Twoja wyszukiwarka

WIRTUALNA NAUKA JAZDY


*

Proszę - NIE BLOKUJ REKLAM NA MOICH STRONACH :) - tu wyświetlam przyjazne reklamy z "Google AdSense" - dziękuję -


HAMOWANIE I ZATRZYMANIE (BRAKING, STOPPING SIGHT DISTANCE)
autor: inż. Stanisław Kwartnik

Procesy występujące przy zatrzymywaniu pojazdu mają decydujące znaczenie w bezpiecznym poruszaniu się po drogach.
Wszak jechać możemy tylko z prędkością umożliwiającą nam panowanie nad pojazdem. To obowiązuje w różnych warunkach przyczepności jezdni i przy różnym możliwym polu widzenia.
Prędkość dobieramy tak, by mieć możliwość hamowania i zatrzymania się w przypadku pojawienia się przeszkody.

W poniższej analizie zjawisk zauważymy w jakim stopniu prędkość, stan nawierzchni, czas reakcji będą wpływać na możliwość zatrzymania się.

ETAPY:

- DROGA REAKCJI związana z prędkością oraz czasem reakcji kierującego i pojazdu: zauważenie zagrożenia, podjęcie decyzji, przeniesienie nogi z pedału przyspieszenia na pedał hamulca, kasowanie luzów, uruchomienie hamowania.

- DROGA HAMOWANIA zależna od prędkości i stanu nawierzchni. Droga hamowania nie jest w prostej linii zależna od masy pojazdu. Jednak skuteczność hamowania może się zmniejszyć np. przy przegrzaniu hamulców - a to jest związane z masą pojazdu i jego obciążeniem.

- DROGA ZATRZYMANIA - to suma drogi reakcji i drogi hamowania.

- PRĘDKOŚĆ UDERZENIA : gdy braknie miejsca na zatrzymanie lub ominięcie przeszkody nastąpi uderzenie w przeszkodę. Skutki wynikające z uderzenia będą wprost proporcjonalne do kwadratu prędkości i do masy pojazdu. Zgodnie ze wzorem na energię kinetyczną:

Ek= 1 /2 * m * v2

WAŻNE:
- równoważne pod względem energii będzie uderzenie np: samochodu osobowego 1000kg przy prędkości 50 km/h == samochodu ciężarowego 36000kg przy prędkości 8,3 km/h.

- skutki uderzenia tych samych pojazdów jadących z tą samą prędkością - od samochodu ciężarowego są 36 razy większe niż od samochodu osobowego.


I. WPŁYW PRĘDKOŚCI NA DŁUGOŚĆ DROGI ZATRZYMANIA


Prędkość pojazdu jest głównym wyznacznikiem drogi reakcji, hamowania i zatrzymania.
Droga reakcji wzrasta liniowo wraz ze wzrostem prędkości i czasu reakcji.
Dr = v * tr ;
Droga hamowania rośnie wraz z kwadratem prędkości - tzn np. zwiększenie dwukrotne prędkości zwiększa drogę hamowania czterokrotnie, trzykrotne zwiększenie prędkości- wydłuża drogę hamowania dziewięciokrotnie itd.
W procesie hamowania dochodzi do zamiany energii kinetycznej pojazdu na pracę sił tarcia.

1 /2 * m * v2 = m * op * Dh
Stąd: Dh = v2 / 2 * op

Droga zatrzymania:

Dz = Dr + Dh

Dz=droga zatrzymania; Dr=droga reakcji w m; Dh=droga hamowania w m; v=prędkość pojazdu w m/s; tr=czas reakcji w s; op=maksymalnie możliwe opóźnienie na danej nawierzchni w m/s2.
animacja
ANIMACJA wpływu prędkości i stanu drogi na możliwość zatrzymania:
- jest wykonana w skali czasu i długości drogi;
- obliczenia dla prędkości 72 km/h oraz 50 km/h
na trzech różnych jezdniach o maksymalnym możliwym opóźnieniu:
- 7.5m/s2, 4.5m/s2, 1.5m/s2
przy jednakowym całkowitym czasie reakcji tr=0.85s.
- przedstawia przebieg sytuacji zatrzymywania się po zauważeniu nagłej nieruchomej przeszkody w odległości 34m przed pojazdem.
- podaje prędkość uderzenia w przeszkodę pojazdów.
Podaję prędkość = 32 km/h pojazdu, który zatrzyma się przed przeszkodą w
warunkach drogi pokrytej śniegiem (1.5 m/s2).


