Wpływ stanu nawierzchni drogi na skuteczność hamowania pojazdu

Podobne dokumenty
Porównanie skuteczności hamowania opon letnich i śniegowych na zaśnieżonej nawierzchni

Wpływ zanieczyszczenia torowiska na drogę hamowania tramwaju

PORÓWNANIE WYNIKÓW BADAŃ DROGOWYCH Z ICH SYMULACJĄ PROGRAMEM V-SIM NA PRZYKŁADZIE EKSTREMALNEGO HAMOWANIA SAMOCHODU WYPOSAŻONEGO W UKŁAD ABS

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

KARTY POMIAROWE DO BADAŃ DROGOWYCH

WPŁYW WIEKU I STANU TECHNICZNEGO OPON SAMOCHODOWYCH NA OPÓŹNIENIE HAMOWANIA

BADANIA PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODÓW NA ŚLISKIEJ NAWIERZCHNI

BEZPIECZEŃSTWO TRANSPORTU SAMOCHODOWEGO

Układy hamulcowe Rodzaje, zadania, wymagania

Badania doświadczalne wielkości pola powierzchni kontaktu opony z nawierzchnią w funkcji ciśnienia i obciążenia

Analiza porównawcza metod pomiarowych badań skuteczności układów hamulcowych tramwajów

Mechanika ruchu / Leon Prochowski. wyd. 3 uaktual. Warszawa, Spis treści

Badania procesu hamowania motoroweru na nawierzchni o dużej wartości współczynnika przyczepności

UKŁADY MECHATRONICZNE ZWIĘKSZAJĄCE BEZPIECZEŃSTWO CZYNNE POJAZDÓW

samochodu. Do wyznaczenia drogi zatrzymania i czasu zatrzymania wykorzystać idealizowany wykres hamowania samochodu.

Spis treści Wstęp... Wprowadzenie...

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI OBLICZEŃ W PRZYPADKU MODELI NIELINIOWO ZALEŻNYCH OD PARAMETRÓW

BADANIA PROCESU HAMOWANIA MOTOROWERU NA NAWIERZCHNIACH O RÓŻNYCH WARTOŚCIACH WSPÓŁCZYNNIKA PRZYCZEPNOŚCI

13. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK ORAZ PRZEŁOŻENIA UKŁADU KIEROWNICZEGO

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU TOCZENIA I WSPÓŁCZYNNIKA OPORU POWIETRZA

Analiza zachowania koła podczas rozpędzania i hamowania na różnych rodzajach nawierzchni prowadzona w środowisku MATLAB/SIMULINK

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego PROGRAM SZKOLENIA

THE INFLUENCE OF THE PRESSURE IN TYRES AND THE LOAD OF THE CAR ON THE DELAY AND THE BRAKING DISTANCE OF A MOTOR-CAR WITHOUT ABS SYSTEM

SPIS TREŚCI WPROWADZENIE... 9

1.5 Diesel 88 kw (120 KM) Parametry silników Pojemność (cm³)

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu Kierunek Mechanika i Budowa Maszyn Specjalność Samochody i Ciągniki

ANALIZA OCENY WSKAŹNIKA SZORSTKOŚCI NAWIERZCHNI DROGOWEJ WAHADŁEM ANGIELSKIM NA DRODZE KRAJOWEJ DK-43 W OKRESIE UJEMNEJ I DODATNIEJ TEMPERATURY

Badania procesu hamowania motoroweru na nawierzchni szutrowej

Wpływ niesprawności zawieszeń na stateczność ruchu pojazdu - porównanie badań symulacyjnych i pomiarów

SYSTEMY SYSTEM KONTR OLI TRAKCJI OLI ukła uk dy dy be zpiec zeńs zpiec zeńs a tw czyn czyn

LOGITRANS - VII KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA LOGISTYKA, SYSTEMY TRANSPORTOWE, BEZPIECZEŃSTWO W TRANSPORCIE

Badania doświadczalne hamowania tramwaju z użyciem piasecznicy

Dynamika samochodu Vehicle dynamics

STOCHOWSKA WYDZIAŁ IN

Metodyka rekonstrukcji wypadków drogowych (laboratorium ćw. nr 1)

Transport I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) stacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

Odwodnienie a bezpieczeństwo ruchu drogowego

1.5 Diesel 88 kw (120 KM)

Wykorzystanie przyczepności podczas hamowania pojazdu

CZAS REAKCJI W ZŁOŻONEJ SYTUACJI DROGOWEJ (HAMOWANIE PODCZAS OMIJANIA PRZESZKODY)

BADANIA WPŁYWU PRACY PRZY KOMPUTERZE NA ZDOLNOŚĆ PROWADZENIA POJAZDÓW CIĘŻAROWYCH

Tomasz Mechowski. Kierownik Zakładu Diagnostyki Nawierzchni. Warszawa, 20 czerwca 2017 r.

Nr O ROB /ID/11/1

CAR BRAKE DECELERATION MEASUREMENT - PRECISION AND INCORRECTNESS

Ponad 60 lat doskonalenia opon zimowych Konferencja prasowa, 14 października 2014

BADANIA PROCESU HAMOWANIA MOTOROWERU NA NAWIERZCHNI Z KOSTKI BRUKOWEJ

WSZYSTKO O ROZMIARACH OPON.

