Željko Đurić, ma, dipl. inž mašinstva

Rezime: Kočenje vozila predstavlja složen, sa stanovišta promjene energetskih i dinamičkih parametara, veoma zahtjevan proces. Pod ispitivanjem performansi sitema za kočenje tokom tehničkog pregleda vozila podrazumijeva se ispitivanje nekoliko parametara. U radu su navedeni parametri koje je potrebno ispitati, date su propisane vrijednosti koje je potrebno zadovoljiti i opisan način na koji se vrši ispitivanje. Posebno je skrenuta pažnja na savremena vozila koja imaju stalni pogon na sve točkove i koja se zbog konstrukcionog rješenja sistema za prenos snage ne mogu ispitati na svim stanicama tehničkog pregleda vozila.

Ključne riječi: sistem za kočenje, pogon na sve točkove

1. UVOD

Sistem za kočenje je složen sistem koji treba da omogući kontrolisano progresivno smanjivanje brzine kretanja vozila, po potrebi i do zaustavljanja, ili zadržavanje u mjestu vozila koje je već zaustavljeno, a u skladu sa željom vozača, trenutnom saobraćajnom situacijom i drugim okolnostima. Mehanička (kinetička i potencijalna) energija kojom vozilo raspolaže na početku kočenja, tokom kočenja se oduzima od vozila i transformiše u druge vidove energije.

Da bi se ukazalo na značaj ispravnosti sistema za kočenje vozila, korisno je steći sliku o količini

energije koju je od vozila, u zavisnosti od režima kočenja, potrebno oduzeti tokom kočenja. Ako se posmatra usporavanje vozila mase m=1250 kg koje se na horizontalnom putu kreće brzinom v_o=20 m/s (72 km/h) do zaustavljanja (v₁=0 m/s), kinetička energija koju je od vozila potrebno oduzeti iznosi Ek=250 kJ (pri čemu se zanemaruje uticaj rotacionih masa vozila). Pri istim pretpostavkama, za zaustavljanje vozila mase m=25.000 kg od iste početne brzine, potrebno je oduzeti kinetičku energiju od Ek= 5000 kJ. Poređenja radi, za podizanje tijela mase 1.000 kg na visinu 10 m potrebno je uložiti rad u iznosu od oko 100 kJ. Dakle, radi se o velikoj količini energije koja se tokom procesa kočenja transformiše u neki drugi vid energije.

Jedan dio mehaničke energije se tokom kočenja troši na savladavanje otpora kretanja, što predstavlja promjenu energetskog stanja vozila izvan sistema za kočenje. Dio mehaničke energije koja se tokom kočenja u sistemu za kočenje transformiše u drugi vid energije najčešće iznosi oko 90%.

Promjena energetskog stanja vozila tokom kočenja, u principu, se može obavljati na dva načina:

• transformacijom energije koja se tokom kočenja oduzima od vozila u toplotu i njenom predajom okolini, ili
• transformacijom energije koja se tokom kočenja oduzima od vozila u neki vid energije pogodan

za akumuliranje i kasnije korišćenje od strane vozila.

Kod konvencionalnih vozila, koja nisu opremljena sistemom za regenerativno kočenje, značajan dio mehaničke energije vozila se tokom kočenja transformiše u toplotu i preda okolini. Kod vozila sa hibridno-električnim ili električnim pogonom jedan dio energije se sistemom regenerativnog kočenja pretvara u električnu energiju i naknadno koristi za pogon vozila ili nekih sistema na vozilu, a drugi dio se u sistemu za kočenje transformiše u toplotu i predaje okolini. Izvršni elementi sistema za kočenje, u zavisnosti od kočnog zahtjeva, su izloženi velikom toplotnom opterećenju.

 

S obzirom da sistemi za kočenje moraju biti bezbjedni i pouzdani u svim uslovima eksploatacije, ispitivanje sistema za kočenje tokom periodične provjere tehničke ispravnosti vozila mora biti sveobuhvatno.

2. PROVJERA PERFORMANSI SISTEMA ZA KOČENJE

Pravilnikom o tehničkim pregledima vozila (Službeni glasnik BiH, broj 33/19) propisano je da se sistem za kočenje pregleda vizuelno i uz korišćenje propisanih uređaja i opreme u stanici za tehnički pregled. Pravilnikom o dimenzijama, ukupnoj masi i osovinskom opterećenju vozila, o uređajima i opremi koju moraju imati vozila i o osnovnim uslovima koje moraju ispunjavati uređaji i oprema u saobraćaju na putevima (Službeni glasnik BiH, broj 23/07), u daljem tekstu Pravilnik, propisano je da se performanse sistema za kočenje ispituju u statičkim uslovima ispitivanja na valjcima.Vozila koja se ne mogu ispitati u statilčkim uslovima ispitivanja na valjcima ispituju se na ravnoj i suvoj asfaltnoj površini (na poligonu), korištenjem uređaja za mjerenje usporenja. Prilikom ispitivanja performansi sistema za kočenje u statičkim uslovima ispitivanja na valjcima ispituju se: koeficijent kočenja, razlika sila na točkovima iste osovine i nejednolikost sile kočenja na točku. U Pravilniku o izmjenama i dopunama Pravilnika ( Službeni glasnik BiH, broj 26/19) propisane su najmanje vrijednosti koeficijenta kočenja (z) i najveće vrijednosti sile kojom kontrolor djeluje na komandu kočnice (F) za radno i pomoćno kočenje u zavisnosti od kategorije vozila (Tabela1).