WAŻNE: zwiększenie prędkości o 22 km/h (np. 50 do 72)
powoduje ok. dwukrotny wzrost drogi zatrzymania !
prezentacja drogi zatrzymania
PREZENTACJA WPŁYWU PRĘDKOŚCI NA DROGĘ ZATRZYMANIA
jako porównanie dróg zatrzymania takich samych pojazdów z takimi samymi kierującymi o tych samych czasach reakcji jadących z różnymi prędkościami.


II.WPŁYW STANU NAWIERZCHNI


Stan nawierzchni i związane z nią max możliwe opóźnienie (op) decyduje o długości drogi hamowania.
Podawane opóźnienie jest proporcjonalne do współczynnika tarcia możliwego do osiągnięcia między oponą a jezdnią:
op (m/s2) = f * g (m/s2)
f - współczynnik tarcia;
g - przyspieszenie ziemskie=9.81 m/s2 .
Wielkości te można dokładnie wyznaczać.
Na potrzeby tej analizy można przyjmować dane podane w KALKULATORZE DROGI HAMOWANIA I ZATRZYMANIA.

Opóźnienie można zwiększyć wykorzystując inne siły poza tarciem np.
- siłę oporu powietrza, którą wykorzystuje się w samochodach wyścigowych przy prędkościach pow. 100km/h do docisku opon do jezdni spojlerami lub bezpośrednio rozwijanymi spadochronami;
- siłę skrawania drogi lub opony;
- siły adhezji i inne.

Są pojazdy i sytuacje, które nie osiągają max możliwego opóźnienia.
Są to wszystkie pojazdy, których ciężar oddziaływania na podłoże nie wykorzystuje się w hamowaniu (niehamowane koła przenoszące ciężar).
Będą to np. jednoślady hamujące tylko na tylne koło zamiast na dwa - ich droga hamowania wydłuży się dwukrotnie; przyczepy, naczepy bez hamulca; pojazdy z niesprawnymi hamulcami;
Będą to pojazdy z kołami hamującymi w powietrzu, na warstwie wody (aquaplaning) - czyli przy braku kontaktu z podłożem.



III.WPŁYW SPOSOBU NACISKANIA NA PEDAŁ HAMULCA


Poniżej przeprowadziłem analizę możliwego do uzyskania opóźnienia w różnych typowych sytuacjach zależnych od stanu pojazdu i umiejętności kierowcy.
Do analizy przyjąłem prędkość początkową pojazdów 70 km/h , maksymalnie możliwe do uzyskania opóźnienie 6 m/s 2(odpowiada suchej starej drodze asfaltowej).
- pojazdu z ABS - max wciśnięty pedał hamulca - średnie opóźnienie 6 m/s2;
- pojazdu bez ABS - hamującego pulsacyjnie - średnie opóźnienie 5,5 m/s2;
- pojazdu hamującego w 66% możliwej siły nacisku na pedał hamulca (np. niesprawne hamulce, fading, pulsacyjne bez potrzeby, obawa o ładunek, itp) - średnie opóźnienie 4 m/s2;
- pojazdu hamującego w poślizgu (zablokowane koła w niekorzystnych warunkach np. stare opony z dużą zawartością kauczuku; piasek, kamyki, woda, olej między oponą a jezdnią; łaty o różnej przyczepności; nierówności przy niesprawnych amortyzatorach... ) - średnie opóźnienie 3,5 m/s2;

Wyniki dla czasu reakcji kierowcy 0,35s i czasu reakcji układu samochodu 0,5s przedstawiam w tabeli i na wykresie:

