Wyznaczenie prędkości pojazdu na podstawie długości śladów hamowania pozostawionych na drodze

Transkrypt

1 Podstawy analizy wypadów drogowych Instrucja do ćwiczenia 1 Wyznaczenie prędości pojazdu na podstawie długości śladów hamowania pozostawionych na drodze

2 Spis treści 1. CEL ĆWICZENIA WPROWADZENIE Siły działające na pojazd podczas hamowania Masymalna siła hamowania 4.3. Reonstrucja procesu hamowania PRZEBIEG ĆWICZENIA 6 4. ZADANIA DO ROZWIĄZANIA WYTYCZNE DO SPRAWOZDANIA. 7

3 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie metod analitycznych wyznaczania prędości poruszania się samochodu na podstawie śladów hamowania pozostawionych na jezdni. Przeprowadzenie próby hamowania samochodu osobowego i na podstawie pozostawionych śladów hamowania wyznaczenie prędości początowej samochodu.. Wprowadzenie Poruszający się pojazd ma znaczną energię inetyczną (ruchu postępowego i obrotowego) mv I E = + ω, tóra zaleŝna jest od wadratu prędości jazdy samochodu. Podczas hamowania energię tę naleŝy przeształcić w pracę sił tarcia w hamulcach i ogumienia po jezdni..1. Siły działające na pojazd podczas hamowania Podczas hamowania onieczne jest oddziaływanie na pojazd sił zewnętrznych, hamujących jego ruch. Na rysunu 1 poazano główne siły działające na pojazd podczas hamowania na drodze poziomej. Wówczas siły hamowania i i siły oporu ruchu łącznie uczestniczą w zmniejszeniu prędości samochodu. Cechą szczególną procesu hamowania jest oddziaływanie znacznych sił bezwładności. Rys.1. Siły hamowania na osiach ół pojazdu Z sumy rzutów sił na ierune poziomy wynia 1 + gdzie: 1, - siły hamowania, B siła bezwładności, P, T siła oporów ruchu (powietrza i toczenia). = = B P T 3

4 Siła bezwładności obejmuje opór bezwładności ruchu postępowego (dotyczy całej masy pojazdu) oraz opór bezwładności elementów w ruchu obrotowym, np. oła jezdne i nietóre elementy uładu napędowego związane z ołami. Zatem = δ m B a Analizując proces intensywnego hamowania zwyle pomija się siły oporów powietrza, toczenia oraz wzniesienia, jao siły o małych wartościach w porównaniu z siła hamowania. Wówczas siła hamowania = 1 + B Na poszczególnych ołach i osiach ół jezdnych siły hamowania są ograniczone wartością sił przyczepności, czyli gdzie: = µ i µ i µ i Z i - siła przyczepności do podłoŝa dla i-tej osi. µ - współczynni przyczepności do podłoŝa. Z i reacja podłoŝa na i-tą oś samochodu... Masymalna siła hamowania Przebieg procesu hamowania jest ściśle związany ze zjawisami fizycznymi, tóre zachodzą na styu ogumienia z nawierzchnią jezdni. Wynia to przede wszystim z fatu, Ŝe siły hamowania, jao zewnętrzne oddziaływanie na pojazd od drogi są zaleŝne od reacji stycznych obwodowych na aŝdym ole. Reacje styczne są ograniczone przez przyczepności ół do podłoŝa. Stąd w dalszych rozwaŝaniach naleŝy mieć na uwadze, Ŝe dla aŝdego oła = µ = µ Z, max lub ogólnie µ. Dla i-tej osi ół jezdnych i, max = µ i = Zi oraz dla samochodu dwuosiowego 1,max +,max = µ 1 + µ = µ ( Z1 + Z ). µ Sumując siły hamowania na osich ół, otrzymano wartość masymalnej siły hamowania samochodu w najbardziej orzystnej sytuacji hamowania wszystich ół pojazdu w taich samych warunach i do osiągnięcia ich przyczepności na drodze poziomej + = = µ Q = µ m g 1,max,max,max. PoniewaŜ B, to = = δ m a, max B,max Przyjmując w procesie hamowania = 1 Stąd m m a, δ, otrzymano µ = max. g 4

