TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Transkrypt

1 TRANSCOMP XIV INTRNATIONAL CONFRNC COMPUTR SYSTMS AIDD SCINC, INDUSTRY AND TRANSPORT Dignostyk, hmulce, pomiry drogowe trnsport, Andrzej GAJK Wojciech SZCZYPIŃSKI-SALA Piotr STRZĘPK 1 OCNA MTOD POMIARÓW OPÓŹNINIA HAMOWANIA POJAZDU W WARUNKACH DROGOWYCH W rtykule przedstwiono nlizę metod pomiru opóźnieni hmowni pojzdów podczs bdń drogowych. Omówiono wyniki pomirów wykonnych róŝnego typu przyrządmi stosownymi w bdnich drogowych, oceniono błędy popełnine podczs pomirów. ASSSMNT OF TH CAR BRAK DCLRATION MASURMNT MTHODS IN ROAD CONDITIONS The pper presents the results of the rod investigtion of the cr brke decelertion. The different mesuring instruments with inerti mss were tested. The mesuring errors in reltion to opticl device were clculted. 1. WSTĘP Skuteczne, sprwne i niezwodne dziłnie ukłdu hmulcowego stnowi podstwowy wrunek bezpiecznego uŝytkowni smochodu. Zgodnie z obowiązującymi przepismi [3, ] ocenę skuteczności dziłni ukłdu hmulcowego moŝn przeprowdzć bezpośrednio, w próbch drogowych metodą pomiru opóźnieni hmowni, pośrednio, w wrunkch stcjonrnych poprzez pomir sił hmowni metodmi qusi sttycznymi, lub dynmicznymi. W trkcie bdń sił ncisku wywiernego n pedł hmulc zsdniczego nie powinn przekrczć 5 [dn] w smochodch osobowych i 7 [dn] w smochodch cięŝrowych. Zrówno pomiry wykonywne metodą pośrednią jk i bezpośrednią wymgją specjlistycznych przyrządów dignostycznych. N rynku dostępnych jest wiele modeli opóźnieniomierzy, które mogą być wykorzystywne w bdnich drogowych. W prktyce opóźnieniomierze znjdują zstosownie w stcjch kontroli pojzdów w przypdku konieczności wykonni bdni dignostycznego n drodze, dl pojzdu o ncisku n oś większym niŝ ncisk dopuszczlny n rolki w stnowisku pomirowym. W rtykule przedstwiono ocenę wyników pomirów opóźnieni hmowni smochodu osobowego, wykonnych wybrnymi przyrządmi dopuszczonymi do uŝytkowni w stcjch kontroli pojzdów. 1 Politechnik Krkowsk, Wydził Mechniczny; Krków; l. Jn Pwł II 37, Tel: , Fx: , e-mil: ws@mech.pk.edu.pl