Tabela 1. Vrijednosti koeficijenta kočenja i sile za aktiviranje kočnice (Odnosi se na vozilo prvi put registrovano u BiH prije 11. aprila 2007. godine.)
Pravilnikom je propisano da:

• Radna i specijalna vozila koja na ravnoj cesti ne mogu razviti brzinu veću od 55 km/h mogu imati smanjeni koeficijent kočenja za 30% od propisanog za radno i pomoćno kočenje;
• Razlika sila kočenja na točkovima iste osovine za radnu kočnicu ne smije biti veća od 25%, a za pomoćnu kočnicu 30%;
• Nejednolikost sile kočenja na točku ne smije biti veća od 20%;
• Temperatura isparavanja tekućine u kočnom sistemu ne smije biti niža od 155 °C.

Provjera performansi sistema za kočenje na stanicam tehničkog pregleda vozila može biti s obzirom na masu vozila i s obzirom na najveću dopuštenu masu (NDM). Na stanicama tehničkog pregleda vozila u Republici Srpskoj radi se provjera performansi s obzirom na masu vozila.

Pod koeficijentom kočenja podrazumijeva se količnik ukupno ostvarene sile kočenja (Fk) i težine vozila (G), odnosno ostvarenog usporenja i ubrzanja zemljine teže, izraženo u procentima.

2.1. Provjera performansi sistema za kočenje u statičkim uslovima ispitivanja na valjcima

Postupak ispitivanja radne, parkirne i pomoćne kočnice je identičan. Prvo se ispituje radna a zatim pomoćna/parkirna kočnica. Ispitivanje se vrši po osovinama.

Ispitivanje performansi počinje nakon što se vozilo pažljivo naveze na valjke. Pogonski agregat vozila ostaje upaljen, komanda mjenjača je u položaju za prazan hod, komanda spojnice je slobodna. Nakon pokretanja valjaka vozilo je potrebno izravnati tako da se vozilo ne kreće u stranu. Mjerenje počinje laganim kontinuiranim pritiskanjem komande kočnice. Komanda kočnice se pritišće sve dok se ne postigne maksimalna sila kočenja ili blokada točkova. Ako blokada točkova nije postignuta, komandu treba držati pritisnutu dok se valjci sami ne ugase.

Izmjerena vrijednost koeficijenta kočenja za ispitivano vozilo treba da je veća ili jednaka vrijednosti propisanoj Pravilnikom o izmjenama i dopunama Pravilnika (Tabela 1). Izmjerene vrijednosti razlike sile kočenja na točkovima iste osovine i nejednolikosti sile kočenja na točku treba da su manje od vrijednosti propisanih Pravilnikom.

U praksi može da se desi da točkovi ispitivane osovine blokiraju a da se ne postigne propisana vrijednost koeficijenta kočenja. Ne može se konstatovati da je neispravan sistem za kočenje. Uzrok male vrijednosti koeficijenta kočenja može da bude interakcija pneumatika i valjaka (istrošen, mokar pneumatik i valjak, snijeg na pneumatiku i valjku…). Treba imati u vidu da u određenim uslovima nije moguće ostvariti veću silu kočenja od one koja izaziva blokiranje točka.

Isto tako, javlja se i „problem“ takozvanih statički neodređenih slučajeva, na primjer kod troosovinske poluprikolice kod koje osovine vozila ne primaju cjelokupno opterećenje priključnog vozila nego se dio opterećenja prenosi na sedlo tegljača. Ako je prilikom ispitivanja na svim osovinama vozila došlo do blokade točka, a koeficijent kočenja nije postigao propisanu vrijednost, ne može se konstatovati neispravnost sistema za kočenje.

 

2.1.1. Specifičnosti ispitivanja performansi sistema za kočenje u statičkim uslovima ispitivanja na valjcima kod vozila sa pogonom na četiri točka

U drumskom saobraćaju, u klasi putničkih vozila, sve su zastupljenija vozila sa pogonom na četiri točka. U stručnoj literaturi vozila sa pogonom na četri točka podijeljena su u dvije grupe i to:

• vozila sa povremenim pogonom na četiri točka (engl. four wheel drive – FWD) i
• vozila sa stalnim pogonom na četriri točka (engl. All wheel drive – AWD).

 

Za potrebe ispitivanja performansi sistema za kočenje kod vozila sa pogonom na četiri točka prikazaćemo neka konstrukciona rješenja sistema za prenos snage koja se mogu sresti kod ovih vozila. Od konstrukcionog rješenja će zavisiti i mogućnosti ispitivanja performasnsi sistema za kočenje na konvencionalnim valjcima. Od posebnog značaja je precizno definisati pojmove diferencijal, razvodnik pogona i glavni prenosnik.

Diferencijal je mehanički uređaj koji omogućava dijeljenje ulaznog obrtnog momenta u unaprijed definisanom omjeru ili promjenljivom omjeru (kod diferencijala sa promjenljivom blokadom koji se distribuira prema dva izlazna vratila). Diferencijal može biti osovinski ili međuosovinski (centralni).

Osovinski diferencijal se postavlja između pogonskih točkova iste osovine i najčešće je otvoreni diferencijal, a može da bude i diferencijal sa promjenljivom blokadom.

Međuosovinski diferencijal je diferencijal koji se postavlja između dvije pogonske osovine vozila.

Glavni prenosnik je zupčasti par koji smanjuje broj obrtaja, a povećava obrtni moment koji se preko pogonskih poluvratila predaje pogonskim točkovima vozila.

Razvodnik pogona je mehanički uređaj koji razvodi kretanje ulaznog vratila na dva ili više izlaznih vratila. Kada je pogon putničkog vozila na sve točkove stalan u razvodnik pogona neophodno je ugraditi i međuosovinski diferencijal koji omogućava različite brojeve obrtaja izlaznih vratila iz razvodnika pogona prema prednjem odnosno zadnjem pogonskom mostu. Znači razvodnik pogona može biti bez diferencijala kod vozila sa povremenim pogonom na četiri točka i sa diferencijalom kod vozila sa stalnim pogonom na četiri točka.