5 a, max = µ g Zatem najwięsza wartość opóźnienia, jaą moŝna osiągnąć podczas hamowania, zaleŝy od wartości współczynnia przyczepności ół do nawierzchni..3. Reonstrucja procesu hamowania Jednym z waŝniejszych celów procesu reonstrucji wypadu jest ustalenie prędości jazdy samochodu (samochodów, pojazdów) przed wypadiem drogowym. Podczas ustalania wartości tej prędości moŝna wyorzystać rezultaty zapisane przez tachograf lub rejestrator danych wypadowych UDS (Unfalldatenspreicher, Accident Data Recorder). W razie brau taich urządzeń, podstawę do obliczeń mogą stanowić ślady hamowania. Odtworzenie prędości jazdy samochodu przed rozpoczęciem procesu hamowania jest moŝliwe na podstawie śladów pozostawionych przez samochód na jezdni. Zwyle proces hamowania moŝna podzielić na dwa etapy: hamowanie bez bloowania ół jezdnych w czasie narastania siły hamowania do osiągnięcia wartości masymalnej; hamowanie z zabloowanymi ołami, tóre zwyle pozostawia wyraźne ślady startej gumy na jezdni. Wyorzystanie długości pomierzonych śladów hamowania moŝe pratycznie prowadzić tylo do oszacowania najmniejszej z moŝliwych wartości prędości jazdy przed hamowaniem. Korzystając z zaleŝności podanych w p.., moŝna przeprowadzić następujące obliczenia: wyznaczenie prędości jazdy samochodu na początu śladów hamowania przypade v = 0 v b = a S przypade v 0 b v = + a S v wyznaczenie prędości jazdy samochodu v p w chwili rozpoczęcia hamowania, czyli obliczenia z uwzględnieniem zmniejszenia prędości jazdy w czasie t N narastania siły hamowania v p = v b a + t N gdzie: S długość śladów hamowania; v b, v prędość jazdy na początu i na ońcu śladów hamowania; t N czas narastania siły hamowania. Masymalna wartość opóźnienia hamowania wynosi a max = µ g,. Czas narastania siły hamowania zaleŝy od działania ierowcy. Najrótsze wartości czasu t N ierowca osiąga przy gwałtownym nacisaniu na pedał hamulca i wówczas t N = t U gdzie t U czas uruchamiania uładu hamulcowego. 5

6 3. Przebieg ćwiczenia 1. Przeprowadzić próbę hamowania samochodu na prostym odcinu drogi z prędości 30 m/h (próbę powtórzyć ila rotnie).. Zmierzyć przymiarem długość śladów hamowania. Wynii pomiarów zanotować w tabeli. 3. Wyznaczyć prędość samochodu na podstawie długości śladów hamowania. Tabela 1. Wynii pomiarów Nr Długość lewego śladu próby hamowania S L = [m] Długość prawego śladu hamowania S P = [m] Całowita długość drogi hamowania S = [m] Uwagi 4. Zadania do rozwiązania Zad. 1. Samochód osobowy o masie całowitej m=1400 g na sute zauwaŝonej przeszody rozpoczął intensywne hamowanie z zabloowanymi wszystimi ołami z prędości początowej 90 m/h. amowanie odbywało się na morej nawierzchni asfaltowej aŝ do zatrzymania się pojazdu. Wyznaczyć drogę i czas potrzebne do zatrzymania samochodu z prędości początowej, wyorzystując idealizowany wyres hamowania samochodu. Zad.. Samochód osobowy o masie własnej 100g obciąŝony trzema dorosłymi osobami rozpoczął intensywne hamowanie na morej asfaltowej nawierzchni charateryzujące się zabloowaniem wszystich ół. Po przejechaniu 0m wjechał na suchy asfalt ciągle hamując i znacząc ślady na suchym asfalcie na długości 15m. Następnie wjechał na suche trawiaste pobocze, znacząc ślady przebył drogę 10m i zatrzymał się. Wyznaczyć prędość początową oraz czas hamownia samochodu. Zad. 3 Samochód osobowy o masie własnej 100g obciąŝony trzema dorosłymi osobami rozpoczął intensywne hamowanie na morej asfaltowej nawierzchni bloując wszystie oła na drodze długości 0m. Po przejechaniu pierwszych 0m drogi hamowania samochód wjechał na suchy asfalt ciągle hamując. Po przejechaniu 10m uszodził się uład hamulcowy na oś tylną. Samochód nadal hamował, ale tylo ołami osi przedniej na długości 30m aŝ do zatrzymania. Wyznaczyć prędość początową i czas hamowania samochodu. Zad. 4 Samochód osobowy Opel Omega rozpoczął intensywne hamowania wyniu wbiegnięcia pieszego na jezdnie. Przy zabloowanych ołach przejechał 30 m na suchej asfaltowej nawierzchni, następnie przejechał 0m na suchej trawie. Na ońcu uderzył w sztywną przeszodę z prędością 0 m/h. Wyznaczyć prędość początową i całowity czas hamowania samochodu. 6

7 5. Wytyczne do sprawozdania Politechnia Radomsa im. K. Pułasiego IEPiM INSTYTUT EKSPLOATACJI POJAZDÓW I MASZYN LABORATORIUM (z przedmiotu) Podstawy analizy wypadów drogowych Ćwiczenie nr... (wg harmonogramu) Temat ćwiczenia: Data wyonania ćwiczenia Prowadzący... Wydział MECANICZNY Kierune MECANIKA I BUDOWA MASZYN Ro aademici.../... Semestr... Grupa... Wyonawcy ćwiczenia 1. Nazwiso Imię Cel ćwiczenia. Przebieg ćwiczenia 3. Opracowanie wyniów 4. Wniosi z przeprowadzonych badań OCENY (uwagi Prowadzącego) sprawdziany sprawozdanie ońcowa