Teoria ruchu samochodu
Hamowanie
Andrzej Reński
Warszawa 2015
Teoria ruchu samochodu
Hamowanie
Andrzej Reński
Warszawa 2015
Uproszczony przebieg
procesu hamowania
Uproszczony przebieg procesu
zatrzymywania samochodu: a – siła
nacisku na pedał hamulca, b –
opóźnienie hamowania, c – prędkość:
t
r
- czas reakcji kierowcy, t
o
- czas
opóźnienia zadziałania (zwłoki)
hamulca
t
n
- czas narastania opóźnienia, t
v
-
czas pełnego hamowania z
opóźnieniem,
a
h
- opóźnienie hamowania przy
pełnym hamowaniu
Wartości czasów istotnych dla przebiegu procesu hamowania
Reakcja psychomotoryczna kierowcy
t
r
Czasy związane z
Reakcja psychofizyczna
Reakcja
motoryczna
działaniem układu
hamulcowego
Czas
postrzegani
a
Czas
reakcji
Czas
przeniesien
ia
Czas
zwłoki
hamulca
Czas
narastania
siły
hamowani
a
t
r1
[s]
t
r2
[s]
t
r3
[s]
t
o
[s]
t
n
[s]
Wartość
średnia
0,48
0,45
0,19
0,05
0,17
Dolna granica
przedziału
ufności (2%)
0,32
0,22
0,15
0,03
0,14
Górna granica
przedziału
ufności (98%)
0,55
0,58
0,21
0,06
0,18
Przebieg hamowania
Droga do
zatrzymania
DROGA DO
ZATRZYMANIA
S
v t t
t
v
a
h
r
o
n
o
h
0
1
2
2
2
t
r
= 0,7...1,35 s, średnio
1,10 s
t
o
= 0,03...0,06 s, średnio
0,05 s
t
n
= 0,14...0,18 s, średnio
0,17 s
= 0,8...1,5 s,
średnio 1,25
s
t t
t
r
o
n
1
2
Przebieg hamowania
Przebieg hamowania
a
h
= 4 m/s
2
a
h
= 8 m/s
2
0
10
20
30
40
50
60
70
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
Czas [s]
P
rę
dk
oś
ć
[k
m
/h
]
Porównanie przebiegu hamowania przy prędkości początkowej 50 i 60 km/h
i opóźnieniu hamowania 4 i 8 m/s
2
Przebieg hamowania
Przebieg hamowania
Porównanie przebiegu hamowania przy prędkości początkowej 50 i 60 km/h
i opóźnieniu hamowania 4 i 8 m/s
2
a
h
= 4 m/s
2
a
h
= 8 m/s
2
0
10
20
30
40
50
60
70
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Droga [m]
P
rę
dk
oś
ć
[k
m
/h
]
Przebieg procesu hamowania
Odstęp przy jeździe w kolumnie
DROGA DO ZATRZYMANIA
S
v t t
t
v
a
h
r
o
n
o
h
0
1
2
2
2
v
0
- prędkość początkowa
t
r
= 0,7...1,35 s, średnio 1,10 s
t
o
= 0,03...0,06 s, średnio 0,05 s
t
n
= 0,14...0,18 s, średnio 0,17 s
= 0,8...1,5 s,
średnio 1,25 s
t
t
t
r
o
n
1
2
ODSTĘP ABSOLUTNIE BEZPIECZNY
d
v t t
t
v
a
abs
r
o
n
o
h
0
1
2
2
2
czas:
t
t t
t
v
a
abs
r
o
n
h
1
2
0
ODSTĘP WZGLĘDNIE BEZPIECZNY
d
v t t
t
wzgl
r
o
n
0
1
2
czas:
t
t t
t
wzgl
r
o
n
1
2
Odstęp przy jeździe w kolumnie
Porównanie wyników pomiarów odstępów pomiędzy pojazdami w
różnych warunkach drogowych z odstępem bezwzględnie i względnie
(1,2 s, 2 s i 3,6 s) bezpiecznym
odstęp bezwzgl.
odstęp 1,2s
odstęp 2s
odstęp w mieście
odstęp poza miastem
odstęp na symulatorze
odstęp 3,6s
odstęp na symulatorze
we mgle
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Prędkość jazdy [km/h]
O
ds
tę
p
cz
as
ow
y
[s
]
.
