TOM 4 marzec-czerwiec 2000 r. S ta tó M t& ity nr 2-3
J e r z y W a r s z c z y ń s k i* , A n d r z e j L e w a n d o w s k i* * , M a r e k A n io ła * * , J a n M a r c in k o w s k i* , M a r ia n M a lic k i*
Badanie wpływu głębokości rzeź
by bieżnika opon na drogę ha
mowania samochodu osobowego wyposażonego w ABS
Przedstawiono ocenę wyników badań zachowania się samochodu osobowego podczas ham owania na naw ierzchni asfaltow ej m okrej, wyposażonego w ABS i opony o różnym stopniu zużycia bieżnika. Badania potwierdziły założoną tezę, że głębokość rzeźby bieżnika ma wpływ na przebieg hamowania również samochodów wyposażonych w ABS.
Słowa kluczowe: ABS, hamowanie, opony, bieżnik
Testing influence of a tyre tread pattern’s depth on stopping distance of a passenger car equipped with ABS
Evaluation o f the test results of reactions o f a passenger car equipped with ABS and tyres o f different tyre tread wear rate during stopping on a wet asphalt surface has been presented. The tests confirmed an assumed thesis that tyre tread pattern's depth influences ther course of stopping also in cars equipped with ABS.
Key words: ABS, stopping, tyres, tread
1. Wstęp
W spółpraca pom iędzy O środkiem B adaw czo Rozwojowym Przem ysłu Oponiarskiego “Stom il” w Poznaniu a Instytutem Ekspertyz Sądowych w K ra
kowie - Pracow nia Badania W ypadków D rogow ych w Poznaniu - um ożliw iła kontynuow anie w rozsze
rzonym zakresie badań rozpoczętych w 1994 roku.
Badano opony nowe oraz zużyte (powyżej dopuszczal
nej normy TWI). W ram ach badań spraw dzono zało
żoną tezę: „że głębokość rzeźby bieżnika m a wpływ na przebieg ham ow ania na nawierzchni mokrej rów nież samochodów w yposażonych w A B S” .
* OBR PO “Stomil”, Poznań
Przygotowanie opon
W celu sprawdzenia założonej tezy przygotow a
no opony drogowe 195/60 R14 w dwóch w ersjach różniących się głębokością rowka bieżnika, która wy
nosiła 7,8 i 2,5 mm. Płytszy bieżnik uzyskano poprzez szorstkowanie czoła bieżnika opon, a następnie ich dotarcie w w arunkach drogow ych na sam ochodzie badawczym podczas przebiegu 2-3 tys. km.
Zakres badań
Z akres badań obejm ow ał ham ow anie na na
wierzchni mokrej od prędkości początkowej ok. 60, 80, 100 km/h, a dla opon nowych - o głębokości row ka bieżnika 7,8 mm - także 120 km/h.
** Instytut Ekspertyz Sądowych, Pracownia Badania Wypadków Drogowych w Poznaniu
S fa A tw t& U f, nr 2-3 marzec-czerwiec 2000 r. TOM 4
Charakterystyka prób drogowych
B a d a n ia p rz e p ro w a d z o n o w L a b o ra to riu m O gum ienia PO ST O M IL w edług procedury b ad aw czej B 0-03, zgodnie z w ym aganiam i systemu jak o ści PN-EN 45001, obow iązującego w Laboratorium.
Badania drogowe w warunkach eksploatacyjnych wykonano na TORZE PO ZNA Ń, w ykorzystując sta
ły odcinek naw ierzchni asfaltobetonow ej sztucznie zraszany system em deszczowni.
Wyposażenie pojazdu badawczego
Pojazd badawczy wyposażony był w aparaturę pomiarową firmy DATRON, w skład której wchodziły:
• czujnik fotooptyczny V 1 (L,Q), zintegrowany z m o
dułem przetw arzającym DLS oraz rejestratorem AEP 5 do akwizycji danych,
• fotokomórka zamontowana na pojeździe, wykorzy
stywana podczas kalibracji urządzenia rejestrującego;
• czujnik uruchom ienia hamulca;
• komputer PC do przetwarzania i gromadzenia danych.