TEMATY DYPLOMÓW 2017/18 STUDIA STACJONARNE MAGISTERSKIE II STOPNIA

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 4(100)/2014

MODELOWANIE HAMULCA TARCZOWEGO SAMOCHODU OSOBOWEGO Z WYKORZYSTANIEM ZINTEGROWANYCH SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH CAD/CAE

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH M Próbne obciążenie obiektu mostowego

WPŁYW STANU NAWIERZCHNI NA ZACHOWANIE SIĘ POJAZDÓW

Symulacyjna analiza wpływu masy pojazdu na drogę zatrzymania

W niektórych rozwiązaniach uwzględniane są dodatkowo takie parametry jak:

USZKODZENIE POJAZDU POPRZEZ NAJECHANIE NA STAŁĄ PRZESZKODĘ REKONSTRUKCJA WYPADKU SAMOCHODOWEGO

Test powtórzeniowy nr 1

1. POMIAR SIŁY HAMOWANIA NA STANOWISKU ROLKOWYM

Wyznaczenie prędkości pojazdu na podstawie długości śladów hamowania pozostawionych na drodze

Test powtórzeniowy nr 1

Ocena skuteczności układów hamulcowych zestawów do przewozu ciężkiej techniki wojskowej

Okręgowy Zespół Działalności Gospodarczej Spółka z o.o. w Opolu. Stacja Diagnostyczna

ZAWIESZENIA SAMOCHODU NA REZULTATY

BEZPIECZEŃSTWO TRANSPORTU SAMOCHODOWEGO

Układ ABS. Dodatki techniczne dostępne w wersji elektronicznej na

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Teoria ruchu pojazdów samochodowych

Test powtórzeniowy nr 1

Materiały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Doświadczenia w eksploatacji gazomierzy ultradźwiękowych

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 150

Badanie oporu toczenia opon do samochodów osobowych na różnych nawierzchniach

Wyznaczanie charakterystyk opon i masowego momentu bezwładności samochodu na podstawie badań trakcyjnych

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

CZŁOWIEK NAJLEPSZA INWESTYCJA

PROCES HAMOWANIA MOTOCYKLI TYPU ENDURO I SZOSOWO- TURYSTYCZNYCH BRAKING PROCESS OF ENDURO AND HIGHWAY-TOURIST MOTORBIKES

w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego ETB-Group Edward OLECH ul. Krajewskiego Nowy Sącz Godziny szkolenia (od do)

Imię i nazwisko ucznia Data... Klasa... Ruch i siły wer. 1

PRZYRZĄD DO BADANIA RUCHU JEDNOSTAJNEGO l JEDNOSTANIE ZMIENNEGO V 5-143

OCENA CZASU REAKCJI KIEROWCY NA STANOWISKU autopw-t

ANALIZA ENERGOCHŁONNOŚCI RUCHU TROLEJBUSÓW

Wykaz czynności kontrolnych oraz metody oceny stanu technicznego pojazdu, przedmiotów jego wyposażenia i części

Politechnika Śląska. Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki. Praca dyplomowa inżynierska. Wydział Mechaniczny Technologiczny

PZPO: Jak wybrać dobre opony?

Kontakt opony z nawierzchnią podczas hamowania

SPRAWNOŚĆ UKŁADÓW HAMULCOWYCH SAMOCHODÓW OSOBOWYCH PORUSZAJĄCYCH SIĘ PO POLSKICH DROGACH PERFORMANCE OF CAR S BRAKE SYSTEMS USED ON POLISH ROADS

Powtórzenie wiadomości z klasy I. Temat: Ruchy prostoliniowe. Obliczenia

Głębokość bieżnika nie może być mniejsza niż

(test wielokrotnego wyboru)

CZŁOWIEK NAJLEPSZA INWESTYCJA

Laboratorium Diagnostyki Nawierzchni TD-1 - Zakres działalności

WPŁYW WIEKU I DOŚWIADCZENIA KIEROWCÓW NA UZYSKIWANE WARTOŚCI CZASÓW REAKCJI

Adrianna Jaskuła

ANALIZA WPŁYWU NIERÓWNOMIERNOŚCI SIŁ HAMOWANIA NA STATECZNOŚĆ RUCHU SAMOCHODU

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 4(100)/2014

Inżynieria Bezpieczeństwa I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

MODELOWANIE WPŁYWU NIEZALEŻNEGO STEROWANIA KÓŁ LEWYCH I PRAWYCH NA ZACHOWANIE DYNAMICZNE POJAZDU

Wykorzystanie nowoczesnych metod pomiarowych stanu technicznego nawierzchni na drogach krajowych. PKD Olsztyn 27 września 2016 r.