Na Slici 1. prikazan je sistem prenosa snage vozila sa pogonom na četiri točka, gdje se uočavaju tri diferencijala i to:

• Prednji diferencijal – smješten je u prednjem pogonskom mostu i omogćava različit broj obrtaja desnog i lijevog točka prednje osovine,
• Zadnji diferencijal – smješten je u zadnjem pogonskom mostu i omogućava različit broj obrtaja točkova zadnje osovine,
• Međuosovinski diferencijal (razvodnik pogona) – smješten je između prednje i zadnje osovine i omogućava različit broj obrtaja kočkova prednje i zadnje osovine.

Slika 1. Primjer dispozicije pojedinih elemenata sistema prenosa snage vozila sa pogonom na četri točka, [6]

Kao osovinski (prednji/zadnji) diferencijal uglavnom se koristi otvoreni diferencijal (Slika 2). Otvoreni diferencijal dijeli obrtni moment na točkove iste osovine u jednakim odnosima (50%:50%). Njihova osnovna uloga u okviru sistema za prenos snage je da omogući različit broj obrtaja točkova iste osovine kada je to potrebno: kretanje vozila u krivini, različit pritisak u pneumaticima točkova iste osovine i sl. Za potrebe povremenog ostvarivanja neravnomjerne raspodjele obrtnog momenta na točkovima iste osovine koriste se diferencijali sa blokadom.

Stepen blokiranja diferencijala se definiše na sljedeći način:

M_L – moment na lijevom izlaznom vratilu diferencijala,
M_D – moment na desnom izlaznom vratilu diferencijala.

Slika 2. Primjer prednjeg / zadnjeg diferencijala-otvoreni diferencijal sa konusno tanjirastim glavnim prenosnikom, [3]

Kod vozila sa pogonom na četiri točka raspodjela obrtnog momenta po točkovima/osovinama se vrši u skladu sa uslovima eksploatacije vozila, odnosno u skladu sa raspoloživim prianjanjem. Raspodjelu obrtnog momenta je moguće izvesti na nekoliko načina:

• Primjenom diferencijala sa 100% blokadom,
• Primjenom diferencijala sa promjenljivim stepenom blokiranja;
• Kočenjem točka koji je „izgubio prianjanje“ (počeo je da kliže).
• Kombinacijom gore pomenutih rješenja;

Diferencijal sa 100% blokadom je diferencijal sa uređajem kojim se mehanički kruto spoji poluvratilo diferencijala sa kućištem i na taj način se dobije kruto vratilo koje spaja lijevi i desni točak ili prednji i zadnji diferencijal. Aktiviranje uređaja može biti potpuno mehaničko ili podržano pneumatsikm , hidrauličnim, ili električnim servouređajem (Slika 3).

Slika 3. Primjer mehaničke blokade diferencijala: a.mehanička komanda , b. pneumatska komanda, c. električna komanda, [6]

Diferencijal sa promjenljivim stepenom blokiranja su samoblokirajući diferencijali.

Diferencijali sa promjenjljivim stepenom blokiranja, prema principu samoblokiranja, dijele se na:

• diferencijale čiji stepen blokiranja zavisi od razlike brzina;
• diferencijali čiji stepen blokiranja zavisi od razlike obrtnog momenta.

Diferencijali čiji stepen blokiranja zavisi od razlike brzina mogu biti:

• diferencijali zasnovani na trenju čvrstih tijela,
• diferencijali zasnovani na trenju viskoznih tečnosti.

Diferencijal sa lamelastim spojnicama je primjer diferencijala zasnovanog na frikciji čvrstih tijela (Slika 4).

Osnova diferencijala sa lamelastim spojnicama je otvoreni diferencijal u čije kućište su dodati setovi lamela (kao kod spojnice) za poluvratila. Lamele su simetrično postavljene u kućištu diferencijala i jedne su vezane za poluvratila dok su druge vezane za kućište diferencijala. Sila potrebna za djelovanje spojnica (samoblokiranje) obezbjeđuje se obično ugradnjom opruga i/ili obrtanjem satelita (na primjer na ekscentričnoj osovinici).

Slika 4. Diferencijal sa lamelastim spojnicama, [4]

Visko spojnica je primjer diferencijala zasnovanog na frikciji viskoznih tečnosti (Slika 5.)

Kod vozila s pogonom na sva četiri točka visko spojnica preuzima ulogu centralnog diferencijala i ugrađuje se između prednjeg i zadnjeg diferencijala. Radi na principu viskoznog trenja ulja koje se nalazi između vanjskih i unutrašnjih lamela. Neka su unutrašnje lamele kruto vezane za jedno od poluvratila, a vanjske za kućište diferencijala. Ako dođe do relativnog obrtanja unutrašnjih u odnosu na vanjske lamele pojavljuje se trenje koje stvara momenat koji se suprotstavlja relativnom kretanju i blokira diferencijal u određenom stepenu koji je proporcionalan relativnoj brzini kretanja lamela.

Slika 5. Visko spojnica kao diferencijal, [4]

Haldex spojnica takođe spada u grupu diferencijala sa promjenljivim stepenom blokiranja. Koristi se kao međuosovinski diferencijal kod vozila s pogonom na četiri točka (Slika 6). Haldex spojnica je smještena na sami zadnji diferencijal, a pogoni je kardansko vratilo. Haldex spojnica sprečava rotaciju lijevog u odnosu na desno poluvratilo u određenom stepenu koji je funkcija razlike brzina obrtanja i djeli obrtni moment na prednji i zadnji diferencijal. Dođe li do različitog broja obrtaja lijevog u odnosu na desno poluvratilo haldex spojnice, pokreće se aksijalna pumpa koja sabija ulje i na taj način pritišće lamele. Upravljački elektronski sklop djelujući na regulacioni ventil upravlja pritiskom ulja, a time i stepenom blokade diferencijala.

