Cómo calcular la distancia de frenado de frenado cuando se aplica el freno

Answer 1

Si comprende el funcionamiento del sistema de frenos, es bastante fácil diseñarlos lógicamente. Han pasado más de 10 años desde la última vez que hice estos cálculos. Entonces déjame ver si puedo hacer lo que prediqué en mi declaración de apertura …

1.Capacidad de frenado: comienza con la fuerza aplicada en el pedal o la palanca del freno: el valor máximo posible según las regulaciones si está buscando una distancia de frenado mínima. Luego, avance por el sistema de actuación y calcule la fuerza que actúa sobre el disco del rotor a través de las pinzas como efecto de presionar la palanca o el pedal. Este cálculo implicaría una relación de palanca o pedal, multiplicaciones del sistema de accionamiento, particularmente si es hidráulico o neumático, y varias eficiencias.

2. Estado del vehículo: se requiere la velocidad inicial del vehículo. La velocidad final es cero, ya que estamos calculando la distancia de frenado. Ahora aplicando el par de frenado en el disco del rotor de la rueda que actúa contra la inercia del vehículo (masa), puede calcular la posible desaceleración.

3. Límite de adhesión: por lo general, los frenos son bastante potentes y pueden bloquear fácilmente las ruedas debido a que exceden el límite de adhesión de los neumáticos, si no hay ABS. Por lo tanto, también debe conocer el límite de adhesión de los neumáticos en la superficie de la carretera en particular. O, como mínimo, puede limitar la desaceleración calculada en el paso 2 a un máximo de 0.8 go 7.85 m / s2.

4. Distancia: cuando obtiene la desaceleración frente al tiempo (o un valor de desaceleración promedio según los detalles de sus cálculos), puede aplicar las ecuaciones de movimiento de Newton para calcular la distancia.

Answer 2

Es realmente complicado

La distancia de frenado total es la suma de la distancia de percepción-reacción y la distancia de frenado.

D_ {total} = D_ {pr} + D_ {frenado} = v t_ {pr} + \ frac {v ^ 2} {2 \ mu g}

Un valor de línea de base común de t_ {pr} = 1.5 s, \ mu = 0.7 se utiliza en los gráficos de distancia de frenado. Estos valores incorporan la capacidad de la gran mayoría de los conductores en condiciones normales de carretera. [2] Sin embargo, un conductor entusiasta y alerta puede tener tiempos de percepción-reacción muy por debajo de 1 segundo [12], y un automóvil moderno con frenos antideslizantes computarizados puede tener un coeficiente de fricción de 0.9, o incluso mucho más de 1.0 con neumáticos pegajosos. [13] ] [14] [15] [16] [17]

Los expertos usaron históricamente un tiempo de reacción de 0.75 segundos, pero ahora incorporan la percepción que resulta en un tiempo promedio de percepción-reacción de: 1 segundo para la población como promedio; ocasionalmente, una regla de dos segundos para simular a los ancianos o neófitos; [Nota 4] o incluso un tiempo de reacción de 2.5 segundos, para acomodar específicamente a conductores muy ancianos, debilitados, intoxicados o distraídos. [13] El coeficiente de fricción puede ser 0.25 o menor en asfalto mojado o congelado, y los frenos antideslizantes y los neumáticos de rendimiento específicos de la temporada pueden compensar de alguna manera el error y las condiciones del conductor. [16] [18] [Nota 5] En contextos legales, valores conservadores Con frecuencia se sugiere una distancia mínima de frenado mayor para asegurarse de exceder la carga legal de prueba pertinente, con cuidado de no llegar a tolerar la negligencia. Así, el tiempo de reacción elegido puede estar relacionado con el percentil de población correspondiente de la carga; generalmente un tiempo de reacción de 1 segundo es como preponderancia más probable que no, 1.5 segundos es claro y convincente, y 2.5 segundos están fuera de toda duda razonable. El mismo principio se aplica a los valores del coeficiente de fricción.

Distancias totales típicas de frenado

Ya sabemos que una gran cantidad de factores afectan esto, pero supongamos que un automóvil mediano con buenos neumáticos en una carretera seca:

Y ahora si tomamos el mismo auto en una carretera mojada:

Estas cifras no son definitivas, ya que varía según la calidad de los neumáticos, el vehículo y el asfalto.

Answer 3

Un vehículo en movimiento posee energía cinética y obviamente esta energía debe ser provista por el motor. Cuando un vehículo debe detenerse o ralentizarse, tenemos que convertir la energía cinética en energía térmica mediante la aplicación de frenos.
Entonces,
Energía cinética = trabajo de frenado
0,5 * M * v * v. = Fuerza de frenado * distancia de frenado
0,5 * M * v * v. = f * s
La distancia de frenado se puede encontrar por,
S = 0,5 * M * v * v / f.

Answer 4

Considere un caso donde las ruedas del vehículo no están bloqueadas. Por lo tanto, la energía cinética del vehículo se disipa a través del calor de los frenos de disco y una pequeña cantidad de energía como trabajo de fricción (probablemente rodante o cinético, no estoy seguro) realizado entre los neumáticos y el suelo.

Considere que el vehículo se mueve a velocidades muy altas, digamos 100 m / s. Entonces, ¿cómo puedo calcular la distancia de frenado para esta alta velocidad? porque si los frenos se aplican a esta alta velocidad, la temperatura aumenta drásticamente en las pastillas de freno, lo que los haría ineficaces.

¿Cuál de las siguientes formas de frenado proporciona una menor distancia de frenado?

1. La rueda se bloquea y la energía cinética del vehículo se disipa al trabajar contra la fricción cinética entre los neumáticos bloqueados y la carretera.

2. Las ruedas siguen girando pero el movimiento relativo entre los discos de los frenos y las pastillas de freno conduce a la disipación de calor. Creo que poca cantidad de energía cinética del vehículo también se utiliza para trabajar contra la fricción entre los neumáticos de rotación y la carretera.

Answer 5

Puede hacerlo con dos enfoques, uno es la ley de movimientos de newton y otro es el equilibrio energético. Sin embargo, ambos finalmente conducen a las mismas cosas, ¿por qué? Esto se debe a que la fórmula de Newton se derivó del equilibrio energético y otras cosas.

Ley de Newton

v (cuadrado) -u (cuadrado) = 2as,

Donde ‘a’ es la desaceleración.
a = fg
Donde f es el coeficiente de fricción.

Método de energía

Energía cinética = masa * desaceleración * distancia.

0.5mv (cuadrado) = m * a * s
O s = 0.5v (cuadrado) / a.