Wszystko co chcielibyście wiedzieć o badaniach technicznych

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Opona Dunlop SP244 Nowy asortyment opon do naczep do transportu drogowego

Transkrypt:

SZUMSKA Emilia 1 MŁODZIŃSKA Diana 2 JURECKI Rafał 3 Wpływ stanu nawierzchni drogi na skuteczność hamowania pojazdu WPROWADZENIE Układ hamulcowy jest jednym z najważniejszych układów, mających wpływ na bezpieczeństwo jazdy. Jego poprawne funkcjonowanie zapewnia kierowcy aktywny udział w sterowaniu prędkością jazdy, dlatego też układ ten powinien zapewniać szybkie, skuteczne i bezpieczne zmniejszanie prędkości, jak również zatrzymanie pojazdu w określonym przez kierującego miejscu. Działanie układu hamulcowego powinno być skuteczne bez względu na prędkość pojazdu, czy jego obciążenie. Istotny wpływ na przebieg procesu hamowania mają m.in. stan techniczny układu hamulcowego, warunki atmosferyczne i drogowe, czy też technika hamowania kierującego. Układy hamulcowe muszą spełniać konkretne wymagania określone przez normy, determinujące parametry procesu hamowania [1] oraz precyzują warunki przeprowadzania badań. Skuteczność układu hamulcowego można ocenić metodami stanowiskowymi [4] i drogowymi [2], [3], [9]. W badaniach na rzeczywistej drodze skuteczność procesu hamowania określana może być poprzez dwa parametry: drogę hamowania i/lub maksymalne opóźnienia hamowania. Na drogę zatrzymania pojazdu składają się następujące elementy składowe: droga przebyta przez pojazd w czasie reakcji kierowcy, droga przebyta przez pojazd w czasie uruchamiania hamulców i droga przebyta przez pojazd w czasie hamowania. Droga hamowania to odległość, jaką przebywa pojazd od momentu naciśnięcia przez kierowcę pedału hamulca roboczego do całkowitego zatrzymania pojazdu. Istotnym, czynnikiem wpływającym na jej długość, jest stan i rodzaj nawierzchni oraz warunki atmosferyczne (deszcz, śnieg, lód). Oprócz tego wszelkie zanieczyszczenia znajdujące się na drodze, zmniejszające przyczepność kół pojazdu powodują, że droga hamowania pojazdu wydłuża się [7]. Na długość drogi hamowania wpływ ma również prędkość początkowa, z jaką porusza się pojazd. Odległość, jaką pokonuje pojazd od momentu rozpoczęcia hamowania do zatrzymania znacznie się wydłuży, jeśli samochód porusza się z większą prędkością. Związane jest to ze wzrostem energii kinetycznej układu. Innym ważnym czynnikiem, mogącym mieć wpływ na skuteczność hamowania pojazdu, jest także rodzaj i stan techniczny opon [8]. W zależności od powierzchni i jej stanu ten wpływ może być różnorodny. Aby opona możliwie najbardziej prawidłowo współpracowała z powierzchnią drogi należy kontrolować nie tylko zużycie bieżnika, lecz również ciśnienie w jej wnętrzu, które powinno być utrzymywane na poziomie wskazanym przez producenta pojazdu i opon, a także dostosowane do rzeczywistego obciążenia i prędkości jazdy. Hamowanie jest najbardziej skuteczne, jeśli w jego trakcie nie występuje poślizg kół. Współczynnik tarcia przylgowego dla danej powierzchni w momencie powstania poślizgu koła zmienia się w współczynnik tarcia poślizgowego o mniejszej wartości. W starszych typach samochodów, tych nie wyposażonych w system ABS, doświadczeni kierowcy, by zapewnić możliwie najlepszą skuteczność hamowania i zapewnić sobie możliwość sterowania pojazdem, stosowali metodę hamowania pulsacyjnego. Jednak niedoświadczeni i młodzi kierowcy w przypadku gwałtownego hamowania awaryjnego (panicznego), na ogół nie stosowali takiej metody hamowania. Wiązało się to, więc, z pogorszeniem procesu hamowania i utratą możliwości ominięcia przeszkody. 1 mgr inż. Emilia Szumska, doktorantka Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, e-mail: eszumskai@tu.kielce.pl 2 mgr inż. Diana Młodzińska, doktorantka Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, e-mail: dmlodzinska.@tu.kielce.pl 3 dr inż. Rafał Jurecki, adiunkt Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, e-mail: rjurecki@tu.kielce.pl 143