2 8 Andrzej GAJK, Wojciech SZCZYPIŃSKI-SALA, Piotr STRZĘPK. BADANIA DROGOW.1. Obiekt bdń Podstwowym wskźnikiem skuteczności dziłni ukłdu hmulcowego jest drog hmowni, to znczy odcinek drogi, który przebyw pojzd od chwili nciśnięci przez kierowcę n pedł hmulc, do momentu ztrzymni. Czs, jki upływ podczs gdy pojzd przebyw drogę hmowni nzyw się czsem hmowni i nie wlicz się do niego czsu rekcji kierowcy. W bdnich drogowych powszechne zstosownie mją urządzeni optyczne do bezstykowego pomiru drogi pokonywnej przez pojzd i prędkości [5]. Głowicę tkiego urządzeni mocuje się do smochodu nd powierzchnią jezdni. Jest on wyposŝon w ukłd oświetljący orz w ukłd optyczny, którego podstwowymi elementmi są: obiektyw, rster pryzmtyczny i dwie fotokomórki. Tego typu urządzeń nie stosuje się jednk w prktyce dignostycznej. W bdnich kontrolnych pojzdów w wrunkch drogowych, njczęściej przyjmown metodyk oceny stnu mechnicznych i hydrulicznych elementów ukłdu hmulcowego opier się n pomirch opóźnieni hmowni [3, ]. Do pomiru opóźnieni hmowni wykorzystuje się róŝne rozwiązni konstrukcyjne opóźnieniomierzy. Są to przyrządy wykorzystujące zsdę oddziływni ruchomej msy n czujnik siły i n tej podstwie obliczni opóźnieni dziłjącego n tę msę. Współczesne przyrządy pozwlją nie tylko n pomir opóźnieni mksymlnego, le tkŝe umoŝliwiją pomir i rejestrcję chwilowych wrtości opóźnieni w czsie hmowni, orz obliczenie wrtości średnich. Rozwiązni te oprte są o piezoelektryczny ukłd pomirowy. Dl oceny, w jkim stopniu urządzeni róŝnych producentów mogą być wykorzystywne zmiennie, ich wskzni odpowidją sobie wzjemnie, wykonno w Zkłdzie ksplotcji Pojzdów Smochodowych i Bezpieczeństw Ruchu Drogowego Politechniki Krkowskiej szereg prób, nlizując przebiegi opóźnień hmowni zrejestrowne przez urządzeni trzech róŝnych producentów. Jko wzorcowy przyrząd pomirowy przyjęto optyczną głowicę Correvit i z wynikmi uzysknymi z jego pomocą porównywno pozostłe przyrządy. Pojzdem, bdwczym był smochód osobowy klsy średniej, wyposŝony w opony typu letniego o rozmirze 195/65R15. W celu uzyskni jednolitych wrunków drogowych, wszystkie pomiry opóźnień hmowni wykonywno n suchej nwierzchni n tym smym odcinku pomirowym, przy temperturze otoczeni około C. Podczs kŝdej z prób do rejestrcji opóźnień wykorzystywno wszystkie przyrządy. Serie prób wykonno dl dwu róŝnych prędkości początkowych. Początkow prędkość hmowni w pierwszej serii bdń wynosił 3 km/h, w kolejnej 5 km/h... Wyniki pomirów Uzyskne podczs prób drogowych przebiegi opóźnień pozwoliły n ocenę rozbieŝności rejestrownych wyników pomiędzy poszczególnymi przyrządmi. N rys.1 przedstwiono przykłdowe wyniki pomirów i obliczeń opóźnień zrejestrownych podczs hmowni, mierzonych trzem opóźnieniomierzmi

3 OCNA MTOD POMIARÓW OPÓŹNINIA POJAZDU 83 bezwłdnościowymi orz oblicznych n podstwie pomirów prędkości przyrządem optycznym Correvit,. Jk moŝn zuwŝyć njwiększe róŝnice pomiędzy poszczególnymi opoznienie [m/s ] Correv XLMetr,5 1 1,5, czs [s] Rys.1. Porównnie opóźnieni zrejestrownego trzem przyrządmi bezwłdnościowymi orz obliczonego n podstwie pomirów prędkości przyrządem Correvit, podczs hmowni od prędkości początkowej 3 km/godz. przebiegmi występują w końcowej fzie hmowni, ntomist w początkowej i zsdniczej fzie procesu odpowidją sobie wzjemnie w zncznie większym stopniu, jkkolwiek równieŝ w początkowej części przebiegów widoczne są pomiędzy nimi pewne przesunięci. Wpływją n to róŝne czynniki o odmiennym chrkterze, przy czym zsdniczo njwiększe znczenie m zchownie się pojzdu podczs hmowni, to znczy zmin kąt wzdłuŝnego przechyłu ndwozi. W przypdku opóźnieniomierzy bezwłdnościowych tzw. nurkownie ndwozi, nstępnie rekcj odbici po ztrzymniu, powoduje rejestrcję przyspieszeni o zmienijącym się znku (rys. 1, ). Ntomist opóźnienie obliczne n podstwie rejestrcji prędkości przyrządem Correvit m tki sm znk zrówno w fzie nurkowni jk i odbici (rys. 1). By lepiej zobrzowć róŝnice pomiędzy przebiegmi opóźnieni hmowni uzysknymi przyrządmi bezwłdnościowymi, wrtości opóźnieni odniesiono do przebiegu opóźnieni obliczonego n podstwie pomirów prędkości głowicą Correvit (rys. ). Przebieg ten zostł wygłdzony poprzez zstosownie średniej kroczącej: h n i hi = + i n, = 1 n Chwilowe róŝnice w zrejestrownych przebiegch podczs hmowni (rys. 3) sięgją 1,5 m/s, w momencie ztrzymni pojzdu nwet pond 3 m/s, co jednk, jk juŝ wspomnino wcześniej jest wynikiem wzdłuŝnych whń ndwozi pojzdu. NleŜy zwrócić uwgę, Ŝe fz ztrzymywni pojzdu nie jest uwzględnin w nlizie tzw. średniego pełnego opóźnieni hmowni. (1)