OPÓŹNIENIE
w m/s2
DROGA
REAKCJI
Dr(m)
DROGA
HAMOWANIA
Dh(m)
DROGA
ZATRZYMANIA
Dz(m)
CZAS
ZATRZYMANIA
tz(s)
PRĘDKOŚĆ
UDERZENIA
Vu(km/h)
6 16,5 31,5 48 4,1 0
5,5 16,5 34,4 50,9 4,4 20
4 16,5 47,3 63,8 5,7 40
3,5 16,5 54 70,5 6,4 45


wykres opóźnienia
Dh - droga hamowania,
Dz - droga zatrzymania,
tz - czas zatrzymania się,
Vu - prędkość uderzenia w przeszkodę ustawioną w miejscu zatrzymania pojazdu z ABS-em.

Różnica drogi zatrzymania wynosi 22,5 m w skrajnych przypadkach.

WAŻNE: Maksymalny efekt hamowania uzyskuje się:
- na granicy wpadania w poślizg;
- samochodem wyposażonym w ABS;
- hamując pulsacyjnie z dużą częstotliwością na granicy poślizgu w samochodach bez ABS;


A tak będzie wyglądać ich długość drogi reakcji(Dr), drogi hamowania(Dh) i drogi zatrzymania (Dz) w skali :

wykres drogi


WAŻNE: Do 50 % wydłużenie drogi zatrzymania może być spowodowane:
-brak ABS,
-brak umiejętności hamowania pulsacyjnego,
-bojaźliwe naciskanie hamulca,
-przesadny nacisk hamulca bez ABS z zablokowaniem kół.



IV. WPŁYW CZASU REAKCJI NA DŁUGOŚĆ DROGI REAKCJI


Poniżej przedstawiam wpływ czasu reakcji na możliwość zatrzymania się. Wykorzystuję obliczenia powyższe przy różnym całkowitym czasie reakcji kierowcy i pojazdu.

W czasie reakcji (tr) pojazd przebywa drogę reakcji (Dr) zależną od prędkości (v) poruszania się.

Dr = v * tr

grupa A - całkowity czas reakcji kierowcy i samochodu = 0,5 s; droga reakcji Dr = 9,7 m;
Taka sytuacja może wystąpić przy super sprawnym kierowcy i samochodzie.
Kierowca oczekujący na pojawienie się przeszkody; nogę trzyma na pedale hamulca; wypoczęty;
Samochód nowy 100% sprawny.
grupa B - całkowity czas reakcji kierowcy i samochodu = 1,5 s; Dr = 29,2 m;
Kierowca zaskoczony pojawieniem się przeszkody; gorszy wzrok lub refleks; zmęczenie;
Samochód stary niezbyt sprawny technicznie.
grupa C - całkowity czas reakcji kierowcy i samochodu = 2,5 s; Dr = 48,6 m;
Kierowca całkowicie zaskoczony pojawieniem sie przeszkody (rozkojarzony, zajęty czytaniem reklam, zaabsorbowany rozmową telefoniczną, kłótnią w samochodzie, szukający niedopałka ....); stany po alkoholu i podobnie działających środkach; bardzo zmęczony;
Samochód niesprawny; bez wspomagania układu kierowniczego; z nadmiernymi luzami między okładzinami ciernymi a tarczami; zapowietrzony układ hydrauliczny;

Wyniki prezentuję na wykresie:
wykres

Pojawienie się nagłej przeszkody w odległości 45m: kierowca i samochód z grupy A ma szanse na zatrzymanie się.

Rozkojarzony kierowca w każdym samochodzie grupy C uderza w taką przeszkodę z pełną prędkością a jego droga zatrzymania jest większa o 100%.

WAŻNE:
- Szczególna ostrożność (noga nad hamulcem i wypatrywanie) w sytuacji zagrożenia ma decydujące znaczenie (nawet 100%) na skrócenie czasu reakcji i długość drogi zatrzymania się.
- Przy prędkościach poniżej 50 km/h droga reakcji może być dłuższa od drogi hamowania.

