Inżynierowie firmy Master-Sport zwrócili uwagę na zagadnienie zatrzymania samochodu w zależności od stanu technicznego samochodu i predyspozycji kierowcy.
Teoretycznie droga hamowania (na którą powołują się producenci samochodów i powielający to dziennikarze), to droga jaką przejedzie samochód od włączenia hamulców, aż do zatrzymania samochodu Nie chcąc zanudzać wyliczeniami z fizyki, przyjmiemy -wg skrótu opisanego w skryptach fizyki z Liceum- przybliżoną drogę hamowania samochodu osobowego, wyrażoną w metrach, na suchej nawierzchni obliczoną ze wzoru h=0,0052v², gdzie h oznacza drogę, a v oznacza prędkość w km/h (iloczyn opóźnienia a i współczynnika tarcia μ przyjęto ponad 7 m/s2) Oznacza to, że jadąc 50 km/h droga hamowania to 13 m, przy prędkości 70 km/h to 25,48 m, przy 90 km/h to już 42,12 metra, przy 100 km/h to 52 metry, a przy 120 km/h to 74.88 m.
Faktycznie jednak interesująca jest droga zatrzymania pojazdu, czyli odcinek jaki przejedzie samochód od chwili gdy kierowca dostrzeże niebezpieczeństwo aż do chwili, gdy pojazd stanie. Tym samym obliczana wcześniej droga hamowania (50km/h-13m, 70km/h-25,48m, 90km/h-42,12, 100km/h- 52m, 120 km/h-74,88m) jest tylko jednym z czynników składowych.
Rzeczywista droga zatrzymania, to bowiem droga będąca sumą drogi hamowania, ale także drogi pokonanej w czasie reakcji kierowcy i drogi pokonanej w chwili kasowania wszystkich luzów w układzie hamulcowym (oraz skasowanie luzów w zawieszeniu).
REAKCJA KIEROWCY
Przyjmuje się, że czas od czasu gdy kierowca dostrzeże niebezpieczeństwo, do chwili gdy położy nogę na pedale hamulca wynosi od 0,5 do 1 sek. W tym czasie oko rejestruje obraz i przekazuje informację do mózgu, gdzie następuje weryfikacja obrazu i określenie niebezpieczeństwa. Następnie przekazany jest impuls nerwów wymuszający ruch nogi i naciśnięcie na pedał hamulca.
Szybkość wykonania przez mózg tej reakcji zależy od dwóch czynników: samopoczucia i odruchów warunkowych.
Samopoczucie to zespół czynników pozwalających na poprawne widzenie (szybkość dostrzeżenia przeszkody), poprawną i szybką reakcję mózgu (pracę tę zakłócają leki psychotropowe, alkohol, narkotyki, ale także osłabienie związane z chorobą, czy podwyższoną temperaturą), oraz szybkie ruchy kończyny (osłabienie po ćwiczeniach, kontuzje, złe ubranie itd.).
Odruch warunkowy to zminimalizowanie pracy mózgu do niezbędnego minimum na zasadzie zero-jedynkowym: czyli niebezpieczeństwo-reakcja. Taka sytuacja wymaga jednak wypracowania nawyków, a te można uzyskać jedynie podczas wielogodzinnego treningu (najogólniej mówiąc ilość przejechanych kilometrów).
Niemniej warto zauważyć, że bez względu na fakt szybkości i wyuczenia odpowiednich nawyków, samochód i tak przejedzie luźno zanim kierowca zacznie reagować: 50 km/h : 6,95-13,9 metrów, 70 km/h: 9,7-19,4 metra, 90 km/h: 12,5 – 25 metra, 100 km/h: 13,9-27,8 metra. 120 km/h: 16,6-33,3 metra.
KASOWANIE LUZÓW
Od chwili położenia nogi na pedale hamulca, do dociśnięciu okładzin ciernych także upływa czas ok 0,5-1 sek. Zatem pojazd znowu swobodnie przesuwa się o kilka metrów (50 km/h : 6,95-13,9 metrów, 70 km/h: 9,7-19,4 metra, 90 km/h: 12,5 – 25 metra, 100 km/h: 13,9-27,8 metra. 120 km/h: 16,6-33,3 metra)
Jest to efektem dwóch czynników. Wytworzenie odpowiedniego ciśnienia w układzie i siły nacisku na pedał hamulca.
O tym jak ważne jest wywołanie odpowiedniego ciśnienia w pełni sprawnym układzie, celem skasowania luzów: pedał hamulca-tłok pompy, tłoczki zacisków-klocki hamulcowe, klocki hamulcowe –tarcze, najlepiej świadczy fakt iż jest to priorytet w układzie PRE SAFE opatentowanym przez Mercedesa w roku 2002 (pierwsze zastosowanie Klasa S).
