Bieżący materiał Stowarzyszenia Techniki Motoryzacyjnej zaczynamy od artykułu opracowanego przez dr. inż. Jana Filipczyka z Wydziału Transportu i Inżynierii Lotniczej Politechniki Śląskiej oraz mgr. inż. Jarosława Cichonia z W.S.O.P. Sp. z o.o. na temat badania hamulców w samochodach ciężarowych, naczepach i przyczepach.

Dociążanie osi w czasie badania hamulców
Co zrobić, gdy kierowca zgłasza ściąganie podczas intensywnego hamowania pojazdu z ładunkiem, a badanie na stanowisku rolkowym nie wykazuje nieprawidłowości? Taki objaw może wskazywać na usterkę elementów hamulców w kołach, układu pneumatycznego, korektora sił hamowania albo na nieprawidłowe dopasowanie układów hamulcowych ciągnika i naczepy.
Samochody ciężarowe i zestawy pojazdów zazwyczaj przyjeżdżają na okresowe badania techniczne bez ładunku. Skutkuje to tym, że podczas badania hamulców siły hamujące osiągają wartość rzędu kilkunastu kiloniutonów dla ciągnika i zaledwie kilku kiloniutonów dla naczepy czy przyczepy. Zestawiając to z zakresem pomiarowym dla pojazdów powyżej 3,5 t dmc – 30 kN, a niebawem, po implementacji Dyrektywy 2014/45/UE, będzie to 40 kN, wartości te stanowią zazwyczaj nie więcej niż 30-50% zakresu pomiarowego. Diagności dysponują metodyką pomiarów opartą o ekstrapolację. W tym celu wykonuje się pomiar ciśnienia roboczego w badanej osi i wyznacza obliczeniowy wskaźnik skuteczności hamowania. Pojawia się jednak pytanie, na ile ta metoda obliczeniowa zbliża nas do oszacowania rzeczywistych sił uzyskiwanych w czasie jazdy. W praktyce siły hamujące uzyskiwane podczas statycznego badania na stanowiskach rolkowych odpowiadają hamowaniu z niską i średnią intensywnością. Badając w ten sposób, nie dowiemy się jednak, jak zachowuje się układ hamulcowy w zakresie największych obciążeń.
Czy jesteśmy w stanie zasymulować na stanowisku rolkowym warunki, w których kierowca hamuje z maksymalną intensywnością? Okazuje się, że tak. Możemy znacząco zwiększyć nacisk kół badanej osi na podłoże (tu – rolki) i tym samym osiągnąć większe siły hamujące, zbliżając się do wielkości występujących w czasie jazdy po drodze. Jest to szczególnie ważne w przypadku przyczep i naczep, które powinny zacząć hamowanie równocześnie z pojazdem ciągnącym, o czym napiszemy szerzej w drugiej części artykułu. Producenci naczep o tym wiedzą, więc to oni przede wszystkim stosują różne metody dociążania badanej osi.

Jak zatem można dociążyć badaną oś w czasie pomiarów na stanowisku rolkowym?

• Montując pomiędzy rolkami zestaw dwóch siłowników hydraulicznych i za pomocą pasów dociążyć elementy konstrukcyjne pojazdu przenoszące siły od ładunku. Takie rozwiązanie pozwala na dociążanie osi pojazdów dwu- i wieloosiowych. Metoda jest bardzo skuteczna, jednak dość pracochłonna i wymaga umiejętnego mocowania pasów do pojazdu.
• Montując układ podnoszenia rolek, co ma szczególne znaczenie przy badaniu naczep z osiami wielokrotnymi. Uniesienie badanej osi na taką wysokość, aby koła pozostałych sąsiadujących osi oderwały się od podłoża, w naczepie dwuosiowej dwukrotnie zwiększa nacisk badanej osi, a w naczepie trzyosiowej – oczywiście trzykrotnie. Zaletą tego rozwiązania jest brak konieczności stosowania pasów i montowania w kanale siłowników, co znacznie upraszcza badanie.

Wypadki z udziałem pojazdów ciężarowych należą do najbardziej niebezpiecznych, a koszty ich usuwania są z reguły wysokie. Uważamy, że warto rozpropagować rozszerzone badania hamulców, gdyż sprawność układów hamulcowych ma ogromny wpływ na bezpieczeństwo wszystkich uczestników ruchu. Opisywane problemy mogą nie zostać wykryte nawet przez biegłych sądowych z uwagi na nieadekwatne do rzeczywistych sytuacji drogowych badanie hamulców nieobciążonych pojazdów, co uniemożliwi prawidłowe określenie przyczyny zdarzenia drogowego. Okręgowe stacje kontroli pojazdów są w dużej części przygotowane do zamontowania dociążaczy osi do istniejących urządzeń, a w nowych inwestycjach warto rozważyć zastosowanie nowocześniejszego i łatwiejszego w obsłudze systemu podnoszenia rolek.

Wymagania dla układów hamulcowych zestawów drogowych pojazd ciągnący – pojazd ciągniony
W przypadku hamowania samochodem ciągnącym przyczepę wieloosiową kierowca hamuje jednocześnie samochodem o masie mtv i przyczepą o masie mt. Suma sił hamowania samego samochodu Fbtv zapewnia intensywność hamowania:

gdzie: g – przyspieszenie ziemskie.

Dla przyczepy intensywność hamowania wyraża się wzorem:

gdzie: Fbt – suma sił hamowania przyczepy.

Łączna intensywność hamowania zestawu samochód ciągnący – przyczepa wyraża się wzorem:

Różne intensywności hamowania samochodu ciągnącego i przyczepy są niepożądane, gdyż wówczas samochód ciągnący przejmuje część sił hamujących od przyczepy lub na odwrót. Występują różne współczynniki przyczepności, co skutkuje wydłużeniem drogi hamowania oraz powstaniem pomiędzy pojazdami siły na dyszlu (Ftb). Jeżeli przyczepa jest słabiej hamowana, to składowa siły na dyszlu powoduje przesunięcie boczne samochodu i skłonność zestawu do załamywania się. Jeżeli intensywność hamowania przyczepy jest większa, może nastąpić blokowanie jej kół i w konsekwencji zarzucenie na zakręcie. Należy dążyć do tego, aby intensywność hamowania samochodu ciągnącego i przyczepy była taka sama.

Siły hamowania pomiędzy samochodem ciągnącym a przyczepą powinny być rozłożone proporcjonalnie do masy pojazdów. Zmiana masy samochodu lub przyczepy, np. na skutek przewożenia ładunków, powinna skutkować zmianą rozdziału sił hamowania:

Stosunek wartości siły hamowania przyczepy i samochodu ciągnącego powinien odpowiadać stosunkowi masy przyczepy do masy samochodu. Urządzenie sterujące wielkością siły hamownia przyczepy powinno uwzględniać nie tylko zmianę obciążenia wynikającą ze zmiany masy ładunku przyczepy, ale także zmianę stosunku masy naczepy do masy samochodu ciągnącego.

Algorytm przeprowadzania badań układów hamulcowych z wykorzystaniem urządzenia do zwiększania obciążenia osi pojazdu
W samochodach wyposażonych w regulatory sił hamowania, które ograniczają wartość sił hamowania przy częściowym dociążeniu osi, podczas badania sił hamowania na urządzeniu rolkowym zmierzone wartości sił mogą być niewystarczające do uzyskania wymaganej wartości współczynnika skuteczności hamowania. Sprawdzenie, czy przyczyną zbyt małych wartości sił hamowania jest nieprawidłowe działanie układu hamulcowego, czy działanie regulatora sił hamowania, jest możliwe, jeżeli podczas pomiaru zastosuje się dociążenie osi kół badanych. W przypadku zastosowania urządzenia do zwiększania obciążenia osi pojazdu istnieje niebezpieczeństwo uszkodzenia pojazdu przy wymuszeniu zbyt dużych obciążeń. Z tego względu niezbędne jest zastosowanie metody pomiarów przy stopniowym zwiększaniu nacisku. 

Zredagował: Sławomir Kocznur 
Pytania i uwagi: sekretariat@stm.org.pl

Niesamowity jubileusz Andrzeja Bukowskiego
1 sierpnia 2021 r. jeden z założycieli naszego stowarzyszenia Andrzej Bukowski, prezes zarządu „Precyzji” Sp. z o.o., obchodził 65-lecie pracy. Dodajmy, że było to 65 lat pracy w „Precyzji” z Bydgoszczy. Jest to już drugi jubileusz p. Bukowskiego w tym roku – 1 czerwca minęło 40 lat, jak został, na wniosek Związku Zawodowego „Solidarność”, powołany do pełnienia funkcji prezesa zarządu. Warto przypomnieć, że to właśnie Andrzej Bukowski w latach 80. ubiegłego wieku przekształcił Spółdzielnię Pracy „Precyzja” z zakładu typowo mechanicznego w firmę elektroniczno-mechaniczną. Z kolei w latach 90. stworzył nieformalną Grupę „Precyzja”. Jubilatowi składamy serdeczne życzenia zdrowia, radości i dalszych sukcesów wraz z „Precyzją”.