Przygotowanie pojazdu i opon do badań
Przed przystąpieniem do badań przeprowadzono:
• kontrolę stanu technicznego pojazdu badawczego na stanowisku kontrolno-pom iarowym firmy HOF
M ANN;
• dotarcie opon w naturalnym cyklu eksploatacyjnym o przebiegu 1000 km;
• wyważenie kół;
• kontrolę ciśnienia pow ietrza w kołach zgodnie z za
leceniami producenta pojazdu;
• ważenie sam ochodu przy użyciu wag najazdowych;
• m onitorow anie środow iska badań, w tym: tem pera
tury otoczenia i prędkości wiatru.
2. Badania
Badania przeprow adzono na TO RZE POZNAŃ posiadającym naw ierzchnię asfaltobetonow ą, typową dla budow anych obecnie dróg szybkiego ruchu (auto
strad), charakteryzującą się bardzo dobrą przyczep
nością. M okrą naw ierzchnię uzyskano stosując sys
tem ciągłego zraszania odcinka pom iarowego z inten
sywnością odpowiadającą opadom deszczu. Poprzecz
ne pochylenie odcinka pom iarowego powodowało cią
gły przepływ wody w stosunku do kierunku jazdy sa
m ochodu. W arunki śro d o w isk o w e m o nitorow ano zgodnie z procedurą Laboratorium Ogum ienia OBR PO STOM IL.
Warunki badań
Badania w ykonyw ano z wykorzystaniem samo
chodu osobowego marki Ford Escort. Ciśnienie w opo
nach w ynosiło 220 kPa przy obciążeniu 360 daN.
Zgodnie z procedurą badaw czą hamowano obie osie pojazdu wyposażone w ABS. Podczas prób w ykona
no 29 zarejestrow anych pom iarów na naw ierzchni mokrej. W yniki badań podano w tabelach 1 i 2.
Wyniki badań
Tabela 1. Wyniki badań opon nowych o głębokości rowka bieżnika 7,8 mm
Początkowa prędkość hamowana
Droga Czas hamowania, hamowania,
m s
Opóźnienie samochodu,
m/s2 km/h m/s
61,0 16,9 21,25 3,92 6,76
62,1 17,3 21,53 3,42 6,91
61,1 17,0 22 3,57 6,55
59,8 16,6 22,1 3,47 6,24
średnie opóźnienie 6,61
odch. stand, próbki 0,29
81,1 22,5 37,29 3,97 6,80
80,3 22,3 37,82 4,72 6,58
79,5 22,1 35,31 4,02 6,91
79,8 22,2 36,49 4,52 6,73
83,1 23,1 38,78 4,02 6,87
średnie opóźnienie 6,87
odch. stand próbki 0,13
101,0 28,1 57,62 5,82 6,83
101,4 28,2 58,9 6,02 6,73
101,3 28,1 58,84 5,07 6,73
101,3 28,1 59,89 5,97 6,61
średnie opóźnienie 6,73
odch. stand, próbki 0,09
122,2 33,9 88,6 6,87 6,50
117,0 32,5 82,39 6,22 6,41
124,1 34,5 89,8 6,12 6,62
średnie opóźnienie 6,51
odch. stand, próbki 0,10 Średnie opóźnienie (60-120) 6,66
TOM 4 marzec-czerwiec 2000 r. nr 2-3
Tabela 2. Wyniki badań opon zużytych o głębokości rowka bieżnika 2,5 mm Początkowa
prędkość hamowania
Droga hamowania,
m
Czas hamowania,
s
Opóźnienie samochodu,
m/s2
km/h m/s
61,7 17,1 23,41 3,67 6,27
61,4 17,1 24,76 4,42 5,87
62,0 17,2 26 5,07 5,70
62,0 17,2 23,58 3,47 6,29
62,4 17,3 25,47 4,87 5,90
średnie opóźnienie 6,01
odch. stand, próbki 0,25
81,5 22,6 40,4 4,52 6,34
79,6 22,1 41,02 4,97 5,96
79,9 22,2 40,29 5,07 6,11
80,2 22,3 43,01 4,82 5,77
81,1 22,5 40,53 5,77 6,26
średnie opóźnienie 6,09
odch. stand próbki 0,23
101,1 28,1 64,32 7,82 6,13
102,6 28,5 66,65 4,87 6,09
99,1 27,5 66,35 5,77 5,71
102,7 28,5 67,51 4,77 6,03
średnie opóźnienie 5,99
odch. stand, próbki 0,19
Średnie opóźnienie (60-120) ' 6,03
Próby wykazały wyraźny w zrost długości drogi ham ow ania dla opon z m niejszą głębokością rowka bież
nika; różnice zestaw iono w tabeli 3.