W przypadku zużytych elementów układu hamulcowego, oprócz „normalnego” kasowania luzów wynikających z konstrukcji układu, dochodzi także redukcja luzów wynikających z większej drogi jaką muszą pokonać okładziny do tarcz (zwłaszcza w przypadku tarcz zdeformowanych) i dłuższa chwila na przygotowanie układu do sprawnego hamowania. Dodatkowo luzy w układzie zawieszenia sprawiają, że na sworznie działają dodatkowe siły, które mogą powodować utratę stateczności kierunkowej.
Siła nacisku na pedał hamulca
Siła nacisku nie od razu jest maksymalna, lecz przy normalnym ruchu nogi, rośnie w sposób liniowy. Często zdarza się jednak, że kierujący gwałtownie naciska na pedał, a potem cofa nogę zmniejszając ciśnienie w układzie i siłę docisku okładzin. Aby wyeliminować to zjawisko zastosowano system BAS (Brake Assist System), który przy gwałtownym nacisku na pedał hamulca uaktywnia „wspomaganie zapobiegające spadkowi ciśnienia w układzie”.
Jak widać z tego zestawienia pojazd w pełni sprawny i z bardzo dobrym kierowcą za kierownicą pokona przy prędkości 100 km/h ponad 27 metrów, zanim nastąpi faktyczne wytracanie prędkości. Jeżeli zaś pojazd nie ma pełnej niesprawności technicznej, a dodatkowo kierowca nie ma pełnej dyspozycji, droga wzrośnie do ponad 50 metrów!!!!
DROGA HAMOWANIA
Dopiero dalej rozpocznie się właściwa droga hamowania wynikająca z tarcia opona-nawierzchnia. Przyjmując wzór na siłę tarcia spowalniającą ruch pojazdu T= m*μ*a (gdzie m – masa pojazdu, a- przyspieszenie/opóźnienie, μ-współczynnik tarcia), warto zauważyć, że wszystko zależy od rodzaju nawierzchni.
Najbezpieczniejszą jest nawierzchnia betonowa. Jest ona gładka, lekko porowata, w czasie deszczu nie staje się zbyt śliska.
Beton: suchy μ = 0,8-1,0; mokry μ = 0,6-0,8. Nawierzchnia asfaltowa jest bardzo przyjemna do jazdy ale tylko wtedy, gdy jest sucho i niezbyt gorąco. W czasie deszczu asfalt staje się śliski i wymaga znacznego ograniczenia prędkości, a w upalny dzień rozgrzany asfalt jest miękki i nagrzewa opony. Asfalt: suchy μ = 0,7-0,8; mokry μ = 0,4-0,5
Nawierzchnia z kostki bazaltowej w miarę eksploatacji staje się zaś niebezpiecznie gładka, a podczas deszczu jest bardzo śliska. Kostka: sucha μ = 0,6-0,7; mokra μ = 0,3-0,5 W przypadku drogi gruntowej decyduje przede wszystkim rodzaj podłoża. Droga gruntowa: sucha μ = 0,5-0,6; mokra μ= 0,3-0,4
Kiedy nawierzchnię drogi – obojętnie jakiego rodzaju – pokryje szczelna warstewka śniegu, przyczepność kół do jezdni maleje i współczynnik wynosi μ = 0,1-0,4 Gdy nawierzchnia drogi pokryje się warstewką lodu (gołoledź), siła przyczepności prawie zanika. Droga oblodzona: μ = 0,05-0,15
Dla przykładu warto zestawić owe dwie skrajności: beton suchy μ = 1,0 i beton oblodzony μ = 0,05, czyli: na betonie oblodzonym siła przyczepności kół do nawierzchni maleje dwudziestokrotnie
Wynika stąd, że oferta nawet najdoskonalszych tarcz/klocków hamulcowych, przy braku dbałości o stan techniczny pojazdu i stan psychotechniczny kierowcy, nie zawsze sprawi, że hamowanie będzie nienaganne.
Stąd też sugestia inżynierów firmy Master-Sport:
Jeżeli tyle czynników wpływa na drogę zatrzymania, to przynajmniej odnośnie tarcz hamulcowych/klocków hamulcowych warto mieć pewność wysokiej jakości. Najlepiej w tym wypadku zaufać badaniom laboratoryjnym i normie ECE R-90, której symbol powinien być trwale wybity na klocku hamulcowym/ tarczy hamulcowej. To właśnie ten symbol gwarantuje nam jakość potwierdzoną homologacją przez akredytowane laboratoria, które dokonywały wszechstronnych badań produktu.
