Autotechnika szakfolyóirat
Autotechnika szakfolyóirat
2022. június | Olvasson bele!

Egy vizualizált fékvizsgálati technológia – 1. rész

hirdetés

Érdekes, hogy míg egyéb kategóriák járműveinek meghatározott nemzetközileg az az intervallum, gyakoriság, amikor a járművet vizsgálni kell, ez „L” kategóriában a tagállamok jogszabályalkotóira van bízva. Kevésbé ismert, hogy a 2014/45/EU irányelven belül a 20. cikk rendelkezik róla, idézzük: „legkésőbb 2019. április 30-ig a Bizottság független tanulmányok alapján jelentést nyújt be az Európai Parlamentnek és a Tanácsnak a motorkerékpárok és segédmotoros kerékpárok irányelv hatálya alá vonásának hatékonyságáról. A jelentés megvizsgálja a közúti közlekedésbiztonság Unión belüli alakulását, és az L kategóriájú járművek minden egyes alkategóriájára tekintetében összehasonlítja a nemzeti közlekedésbiztonsági intézkedések eredményeit, figyelembe véve az e járművek által átlagosan megtett távolságot.”

Jelenleg hazánkban nincs központilag elfogadott, rendeletben rögzített féktechnológia az „L” kategóriás járművekre vonatkozóan. A probléma bonyolultsága – mely többek között a szóban forgó járműkör technikai kialakításából, a fékrendszerek összetettségéből fakad – folyamatos kihívás elé állítja a szakmai szereplőket. A probléma megoldását előkészítendő, születtek e témakörben olyan vizsgálatok, kutatások, melyek eredményei egyrészt alapot, másrészt egyfajta biztató jövőképet mutatnak.

A téma jelentőségére, illetve a közlekedésbiztonsági fontosságára tekintettel már régóta végeznek vizsgálatokat a szakértők, főleg egyes balesetekből levonható tanulságok kiértékelése miatt. Erre jó példa a dr. Melegh Gábor által összeállított tapasztalati táblázat, melyet már 2004-ben publikált.

A baleseti elemzések jól mutatják, hogy a motorkerékpárokkal elérhető lassulásértékek jóval meghaladják a személygépkocsival elérhető átlagos értéket. Ha magyarázatot keresünk rá, akkor figyelembe kell vennünk azt, hogy a gépkocsi tengelyei egymástól függően fékeződnek, hiszen a fékköröket csak egyetlen fékpedállal lehet szabályozni. A kétnyomú járművek stabilitásvesztés-elemzése alapján biztonsági okból az első tengelyen van a fékterhelés nagy része, míg a motorkerékpároknál a motoros – elvileg – mindkét tengelyen optimális fékhatást fejthet ki, mivel a tengelyek egymástól függetlenül, külön-külön is fékezhetők. Az alapprobléma: minél intenzívebb a fékezés, annál inkább tehermentesül és veszíti el tapadását a hátsó kerék. A gyártók ezen tapasztalatokat elemezve jutottak arra, hogy a lassulás növelésekor, a stabilitás érdekében az első kerék egy bizonyos fékterhelése után már csökkenteni kell a hátsó kerékre jutó fékezőerőt.

Szakértői publikálások alapján a megközelítőleg 2 m/s2 lassulásig (gyenge fékezés) a fékhatás megközelítőleg azonos: 50% az első, és 50% a hátsó féknél. Teljes fékezésnél (8 m/s2 ) a fékerő 82,5%-át az első fék szolgáltatja, míg a hátsó fék csupán 17,5%-át. Ennél nagyobb lassulásoknál – az úttest száraz és érdes – a fékerő egésze az első kerékre adódik át, szélsőséges esetben akár átborulást is eredményezhet. A modern sportmotoroknál a rövid tengelytáv, az előretolt súlypont miatt a lábfék önmagában semmit sem ér, csupán a fékpedálra hagyatkozva még gyengébb lassulás mellett is könnyen megcsúszik a hátsó kerék.

