Logotype of Inter CarsLogotype claim of Inter Cars
  1. Poradniki

Podstawowe przebiegi hamowania koła

2017-10-11

W artykule omówimy trzy typowe przebiegi hamowania pojedynczego koła, przez układ hamulcowy bez układu ABS.  Są one podstawą do poznania zasad pracy układu ABS i korzyści, które wynikają ze stosowania układów ABS.
Przebieg hamowania koła, od stanu, gdy toczy się ono niehamowane (rys.a/1), przez moment rozpoczęcia przez kierowcę hamowania (rys.a/2), czego konsekwencją jest powstanie i wzrost wartości siły hamowania (rys.a/2-3), co prowadzi - w założeniu na tym rysunku, do hamowania warunkach równowagi (rys.a/3), przy kole toczącym się z określona wartością poślizgu koła. Charakterystyczne momenty hamowania koła, oznaczone cyframi 1, 2 i 3, są omówione w tekście podrozdziału 3.5. i są naniesione na wykresie na rys.b (zależność współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW od poślizgu koła PK). Oznaczenia na rysunku: FPH - siła nacisku na pedał hamulca; FH - siła hamowania (na styku opony i nawierzchni drogi); FHH - siła hamowania hamulca (na styku okładziny ciernej z tarczą lub bębnem hamulcowym); MFH - moment hamowania siły hamowania; MFHH - moment hamowania siły hamowania hamulca.
Dla uproszczenia rozważania, w odniesieniu do wszystkich przykładów, przyjeto, że:

  • dotyczą koła nienapędzanego;
  • koło porusza się po nawierzchni, którą charakteryzuje typowy przebieg zależności współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW, od poślizgu koła PK, przedstawiony na rys.9 (patrz też wykres na rys.10, linie wykresu A, B i E).
Przy analizie poniższych przykładów pamiętajmy, że nic w mechanice nie dzieje się natychmiast. Koło ma określoną bezwładność, a ściślej - moment bezwładności. Trzeba chwilę poczekać, aż wzrośnie jego prędkość obrotowa przy przyspieszaniu lub zmaleje przy hamowaniu, nawet jeśli te chwile to ułamki sekund. Gdy koło nie jest hamowane, ale się toczy (rys.14a/1), wówczas poślizg koła PK i współczynnik tarcia wzdłużnego opony μW maja wartości zerowe (pkt.1 wykresu na rys.14b). Bezpośrednio po naciśnięciu przez kierowcę pedału hamulca, z siłą FPH, najpierw powstają tylko: siła hamowania hamulca FHH i generowany przez nią moment hamowania siły hamowania hamulca MFHH (rys.14a/2). Niezrównoważony moment MFHH hamuje ruch obrotowy koła. Rośnie poślizg koła PK (odcinek wykresu od pkt.2 do 3, rys.14b), co powoduje wzrost wartości współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW. W konsekwencji rosną wartości siły hamowania FH i momentu siły hamowania MFH (rys.14a/2-3).

Wzrost poślizgu koła PK i współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW trwa do chwili osiągnięcia równowagi momentu siły hamowania MFH i momentu hamowania siły hamowania hamulca MFHH (rys.14a/3). Wówczas hamowanie odbywa się w warunkach równowagi, a wartość współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW dla aktualnej wartości poślizgu koła PK, oznacza pkt.3 wykresu na rys.14b. najpierw kontynuuje hamowanie, w warunkach równowagi momentu siły hamowania MFH i momentu hamowania siły hamowania hamulca MFHH (rys.15a/3). Wartości współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW dla aktualnej wartości poślizgu koła PK, oznacza pkt.3 wykresu na rys.15b.

