WIRTUALNA NAUKA JAZDY

& Road Safety autor: inż.Stanisław Kwartnik




HAMOWANIE, ZATRZYMANIE
(BRAKING, STOPPING SIGHT DISTANCE)

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 każdych warunkach pogodowych, przyczepności jezdni i przy różnym zmiennym 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.

Tu wyświetlam przyjazne reklamy z "Google AdSense" - dziękuję:)

ETAPY:

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

- DROGA HAMOWANIA jest 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 może być związane z masą pojazdu i jego obciążeniem.

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

- PRĘDKOŚĆ UDERZENIA : gdy zabraknie 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.

- uderzenia tych samych pojazdów jadących z tą samą prędkością - skutki od samochodu ciężarowego będą 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 NA DROGĘ HAMOWANIA


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 (ciężar pojazdu spoczywa na niehamowanych kołach).
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 zahamowanymi w powietrzu, na lodzie, 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 :

https://www.prawko-kwartnik.com/WYKRES.JPG


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 się 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 PRZED POJAZDEM W RUCHU


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 wszystkich 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 nawet dla osób w samochodach.
Ryzyko śmierci dla wszystkich uczestników ruchu drogowego.
C - strefa hamowania od 40 km/h do zatrzymania się (Dz).
Tu ryzykujemy powstanie kolizji drogowej, natomiast w spotkaniu z niechronionymi uczestnikami ruchu (piesi, rowerzyści, motocykliści) powstanie wypadek i ryzyko ich śmierci.
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 sytuacji przez 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 można liczyć.
Zbliżając się do przejść dla pieszych, każdy kierujący ma obowiązek każdorazowego zwolnienia, zachowania szczególnej ostrożności, dbania o wzajemną widoczność. Ma obowiązek pilnie obserwować sytuacje, czytelnie postępować i współpracować z wszystkimi innymi kierującymi i pieszymi.

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 możliwego 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, zestawienia, własne analizy nie są podstawą rozstrzygnięć prawnych!
Podstawą są Dzienniki Ustaw, Rozporządzenia Rady Ministrów i inne akty prawne.
Wszystkie przedstawiane na stronach aplikacje, kalkulatory, animacje są mojego pomysłu i wykonania - podlegają ochronie praw autorskich.
Można wykorzystać je tylko do użytku osobistego - w pozostałych przypadkach proszę o kontakt - patrz: oferta.
Wymagają ciągłego doskonalenia ale ...




Animacje, gry, kalkulatory wykonałem w technologii Flash (grafika wektorowa - pliki swf).
Z końcem 2020 roku zablokowano zawartość flash w większości przeglądarek.
Aktualnie (8.10.2021) gry, kalkulatory, animacje w plikach swf można odtwarzać na komputerach w przeglądarce Microsoft Edge, Firefox z bezpłatnym rozszerzeniem "Flash Player 2021.
Część prac przerobiłem na inne formaty. Wszystkiego się nie da, z różnych powodów - przepraszam, jeśli czegoś nie da się uruchomić.
Trwa przebudowa stron - przepraszam za niedogodności i mimo trudności - zapraszam :)



Aktualizacja:
1.12.2022
WITAJ



TEORIA w tydzień
OSK Jaworski Marcin
Kalwaria Zebrzydowska
ul. Krakowska 1
Start: 14.12.2022
godz.15.00
Hyundai i20
info:661 682 405



Numer PKK online


SPRAWDŹ CZAS REAKCJI

Czas reakcji,refleks

BEZPIECZNY ODSTĘP

Bezpieczny odstęp, czas reakcji, refleks

DROGA HAMOWANIA, ZATRZYMANIA

droga zatrzymania,droga hamowania,droga reakcji

DROGA WYPRZEDZANIA

droga wyprzedzania, czas wyprzedzania




Mój kanał i filmy na YouTube




Niezależny audyt systemu Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego (BRD) w Polsce.




Valid CSS! * strona główna * mapa serwisu * Polityka prywatności * Kontakt

Copyright © 2001 - 2022 inż.Stanisław Kwartnik - Wszelkie prawa zastrzeżone.