A U.S. Department of Transportation (USA Közlekedési Minisztérium) az MSF-fel (Motorcycle Safety Foundation – Motorkerékpáros Biztonsági Szövetség) egyértelműen rendelkezett arról, hogy mivel a sportmotoroknál nagyobb fékezést igényel az első kerék, ezért a jármű egészére vonatkozóan a fékerőeloszlás-arány elöl 75–90% legyen, addig a túramotorokra, mivel nagyobb tömeg terhelődik a hátsó kerékre, ezért nagyobb fékezőerővel rendelkezzenek a hátsó keréknél, és ezek figyelembevételével történjenek a fékvizsgálatok. A Nemzeti Szakértői és Kutató Központ Szombathelyi Intézetének koordinálásával kétkerekű motorkerékpárokon – L3e kategória – végzett 2015-ös lassulásmérések tapasztalatait, eredményeit is figyelembe véve a Q & Car Szakértői és Mérnöki Kft. koordinálásával 2018- ban Szombathelyen beindult egy olyan K+F projekt, melynek lényege, hogy olyan szakmai/szakértői háttérbázist teremtsen, mely megfelelő gyakorlati mérési, kísérleti támogatottságot tud adni az „L” kategóriás járművek fékvizsgálati technológiájának kidolgozásához.

A prioritást a fékvizsgálatokkal kapcsolatba a valós motorozás leképezésével a vészfékezés és a tartós fékezés élvezi. A Nemzeti Szakértői és Kutató Központ Szombathelyi Intézet által rendelkezésre bocsátott lassulásmérős teszteredmények száraz és nedves úton, ABS-szel és ABS nélküli konstrukciós kivitelekkel vizsgáltak. Ne felejtsük el, hogy az elektronika számol, és elhárítja a kerék blokkolását egy másodperc alatt akár 15-ször is. Ezt senki nem tudja saját maga végrehajtani. És akkor még nem beszéltünk a kanyarban történő fékezésről, mely a komplikált menetdinamikai összefüggések miatt bonyolult. Az ABS nélküli motorok mérése száraz úton 50 km/h-s sebességről történtek, míg az ABS-szel ellátott motorok mérése vizes úton 70 km/h sebességnél lettek megmérve. Ezeken észrevehető, hogy még vizes úton nagyobb sebességgel is jobb a lefékezettsége az ABS-es motorkerékpároknak, mint az azzal nem rendelkezőknek. Kielemzésre került, hogy az ABS nélküli motorkerékpárok - esetünkben egy KAWASAKI GPZ 900 – lefékezettsége a száraz, nagy súrlódású μ ≥ 0,5, valamint nedves, kis súrlódású ≥ 0,15 felületeken igazolja-e az alap fizikai téziseket. A diagramok kiértékelése alapján látható, hogy valószínűsíthetően a fékrendszer kialakítása miatt a nedves felület az első féknél mutat jelentős negatív irányú lassuláscsökkenést, míg a hátsó fék stagnálást mutat, mintegy a tapadási tényező csökkenéstől függetlenül. Ne felejtsük el, hogy az ENSZ-EGB 78. számú előírás szerint ABS-szel szerelt motorkerékpároknál a 60 km/h vagy 0,9·Vmax vizsgálati sebességnél a kerékblokkolás-ellenőrzést nagy és kis súrlódású felületeken is el kell végezni.

A maximális bedöntés szögét az abroncsok oldalvezető képessége, a súrlódási tényező és a motorkerékpár szabad magassága befolyásolja. Kanyarban történő fékezéskor a motort a fék-kormányzási nyomaték a függőleges helyzet felé téríti és rövid időre instabil menetállapotba kerül a jármű. A motorkerékpár-ABS elsősorban egyenes menetben megőrzött stabilitást biztosít. A túlfékezett első kerék bedöntött állapotban még ABS-szel is bukáshoz vezethet. És akkor nézzünk egy életből vett példát: gyakran találkozhatunk 20– 100 cm-es bitumenfoltokkal útjainkon. A tapasztalat az, hogy 50–60 km/h-ás sebességnél ez a folt akár 50%-kal megnövelheti az ABS-vezérelt motorkerékpár fékútját. 50 km/h-val elérve a bitumencsíkot az tapasztalható, hogy 20–50 cm-es csíknál 27%-kal, míg 100 cm-esnél 50%-kal hosszabb fékutat mértek. A magyarázat, hogy az ABS erősen csúszós bitumenhez alkalmazkodik, majd a jóval nagyobb tapadású aszfaltra érve a fékerőt egy ideig még a bitumen tulajdonságaihoz igazítja. A Q & Car Szakértői és Mérnöki Kft. által elvégzett 2018-as gyakorlati méréssorozat mind fékpadban, mind lassulásmérővel száraz úton történt. A vizsgálatok során nem feledkeztek meg a vizsgáló mérnökök, szakértők az osztott üzemi fékrendszerű (SSBS) kialakításról sem, amely az ENSZ-EGB 78. előírása alapján olyan fékrendszert takar, amely képes minden keréken működtetni a féket a két vagy több alrendszerrel egyetemben úgy, hogy egy alrendszer meghibásodása esetén a másik alrendszer működése zavartalan marad.