4 8 Andrzej GAJK, Wojciech SZCZYPIŃSKI-SALA, Piotr STRZĘPK opoznienie [m/s ] Cor sr XLMetr,5 1 1,5, czs [s] Rys.. Porównnie opóźnieni smochodu, zrejestrownego trzem przyrządmi bezwłdnościowymi orz obliczonego n podstwie pomirów prędkości przyrządem Correvit, podczs hmowni od prędkości początkowej3 km/godz. 3 opóźnienie [m/s ] 1,5 1 1,5,5 3-1 XL Metr czs [s] Rys.3. Porównnie róŝnicy w przebiegch opóźnień mierzonych opóźnieniomierzmi bezwłdnościowymi w stosunku do opóźnieni obliczonego n podstwie pomirów prędkości, podczs hmowni przedstwionego n rys.

5 OCNA MTOD POMIARÓW OPÓŹNINIA POJAZDU opoznienie [m/s ] Cor sr XLMetr,5 1 1,5, czs [s] Rys.. Porównnie opóźnieni smochodu, zrejestrownego trzem przyrządmi bezwłdnościowymi orz obliczonego n podstwie pomirów prędkości przyrządem Correvit, podczs hmowni od prędkości początkowej 5 km/godz. 3 opóźnienie [m/s] 1,5 1 1,5,5 3-1 XL Metr czs [s] Rys.5. Porównnie róŝnicy w przebiegch opóźnień mierzonych opóźnieniomierzmi bezwłdnościowymi w stosunku do opóźnieni obliczonego n podstwie pomirów prędkości, podczs hmowni przedstwionego n rys. Kolejn seri prób hmowni zostł przeprowdzon przy prędkości 5 km/h. Przykłdowy przebieg zmin opóźnieni podczs tkiej próby zostł pokzny n rys., róŝnice w przebiegch z poszczególnych przyrządów pomirowych pokzno n rys.5.

6 86 Andrzej GAJK, Wojciech SZCZYPIŃSKI-SALA, Piotr STRZĘPK Uzyskne podczs prób przebiegi opóźnień miły nlogiczny przebieg jk przy próbch hmowni z prędkości 3 km/h, z tą jednk róŝnicą, Ŝe wrtości róŝnic wskzń dl wszystkich przyrządów uległy niezncznemu zwiększeniu. Widć to wyrźnie n podstwie dnych zestwionych w tb.1. W oprciu o uzyskne podczs prób przebiegi opóźnieni hmowni, wyznczono średnie pełne opóźnienie wg normy ISO [6]..3. Ocen średniego pełnego opóźnieni hmowni Przepisy dotyczące oprcowni wyników bdń opóźnieni hmowni [3] nie określją jką wrtość opóźnieni dl rejestrownego przebiegu nleŝy zstosowć do obliczeni wskźnik skuteczności hmowni z: h z = 1% () g g =9,81 m/s Przyjęcie wrtości mksymlnej opóźnieni, lub średniej, m istotny wpływ n wrtość wskźnik z, któr podleg ocenie i n podstwie której kwlifikuje się hmulce jko sprwne lub niesprwne. Ustwodwc [3] nie określ, którą wrtość mierzonego opóźnieni nleŝy brć pod uwgę przy obliczenich wskźnik z. Biorąc pod uwgę fkt, Ŝe ocen hmulców w zkresie bezpieczeństw powinn dć odpowiedź n pytnie czy pojzd hmowny od prędkości początkowej v ztrzym się n określonym odcinku drogi s, nleŝy do oceny wskźnik skuteczności hmowni zstosowć wrtość tzw. średniego pełnego opóźnieni względem drogi [6], obliczonego według zleŝności (3): ISO = ( t t B ) x + 1 i 1 + i i= B+ 1 i + i 1 i j+ 1 j t t + i= B+ 1 i= B+ 1 j= B+ 1 i= B+ 1 i 1 + i t Jest to wrtość średni opóźnieni oblicznego w przedzile czsu t B t. Sposób wyznczni tego przedziłu ilustruje rys. 6. Do obliczeń przyjęto nstępujące wrtości: t t B (3) = t1( mx / ) +,3s () = t ( / ),1s mx Wyznczone w ten sposób wrtości średniego opóźnieni oblicznego w przedzile czsu t B t dl poszczególnych przyrządów są zbliŝone, co ilustruje rys.7. Bdni wykzły, Ŝe wrtości średniego pełnego opóźnieni hmowni, obliczne n podstwie pomirów opóźnieniomierzmi bezwłdnościowymi, róŝniły się nie więcej niŝ o,1% od wyników uzysknych n podstwie pomirów prędkości przyrządem Correvit (tb. 1). Ntomist mksymlne róŝnice pomiędzy wynikmi uzysknymi trzem opóźnieniomierzmi nie przekrczją %.