W sytuacjach zagrożenia wypadkowego manewr omijania jest, jednak, często podejmowany przez kierowców [5], [6]. Celem przeprowadzonych badań była próba oceny wpływu różnego stanu nawierzchni asfaltowej: suchej, mokrej i zanieczyszczonej. Dokonano oceny skuteczności hamowania na różnych nawierzchniach mieszanych dla różnych parametrów prób. 1 OPIS BADAŃ 1.1 Warunki pomiaru i sposób realizacji badań Badania zostały zrealizowane na odcinkach badawczych Laboratorium Samochodów i Ciągników Politechniki Świętokrzyskiej w Ośrodku Dąbrowa. Próby hamowania przeprowadzono na nawierzchniach mieszanych. Ponieważ w czasie poruszania się pojazdu występują sytuacje, gdy koła poruszają się po nieco odmiennych nawierzchniach (zarówno pod względem ich składu, jak i ich stanu), w związku z tym przeprowadzono pomiary skuteczności hamowania dla trzech różnych wariantów nawierzchni mieszanych asfaltowych, w których: a) jedna strona pojazdu asfalt jest zanieczyszczony suchym piaskiem, druga strona pojazdu to suchy asfalt (rysunek 1a), b) jedna strona pojazdu asfalt jest zanieczyszczony mokrym piaskiem, druga strona pojazdu to suchy asfalt (rysunek 1b), c) jedna strona pojazdu asfalt jest zanieczyszczony mokrym piaskiem, druga strona pojazdu to mokry asfalt (rysunek 1c). Rys. 1. Rodzaje nawierzchni mieszanych wykorzystywanych w badaniach Na rysunku 2 przedstawiono widok nawierzchni mieszanych, na jakich realizowano badania. Skuteczność hamowania wyznaczano z różnych prędkości początkowych pojazdu badawczego tj.: 1, 15, 2, 25, 3, 35 i 4 km/h przy stałym nominalnym ciśnieniu w jego ogumieniu. 1431

Rys. 2. Widok na nawierzchnie mieszane wykorzystywane w badaniach; a). suchy asfalt suchy zanieczyszczony asfalt, b). mokry asfalt- mokry zanieczyszczony asfalt Do oceny warunków atmosferycznych (w tym temperatury otoczenia) wykorzystywano stację pogodową Davies Vantage Pro2, przedstawioną na rysunku 3. Rys. 3 Stacja pogodowa Davies Vantage Pro2 Podczas przeprowadzania prób na suchym asfalcie temperatura otoczenia wynosiła około 27 o C. W czasie testów na mokrym asfalcie badania realizowano podczas opadów deszczu o wartości opadu 3 mm, zaś temperatura otoczenia wynosiła 17 o C. 1.2 Aparatura pomiarowa Badania skuteczności układu hamulcowego zrealizowano pojazdem badawczym Opel Astra II, wyposażonym w sprawny układ ABS, przedstawionym na rysunku 4a. Pojazd wyposażony był w opony letnie Kleber Dynaxer HP3 185/65/R15 o bardzo niewielkim stopniu zużycia (wysokość rzeźby bieżnika wykazywała zużycie 1mm w stosunku do wartości nominalnej). Parametry wykorzystywanych opon zestawiono w tabeli 1. 1432

Tab. 1. Specyfikacje opon użytych w badaniu Szerokość 185 Profil 65 Średnica 15 Indeks nośności 88 Prędkość Klasa efektywności energetycznej T (max 19 km/h) E (9,1-1,5 kg/t) Przyczepność na mokrej nawierzchni C (125-139 m) Aby możliwe było wyznaczenie skuteczności hamowania pojazd badawczy wyposażono w specjalistyczną aparaturę, którą stanowiły m.in.: czujnik optoelektroniczny S-35 Corrsys Datron, przeznaczony do pomiaru parametrów ruchu pojazdu - prędkości wzdłużnej i poprzecznej pojazdu oraz kąta znoszenia, współpracujący z kompaktowym wyświetlaczem parametrów ruchu (rysunek 4a), kierownica dynamometryczna MSW (rysunek 4b), czujnik do pomiaru siły nacisku na pedał hamulca wraz z wyświetlaczem (rysunek 4b), zestaw czujników do pomiaru poślizgu kół WPT (rysunek 4c), stacja akwizycji danych ueep 12 wraz z tabletem sterującym (rysunek 4d). Rys. 4. Samochód Opel Astra II wyposażony w aparaturę badawczą a) czujnik optoelektroniczny S-35, b) kierownica dynamometryczna MSW, czujnik siły nacisku na pedał hamulca, c) czujniki do pomiaru poślizgu kół WPT, d) stacja akwizycji danych ueep 12 z komputerem sterującym 2 WYNIKI POMIARÓW I ICH ANALIZA 2.1 Wpływ rodzaju nawierzchni drogi na długość drogi hamowania Aby zapewnić bezpieczeństwo w ruchu drogowym kierowca powinien być świadomy, po jakiej drodze się porusza i jaka może być ewentualna droga hamowania. Taka informacja ułatwia kierowcy przewidywanie sytuacji na drodze i pozwala na zastosowanie odpowiedniej techniki jazdy. Doświadczeni kierowcy, jadący po nieznanych drogach, często dokonują ich sprawdzenia poprzez tzw. próbne hamowanie. W ten sposób mogą ocenić stan nawierzchni, określić możliwość stopnia wykorzystania układu hamulcowego (do zablokowania kół) i jednocześnie wyrobić sobie opinię o niezbędnym dystansie do pojazdu poprzedzającego. W sytuacji, gdy stan nawierzchni zmienia się 1433