FÉKPADI VIZSGÁLATOK

A fékvizsgálati algoritmus a „régi” 3 pontos. A 2017. 07. 01-jén az MSZT által visszavont MSZ 07-4451:1990 szabvány szerinti mérés jelenleg a hazai műszaki vizsgáztatási gyakorlatban. A vizsgálatnál egy, a ma is használatban lévő Energoline 4.0 fékszoftverrel ellátott vizsgasori fékpad állt rendelkezésre. Jelen állás szerint a motorok fixálása nincs megoldva teljes mértékben, igaz, az első kerék fékerőmérésénél alkalmazva lett görgős megtámasztás, de például a hátsó kerék esetleges előre-hátra mozgását akadályozó satu nincs használatban. Az indításnál ki kell választani a megfelelő jármű-kategóriát, és a rendszer automatikusan az idevonatkozó parancssorokat jeleníti meg, és a méréshez szükséges görgőt indítja be. A mérés az előírásokban foglaltak alapján 3 fékerőértéken zajlik 25–50–75%-on és a rendszer ezeken a pontokon méri a fék ingadozását, de a fékerőket, mint értékelési szempontot nem veszi figyelembe. Sajnos az „L” kategóriás járművek típusbizonyítványaiban többnyire nincsenek kerekenkénti/tengelyenkénti fékerők, hanem a gyártók a kombinált fékezésre vonatkozó minimálisan elvárt lassulásértéket adnak meg, mely általában 5,8 m/s2 . Így tehát lényeges szempont, hogy nincsen gyári viszonyítási alap a fékerők tekintetében.

A 3 ponton mért kerékfékerő-eredményeket felhasználva megvizsgáltuk, hogy 100%-ra való kivetítésnél megmarad-e a linealitás. Az eredmény pozitív. Kétféle fékpad (görgőelhelyezés szerint) van jelenleg forgalomban. Amelyiknek a forgástengelye vízszintesen nem egy síkban van, az jobb a motorkerékpárhoz, de mind a kettőnél az első „A” tengely mérésekor van főleg a probléma. Mivel a kerék mélyebbre kerül a fékpadban, így megváltozik az első tengely utánfutás értéke (ez a motoroknál érezhető egyenes futási paraméterváltozást okoz).

Fékezés kezdetekor a fékerő a teleszkópszáron át nyomatékot kelt, minek következményeként a hátsó kerék tengelyterhelése csökken, így az utánfutásérték még tovább változik, így nehéz a fékpadra merőleges irányba tartani a kereket, vagy nekifeszül a vezető görgőnek. A fékerő növekedésével a jármű kezd kiemelkedni a fékpad görgői közül, közben a rugóstag is összenyomódik egy kicsit (az elöl lévő súrlódó tengelyt nem érinti a gumiabroncs, de a forgásérzékelő görgő még nem jelez csúszást), így csökken a tapadási felület, majd a hátsó görgőről finoman visszacsúszva kezdődik elölről a játék, ezért kapunk pulzáló (hullámos görbéket) eredményeket, mintha ütne a féktárcsa. Az életben fékezéskor a motor a tömegerők hatására egyre jobban az útfelülethez szorul és így a gumiabroncs-tapadási felület is valamivel növekszik, nő a tengely terhelése, ami jobban odaszorítja az útfelülethez, tehát sokkal nagyobb fékezési értéket tudunk produkálni, mint a fékpadban.

hirdetés

Az egy tengelysíkba eső fékpadban ugyanazzal a motorral rosszabb fékeredményt kapunk, mint az eltolt tengelyűn! Még meg tudunk tartani a fékpadban egy 400 kg-os Gold Winget is mindenféle segédeszköz nélkül az éppen nem mért tengely fékezésével segítve, de egyre több mai motor rendelkezik duál fékrendszerrel, ami nehezíti a mérést. A hátsó kerék kiékelésével vagy a satuba fogással lehet a kimozdulást csökkenteni, de csak akkor, ha azt a fékpadhoz rögzítik hosszirányú elmozdulás ellen (a vizsgasorok padozata általában nem érdesített a tisztán tarthatóság miatt).

A fékhatásosság értékelésének alapjául, 2018. 05. 20-tól a jogszabályokban is meghatározott lefékezettségi százalék számítása szolgál, amellyel alapvetően el lehet dönteni, hogy a jármű fékrendszere helyesen működik-e. A lefékezettségi százalék (lsz) képlete:

ΣF = kerékfékerők összege), a = a jármű lassulása, mö = a jármű forgalmi engedélyében szereplő megengedett össztömege, g = nehézségi gyorsulás.

A fenti képlet bal oldala lassulásmérővel, míg a jobb oldala a fékpadon, a kerékfékerők függvényében történő számolásmódot mutatja, ezáltal egyfajta logikai „átjárhatóságra” is rámutatva.

A tesztmérések kiértékelése során – hisz a műszaki vizsgával szinkronban itt is egy személlyel lett mérve – azonban a lefékezettségi százalék mérésénél nem az össztömeggel, hanem a jármű saját tömege plusz 75 kg-mal számolás vetődött fel alternatívaként a valósághoz való közelítés miatt. A következő táblázatnál különböző motorok fékpadi vizsgálatának segítségével lehetett összehasonlítani a kétféle számításból kapott értékeket.

A táblázatban, ahol a piros cellák láthatók, ott a fékszoftver nem írt ki értéket, ezért a számolásokban ezeket nem lehetett felhasználni. Ez a programok egy sarkalatos pontja, hogy valamikor kiírja mind a két tengely tengelyenkénti három fékértékét, azonban van olyan, hogy hiányosan írja ki ezeket az eredményeket.

Fékpadi mérés egyedül a Suzuki quadnál nem történt, ugyanis quadot csak erre speciálisan kialakított fékpadon lehetne mérni, viszont a legtöbb vizsgasori fékpad az aknás kialakításából adódóan nem képes ezt a kis nyomtávú járművet fogadni. Viszont a K+F projekt teljessége miatt olyan vizsgálóállomástól is érkeztek adatok, ahol van kimondottan quadmérésre alkalmas keskeny nyomtávú fékpad. Mivel a vizsgálat egy személlyel történt, ezért elemzésre került, hogy a lefékezettségi értékek hogyan változnak, ha a számolási metodikába a „magyar elképzelésnek” nevezett gondolat alapján 75 kg-mal van számolva a saját tömeghez a vizsgáló személy, vagy a nemzetközi trendeknek megfelelően össztömeggel lett ellenőrizve a lefékezettség.

Mint az a mérésekből is látszik, a Polaris TP40 típusú járműnek két példánya is a tesztfl otta alanya volt. A táblázatban megfigyelhető, hogy mekkora különbségek adódnak a fékerőkben ennél a járműnél. A mérés alapján a rendszer megfelelt minősítést adott a járműnek, ugyanis a pad a fékerő-ingadozást tekinti értékelési paraméternek. Az erők és ezáltal a lefékezettségi százalékok is közel kétszeres szorzóval alakulnak, ebből is látszik, hogy milyen nagy fizikai különbségek mellett is megfelelő értéket kaphatunk. Így felmerülhet annak kérdése, hogy nem kellene-e más paramétereket is határok közé szorítani a megfelelőség szempontjából, ezzel elkerülve a paraméterek nagyfokú szórását.

