
Мне лично не в повседневной езде, не на тренировках торможение двигателем совершенно не нужно.
Другое дело вход в поворот на сброс газа, но это не длительное торможение компрессией двигателя.
В современной дорожной обстановке необходимо быстро и точно останавливаться, а торможение двигателем это плохо прогнозируемый процесс. Как вы определите тормозной путь при торможении двигателем? Автомобиль быстрее от аэродинамического сопротивления воздухом останавливается, чем от компрессии двигателя.
Чем в критической ситуации, когда будет нужно грамотно разгоняться, и грамотно и оперативно затормозить поможет торможение двигателем?
Вы знаете, я езжу каждый день и в любую погоду, разве что иногда воскресенья выпадают.
И в снег и в гололед и при -38 и при +50, и в туман и в дождь, много лет, постоянно экспериментирую, и все о чем пишу, проверяю и на себе и на знакомых, и среди знакомых есть настоящие профессионалы.
На крутых спусках (уклон 15-20%) я много раз лично видел, что торможение двигателем малоэффективно. Даже на первой скорости автомобиль начинает разгоняться.
Когда работают тормоза, то помогать им двигателем нет необходимости.
Я еще могу понять задний привод на сброс газа спрямляет траекторию, но на переднем если дорога скользкая, то торможение двигателем дестабилизирует автомобиль, он просто спотыкается о передние колеса, и начинает быть склонным к заносу. При использовании тормозной системы с ABS такое поведение исключено.

Вообще я написал о вкладе компрессии двигателя в торможение, не вижу в своих рассуждениях чего-то порочного или ошибочного.
Сейчас не 70 годы. Когда дорога на 100 м вперед была свободна. И можно было докатываться до перекрестка, давая возможность автомобилю самому остановиться, сейчас надо уметь пользоваться тормозами, на всех усилиях, а еcли умеешь поддерживать малое тормозное усилие, то торможение двигателем становится лишним.

Наверно там у вас в Питере нет настоящих горок и настоящих гололедов. Вы бы на экскурсию бы съездили на Урал, или в Хабаровский край, на Курилы.
Асфальт на равнине прощает много ошибок.

Я спокойно отношусь к вашим смешкам, но мне очень жаль водителей, которые по совету «умудренных опытом» сначала тормозили двигателем на переднеприводном авто, затем попадали в занос, а потом давили тормоз в пол. А им нужно было просто научиться работать педалью тормоза.
А насчет теорий я верю только в экспериментальные данные и исследования.
По части автомобилестроения первенство исследований занимает Америка и Европа, они делают машины, технологии к ним, проводят испытания на полигонах и устраивают автогонки. В результате у них же и самые достоверные данные, и более точные прикладные теории, а также и лучше пилоты.

Может у кого-то есть сведения, где у нас проводят исследования, на каких полигонах и автодромах, и где наши лучшие пилоты? Наверно там же, где наши лучшие теории и машины, и наши самые быстрые в мире часы. Например, понятие «загрузка» перед входом в поворот отсутствует в западных теориях. Зато есть понятие затяжного торможения, которое не вступает в противоречия не с какими законами физики и механики.
Можно использовать правильный прием управления, но неправильно его объяснять.
Можно научиться правильно выполнять упражнение, но неправильное объяснение не дает дальнейшего роста мастерства, а также расширения сферы применения данной теории, если она не точна.

[Павел-ЦВВМ]

Vladimir###, Может тогда объясните мне, почему на автомобилях с роботизированной коробкой, например Эво или ГТР в спортивных режимах при любом торможении коробка сама включает пониженные передачи и помогает рабочей тормозной системе торможением двигателя? Зачем это делает сам производитель, если это так мешает тормозить? Ой, я, наверное, плохой пример привел, ведь японцы идиоты, машины делать не умеют, на АЭС проводки не додумались скрутить. Возьмем европейца, PDK, S-Tronic или даже SMG. На кой черт они включают торможение двигателем?

Цитата: Сообщение от Vladimir###  Автомобиль быстрее от аэродинамического сопротивления воздухом останавливается

У чайников, наверное, и так. Приезжайте к нам на автодром и посмотрите как люди останавливают машины на точность вообще не нажимая на тормоз. При этом не ломая машины.

Цитата: Сообщение от Vladimir###  но на переднем если дорога скользкая, то торможение двигателем дестабилизирует автомобиль, он просто спотыкается о передние колеса,

Почему ж тогда в зимних гонках особенно важно использовать двигатель на торможениях? Если вы кому либо из спортсменов посоветуете выжимать сцепление, они покрутят пальцем у виска.
В критической ситуации очень важно использовать двигатель! Да даже в спокойных условиях просто подъезжая к светофору, с помощью этого торможения, можно даже экономить топливо и тормоза.
А по поводу Горбачева, у меня вообще сомнения в его профессионализме. Если он переписал других авторов, как Вы, это не значит, что его мнение заслуживает уважение.
С наилучшими пожеланиями, Павел.

[Vladimir###]

Здравствуйте Павел, наверно вы невнимательно читали то, что я писал.

Мною четко было написано, что небольшая тяга двигателя может компенсировать дополнительное тормозное усилие вызванное трением в трансмиссионной системе. Представьте, что тормозная система довела колеса до грани блокировки, даже небольшой дополнительный тормозной момент на оси ведущих колес, обусловленный трением в механизмах, может их заблокировать. Для снижения этого эффекта лучше тормозить не выжимая сцепления, когда двигатель только компенсирует трение, но не нужно пытаться создавать двигателем дополнительного тормозного усилия. НИ КАКОГО ВРЕДА НЕ ПРИНЕСЕТ НЕБОЛЬШАЯ ИЗБЫТОЧНАЯ ТЯГА, КОТОРАЯ ЛЕГКО ПОГАСИТСЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ

Из этого следует, что тормозить с включенной трансмиссией полезнее, чем на нейтрали, об этом конечно знают производители авто. И они не программируют электронику КП на добавление тормозного крутящего момента.
Так же и спортсмены, они не тормозят двигателем, а пользуются им по назначению.
ТЕМА БЫЛА ОТКРЫТА ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ ПОКАЗАТЬ, ЧТО ТОРМОЗНОЙ ЭФФЕКТ ОТ ДВИГАТЕЛЯ ОЧЕНЬ МАЛ.
В качестве аварийной остановки использование торможения двигателем правильная мера.
Но чтобы останавливаться во время нормальной эксплуатации, правильно использовать тормоза с подключенной трансмиссией, но при этом не создавая дополнительного тормозного усилия с помощью двигателя. Тормозная система современной машины с ABS прекрасно справляется с распределением тормозных усилий по колесам, и помощь двигателя ей точно не нужна.
Именно потому, что (как вы и писали) «В критической ситуации очень важно использовать двигатель!», тормозить нужно и полезно с включенной передачей. Только вот торможение двигателем здесь не при чем.
Есть разница в понятиях торможение с двигателем, и торможение двигателем.

Мое мнение таково, что водителей сначала нужно учить правильно пользоваться тормозом, а потом учить контраварийному приему остановки автомобиля с вышедшей из строя тормозной системой при помощи торможения двигателем.

Я ни когда и ни кого не призывал тормозить на нейтрали, но при этом эффективность самого торможения на нейтрали (не обсуждая возможность к активным действиям), все же не будет ниже, по крайней мере настолько, чтобы это явно было заметно.