Hamowanie samochodem z układem ABS

Vogel
11.3.2010
Analizy przyczyn wypadków wskazują, że najczęstszą ich przyczyną jest niestety niewłaściwe zachowanie kierowcy. Przeważnie o przebiegu wypadku decydują ułamki sekund, w czasie których kierowca musi podjąć działanie, często sprzeczne z reakcją odruchową, jaką zazwyczaj jest hamowanie.

Zwalczenie w sobie tego odruchu wymaga treningu i jeszcze raz treningu oraz określonych zdolności psychicznych u kierowcy. W większości sytuacji prawidłowym manewrem jest omijanie pojawiającej się przeszkody na drodze, poprzedzone ewentualnie hamowaniem, które jednak nie może pozbawić kierowcy możliwości panowania nad pojazdem. Przeważnie jednak hamowanie podjęte w następstwie odruchu jest zbyt silne i prowadzi do zablokowania kół samochodu, a w konsekwencji do utraty przez kierowcę możliwości kierowania samochodem.

Aby umożliwić prowadzącemu auto skuteczne hamowanie, bez konieczności myślenia o tym, czy jest ono prawidłowo wykonywane, i jednoczesne kierowanie, samochody są wyposażane w układy ABS. Słyszę różne opinie o ABS-sie i jego skuteczności. W niektórych negatywnych jest ziarnko prawdy. Aby ABS mógł działać skutecznie, należy mu to umożliwić.

Dlatego technika hamowania samochodem wyposażonym w ABS jest inna niż samochodem bez tego układu. W tym artykule przedstawię wybrane zagadnienia z teorii hamowania, a następnie zasady prawidłowego hamowania samochodem z układem ABS.

Siły na styku opony z nawierzchnią drogi

Koło jest dociskane do nawierzchni drogi siłą pionową FP (rys. 1). W warunkach statycznych jej wartość wynika z rozkładu masy pojazdu. Gdy samochód jedzie, wartość siły pionowej FP zależy również od sił działających na samochód, podczas: hamowania, przyspieszania i jazdy po łuku. Jej wartość zależy też od sprawności amortyzatorów.

Siła hamowania FH powstaje podczas hamowania pojazdu - hamulcami lub "silnikiem". Wartość siły FH obliczamy ze wzoru, w którym: FP - siła pionowa; μW - współczynnik przyczepności wzdłużnej opony. Ze wzoru (1) obliczamy również wartość siły napędowej FN.

Siła boczna FB powstaje jako reakcja na siłę działającą prostopadle do płaszczyzny symetrii koła, np. odśrodkową przy jeździe po łuku lub pochodzącą od naporu wiatru na bok samochodu. Siła boczna FB powoduje odkształcenie opony - por. rys. 2. Wartość siły FB obliczamy ze wzoru, w którym: FP - siła pionowa; μB - współczynnik przyczepności bocznej opony.

Poślizg koła PK przy hamowaniu

Aby na styku opony z nawierzchnią drogi powstała: siła hamowania FH lub napędowa FN (rys. 1), gdy koło jest odpowiednio hamowane lub napędzane, konieczne jest wystąpienie tzw. poślizgu koła PK. Jego wartość obliczamy ze wzoru, w którym: VP - prędkość środka koła równa prędkości pojazdu; VO - prędkość obwodowa koła.

Charakterystyczne wartości poślizgu koła, dla koła hamowanego, ilustruje rys. 3. Przykładowo, jeśli samochód jedzie z prędkością 50 km/h, ale prędkość obwodowa hamowanego koła, która wynika z jego prędkości obrotowej, wynosi 40 km/h, to znaczy, że koło ma poślizg o wartości 20%.

Siła hamowania przy jeździe po prostej

Wartość siły hamowania FH (napędowej FN również) zależy istotnie od wartości współczynnika przyczepności wzdłużnej μW, na którą wpływają: wartość poślizgu koła PK; prędkość ruchu samochodu; konstrukcja opony i jej rozmiaru; rodzaj nawierzchni, z którą współpracuje opona.

Wykresy na rys. 4. przedstawiają wartość tego współczynnika dla różnych wartości poślizgu koła PK i czterech różnych rodzajów nawierzchni drogi. Przeanalizujmy linie wykresów na rys. 4. Jeśli wartość poślizgu koła PK wynosi 0% (pkt. 1, rys. 4.), wartość współczynnika przyczepności wzdłużnej μW, a więc również siły hamowania, jest równa zero, dla wszystkich rodzajów nawierzchni (linie od A do D).

Dla wszelkich typów nawierzchni (linie A, B i D), z wyjątkiem sypkiego piasku lub śniegu (linia C), maksymalna wartość współczynnika przyczepności wzdłużnej μW, a więc również siły hamowania, występuje przy wartości poślizgu koła PK od 15 do 20% (punkty: 2, 4 i 8). Jeśli koło zostanie zablokowane, czyli wartość poślizgu PK = 100%, wartość współczynnika przyczepności wzdłużnej μW, a więc również siły hamowania, jest mniejsza od maksymalnej (punkty: 3, 5 i 9). Spadek wartości współczynnika przyczepności wzdłużnej μW, a więc i siły hamowania, po zablokowaniu koła jest szczególnie odczuwalny na nawierzchniach o niskich wartościach współczynnika przyczepności wzdłużnej μW, takich jak mokry asfalt (linia B) czy lód (linia D).

Na sypkim piasku lub śniegu (linia C) maksymalna wartość współczynnika przyczepności wzdłużnej μW, a więc również siły hamowania, występuje dla koła zablokowanego, natomiast przy wartości poślizgu ok. 20% wartość współczynnika przyczepności wzdłużnej μW jest niższa od maksymalnej (punkt 7). Przyczynę ilustruje rys. 5. Im większa jest prędkość samochodu, tym wartość współczynnika przyczepności wzdłużnej μW jest mniejsza (tego wykresy na rys. 4. nie ilustrują).

Dla wszystkich rodzajów nawierzchni (linie A, B i D), z wyjątkiem sypkiego piasku lub śniegu (linia C), podczas hamowania samochodu jadącego po prostej, przy pracującym układzie ABS, stara się on dla każdego rodzaju nawierzchni uzyskać maksymalną wartość siły hamowania. Robi to przez utrzymanie wartości poślizgu koła PK w zakresie, w którym jest osiągana maksymalna wartość współczynnika przyczepności wzdłużnej μW - patrz zielony prostokąt na rys. 4.

Ciąg dalszy artykułu w lutowym numerze autoEXPERT-a

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.

autoExpert 04 2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę