gr3.4

Pomiar siły hamowania na stanowisku rolkowym.

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było opanowanie metody pomiaru sił hamowania na stanowisku rolkowym, zbadanie jak na wynik badania wpływa obciążenie pojazdu oraz oszacowanie błędu i powtarzalności pomiaru.

Opis stanowiska, obliczenia i wnioski.

Jednym ze sposobów sprawdzenia skuteczności hamulców jest pomiar siły hamowania. Pomiar siły hamowania może odbywać się na stanowisku rolkowym bądź płytowym. Popularniejszym sposobem jest pomiar na stanowisku rolkowym i na takim też stanowisku przeprowadzaliśmy pomiary. Powszechność używania urządzeń rolkowych wynika z zalet tej metody, tj obiektywnego pomiaru siły hamowania, niezależności od warunków atmosferycznych, krótkiego czasu pomiaru, możliwości zmierzenia niektórych parametrów układu hamulcowego, np. nierównomierności działania hamulców, pomiaru siły nacisku na pedał hamulca. Głównym elementem urządzenia są dwie pary rolek napędowych, na które najeżdża samochód, kolejno przednimi i tylnimi kołami. Każda z par rolek samochodu napędza niezależnie od siebie jedno koło samochodu. Urządzenia rolkowe są często wyposażone w tzw. Trzecią rolkę, która napędzana od koła samochodu ma za zadanie sygnalizować moment wystąpienia poślizgu koła. Pojawia się on po zablokowaniu koła hamulcem i uniemożliwia wykonanie prawidłowego pomiaru.

Z pomiarów sił hamowania na urządzeniu rolkowym jesteśmy w stanie określić następujące wielkości:

-siłę hamowania każdego koła

-siłę hamowania hamulca awaryjnego

-różnicę sił w hamowaniu kół jednej osi

Pomiary przeprowadzaliśmy dla samochodu obciążonego i nie obciążonego oraz dla włączonego i wyłączonego wspomagania (włączony/wyłączony silnik)

Obliczenia intensywności hamowania dla hamulca zasadniczego:

x 100% ≥ 52%

Gdzie d.m.c jest dopuszczalna masą całkowitą naszego auta i wynosi 1410kg

I tak otrzymaliśmy:

Dla samochodu obciążonego tylko kierowcą -38%

Dla samochodu obciążonego kierowcą i 3 pasażerami -42%

Dla hamulca awaryjnego -18%

Jak widać siła hamowania nie jest wystarczająca według przepisów, powinna wynosić min 52%, skuteczność hamulców dla samochodu nie obciążonego jest dużo mniejsza, co nie oznacza, że droga hamowania samochodu pustego będzie dłuższa niż dla samochodu obciążonego (wynika to z charakteru przeprowadzanego badania). Sprawność hamulca awaryjnego jest również zbyt niska, powinna wynosić w zależności od roku produkcji samochodu 26% lub dla samochodów starszych 23%.

Zmierzone siły hamowania na kołach wynosiły dla hamulca roboczego 5.39kN i 5.93kN a dla hamulca awaryjnego 2.16kN. Wymagane całkowite siły hamowania dla Opla Astry powinny wynosić odpowiednio 7.4kN oraz 3,3kN, stąd tak niska skuteczność hamulców. Tak słaby wynik pewnie jest spowodowany błędnie przeprowadzonym badaniom albo złym stanem technicznym auta(co jest raczej mniej prawdopodobne gdyż auto jest praktycznie nowe). Przyczyną może być również zbyt słabe naciśnięcie hamulca, czujnik zanotował siłę 155N, co może być zbyt małą wartością potrzebną do uzyskania wymaganej sprawności 52%.

Obliczenie względnej różnicy sił hamowania dla poszczególnych osi i hamulców.