Slika 6. Primjer pogona zadnje osovine s Haldex spojnicom: 1. ulaz snage, 2. Haldex spojnica, 3. glavni prenosnik, 4. diferencijal, 5. izlaz snage prema lijevom točku i 6. izlaz snage prema desnom točku, [6]

 

Torsen diferencijal je diferncijal sa promjenljivim stepenom blokade koja se zasniva na pužnom prenosu. Primjer torsen diferencijala prikazan je na Slici 7, a na Slici 8. prikazana je pozicija torsen diferencijala u sistemu za prenos snage sa automatskim mjenjačem. U kućištu Torsen diferencijala sučeljavaju se pužna vratila prednje i zadnje osovine. Ova dva puža spregnuta su sa tri para manjih pužnih vijaka (pužni točak), a svaki par pužnih vijaka je spregnut pomoću čeonog ozubljenja. Parovi pužnih vijaka su uležišteni u kućište diferencijala koje takođe rotira i na koje se snaga dovodi preko šupljeg vratila. Kada se vozilo kreće po pravcu pužni točkovi ne vrše rotaciju oko svoje ose nego rotiraju oko ose diferencijala zajedno s kućištem diferencijala. Kada se vozilo kreće u krivini onda jedan točak rotira brže i njegov puž pokreće pužni točak, a kako su parovi pužnih točkova povezani preko čeonih zupčanika onda se i drugi pužni točak osovine koja sporije rotira kreće istom ugaonom brzinom. Na taj način obezbijeđena je odgovarajuća raspodjela momenta u diferencijalu. Kada jedan točak prokliže i dođe do velike razlike u brzinama jednog točka u odnosu na drugi pojavljuje se efekat da pužni točak sporije osovine počinje da pogoni puž. Ovakva situacija nije moguća jer pužni točak ne može pogoniti puža i dolazi do samokočenja  (samoblokiranje diferencijala).

Slika 7. Primjer međuosovinskog diferencijala – Torsen diferencijal T1, [6]

Slika 8: Primjer transmisije – Automatski mjenjač AL420-6Q: 1.Torsen diferencijal; 2.čeoni pogonski zupčanik; 3.čeoni zupčanik sa kosim zupcima; 4.bočno vratilo (pomoćno); 5.pogon prednje osovine, [6]

Sistemi koji kočenjem točka koji je izgubio prianjanje vrše raspodjelu obrtnog momenta u skladu sa raspoloživim prianjanjem, su elektronski kontrolisani i nadogradnja su kočnog sistema vozila. Sastavni dio sistema je hidraulična pumpa koja može da stvori pritisak u kočnom sistemu koji može da se koristi za kočenje bez djelovanja vozača na komandu kočnice. Ukoliko na primjer dođe do proklizavanja nekog od točkova, centralna procesorska jedinica (CPU) će dobiti informaciju o proklizavanju na osnovu koje će poslati signal izvršnom organu da u odgovarajućem stepenu zakoči točak koji proklizava.

 

2.1.1.1. Vozila sa povremenim pogonom na četiri točka

Vozila sa povremenim pogonom na četiri točka su vozila kod kojih je jedna osovina uvijek aktivna, a drugu vozač uključuje za potrebu eksploatacije u otežanim uslovima.

Drugu osovinu vozač aktivira manuelno pomoću ručice ili prekidača kod savremenijih vozila, koji su smješteni u unutrašnjosti vozila (Slika 9 ).

Slika 9. Primjer ručice i prekidača za uključivanje pogona na sve točkove, [6]:

2H, 2WD – pogon na dva točka – aktivna jedna osovina

4H, 4WD –  pogon na četri točka – aktivne dvije osovine,

Postupak ispitivanja performansi sistema za kočenje kod vozila sa povremenim pogonom na sve točkove isti je kao i kod vozila sa pogonom na jednu osovinu.

Radna i parkirna kočnica će biti ispitane na valjcima samo ako je moguće potpuno odvojiti prednju i zadnju osovinu tj. isključiti pogon na jednoj od osovina pomoću ručice ili prekidača. Dakle ručica odnosno prekidač će biti u položaju koji označava pogon na jednu osovinu, često su to oznake 2H, H2, 2WD (Slika 1.).

Ukoliko se desi da je prekidač u položaju u kojem je jedna osovina isključena, a prilikom ispitivanja efikasnosti sistema za kočenje na valjcima imamo pojavu da npr. zadnja osovina pokušava izgurati vozilo iz valjaka, vozilo treba proglasiti neispravnim, a takvo vozilo se ne ispituje ni uređajem za usporenje vozila. Vjerovatno nije ispravan prekidač ili električni sitem upravljanja transmisijom.

 

2.1.1.2 Vozila sa stalnim pogonom na četiri točka

 

Vozila sa stalnim pogonom na četiri točka su vozila kod kojih vozaču nije ostavljena mogućnost da isključi pogon na jednoj od osovina. Gotovo da ne postoji proizvođač automobila koji u svojoj ponudi nema vozila sa stalnim pogonom na sve točkove. Vozila koja imaju stalni pogon na sve točkove imaju na sebi različite oznake koje ukazuju na to da se radi o pogonu na četri točka. Neki proizvođači vozila imaju brendirane nazive svojih pogona na četri točka kao što su: 4 MOTION – Volkswagen, 4 MATIC – Mercedes, x Drive – BMW. Proizvođači koji nemaju brendirane oznake pogona obično stavljaju neku od sljedećih oznaka: AWD, 4×4, a ponekad samo 4. Oznake stalnog pogona na četri točka nekih proizvođača prikazane su na Slici 10.