Drogę reakcji
można skrócić wykorzystując :
- hamowanie silnikiem = w czasie przenoszenia nogi z pedału gazu na pedał hamulca, gdy sprzęgło nie jest naciśnięte pojazd jest hamowany silnikiem.
Siła tego hamowania będzie zależna od rodzaju silnika i podzespołów, od obrotów silnika, od włączonego biegu.
Czym niższy bieg i wyższe obroty silnika ta siła hamująca będzie wyższa.
Hamowanie silnikiem tracimy naciskając pedał sprzęgła.
- opory ruchu pojazdu = opory powietrza, opory toczenia kół po grząskim błocie, śniegu.
- opór ruchu pojazdu hamowanego, już wcześniej, np. hamulcem pomocniczym (ręcznym).
- opór ruchu powodowany wzniesieniem lub skierowaniem pojazdu w górę.
-

V.STREFA ZAGROŻENIA


Każdy obiekt w ruchu ma na swoim kierunku przed sobą strefę do wytracenia prędkości i zatrzymania się.
Podobnie w ruchu drogowym każdy pojazd niesie przed sobą strefę, w której będzie się zatrzymywał.
Ta strefa podąża wraz z pojazdem.
Składa się z segmentów:
A - strefa drogi reakcji (Dr).
Jest zależna od prędkości poruszania się, koncentracji, umiejętności szybkiego reagowania, umiejętności przewidywania zagrożeń na drodze.
Cokolwiek (pieszy, rowerzysta, pojazd) wtargnie w tą strefę (między pojazdem a jej końcem) zostanie uderzone z pełną prędkością - człowiek nie jest w stanie zareagować na to wydarzenie.
Ryzyko śmierci dla nieostrożnych uczestników ruchu drogowego.
B - strefa hamowania do 40 km/h.
Każdy obiekt w tej strefie zostaje uderzony z prędkością powyżej 40 km/h co może być zagrożeniem życia dla osób w samochodach .
Ryzyko śmierci dla wszystkich uczestników ruchu drogowego.
C - strefa hamowania od 40 km/h do zatrzymania się (Dz).
Tu ryzykujemy kolizję drogową natomiast w spotkaniu z niechronionymi uczestnikami ruchu (piesi, rowerzyści, motocykliści) ich śmierć.
Ryzyko śmierci dla niechronionych uczestników ruchu drogowego i zranienia pozostałych.
D - STREFA INTENSYWNEJ OBSERWACJI (Dz + 30m).
Na zauważone zagrożenie w tej strefie kierujący ma szansę zareagować: zatrzymać się lub hamując ominąć
W rzadkich przypadkach przy awarii pojazdu, zaśnięciu, zasłabnięciu kierowcy może wystąpić ryzyko śmierci dla wszystkich uczestników ruchu drogowego we wszystkich strefach.
wykres strefy

WAŻNE:
- STREFA ŚMIERCI przed pojazdem jest równa jego drodze zatrzymania (Dz).
- Szerokość strefy zagrożenia jest większa niż szerokość pasa ruchu (awaria pojazdu, nieopanowanie przy wykonywaniu manewru...).
- Wejście, wjazd w strefę rażenia zawsze może zakończyć się tragicznie.
- Nierozsądne jest przebywanie w tych strefach ruchu pojazdów bez konieczności (spacery? wycieczki piesze? rowerowe?).



VI.WIDOCZNOŚĆ PIESZEGO, WIDOCZNOŚĆ POJAZDU


Analizując problem wyboru prędkości i możliwości zatrzymania się nie trudno zauważyć, że właśnie wzajemna widoczność i ocena uczestników ruchu decyduje o bezpieczeństwie.
Zakładając rozsądek wszystkich uczestników ruchu drogowego przedstawiam poniższą analizę.
Zakładam prędkość zbliżającego się do jezdni pieszego na 5 km/h.
Pieszy widząc zbliżający się pojazd w odległości W i oceniając jego prędkość V podejmuje decyzję zatrzymania się przed jezdnią:
(Dzp=1,6m przy op = 6m/s2 i trp=1s)
lub przejścia pasa jezdni przy drodze przejścia Dp = 6,2m(1,6+3+1,6). Potrzebny czas na przejście pieszego tp= 4,5s.