Dla przedniej osi bez wspomagania - 10%

Dla przedniej osi ze wspomaganiem - 9.5%

Dla tylniej osi bez obciążenia - 25.5%

Dla tylniej osi z obciążeniem - 22.7%

Dla hamulca awaryjnego - 27%

Siła hamowania koła po jednej stronie pojazdu powinna być równa sile po stronie przeciwnej tej samej osi. Przepisy mówią iż maksymalna dopuszczalna różnica hamowania kół jednej osi wynosi 30%. Jak widać badany samochód mieści się w dopuszczalnych granicach zarówno dla przedniej jak i tylniej osi. Wartość 30% jest jednak wartością graniczną i ze względów bezpieczeństwa jazdy zaleca się aby ten parametr nie przekraczał 15% dla hamulców tarczowych, u nas różnica ta wynosiła 10%, a dla hamulców bębnowych 20%, u nas 25.5% i 22.7%. Większa różnica w sile hamowania dla tylniej osi wynika z charakteru budowy hamulców bębnowych. Hamulec bębnowy w odróżnienia do hamulca tarczowego charakteryzuje się większa ilością części współpracujących i co za tym idzie większa różnicą w działaniu poszczególnych części układu. Tak duża różnica może być przyczyną niebezpieczeństwa na śliskiej nawierzchni i powinna zostać usunięta. Największa różnicę zanotowaliśmy dla hamulca awaryjnego, różnica ta wynosiła 27%. Może to być spowodowane złą regulacja napięcia linki hamulcowej lub częściowym zatarcią.

Obliczenie współczynnika rozdziału siły hamowania.

Dla samochodu nie obciążonego - 3.37

Dla samochodu obciążonego - 1.94

Większy rozdział siły na hamulce przednie wynika z faktu większej przyczepności kół przednich podczas hamowania. Jeżeli byśmy mieli równy rozdział siły hamowania na przednią i tylnią oś wtedy dochodziłoby do zbyt wczesnego blokowania kół tylnich podczas hamowania i mogłoby powodować bardzo niebezpieczne sytuacje na drodze.

Obliczenia statystyczne otrzymanych wyników.

Obliczenie błędu dokonaliśmy w sposób oszacowania maksymalnej wartości błędu pomiaru.m Korzystaliśmy z założenia, że w sposób powtarzalny wykonywano szereg pomiarów z identyczną dokładnością. Odchylenie standardowe obliczyliśmy tylko dla osi tylniej obciążonej i nie obciążonej gdyż dla osi przedniej dokonaliśmy tylko po jednym pomiarze. Błąd pomiaru dla osi przedniej możemy jednak w przybliżeniu porównać do błędu pomiaru osi tylniej gdyż metoda pomiaru, stanowisko i osoba przeprowadzająca pomiar jest ta sama.

Odchylenie od średniej arytmetycznej dana jest wzorem:

gdzie: x_i - wartość i - tego pomiaru

x - wartość średnia określona wzorem:

gdzie: n - ilość pomiarów

Odchylenie standardowe serii pomiarów obliczam z zależności:

Dla założonego poziomu ufności 0.95 i liczby n pomiarów odczytuje z tabeli współczynnik t Studenta, odpowiednio t_obciazony=2.6 i t_{nie obciażony}=3.2

Po podstawieniu danych z przeprowadzonych badań otrzymuje:

Błąd maksymalny dla tylniej osi koła lewego nie obciążonego samochodu wynosi - 22.7N

Błąd maksymalny dla tylniej osi koła prawego nie obciążonego samochodu wynosi - 29.1N

Błąd maksymalny dla tylniej osi koła lewego obciążonego samochodu wynosi - 2.24N

Błąd maksymalny dla tylniej osi koła prawego obciążonego samochodu wynosi - 1.85N

Większy błąd dla samochodu nie obciążonego nie wynika z mniejszej dokładności urządzenia badającego samochód nie obciążony ale z mniejszej liczby przeprowadzonych pomiarów i odpowiednio większym współczynnikiem t Studenta.

suma sił hamowania w N

10 x d.m.c samochodu w kg

---