Tabela 3. Wpływ głębokości rowka bieżnika opon na długość drogi hamowania
Droga hamowania, m, przy prędkości Głębokość rowka
bieżnika, mm V = 60 km/h V = 80 km/h V = 100 km/h
~ 7,8 21,0 36,4 57,3
= 2,5 23,1 40,5 64,4
Różnica drogi 2,1 4,1 7,1
hamowania, m
£C a< ltw t& ut nr 2-3 marzec-czerwiec 2000 r. TOM 4
A proksym ow any przebieg procesu ham ow ania S = f(V) przedstaw iono na rys. 1.
Rys. 1. Hamowanie zABS, V =f(S)
Na rys. 2-6 przedstaw iono graficznie przebieg procesu ham ow ania zarejestrow any w sposób cyfrowy dla wybranych pomiarów.
Rys. 2. Hamowanie z ABS - wybrane pomiary, opony 195/60 R14 D600
TOM 4 marzec-czerwiec 2000 r. SfaA totK & ity nr 2-3
Rys. 3. Przebieg poślizgu kół przednich w funkcji prędkości samochodu - Vo- 60 km/h
Rys. 4. Przebieg poślizgu kół przednich w funkcji prędkości samochodu - Vo - 80 km/h
SfaAtortt& Uf, nr 2-3 marzec-czerwiec 2000 r. TOM 4
Rys. 5. Przćbieg poślizgu kół przednich w funkcji prędkości samochodu - Vo = 100 km/h
Poglądowy wykres względnego poślizgu przednich kół w czasie ham ow ania z ABS na mokrej nawierzchni pokazano na rys. 6.
Rys. 6. Poślizg względny kół przednich w czasie hamowania na mokrym asfalcie z ABS (wartości średnie z procesu całego hamowania)
TOM 4 marzec-czerwiec 2000 r. S& aA& wtencf, nr 2-3
Poglądowy wykres działania ABS przy próbko
waniu 10 (Lisec przedstaw iono na rys. 7 pokazującym prędkość sam ochodu w funkcji czasu oraz prędkość
jednego z przednich kół w funkcji czasu. W yższa czę
stotliw ość próbkowania um ożliw ia zaobserwow anie działania ABS.
Rys. 7. Hamowanie na asfalcie ABS przy próbkowaniu 0,01 sec
3. Podsumowanie
W ykonane badania pokazały, że wysokość bież
nika w oponie jest istotnym param etrem w arunkują
cym praw idłow y p rzebieg procesu ham ow ania na mokrej naw ierzchni naw et przy stosow aniu układu przeciwblokującego ABS. Przy prędkościach począt
kowych 60, 80 oraz 100 km/h, droga ham ow ania opon ze zużytym bieżnikiem wydłuża się o około 10% w po
równaniu z oponam i nowymi.
Autorzy widzą celow ość rozszerzenia zakresu tego rodzaju badań o różne głębokości bieżnika opon, różne typy i rozm iary opon oraz różne rodzaje na
wierzchni. Um ożliwi to kom pleksowe przedstaw ienie badanych zjawisk, a tym samym, dzięki lepszemu zro
zumieniu przez kierowców wpływu stanu ogum ienia na drogę ham ow ania pojazdu, przyczyni się do popra
wy bezpieczeństw a drogowego.