Slika 10. Primjeri naziva koji označavaju stalni pogon na sve točkove, [6]

Ispitivanje performansi sistema za kočenje kod vozila sa stalnim pogonom na sve točkove na konvencionalnim valjcima moguće je samo u određenim slučajevima, kada to konstrukciono rješenje sistema za prenos snage dozvoljava. Kada postoji mogućnost da se pogonski moment kojim valjci djeluju na točkove osovine koji su u valjcima prenese na točkove koji su izvan valjaka ispitivanje se ne može obavljati na konvencionalnim valjcima. Jednako tako, ukoliko postoji mogućnost da se na točkovima osovine koja se ispituje pojavi kočna sila, bez djelovanja na komandu kočnice, ispitivanje se ne može obavljati na konvencionalnim valjcima. To znači da bi kontrolor trebao raspolagati instrukcijama koje izdaju proizvođači automobila za razne tipove automobila. Ove informacije, naravno, nisu dostupne na stanici tehničkog pregleda i gotovo ih je nemoguće skupiti za sve tipove vozila koji se pojavljuju u praksi.

Primjer vozila sa stalnim pogonom na četiri točka koja je moguće ispitati na konvencionalnim valjcima su vozila kod kojih se kao međuosovinski diferencijal koristi torsen difenecijal. Torsen diferencijal je ugrađivan u vozila marke Audi (A4, A6 i A8,…), Alfa romeo (159, Brera Q4, Spider Q4, 156 Crosswagon), Volkswagen (Pasat). Takođe vozila kod kojih je za blokadu međuosovinskog diferencijala potrebna energija, odnosno potrebno je da vozilo bude upaljeno mogu ispitivanje sistema za kočenje raditi na konvencionalnim valjcima. Primjer takvih vozila su vozila čiji je sistem za prenos snage opremljen haldex spojnicom. Prednja osovina se naveze u valjke, isključi se motor, sačeka se dvije sekunde, upale se valjci i izvrši mjerenje. Naveze druga osovina i provede ista procedura ispitivanja.

Neka od vozila na koja je ugrađena Haldex spojnica su:

• Audi TT quattro, Audi A3 quattro
• Ford Kuga
• Opel Insignia
• Volvo S40, V50, S60, XC60, V70, S70….
• Volkswagen Golf, Passat, Sharan, Caddy, Tiguan, Transporter T5
• Seat Alhambra, Altea XL Freetrack, Leon
• Saab 9-3 XWD, Saab 9-3 X, Saab 9-5 XWD

Ukoliko bi se vozila sa stalnim pogonom na četiri točka koja nije moguće ispitati na konvencionalnim valjcima ipak pokušala ispitati na ovaj način, moguća su sledeći ishodi:

• Ako je u vozilo ugrađen sistem koji koči točkove koji su izgubili prianjanje onda se točkovi koji su pokrenuti u valjcima odmah koče i ugase valjke zato što je sistem ovu situaciju prepoznao kao proklizavanje osovine koja je pogonjena od strane valjaka. Provjera performansi sistema za kočenje nije moguća.
• Ako je stepen blokade međuosovinskog diferencijala malen valjci će se pokrenuti. Međutim stvoriće se pogonski momenat na točkovima koji su na podlozi i vozilo će biti izgurano iz valjaka. Provjera performansi sistema za kočenje nije moguća.
• Osovina ostaje u valjcima, generiše se kočni moment nezavisno od onog koji se dobije djelovanjem na komandu kočnice, djelovanjem na komandu kočnice dodatno se optereti kočni sistem i dobiju se nerealni rezultati ispitivanja. Može da se desi i oštećenje elemenata transmisije.

Neke stanice tehničkog pregleda vozila posjeduju valjke sa modulom za ispitivanje vozila sa stalnim pogonom na četiri točka. Ovaj modul omogućuje obrtanje valjaka u suprotnim smjerovima jednakim ugaonim brzinama. Na ovaj način se postiže da izlazno kardansko vratilo iz diferencijala osovine na kojoj se vrši ispitivanje kočnih performansi miruje i ne prenosi se nikakav moment preko međuosovinskog diferencijala. Kočne sile na točkovima ispitivane osovine se moraju odrediti u dva koraka, prvo se ispituje jedan točak pa onda drugi. Kočne sile i koeficijent kočenja mogu se odrediti samo ako točak rotira u pravcu kretanja vozila. Ovakav način ispitivanja nije pogodan za vozila koja imaju osovinski diferencijal sa automatskom blokadom, ali takva vozila se rijetko sreću u praksi.

U nekim državama (Hrvatska), obavezna oprema na stanicama za tehnički pregled su uređaji sa slobodno rotirajućim valjcima (ugradbeni ili prenosivi). Ovi uređaji omogućuju ispitivanje performansi sistema za kočenje na vozilima sa stalnim pogonom na četiri točka, kategorije M1 i N1, na konvencionalnim valjcima. Na Slici 11. prikazan je ugradbeni uređaj sa slobodno rotirajućim valjcima, a na Slici 12. prenosivi uređaj sa slobodno rotirajućim valjcima.

Slika 11. Primjer ugradbenog uređaja saslobodno rotirajućim valjcima, [9]

Slika 12. Primjer prenosivog uređaja sa slobodno rotirajućim valjcima, [9]

2.2. Provjera performansi sistema za kočenje korištenjem uređaja za mjerenje usporenja

Pravilnikom je propisano da se performanse sistema za kočenje, za ona vozila koja se ne mogu ispitati u statilčkim uslovima ispitivanja na valjcima, ispituju na ravnoj i suvoj asfaltnoj površini, korištenjemem uređaja za mjerenje usporenja. Najčešći razlozi zbog kojih se performanse sistema za  kočenje ne mogu ispitati na valjcima su:

• prevelike dimenzije vozila (vozilo ne može ući u prostoriju u kojoj se nalaze valjci za ispitivanje ili ne može stati na valjke za ispitivanje),
• osovinska opterećenja vozila su veća od dozvoljenog opterećenja valjaka
• vozilo je opremljeno stalnim pogonom na sve točkove, koji je konstrukciono riješen tako da se vozilo ne može ispitati u statičkim uslovima na valjcima
• sistem kočenja vozila je izveden kao inercioni (naletna kočnica).