droga hamowania [m] i to w sposób skokowy, zaskakujący (kiedy np. nagle spadnie ulewny deszcz, czy też droga została miejscowo zanieczyszczona), kierowca powinien diametralnie zmienić sposób jazdy, bowiem skuteczność hamowania również ulegnie zmianie. To, że rodzaj nawierzchni ma wpływ na długość drogi hamowania nie jest dla nikogo zaskoczeniem. W literaturze często spotyka się różne wyniki badań realizowanych na suchych i mokrych nawierzchniach, przy czym rzadko się mówi o nawierzchniach zanieczyszczonych. Wyniki wpływu rodzaju nawierzchni na długość drogi hamowania przedstawiono na rysunku 5. Badania zrealizowano na czterech różnych stanach nawierzchni asfaltowej dla prędkości jazdy samochodu 1..4km/h. Ogumienie w pojeździe miało nominalną wartość ciśnienia powietrza. 7 6 5 4 suchy asfalt mokry asfalt suchy asfalt zanieczyszczony suchym piaskiem mokry asfalt zanieczyszczony mokrym piaskiem 3 2 1 1 15 2 25 3 35 4 prędkość [km/h] Rys. 5. Długość drogi hamowania wyznaczonej dla nominalnego ciśnienia powietrza w ogumieniu Na podstawie wyników drogi hamowania przedstawionych na rysunku 5 można stwierdzić, że w symulowanych warunkach drogowych na tym samym asfalcie uzyskano znacznie różniące się wyniki. Wyznaczone linie trendu drogi hamowania świadczą o tym, że w czasie badań najmniejszą skuteczność hamowania, znacznie odbiegającą od pozostałych, uzyskano dla zanieczyszczonego asfaltu. Zarówno jego zanieczyszczenie suchym, jak i mokrym piaskiem powodowało, że droga hamowania wydłużała się w stosunku do asfaltu suchego czystego bardzo znacząco, bo o blisko 5%. Są to wartości bardzo znaczące, tym bardziej, że takie zanieczyszczenie może nie być wcześniej zauważone przez kierowcę i dopiero w momencie hamowania może się to ujawnić. Stosunkowo niewielka różnica była pomiędzy drogą hamowania na asfalcie suchym i mokrym, która może wynikać z faktu, że asfalt na jakim były realizowane badania, miał nawierzchnię nową i nie był wyślizgany. Zanieczyszczenie drogi różnymi pozostałościami może być dla kierowców całkowicie niewidoczne i wywołać zaskoczenie kierowcy. Pojazdy ciężarowe przewożące ładunki sypkie, w wielu przypadkach pomimo ustawowego obowiązku nie zawsze korzystają z elementów (plandek) zabezpieczających ładunek. Szczególnym zagrożeniem może być zanieczyszczenie nawierzchni na skrzyżowaniach, tam, gdzie na ładunek sypki działają siły bezwładności, związane z hamowaniem lub przyspieszaniem pojazdu. Zanieczyszczenie drogi nie musi być jednak spowodowane przez innych kierowców. Często nieprawidłowe pochylenie drogi, czy też źle funkcjonujące jej odwodnienie może powodować, że w trakcie opadów na drogę nanoszone są różne zanieczyszczenia np. piasek, drobne kamyczki, ziemia. Kierowcy bez odpowiedniego doświadczenia, w przypadku konieczności gwałtownego hamowania na takiej nawierzchni mogą mieć problemy. Na rysunku 6 przedstawiono zestawienie wartości drogi hamowania na asfaltowych nawierzchniach mieszanych zgodnie ze schematem z rysunku 1. W rzeczywistym ruchu drogowym bardzo często zdarzają się sytuacje, kiedy jedna strona pojazdu porusza się po nawierzchni w innym stanie niż druga. Nawierzchnia taka może mieć inny skład i własności np. w związku z tzw. łataniem ubytków w nawierzchni (kolein). Może być również częściowo mokra (np. woda zalegająca 1434