7 OCNA MTOD POMIARÓW OPÓŹNINIA POJAZDU 87 (t) mx opóźnienie,3 do, s,1 do, s mx/ t 1 t B czs t t Rys.6. Schemt ilustrujący sposób wyznczni przedziłu do obliczeń średniego pełnego opóźnieni hmowni względem drogi 6, 6, 6,15 6,15 opóźnienie [m/s] 6 5,8 6, 6,6 5,6 5, Corevit MAHA XLmetr Rys.7. Wrtości średniego pełnego opóźnieni obliczone n podstwie wskzń poszczególnych przyrządów Tb. 1. Procentowe róŝnice średniego pełnego opóźnieni hmowni poszczególnych przyrządów bezwłdnościowych w stosunku do wyników uzysknych z pomocą głowicy Correvit Prędkość początku hmowni Opóźnieniomierz XL Metr 3 km/h,3 % 1,6 % 1,5 % 5 km/h, %,1 %,1 %

8 88 Andrzej GAJK, Wojciech SZCZYPIŃSKI-SALA, Piotr STRZĘPK 3. WNIOSKI Bdni wykzły, Ŝe opóźnieniomierze typu bezwłdnościowego mogą być stosowne w bdnich kontrolnych ukłdów hmulcowych pojzdów smochodowych. RóŜnice średniego pełnego opóźnieni hmowni oblicznego według wytycznych normy ISO [6] nie przekrczją % wrtości uzyskiwnej przy zstosowniu optycznego przyrządu wzorcowego. Njmniejsze odchyleni od przyjętego wzorc wykzywł opóźnieniomierz z kompenscją wzdłuŝnego przechyłu smochodu. Ze względu n fkt, Ŝe wytyczne do bdń hmulców [3,] nie precyzują jk wrtość opóźnieni powinn być uwzględnin przy obliczniu wskźnik skuteczności hmulców, nleŝy uzupełnić te wymgni. Wydje się, Ŝe njwłściwszą wrtością do obliczeni tego wskźnik jest tzw. średnie pełne opóźnienie hmowni względem drogi. Stosowne opóźnieniomierze powinny posidć oprogrmownie do utomtycznego obliczni tego opóźnieni. Dokłdność tego typu przyrządów, moŝn uznć z wystrczjącą. NleŜy zwrócić jednk uwgę n występujące róŝnice w rejestrownych chwilowy wrtościch opóźnień. RóŜnice te wynikją z smej zsdy dziłni przyrządów orz zchowni się pojzdu n drodze, to znczy zmin kąt wzdłuŝnego przechyłu jego ndwozi. Wskzne róŝnice w uzyskiwnych wynikch mogą mieć znczenie przy brdziej wnikliwych ocench przebiegu cłego procesu hmowni pojzdu.. BIBLIOGRAFIA [1] Gjek A.: System dignostyki pokłdowej ukłdów hmulcowych pojzdów smochodowych, Dignostyk nr 1(5)/8. [] Roger L.: Vehicle sensitiviti to brke torque differences test nd simultion results, Int. Conf. on Aut. Brking, Leeds. [3] Rozporządzenie Min. Infrstruktury z 18 wrześni 9 r. w sprwie zkresu i sposobu przeprowdzni bdń technicznych pojzdów orz wzorów dokumentów stosownych przy tych bdnich. Dz. U. nr 155/9, poz. 13. [] Rozporządzenie Min. Infrstruktury z 31 grudni r. w sprwie wrunków technicznych pojzdów orz zkresu ich niezbędnego wyposŝeni. Dz. U. nr 3/3. [5] Mteriły firmy Dtron Messtechnik. Corrsys GmbH. Schwlbch, Germny. [6] Norm ISO/DTR 1387 F: Brking of rod vehicles - Definition of men fully developed decelertion. [7] Instrukcje obsługi opóźnieniomierzy 3,, XLMeter.