Kierowca nagle zwiększa siłę nacisku na pedał hamulca FPH, dla zwiększenia siły hamowania pojazdu. Bezpośrednio po naciśnięciu przez kierowcę pedału hamulca z większą siłą FPH (rys.15a/4) zwiększają się: siła hamowania hamulca FHH i generowany przez nią moment hamowania siły hamowania hamulca MFHH. Początkowo nie zmieniają się: poślizg koła PK, a więc również współczynnik tarcia wzdłużnego opony μW, (pkt.4 wykresu, rys.15b).
Po ułamkach sekund niezrównoważony moment hamowania siły hamowania hamulca MFHH zaczyna hamować ruch obrotowy koła, co powoduje wzrost poślizgu koła PK, a w następstwie, współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW, (od pkt.4 wykresu, rys.15b). Rosnący współczynnik tarcia wzdłużnego opony μW osiąga wartość maksymalną (pkt.5 wykresu, rys.15b). W konsekwencji, również siła hamowania FH i moment siły hamowania MFH osiągają wartości maksymalne, jednak mimo tego, moment siły hamowania MFH nie jest w stanie zrównoważyć momentu hamowania siły hamowania hamulca MFHH (rys.15a/5).

Niezrównoważony moment hamowania siły hamowania hamulca MFHH powoduje dalszy wzrost poślizgu koła PK, ale jak widać na wykresie na rys.15b - odcinek wykresu pomiędzy punktami 5 i 6, maleje wartość współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW, w porównaniu do wartości maksymalnej
osiągniętej w pkt.5.

W konsekwencji:

  • nie zostaje osiągnięty stan równowagi pomiędzy momentem siły hamowania MFH i momentem hamowania siły hamowania hamulca MFHH;
  • poślizg koła PK osiąga wartość równą 100% (pkt.6 wykresu, rys.15b);
  • zablokowane, nieobracające się koło jest hamowane siłą hamowania FH (rys.15a/6), której wartość jest zależna od wartości współczynnika przyczepności wzdłużnej opony μW, dla koła zablokowanego (pkt.6 wykresu rys.15b).
W chwili, gdy doświadczony kierowca zorientuje się, że koło jest zablokowane (pkt.6 wykresu, rys.16b), powinien spowodować  jego odblokowanie, bez przerywania hamowania. W celu odblokowania nieobracającego się koła (rys.16a/6), kierowca zmniejsza siłę nacisku na pedał hamulca FPH (rys.16a/7). W pierwszej chwili zmniejsza się moment hamowania siły hamowania hamulca MFHH (rys.16a/7), ale koło pozostaje nadal zablokowane (pkt.7 na wykresie, rys.16b). Następnie niezrównoważony moment siły hamowania MFH powoduje, że koło zaczyna się ponownie obracać, a poślizg koła PK maleje (od pkt.7 wykresu, rys.16b). Kierowca powinien tak zmniejszyć nacisk na pedał hamulca, aby wartość współczynnika tarcia wzdłużnego opony μW, najpierw osiągnęła wartość maksymalną (pkt.8 wykresu, rys.16b), a następnie zmalała (pkt.9 wykresu, rys.16b), tak aby hamowanie przebiegało nadal w warunkach równowagi momentów: MFH - pochodzącego od siły hamowania FH i MFHH - pochodzącego od siły hamowania hamulca FHH (rys.16a/9). W sposób opisany powyżej uczyni doświadczony kierowca, ale i on może tylko jednocześnie kontrolować zachowanie się wszystkich kół pojazd.

Mniej doświadczony kierowca, jeśli w ogóle zorientuje się, że któreś z kół jest zablokowane, przerwie na chwilę hamowanie, by zacząć je ponownie od nowa. Jak dowiemy się później, układ ABS ma przewagę nad oboma rodzajami kierowców.

Tekst pochodzi z Dodatku  technicznego do WIADOMOŚCI Inter Cars SA nr 46/październik 2012  „Układ ABS część 1 Kompendium praktycznej wiedzy”


Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Send by email
Infolinia
801 80 20 20
Pon-Pt 8:00 - 18:00
Sob 9:00 - 13:00
Klienci flotowi:
22 714 14 14
Logo Inter Cars
Inter Cars S.A.
ul. Gdańska 15,
Cząstków Mazowiecki,
05-152 Czosnów
+48 22 714 17 10
+48 22 714 17 12
[email protected]

Powered by IC Developers Team © 2024 Inter Cars

Polityka cookiesFAQ RODOInformacja o przetwarzaniu danych
LinkedIn
Instagram
Youtube
Facebook