Odstęp przy jeździe w kolumnie
Porównanie wyników pomiarów odstępów pomiędzy pojazdami w różnych
warunkach drogowych z odstępem bezwzględnie i względnie (1,2 s, 2 s i 3,6
s) bezpiecznym
odstęp bezwzgl.
odstęp 1,2s
odstęp 2s
odstęp w mieście
odstęp poza
miastem
odstęp na symulatorze
odstęp 3,6s
odstęp na symulatorze
we mgle
0
20
40
60
80
100
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Prędkość jazdy [km/h]
O
ds
tę
p
[m
]
.
Kategoria
M
1
M
2
M
3
N
1
N
2
N
3
Siła nacisku
na pedał
[daN]
50
70
Hamowanie
z
odłączonym
silnikiem
prędkość
v [km/h]
80
60
60
80
60
60
droga
hamowania
[m]
opóźnienie
hamowania
[m/s
2
]
5,8/6,43*
5,0
Dla N
1
– 6,43*
Hamowanie
z
dołączonym
silnikiem
prędkość
v = 0,8 v
max
lecz nie
większa niż
[km/h]
160
100
90
120
100
90
droga
hamowania
[m]
opóźnienie
hamowania
[m/s
2
]
5,76
4,0
Dla N
1
- 5,76*
150
v
v
1
,
0
2
130
v
v
5
1
,
0
2
130
v
v
1
,
0
2
103
v
v
5
1
,
0
2
Droga hamowania przy badaniu skuteczności działania hamulców
zasadniczego układu hamulcowego wg Regulaminu 13 (dla kategorii M
2
, M
3
,
N
1
, N
2
i N
3
) oraz 13H (dla M
1
)
*) Wg ECE R13H
WYMAGANIA DLA HAMULCÓW POSTOJOWYCH
- Postojowy układ hamulcowy powinien umożliwiać utrzymanie
obciążonego pojazdu nieruchomo na spadku lub wzniesieniu o
nachyleniu 20 % dla kategorii M
1
i 18 % dla pozostałych kategorii.
- Postojowy układ hamulcowy pojazdu ciągnącego powinien
umożliwiać utrzymanie zestawu pojazdów nieruchomo na spadku
lub wzniesieniu o nachyleniu 12 %.
Stateczność hamowania
Siły działające na samochód
w czasie hamowania
Zmiany pionowych obciążeń osi
kół przednich
h
l
l
g
m
l
h
a
m
l
l
g
m
Z
2
12
12
h
12
2
1
γ
h
l
l
g
m
l
h
a
m
l
l
g
m
Z
1
12
12
h
12
1
2
γ
kół tylnych
Intensywność hamowania:
γ = a
h
/g
Stateczność hamowania
Suma sił hamowania:
F
h1
+ F
h2
= m a
h
= m g γ
F
Przy założeniu stałego
rozdziału sił hamowania
między osie:
K
F
F
2
h
1
h
γ
γ
g
m
1
K
1
F
g
m
1
K
K
F
2
h
1
h
Stateczność hamowania
Współczynniki
przyczepności (względne
siły przyczepności) kół
przedniej i tylnej osi:
h
l
l
1
K
K
h
l
l
g
m
g
m
1
K
K
Z
F
2
12
2
12
1
1
h
1
γ
γ
γ
γ
μ
h
l
l
1
K
1
h
l
l
g
m
g
m
1
K
1
Z
F
1
12
1
12
1
1
h
2
γ
γ
γ
γ
μ
Stateczność hamowania
Warunek wcześniejszego
blokowanie kół przedniej