Ispitivanje performansi sistema za kočenje primjenom uređaja za mjerenjе usporenja mogu raditi samo one stanice tehničkog pregleda vozila koje imaju odobrenje za ispitivanje vozila na poligonu stanice. Na Slici 13. prikazani su uređaji za mjerenje usporenja različitih proizvođača.

Slika 13. Uređaj za mjerenje usporenja vozila: a. Akcel-Marinković Hofman; b. VZM 300-Maha; c. BrakeSafe-Turnkey Instruments

Cilj je odrediti koeficijent kočenja za ispitivano vozilo i ocijeniti stabilnost vozila tokom ispitivanja.

Koeficijent kočenja je količnik srednjeg maksimalnog usporenja i ubrzanja zemljine teže (konstante gravitacionog ubrzanja g=9,81 m/s²):

Prilikom mjerenja usporenja vozila kočenjem u vožnji moraju biti zadovoljeni sledeći uslovi:

• površina na kojoj se vrši ispitivanje mora da bude ravna, suva i sa asfaltnim slojem;
• minimalna početna brzina tokom ovih ispitivanja iznosi 50 km/h za putnička vozila, 40 km/h za druga motorna vozila, a za vozila koja ne mogu postići te brzine 80 % od njihove maksimalne brzine;
• temperatura kočnog diska ili doboša prilikom ispitivanja ne smije biti veća od 100 °C;
• brzina vjetra tokom ispitivanja ne smije biti veća od 3m/s.

Pojam srednjeg maksimalnog usporenja vozila najbolje se može razumjeti iz dijagrama usporenja vozila (Slika 14.). Na dijagramu su prikazane kriva usporenja i kriva promjene sile kojom kontrolor djeluje na komandu kočnice.

Slika 14. Primjer dijagrama usporenja putničkog vozila [7]

Srednje maksimalno usporenje može da se odredi na osnovu dijagrama usporenja preko karakterističnih tačaka (Slika 14), što u konkretnom slučaju mjerenja vrši sam uređaj. Redoslijed određivanja karakterističnih tačaka je sledeći:

• tačka A predstavlja vrijednost maksimalnog usporenja;
• tačka B predstavlja vrijedost od 90 % od maksimalnog usporenja u početnoj fazi zaustavljanja;
• tačka C predstavlja vrijednost u kojoj dolazi do naglog pada usporenja;
• tačka D predstavlja sredinu duži BC, a samim tim odgovara vrijednosti srednjeg maksimalnog usporenja.

Uređaj za mjerenje usporenja se, prema preporukama proizvođača, podešava (kategorija vozila, vrsta kočnice…) i postavlja u vozilo. Vozilo se ubrzava do brzine (minimalna početna brzina) koja nije manja od one propisane Pravilnikom, pritisne se komanda spojnice (kvačila) a zatim komanda ispitivane kočnice, tako da se dobije sila kočenja vozila na granici blokiranja, ali da se ne postigne blokiranje točkova. Uređaj će odrediti srednje maksimalno usporenje vozila potrebno za određivanje koeficijenta kočenja.

Određivanje srednjeg maksimalnog usporenja za putničko vozilo

Kod putničkih vozila minimalna početna brzina (brzina na početku procesa kočenja) iznosi 50 km/h.

Na Slici 15. prikazan je dijagram usporenja putničkog vozila za radnu kočnicu, dobijen primjenom savremenog uređaja za mjerenje usporenja vozila, a na Slici 16. prikazani su rezultati mjerenja usporenja vozila. Srednje maksimalno usporenje iznosi 7,66 m/s². Koeficijent kočenja u ovom slučaju bi iznosio:

Ista procedura ispitivanja važi i za parkirnu kočnicu vozila. Štampani ispisi sa rezultatima mjerenja se prilažu u arhivu uz zapisnik o tehničkom pregledu vozila.

Kočni sistem vozila će se smatrati ispravnim ukoliko je izračunata vrijednost koeficijenta kočenja veća (ili u krajnjem slučaju jednaka) od dozvoljenih vrijednosti koeficijenata (vrijednosti propisane u Pravilniku).

Slika 15. Prikaz dijagrama usporenja vozila na savrmenom uređaju za mjerenje usporenja [8]

Slika 16. Prikaz rezultata mjerenja dobijenih ispitivanjem performansi sistema za kočenje putničkog vozila primjenom savremenog uređaju za mjerenje usporenja [8]

 

Određivanje srednjeg maksimalnog usporenja za priključna vozila kod kojih je radna kočnica izvedena kao inerciona (naletna)

Performanse sistema za kočenje priključnih vozila kod kojih je radna kočnica izvedena kao inerciona ispituju se pri minimalnoj početnoj brzini od 40 km/h. Prije ispitivanja neohodno je obaviti pripremne radnje i to:

• ustanoviti mase vučnog i priključnog vozila,
• na valjcima ispitati sistem za kočenje vučnog vozila, a tek nakon što se konstatuje ispravnost sistema za kočenje vučnog vozila pristupiti ispitivanju performansi sistema za kočenja priključnog vozila,
• provjeriti stabilnost skupa vozila probnim kočenjem pri brzini nižoj od brzine ispitivanja.

U opštem slučaju, pravilno ispitivanje podrazumijeva da se izvrše dva mjerenja usporenja:

• prvo mjerenje, tokom kojega su aktivne radne kočnice vučnog i priključnog vozila,
• drugo mjerenje, tokom kojega je aktivna samo radna kočnica vučnog vozila.

