Teoria hamowania

bezpieczeństwo
Teoria hamowania
Hamowanie gołą stopą
może zakończyć się
wypadkiem.
Przeciętny kierowca buduje swoją świadomość na temat długości drogi
hamowania awaryjnego na podstawie zapisów teoretycznych. Niewielu
kierowców wykonuje taki manewr na tyle często, żeby mieć świadomość, jaka jest realna droga hamowania w konkretnych warunkach.
Przyszli kierowcy uczą się na pamięć długości dróg hamowania w różnych warunkach. Czyli otrzymują wiedzę niezgodną
z rzeczywistością. Całkowita długość drogi
hamowania to suma drogi przejechanej
przez samochód w „czasie reakcji kierowcy”, od momentu naciśnięcia hamulca do
momentu rozpoczęcia procesu zwalniania
oraz momentu rozpoczęcia zwalniania do
momentu całkowitego zatrzymania. Czas
reakcji kierowcy to średnio 1 sekunda,
a samochód jadący z prędkością 90 km/h
przejeżdża w tym czasie ok. 25 metrów bez
zmiany prędkości.
Skuteczności hamowania zależy więc od
tego czy jezdnia jest pozioma/jazda w dół/
jazda w górę, równa/wyboista, sucha/mokra, prędkości pojazdu, jego stanu technicznego, ogumienia, wyposażenia w systemy wspomagające hamowanie, itp.
Nieprzewidywalna
przyczepność
Nawet niewielki spadek terenu znacznie wydłuża drogę hamowania. Wynika
to z mniejszej siły tarcia oraz większej
siły grawitacji, którą musimy pokonać
podczas hamowania z góry. Najtrudniej
przewidzieć drogę hamowania w sytuacji dojeżdżania do szczytu wzniesienia.
Duże znaczenia ma otoczenie drogi. Las
lub drzewa wokół drogi, to duże prawdopodobieństwo gnijących liści, roboty
drogowe lub prace rolne groźba ziemi na
trasie, a w czasie deszczu mamy błoto na
jezdni. Z kolei jadąc po nierównościach
poprzecznych auto traci styczność z podłożem na ułamki sekundy, a siła nacisku
jest tak mała, że nie występuje siła tarcia.
Hamując w koleinach mamy natomiast
ograniczoną powierzchnię styku opony z jezdnią. Niestety, przyczepność jest
trudno przewidywalna.
Rozkład masy
Podczas hamowania masa samochodu
przesuwa się na przód (moment bezwładności) i zdecydowanie efektywniejsze
muszą być hamulce osi przedniej. Kiedy
sztucznie zmienimy rozkład masy np. gdy
przeciążymy bagażnik, auto będzie hamo-
24
wało w sposób zdecydowanie mniej przewidywalny. Konstruktorzy instalują w samochodach tak zwane korektory hamulca,
które powinny rozwiązać problem. Niestety
czasami one nie wystarczają.
Sprawność hamulców drastycznie spada
po paru mocnych hamowaniach, lub po
hamowaniu na jezdni o dużym spadku. Im
masywniejszy samochód tym ryzyko utraty
sprawności hamulców jest większe (duże
ciężarówki, autobusy). Dlatego tak ważne,
by nie przeciążać układów hamulcowych.
Szczególnie podczas jazdy z góry hamujmy silnikiem odpowiednio redukując biegi. Przegrzanie układu hamulcowego jest
spowodowane wydzielaniem się ciepła przy
wykonaniu hamowania. Nagrzewają się
tarcze i klocki. Pomiędzy tymi rozgrzanymi
elementami wydzielany zostaje gaz i powstaje tak zwany efekt „fading”. Niezwykle
niebezpieczny, bo klocek nie ma bezpośrednio styku z tarcza hamulcową.
ABS
Obowiązkowy w nowych autach. Ma zachować możliwość kierowania samochodem podczas hamowania awaryjnego,
nie dopuszczając do zablokowania się kół.
Na każdym z kół jest czujnik mierzący
prędkość, sterownik systemu podczas hamowania monitoruje czy któreś z kół nie
zostało zablokowane. Jeśli nastąpi taka sytuacja, sterownik zaczyna sterować pompą
hamulcową w taki sposób, że zmniejsza lub
odcina ciśnienie płynu hamulcowego idącego do koła zablokowanego. Koło zaczyna
się ponownie obracać, ale po chwili mamy
powtórkę, bo kierowca nadal trzyma mocno
wciśnięty pedał hamulca, a nawierzchnia
jest śliska. System ponownie wysyła sygnał
do pompy, żeby odcięła ciśnienie płynu hamulcowego. Do takiej sytuacji może dojść
kilkanaście razy na sekundę.
Niestety w wielu sytuacjach system ABS
wydłuża drogę hamowania, np. przy mocno oblodzonej nawierzchni. ABS odczytuje
wtedy ciągłe blokowanie się koła i układ
hamulcowy praktycznie prawie nie działa.
Podobnie jest na luźnej nawierzchni takiej
jak szuter lub grząski śnieg. Tylko na suchej
asfaltowej nawierzchni hamowanie z systemem ABS skraca drogę hamowania.
Fot. Fotolia
ESP, BAS, EBD
Ma utrzymać odpowiedni tor jazdy zadany przez kierowcę, chroniąc go przed
wpadnięciem w poślizg nadsterowny (poślizg tylnej osi), lub podsterowny (poślizg
przedniej osi). Sterownik systemu odczytuje prędkość poszczególnych kół, wartość
czujnika przyspieszenia poprzecznego,
wartość czujnika kąta obrotu samochodu wokół własnej osi, wartość położenia
koła kierownicy. Przykład: jeśli samochód
przy skręcie w prawo stracił przyczepność
kół tylnych to system przyhamowuje koła
prawe, zmniejsza moment obrotowy na
koła napędowe. Wytwarzając moment siły
przeciwny (siła kontrująca) do tego, który
by chciał obrócić samochód w prawo.
Niekiedy jednak ESP wydłuży drogę hamowania, np. kiedy pojazd jedzie po dwóch
różnych nawierzchniach.
Brake Assist System zdecydowanie pomaga skrócić drogę hamowania zwłaszcza
w sytuacjach awaryjnych. Wielu kierowców obawia się mocnego wciskania pedału hamulca. W momencie kiedy system
odczyta za pomocą czujnika pomiędzy
pedałem hamulca, a pompą hamulcową,
że kierowca chce gwałtownie się zatrzymać (czujnik odczytuje dynamiczny wzrost
ciśnienia w układzie) zwiększa ciśnienie
w układzie hamulcowym. W ten sposób
można skrócić drogę hamowania nawet
o kilkanaście procent. Electronic Brakeforce Distribution to z kolei elektroniczny
korektor siły hamowania, działający nawet
kilkanaście razy na sekundę, w zależności
od obciążenia ładunkiem. Sprawdza się
doskonale w samochodach dostawczych.
mgr inż. Jerzy Smagała
Safe Drive