osi:
1
>
2
h
l
l
1
K
K
2
12
1
γ
γ
μ
h
l
l
1
K
1
1
12
2
γ
γ
μ
1
2
h
l
l
1
K
1
h
l
l
1
K
K
1
12
2
12
γ
γ
γ
γ
h
l
h
l
K
1
2
γ
γ
h
l
l
1
K
K
Z
F
2
12
1
1
h
1
h
l
l
1
K
1
Z
F
1
12
2
2
h
2
Współczynnik przyczepności (względna siła
przyczepności) w funkcji intensywności hamowania,
γ ≥ 0,1 + 0,7 ( –
0,2)
Stateczność hamowania
Wg R13H stateczność
hamowania jest
zachowana jeśli dla
0,15 ≤ γ ≤ 0,8
1
>
2
a ponadto dla 0,2 < <
0,8
h
l
1
K
K
l
m
12
2
m
1
h
l
1
K
1
l
m
12
1
m
2
Wykres współczynnika wykorzystania przyczepności
w funkcji współczynnika przyczepności przylgowej
m. Wpływ współczynnika rozdziału siły hamowania
K (K2 < K1 < K2)
h
l
1
K
K
l
m
12
2
m
1
1
Intensywność
hamowania z warunku
nie zerwania
przyczepności
kół przednich:
kół tylnych
Współczynnik wykorzystania
przyczepności
h
l
1
K
1
l
m
12
1
m
2
2
Stateczność hamowania
Zmiany pionowych obciążeń osi
ko aprzednie
Z mg
l
l
ma
h
l
ko aty e
Z mg
l
l
ma
h
l
h
h
ł
ł
ln
1
2
12
12
2
1
12
12
12
12
2
m
1
m
1
l
h
l
l
g
m
Z
F
12
12
1
m
2
m
2
l
h
l
l
g
m
Z
F
12
12
2
1
h
l
h
l
l
g
m
F
12
12
1
2
h
l
h
l
l
g
m
F
Idealne wykorzystanie przyczepności
Stateczność hamowania
12
12
2
1
h
l
h
l
l
g
m
F
12
12
1
2
h
l
h
l
l
g
m
F
Idealne wykorzystanie przyczepności
12
1
1
h
l
h
l
g
m
F
12
2
2
h
l
h
l
g
m
F
Jednostkowe siły
hamowania
0 , 2
0 , 2
0 , 4
0 , 4
0 , 6
0 , 6
0 , 8
1 , 0
0
1 , 0
0 , 8
0 , 4
0 , 6
1 , 2
A
B
C
D
E
F / m g
h 2
F / m g
h 2
= 1 , 0
m 2
= 1 , 0
m 1
= 0 , 4
m 2
= 0 , 4
m 1
z
h 1
Stateczność hamowania, rozdział sił hamowania
Wykres jednostkowych sił hamowania
γ
Rozdział sił hamowania, korektor
Schemat układu hamulcowego z korektorem
Rozdział sił hamowania, korektor
Wykres jednostkowych sił hamowania
0
,2
0
,4
0
,4
0
,6
0
,6
0
,8
1
,0
0
1
,0
0
,8
0
,4
0
,6
1
,2
F /m
g
h
2
a
/g
h
A
B
F /m
g
h
1
Citroen DS 21
(1955-1975)
Rozdział sił hamowania
Zawieszenie hydropneumatyczne
Ciśnienie z zawieszenia tylnego
Powrót
Powrót
Ciśnienie z zawieszenia przedniego do
12/67 lub ciśnienie znamionowe po
12/67
Hamulce przednie
Hamulce tylne
Ciśnienie z zawieszenia tylnego
Układ hamulcowy Citroen DS 21 –
rozdział ciśnienia w hamulcach w
zależności od ciśnień w elementach
zawieszenia hydropneumatycznego
Rozdział sił hamowania