PIESZY
w odległości 1,6m od krawędzi jezdni aby przejść pas ruchu musi mieć widoczność W :
W=V*t czyli W=V*4,5/3,6 czyli W=1,25V jeśli W(m) a V(km/h).
W tej odległości W pieszy musi zobaczyć pojazd i ocenić jego prędkość.
Jeśli pojazd jedzie równo lub wolniej niż prędkość normalna dla danego rodzaju drogi - zdąży spokojnie przejść a jeśli wejdzie przed pojazd jadący szybciej lub będący bliżej - wymusi hamowanie pojazdu i może zostać potrącony. Jeśli prawidłowo oceni prędkość i odległość - zatrzyma się - będzie mógł kontynuować przejście po przejechaniu pojazdu.

KIERUJĄCY
prowadząc pojazd zgodnie z prędkością dla danego rodzaju drogi musi pilnie obserwować zachowanie pieszego w odległości Dz do W oraz w odległości od skraju jezdni min 2 m.
Ma szansę zatrzymać się jeśli zmniejszy prędkość i decyzję podejmie przed Dz. Na szansę omijania przy zatłoczonych drogach, wysokich krawężnikach, słupach, drzewach, barierkach, rowach przy jezdni - nie powinno się liczyć.
Stąd wynika obowiązek każdorazowego zwolnienia w okolicach przejść dla pieszych,pilnej wzajemnej widoczności i obserwacji.

RODZAJ
DROGI
PRĘDKOŚĆ
V (km/h)
DROGA
ZATRZYMANIA
POJAZDU
I WIDOCZNOŚĆ
POTRZEBNA
PIESZEMU
Dz(m) -- W1(m)

PRĘDKOŚĆ
MAKSYMALNA
POJAZDU ABY
JEGO Dz=W
V (km/h)
POJAZD PRZEKRACZAJĄCY
PRĘDKOŚĆ O 30 km/h
JEGO DROGA
ZATRZYMANIA
I WIDOCZNOŚĆ
POTRZEBNA
PIESZEMU
Dz (m) -- W 2 (m)
STREFA
ZAMIESZKANIA
20 8 -- 25 44 30 -- 62,5
OBSZAR
ZABUDOWANY
50 30 -- 62,5 79 63 -- 100
PODMIEJSKA 70 51 -- 87,5 97 92 -- 125
POZA OBSZAREM
ZABUDOWANYM
90 77 -- 112,5 112 126 -- 150
Dwujezdniowa ....
Ekspresowa
jednojezdniowa
100 92 -- 125 119 145 -- 162,5
--- 110 108 -- 137,5 126 165 -- 175
--- 130 145 -- 162,5 139 209 -- 200 brak szans na zatrzymanie
i pieszy nie zdąży przejść z prędkością
5 km/h

WAŻNE:
- PRZEKROCZENIE PRĘDKOŚCI O 30 km/h każdorazowo nie pozwala zatrzymać się przed pieszym, który źle ocenił prędkość pojazdu w odległości W1 i wszedł na jezdnię.
- Aby bezpiecznie przejść przed pojazdem przekraczającym dozwoloną prędkość o każde 10km/h potrzebna jest widoczność drogi większa o 12,5 m od typowej dla rodzaju drogi.
- Zwiększenie prędkości o 30 km/h pociąga za sobą konieczność zwiększenia widoczności o 37,5m.
- PIESZY musi widzieć 2 do 3 razy dalej niż droga zatrzymania pojazdu.
- W tabeli powyższej pogrubiono niezbędną widoczność pojazdu przed przejściem
W2 wg normatywnej prędkości drogi i nieodpowiedzialnych kierujących przekraczających tą prędkość o 30 km/h.