Dakle, nakon postavljanja uređaja za mjerenje usporenja u vučno vozilo, skup vozila se ubrzava do približno 40 km/h, snažno i ravnomjerno pritiska se komanda kočnice tako da se dobije sila kočenja vučnog vozila blizu blokiranja, ali da se ne postigne blokiranje točkova. Ovako izmjereno usporenje predstavlja usporenje skupa vozila koje se označava sa a₁. Ukoliko pri ovom mjerenju nastupi blokiranje kočenih točkova priključnog vozila, drugo mjerenje nije potrebno. Tada se na štampanom ispisu, bez obzira na vrijednost ostvarenog usporenja a₁ može napisati tekst sadržaja: ostvarena blokada kočenih točkova.

Ako tokom prvog mjerenja ne nastupi blokiranje kočenih točkova priključnog vozila pristupa se drugom mjerenju. Tokom drugog mjerenja se ne koče točkovi priključnog vozila, pa je pomoću odgovarajućeg alata potrebno odvojiti vezu između komande naletne kočnice i izvršnih kočnih elemenata na prikolici (Slika 17.). Po potrebi odvojene dijelove treba pričvrstiti uz elemente šasije prikolice kako se u vožnji ne bi odvojili i oštetili.

Slika 17. Odvajanje veze između komande naletne kočnice i izvršnih kočnih elemenata na prikolici [7]

Nakon toga priključno vozilo se ponovo spoji sa vučnim vozilom i počinje se sa drugim mjerenjem. Skup vozila se ponovo ubrzava do približno 40 km/h, a zatim koči istom silom pritiska na papučicu kočnice kao i kod prvog mjerenja. Blokiranje kočenih točkova vučnog vozila ne smije biti postignuto. S obzirom da priključno vozilo nije kočeno, ono će svojom masom gurati vučno vozilo, zaustavni put skupa vozila će biti duži, a usporenje manje. Ostvareno usporenje predstavlja usporenje skupa vozila, pri kojem su aktivne samo kočnice vučnog vozila i označavamo ga sa a₂.

Uz izvjesna pojednostavljenja u teoriji kretanja vozila (zanemarivanjem nekih otpora kretanju vozila) sila kočenja vozila jednaka je proizvodu mase vozila i usporenja

U našem slučaju, sila kočenja priključnog vozila (F_kp) predstavlja razliku sila kočenja skupa vozila kada je aktivna inerciona kočnica priključnog vozila (F_ksva) i sile kočenja skupa vozila kada je neaktivna inerciona kočnica priključnog vozila (F_ksvn).

Sada je koeficijent kočenja priključnog vozila:

Koeficijent kočenja je potrebno uporediti sa vrijednostima datim u Pravilniku, a štampani ispis priložiti u arhivu uz zapisnik o tehničkom pregledu vozila.

Na Slici 18. prikazani su rezultati mjerenja (srednje maksimalno usporenje) za priključno vozilo sa inercionom kočnicom. Savremeni uređaji za mjerenje usporenja vozila, na osnovu unesenih masa vučnog i priključnog vozila i izmjerenih usporenja a₁ i a₂, sami izračunavaju srednje maksimalno usporenje priključnog vozila a_p U ovom slučaju koefeicijent kočenja priključnog vozila bi iznosio:

Slika 18. Prikaz rezultata mjerenja dobijenih ispitivanjem performansi sistema za kočenje priključnog vozila sa inercionom kočnicom [8]

Alternativni postupak koji se može primjenjivati samo ako ni na koji način nije moguće deaktivirati kočnicu priključnog vozila zasniva se na ispitivanju na valjcima uz aktiviranje poluge parkirne kočnice (Slika 18). Mana ovog postupaka se ogleda u tome što na ovaj način nije moguće izvršiti kontrolu komandnog dijela mehanizma naletne kočnice.

Slika 18. Kontrola kočnica prikolice s naletnom kočnicom

na valjcima pomoću poluge parkirne kočnice [7]

 

Određivanje srednjeg maksimalnog usporenja za priključno vozilo sa pneumatskim sistemom za kočenje

Priključna vozila sa pneumatskim sistemom za kočenje kod kojih se performanse sistema za kočenje ne mogu ispitati na valjcima ispituju se pomoću uređaja za mjerenje usporenja.

Pored uređaja za mjerenje usporenja, za ispitivanje je neophodna i sljedeća oprema (Slika 19):

• Ručni ventil,
• Adapter sa kontrolnim priključkom za spajanje na napojni vod između vučnog i priključnog vozila,
• Adapter sa kontrolnim priključkom za spajanje na komandni vod priključnog vozila,
• Crijeva za spajanje ručnog ventila na spojnicu komandnog voda i na adapter na napojnom vodu između vučnog i priključnog vozila.

Za provjeru pritiska u pneumatskoj kočnoj instalaciji neophodno je da stanica tehničkog pregleda raspolaže sa dva analogna manometra, minimalnog prečnika 100 mm, mjernog područja od 0 bar do minimalno 16 bar, tačnosti klase 1,6 ili boljom, sa spojnim crijevima dužine najmanje 12 m sa standardnim priključcima.

Opremu je potrebno spojiti na vozilo i to tako što se jedan adapter postavlja između spojnica napojnog voda vučnog i priključnog vozila, a drugi na spojnicu komandnog voda priključnog vozila. Ručni ventil se preko crijeva povezuje na adaptere. Ulaz ručnog ventila spaja se na kontrolni priključak adaptera koji se nalazi između spojnica napojnog voda vučnog i priključnog vozila, a izlaz ručnog ventila na adapter postavljen na spojnici komandnog voda priključnog vozila (slika 20a).