droga hamowania [m] w koleinach) lub zanieczyszczona np. piaskiem. Wartość drogi hamowania oczywiście jest najmniejsza, kiedy koła obu stron pojazdu współpracują z czystą, suchą nawierzchnią asfaltową. 5 45 4 35 3 suchy asfalt suchy asfalt - suchy asfalt zanieczyszczony piaskiem suchy asfalt - suchy asfalt zanieczony mokrym piaskiem mokry asfalt-mokry asfalt zanieczyszczony mokrym piaskiem 25 2 15 1 5 1 15 2 25 3 35 4 prędkość [km/h] Rys. 6. Długość drogi hamowania na nawierzchniach asfaltowych mieszanych Jak wynika z przedstawionych wyników nawet drobne zanieczyszczenie części drogi powoduje, że w stosunku do poprzedniej sytuacji (obie strony pojazdu poruszają się po suchym asfalcie) droga hamowania wydłuża się o co najmniej kilka metrów. Najbardziej niekorzystną (ze względu na drogę hamowania) sytuacją było hamowanie na mokrym asfalcie i mokrym zanieczyszczonym asfalcie. Warty zauważenia jest fakt, że im większa prędkość, tym większa jest też droga hamowania. Można powiedzieć, że różnica kilku metrów przy prędkości 4 km/h to niewiele. Jednak należy przypuszczać, że przy większych prędkościach ta wartość znacznie się powiększy. W badaniach rozpatrywano jedynie częściowe zanieczyszczenie powierzchni asfaltowej piaskiem, a nie rozpatrywano innych możliwych zanieczyszczeń, z którymi mogą zetknąć się kierowcy np. rozlanych płynów eksploatacyjnych itd. Takie zanieczyszczenie mogłoby spowodować, że różnice w długości drogi hamowania byłyby jeszcze bardziej znaczące. Dodatkowo warto zwrócić uwagę, że koła hamujące na różnych nawierzchniach mogą powodować utratę stateczności hamowania, która widoczna była podczas badań i przejawiała się ściąganiem pojazdu. W trakcie hamowania pojazdem nie wyposażonym w system ESP (pojazd badawczy), taka nierównomierność sił hamowania na obu stronach pojazdu wywołuje groźne w skutkach następstwa dla ruchu drogowego. Wówczas niebezpieczne ściąganie powoduje powstawanie przyspieszeń poprzecznych, które mogą wywoływać poślizgi poprzeczne pojazdu. Na rysunku 7 przedstawiono przebieg przyspieszenia poprzecznego zarejestrowanego podczas hamowania na nawierzchni suchej. Wahania są stosunkowo niewielkie i nie przekraczają wartości około.2m/s 2. Większe wartości pojawiają się w momencie osiągnięcia pełnego skoku pedału hamulca oraz w końcowym etapie hamowania tuż przed zatrzymaniem pojazdu. Porównując wykres przedstawiony na rysunku 8, ukazana wartość przyspieszenia poprzecznego pojazdu w trakcie hamowania na powierzchni mieszanej, w której koła jednej strony pojazdu hamowały na suchym czystym asfalcie, zaś drugiej na suchym zanieczyszczonym asfalcie z wykresem przedstawionym na rysunku 7, łatwo można zauważyć istotne różnice. Występujące przyspieszenia poprzeczne w trakcie hamowania przekraczają wartość 1,3m/s 2. Na wierzchni o małym współczynniku tarcia przyspieszenie poprzeczne może powodować problemy ze statecznością ruchu pojazdu oraz częściową lub całkowitą utratą kontroli kierowcy nad pojazdem. W przypadku mało doświadczonych kierowców i takich którzy, nie trzymają poprawnie koła kierownicy (a takie sytuacje 1435

droga hamowania [m] droga hamowania [m] są nagminne), może się okazać, że w momencie hamowania na różniących się nawierzchniach możliwość powstania zagrożenia w ruchu drogowym gwałtownie rośnie. 2 1 Przyspieszenie poprzeczne, m/s2 1.5 1.5 -.5-1 -1.5 skok pedału hamulca Przyspieszenie poprzeczne 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Skok pedału hamulca, % -2 czas, s Rys. 7. Przyspieszenie boczne zarejestrowane na suchej powierzchni asfaltowej zarejestrowane przy prędkości początkowej 4km/h Przyspieszenie poprzeczne, m/s2 2 1.5 1.5 -.5-1 -1.5 skok pedału hamulca Przyspieszenie poprzeczne 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Skok pedału hamulca, % -2 czas, s Rys. 8. Przyspieszenie boczne zarejestrowane na suchej powierzchni suchej asfaltowej i powierzchni zanieczyszczonej zarejestrowane przy prędkości początkowej 4km/h Na rysunku 9 przedstawiono zestawienie wpływu stopnia zanieczyszczenia powierzchni drogi na uzyskane wartości drogi hamowania. Analizę przeprowadzono zarówno na drodze suchej, jak i mokrej. Im większy jest stopień zanieczyszczenia, tym droga hamowania jest znacznie dłuższa. Nawierzchnia sucha Nawierzchnia mokra 6 suchy asfalt (wszystkie koła) 6 mokry asfalt (wszystkie koła) 5 4 3 suchy asfalt - asfalt zanieczyszczony suchym piaskiem asfalt zanieczyszczony suchym piaskiem (wszystkie koła) 5 4 3 mokry asfalt - asfalt zanieczyszczony piaskiem mokryasfalt zanieczyszczony piaskiem (wszystkie koła) 2 2 1 1 1 15 2 25 3 35 4 prędkość [km/h] Rys. 9. Długość drogi hamowania dla nominalnego ciśnienia w ogumieniu na różnych nawierzchniach Jak można się było przekonać, takie zanieczyszczenie jezdni, spowodowane przykładowo naniesieniem zabrudzeń z pobocza drogi, prowadzi do wydłużenia droga hamowania od kilkunastu do 1 15 2 25 3 35 4 prędkość [km/h] 1436