KALKULATOR PRĘDKOŚCI W OBLICZU ZAGROŻENIA

prędkość w obliczu zagrożenia
Kalkulator ten wyliczy maksymalną prędkość, której przekroczenie nie pozwoli się zatrzymać przed przeszkodą. Należy określić stan nawierzchni, całkowity czas reakcji swój i pojazdu oraz odległość możliwej przeszkody. W przypadkach ograniczonego zaufania do współuczestników ruchu drogowego, braku możliwości pełnego wykorzystania mozliwego opóźnienia - prędkość należy jeszcze bardziej obniżyć.

KALKULATOR PRĘDKOŚCI W ZAKRĘCIE

na zakręcie
Kalkulator na podstawie rozstawu kół pojazdu, położenia środka ciężkości, stanu nawierzchni, promienia zakrętu i jego nachylenia wskaże prędkość jazdy przy której nie odczuwa się siły odśrodkowej oraz skutki przekraczania prędkości, wpadnięcia w poślizg ewentualnie przewrócenia się pojazdu.
Warunek : kąt pochylenia do 45 stopni.
Więcej o zakrętach bezpiecznych, niebezpiecznych i śmiertelnie niebezpiecznych.

KALKULATOR DROGI HAMOWANIA I ZATRZYMANIA

kalkulator drogi hamowania
wyliczy: - drogę reakcji; - drogę hamowania; - drogę zatrzymania; - czas do zatrzymania; - prędkość uderzenia w przeszkodę na drodze.
Do wyliczenia należy podać następujące dane (ułamki dziesiętne podajemy z kropką w miejsce przecinka!):
- możliwe do uzyskania średnie opóźnienie wg stanu nawierzchni drogi w m/s2;
- prędkość w km/h; - widoczność drogi lub zwyczajowy odstęp jaki utrzymujemy od poprzedzającego pojazdu;
- swój czas reakcji - zauważenia zagrożenia, podjęcia decyzji i przeniesienia nogi z pedału gazu na pedał hamulca;
- czas reakcji układu hamulcowego - naciskanie hamulca, wzrost ciśnienia płynu hamulcowego, rozpieranie tłoczków w cylinderkach, docisk okładzin ciernych do tarczy lub bębnów hamulcowych;
Program zakłada nagłe pojawienie się nieruchomej przeszkody lub zatrzymanie się w miejscu poprzedzającego pojazdu - to zdarzenia przy jego uderzeniu w drzewo, w poprzedzające pojazdy w karambolu, jego czołowe spotkanie z pojazdem jadącym z naprzeciwka. Sytuacja może być korzystniejsza dla nas przy zaistnieniu stopniowego hamowania poprzednika z intensywnością mniejszą niż możliwą do uzyskania przez nasz pojazd - ale nie ma podstaw do takiego założenia. Sytuacja może być gorsza niż poda kalkulator, gdy pojazd po uderzeniu w przeszkodę cofa się w naszą stronę (odbicie sprężyste).


UWAGA: Skróty myślowe i zestawienia nie mogą być podstawą rozstrzygnięć prawnych!
Podstawą prawną są Dzienniki Ustaw, Rozporządzenia Rady Ministrów,...
Wszystkie przedstawiane prace są mojego pomysłu i wykonania - podlegają ochronie praw autorskich.
Wymagają ciągłego udoskonalania ale ...


*
Aktualizacja 22.02.2014
WITAJ
licznik


WYKONUJĘ INTERAKTYWNE ANIMACJE SYTUACJI DROGOWYCH
ZE ZLECONĄ REKLAMĄ

więcej:

strona główna
kontakt

KONWENCJA GENEWA
KONWENCJA WIEDEŃ
KODEKS DROGOWY

BEZPIECZEŃSTWO RUCHU W JEGO ORGANIZACJI
-osobiste spostrzeżenia i wnioski





Twoja wyszukiwarka
Valid CSS! * strona główna * mapa serwisu * Polityka prywatności

Copyright © 2001 - 2017 Stanisław Kwartnik - Wszelkie prawa zastrzeżone.