Slika 19. Oprema neophodna za ispitivanje performansi pneumatskog

 sistema kočenja priključnog vozila – ispitivanje na poligonu [7]

Slika 20. Postupak spajanja opreme na vozilo [7]

Prije ispitivanja usporenja priključnog vozila neophodno je ustanoviti sljedeće:

• masu praznog vučnog vozila m_{1 ,}
• masu praznog priključnog vozila m₂ ,
• tokom probne vožnje provjeriti stabilnost priključnog vozila kočeći samo priključno vozilo.

Ukoliko tokom probne vožnje nema zanošenja priključnog vozila može se nastaviti sa ispitivanjem performansi sistema za kočenja pomoću uređaja za mjerenje usporenja.

Skup vozila se ubrzava do približno 40 km/h, neposredno prije kočenja pritiska se komanda spojnice i pokušava se otvarati ručni ventil (Slika 20b) kako bi se postiglo što veće usporenje vozila, ali da ne dođe do blokiranja točkova. Dakle, uređajem će biti izmjereno srednje maksimalno usporenje skupa vozila a₂ dok koči samo priključno vozilo. Usporenje samog priključnog vozila se računa pomoću sljedeće formule:

Koeficijent kočenja priključnog vozila ispitivanog na ovaj način je:

Za slučaj prikazan na Slici 21 koeficijent kočenja priključnog vozila bi iznosio:

Izračunata vrijednost koeficijenta kočenja poredi se sa vrijednostima navedenim u Pravilniku, a štampani ispis prilaže u arhivu uz zapisnik o tehničkom pregledu vozila.

Slika 21. Prikaz rezultata mjerenja dobijenih ispitivanjem performansi pneumatskog sistema za kočenje kod priključnog vozila [8]

3. ZAKLJUČAK

Pefrormanse sistema za kočenje kod motornih i priključnih vozila ispituju se u statičkim uslovima na valjcima ili na ravnoj i suvoj asfaltnoj površini, korištenjemem uređaja za mjerenje usporenja. Većina motornih i priključnih vozila koja se eksploatišu u drumskom saobraćaju u Republici Srpskoj mogu se ispitati u statičkim uslovima ispitivanja na valjcima. Međutim, sve više su zastupljena vozila sa stalnim pogonom na četiri točka. U zavisnosti od konstrukcionog rješenja sistema za prenos snage neka od ovih vozila se takođe mogu ispitati u statičkim uslovima na konvencionalnim valjcima. Neke stanice tehničkog pregleda vozila posjeduju valjke sa modulom za ispitivanje vozila sa stalnim pogonom na četiri točka. Ovaj modul omogućuje obrtanje valjaka u suprotnim smjerovima jednakim ugaonim brzinama. Kočne sile na točkovima ispitivane osovine se moraju odrediti u dva koraka, prvo se ispituje jedan točak pa onda drugi. Kočne sile i koeficijent kočenja mogu se odrediti samo ako točak rotira u pravcu kretanja vozila. Ovakav način ispitivanja nije pogodan za vozila koja imaju osovinski diferencijal sa automatskom blokadom, ali takva vozila se rijetko sreću u praksi. Sva ona vozila koja se ne mogu ispitati u statičkim uslovima ispitivanja na valjcima, ili ukoliko kontrolor nije siguran da li se ispitivanje može izvesti, ispituju se na poligonu pomoću uređaja za mjerenje usporenja. Ispitivanje performansi sistema za kočenje primjenom uređaja za mjerenjе usporenja mogu raditi samo one stanice tehničkog pregleda vozila koje imaju odobrenje za ispitivanje vozila na poligonu stanice.

LITERATURA

[1]Pravilnik o izmjenama i dopunama pravilnika o dimenzijama, ukupnoj masi i osovinskom opterećenju vozila, o uređajima i opremi koju moraju imati vozila i o osnovnim uslovima koje moraju ispunjavati uređaji i oprema u saobraćaju na cestama (Službeni glasnik  BiH 26/19).

[2]Pravilnik o dimenzijama, ukupnoj masi i osovinskom opterećenju vozila, o uređajima i opremi koju moraju imati vozila i o osnovnim uslovima koje moraju ispunjavati uređaji i oprema u saobraćaju na cestama (Službeni glasnik BiH, broj 23/07).

[3] Milašinović, A., Knežević, D. Tehnologija tehničkog pregleda vozila. Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Saobraćajni fakultet Doboj. Doboj, 2010.

[4] Milašinović, A., Čiča, Đ., Đurić, Ž. Ispitivanje kočnih performansi vozila sa permanentnim pogonom na četiri točka pomoću uređaja s valjcima. Zbornik radova, Stručni skup tehnički pregledi vozila Republike Srpske 2017, Teslić, Republika Srpska, 30.9-1.10. 2017: 19-35.

[5] Pravilnik o tehničkim pregledima vozila (Službeni glasnik BiH 33/19).

[6] Đurić, Ž., Petković, S., Jotić, G. Specifičnosti vozila sa pogonom na četiri točka. Bilten,  Stručna institucija za tehničke preglede vozila Republike Srpske, 2014; V (10): 12-32.

[7] Đurić, Ž., Petković, S., Jotić, G. Ispitivanje efikasnosti sistema kočenja vozila pomoću uređaja za mjerenje usporenja. Zbornik radova, Stručni skup tehnički pregledi vozila Republike Srpske 2015, Teslić, Republika Srpska, 13. i 14. jun. 2015: 19-30.

[8] Radelić, D. Uređaj za mjerenje usporenja. Završni preddiplomski rad, Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, 2017.

[9] https://www.cvh.hr/sluzbene-obavijesti/2018/iii09-broj-1455-012018/, pristupio 17. 5. 2021.

[1] Odnosi se na vozilo prvi put registrovano u BiH prije 11. aprila 2007. godine.