.1.9.17.25.33.41.49.57.65.73.81.89.97 1.5 1.13 1.21 1.29 1.37 1.45 1.53 1.61 1.69 1.77 1.85 1.93 2.1 2.9 2.17 2.25 2.33 2.41 2.49 2.57 2.65 2.73 2.81 2.89 2.97 3.5 3.13 3.21 3.29 3.37 3.45 3.53 3.61 3.69 3.77 3.85 3.93 4.1 4.9 4.17 4.25 4.33 4.41 4.49 4.57 4.65 4.73 4.81 4.89 4.97 opóźnienie [m/s2].1.9.17.25.33.41.49.57.65.73.81.89.97 1.5 1.13 1.21 1.29 1.37 1.45 1.53 1.61 1.69 1.77 1.85 1.93 2.1 2.9 2.17 2.25 2.33 2.41 2.49 2.57 2.65 2.73 2.81 2.89 2.97 3.5 3.13 3.21 3.29 3.37 3.45 3.53 3.61 3.69 3.77 3.85 3.93 4.1 4.9 4.17 4.25 4.33 4.41 4.49 4.57 Opóźnienie [m/s2] kilkudziesięciu procent w zależności od prędkości jazdy. Podobne obserwacje zanotowano zarówno w badaniach dla nawierzchni suchej i mokrej. Porównanie opóźnienia hamowania dla powierzchni asfaltowych suchych przedstawiono na rysunku 1. 1 9 8 suchy asfalt (wszystkie koła) suchy asfalt- asfalt zanieczyszczony suchym piaskiem asfalt zanieczyszczony suchym piaskiem (wszystkie koła) 7 6 5 4 3 2 1 Rys. 1. Porównanie przebiegu opóźnienia hamowania z prędkości 4 km/h dla różnych stopni zanieczyszczenia asfaltu suchego Przebiegi opóźnienia w funkcji czasu zaprezentowane na rysunku 1, potwierdzają, że najwyższą skuteczność hamowania uzyskuje się na powierzchni nie zanieczyszczonej. Możliwie jest wtedy osiągnięcie opóźnienia hamowania rzędu 8 9 m/s 2. Można się spodziewać, że w nowszych pojazdach, wyposażonych w asystenta gwałtownego hamowania, wartości te mogą być jeszcze większe. Warto również zwrócić uwagę na czas hamowania. Ulega on znaczącemu wydłużeniu przy hamowaniu na nawierzchni całkowicie zanieczyszczonej o ponad 8%. Przebiegi opóźnienia, zaprezentowane na rysunku 11, przedstawiają przebieg hamowania na powierzchni mokrej asfaltowej. Uzyskane wartości opóźnienia na tej nawierzchni, choć niższe, wykazują dużą zbieżność z wynikami prezentowanymi na rysunku 9. Warto zwrócić uwagę, że czas hamowania na nawierzchni mokrej dla poszczególnych prób jest dłuższy, niż na nawierzchni suchej. Można odnotować znaczące zwiększenie wahań wartości rejestrowanego opóźnienia. 1 9 8 mokry asfalt (wszystkie koła) mokry asfalt - asfalt zanieczyszczony mokrym piaskiem asfalt zanieczyszczony mokrym piaskiem (wszystkie koła) 7 6 5 4 3 2 1 Rys. 11. Porównanie wartości opóźnienia z prędkości 4km/h na nawierzchni asfaltowej o różnym stopniu zanieczyszczenia 1437

PODSUMOWANIE Układ hamulcowy należy do najbardziej odpowiedzialnych za bezpieczeństwo jazdy układów w pojeździe. Powszechnie w wielu ośrodkach realizowane są badania dotyczące metod poprawy skuteczności układów hamulcowych, zmierzające m.in. do poprawy ich konstrukcji. Są to bardzo ważne prace, przy czym nie można zapominać o tym, że pojazd porusza się po konkretnych drogach, których stan może nie być idealny. Sprawny układ hamulcowy może okazać się niedostatecznie skuteczny, gdy pojazd porusza się po drodze zanieczyszczonej. Na podstawie wyników uzyskanych w trakcie badań należy zwrócić szczególną uwagę na to, że nie tylko rodzaj nawierzchni, ale przede wszystkim jej stan, może wywoływać znaczącą, wręcz skokową zmianę przyczepności kół. Zanotowane różnice długości drogi hamowania są w tych sytuacjach bardzo znaczące. Ważnym podkreślenia jest fakt, że w czasie hamowania na nawierzchniach mieszanych powstaje groźne zjawisko utraty stateczności, które może pociągać za sobą tragiczne skutki. Przy prędkości 4 km/h badania wykazały znaczne wydłużenie drogi hamowania oraz nieznaczną utratę stateczności pojazdu. Można przypuszczać, że przy większych prędkościach parametry te mogą ulec znacznemu wzrostowi. Streszczenie Celem niniejszej pracy była ocena wpływu różnych warunków drogowych na skuteczność hamowania. Badania zrealizowano na odcinkach badawczych Politechniki Świętokrzyskiej. W badaniach wykorzystano samochód osobowy Opel Astra II, wyposażony w specjalistyczną aparaturę pomiarową. Próby prowadzono na różnych nawierzchniach asfaltowych, zakresie prędkości od 1 do 4 km/h. Mierzono wartości drogi hamowania i opóźnienia dla powierzchni drogowych: suchych, mokrych oraz zanieczyszczonych. Dodatkowo zrealizowano badania, w których koła lewej strony pojazdu poruszały się po innej nawierzchni niż prawe. W wyniku uzyskanych rezultatów można stwierdzić, że stan nawierzchni oraz stopień jej zanieczyszczenia wpływają na długość drogi hamowania i wartość opóźnienia. Głównym czynnikiem wpływającym na skuteczność hamowania jest stan powierzchni asfaltu (czysty lub zanieczyszczony).w takim przypadku zmiana drogi hamowania może wynosić nawet kilkadziesiąt procent. W trakcie hamowania na różnych nawierzchniach wzrasta przyspieszenie poprzeczne pojazdu, które może powodować utratę stateczności ruchu pojazdu. Vehicle braking effectiveness in different road conditions Abstract The aim of this study was to evaluate the effect of different road conditions on the effectiveness of the vehicle braking system. The studies were carried out at the Kielce University of Technology research site. The vehicle used to the study was Opel Astra II equipped with a specialized measuring equipment. Measurements were conducted for different asphalt road surfaces. The tests carried out for various vehicle speeds in the range of 1 to 4 km/h, the braking distance and deceleration were measured. Research was conducted on clean, dry, wet and contaminated surfaces of the road. In addition, the research was made for both sides of the vehicle (left and right wheels of car) moving along different road surfaces. As a result, it can be told, that the surface state influences the braking distance and braking deceleration. The main factor, influencing the effectiveness of braking is surface of the asphalt (clean or dirty). The braking distance, in this case, increased of several tens of percent. Also the vehicle lateral acceleration raised, affected to the stability of the vehicle motion. BIBLIGRAFIA 1. 13 Regulaminn EKG ONZ, http://eur-lex.europa.eu/lexuriserv/lexuriserv.do?uri =OJ:L:21:257:1:196:pl:PDF z dnia 1.8.214r. 2. Bułka D., Walczak S., Wolak S., Proces hamowania aspekt prawny i techniczny w ujęciu symulacyjnym i analitycznym, http://cyborgidea.com.pl/downloads/radom26.pdf z dnia 2.9.214. 1438

3. Czech P., Łazarz B., Madej H.. Wpływ ciśnienia w ogumieniu i obciążenia pojazdu na opóźnienie i drogę hamowania samochodu osobowego bez ABS, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Transport z. 69, 21: 21-28 4. Jurecki R., Jaśkiewicz M., Zuska A., Basa A. Researches the dependence of the way of taking a measurement on the effectiveness of braking on a diagnostic line. Materiały Konferencyjne XIII International Technical System Degradation Conference, Liptovsky - Mikulasz 23-26.4.214: 82-85. 5. Jurecki R., Stańczyk T.L., Driver model for the analysis of pre-accident situations. Vehicle System Dynamics, 47 (5), 29: 589-612 6. Jurecki R, Stańczyk T. L, Jaśkiewicz M., Driver's reaction time in a simulated, complex road incident, Transport: 1-12, online 9.8.214: s. 1-12. DOI:1.3846/16484142.214.913535 7. Lozia Z., Woliński P., Relacje wartości długości drogi hamowania i drogi zatrzymania dla różnych warunków ruchu samochodu, Autobusy, 6/21: 1-7, 8. Parczewski K., Effect of tyre inflation pressure on the vehicle dynamics during braking manouvre, Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability 213, 15(2): 134-139. 9. Stryjek P., Grzesiak J., Włodarczyk P., Kukla S. Badania układów hamulcowych pojazdów policyjnych, Materiały Konferencyjne VIII Międzynarodowej Konferencji Problemy bezpieczeństwa w Pojazdach Samochodowych, Kielce 6-8 lutego 212: 311-316 W badaniach wykorzystano aparaturę naukowo-badawczą zakupioną w ramach projektu LABIN Wsparcie Aparaturowe Innowacyjnych Laboratoriów Naukowo Badawczych Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach projekt nr POPW.1.3.-26-16/9 współfinansowany przez Unię Europejską Program Operacyjny Rozwój Polski Wschodniej 27-213 Oś Priorytetowa I Nowoczesna Gospodarka Działanie I.3 Wspieranie innowacji. W badaniach wykorzystano aparaturę naukowo-badawczą zakupioną w ramach projektu WND- RPSW.2.1.-26-12/11 Ruchome laboratorium badań bezpieczeństwa i komfortu w transporcie zbiorowym współfinansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach Działania 2.1 Rozwój innowacji, wspieranie działalności dydaktycznej i badawczej szkół wyższych oraz placówek sektora badania i rozwój, Osi 2 Wsparcie innowacyjności, budowa społeczeństwa informacyjnego oraz wzrost potencjału inwestycyjnego regionu Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa świętokrzyskiego na lata 27-213. W badaniach wykorzystano aparaturę naukowo-badawczą zakupioną w ramach projektu WND- RPSW.2.1.-26-1/11 Ruchome laboratorium badań bezpieczeństwa i własności dynamicznych pojazdów samochodowych współfinansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach Działania 2.1 Rozwój innowacji, wspieranie działalności dydaktycznej i badawczej szkół wyższych oraz placówek sektora badania i rozwój, Osi 2 Wsparcie innowacyjności, budowa społeczeństwa informacyjnego oraz wzrost potencjału inwestycyjnego regionu Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa świętokrzyskiego na lata 27-213. 1439