Az ENSZ-EGB 78. számú előírásnak van egy fontos fogalma, ami pedig nem más, mint az egyesített fékrendszer, azaz a másik nevén CBS, amely egy olyan fékrendszert takar, ahol legalább két féket lehet működtetni vele egyszerre. Ezen féktechnológia mérése ugyanis nagyon könnyen nem megfelelő eredményeket képes produkálni egy fékpadi vizsgálaton. A másik szempontról már előbb említés került, hogy sajnos az „L” kategóriás járművek típusbizonyítványaiban többnyire nincsenek kerekenkénti/tengelyenkénti fékerők, hanem a gyártók a kombinált fékezésre vonatkozó minimálisan elvárt lassulásértéket adnak meg, mely általában 5,8 m/s2. Így tehát lényeges, hogy nincsen gyári viszonyítási alap a fékerők tekintetében. Ennek megfelelően tehát – hogy a méréseket még a fékek hőmérsékletállapot különbsége se befolyásolja – közvetlenül a fékpadi vizsgálat után a vizsgálóállomáshoz közeli közforgalom elől elzárt útszakaszon lassulásméréseket végeztünk egy XL Meter és egy Energo-SM lassulásmérővel.

Látszik, hogy majdnem kétszeres fékerő adódik a lassulásmérővel történt mérésnél, mint fékpadi mérés alatt. Azonban fontos azt is megjegyezni, hogy ez a különbség még tovább nőne, ha a tömeget például legnagyobb megengedett össztömegként számolnánk, másrészt pedig a jármű a padban nem 90 km/h-ról fékeződött, hanem annál lényegesen lassabb sebességről (3–5 km/h).

A kiértékelésekből is lehet látni, hogy egy ilyen vizsgálathoz a minimális szükséges távolság még 60 km/h-nál is legkevesebb 50 méter körül van, tehát a vizsgálóállomás területén minimálisan ekkora egyenes, megfelelő útburkolattal ellátott szakasznak kellene lennie. Egy 150–250 m-es szakasz lenne azonban az a távolság, aminél már kijelenthető, hogy a lassulásmérővel végzett vizsgálatot az útszakasz esetleges rövidsége nem befolyásolja. A 250 méteres távolságra azért lehet szükség ugyanis, hisz például egy Polaris 570-es quad már nem képes ugyanazt a gyorsulást produkálni, mint a kétkerekű, nagyobb teljesítményű társai. Valamint, ha a fékrendszer nincs megfelelő állapotban, akkor a fékút növekszik, így a biztonsági tartalékút indokolt.

Manapság a vizsgáztató állomások főleg négykerekű járművek fékpadi vizsgálatára alkalmas berendezésekkel vannak felszerelve. Ezeken a fékpadokon kétkerekű motorkerékpárokat lehet ugyan fékhatás szempontjából mérni, de rögzítettségük nem mindig oldható meg megfelelően. Arról nem is beszélve, hogy vannak olyan járművek, mint például az L7e kategóriás quadok, amelyek ugyanúgy lehetnek műszakivizsga-kötelesek és forgalmival, rendszámmal ellátottak, ezért ezeket is fékpadi vizsgálatnak kell alávetni. Az ilyen jellegű járművek a méretükből adódóan nem képesek hagyományos paraméterezésű fékpadra járni. Fő problémát az okozza, hogy a fenti járművek, a nyomtáv kis mérete miatt, nem képesek ráállni a két oldalon elhelyezett görgőre, így nem valósítható meg a mérés. Ezek orvoslására kaphatók kis méretű fékpadi berendezések. Ilyen ezközök nélkül quadokat csak olyan vizsgaállomásokon lehetne mérni, amelyeknél van olyan hosszú a közforgalom elől elzárt útszakasz, ahol megfelelő és hitelesített lassulásmérő berendezéssel lehet dokumentálni a fék működési pontosságát. Az ENSZ-EGB 78. számú előírás szerint ún. száraz megállási vizsgálatnál (egy fék van működtetve) különböző vizsgálati sebességek vannak meghatározva egy-egy „L” alkategóriánál. Az L1 és L2 kategóriáknál például az érték 40 km/h vagy 0,9·vmax (maximális sebesség), míg L3, L4 és L5 kategóriánál ez az érték 60 km/h vagy 0,9·vmax. Ilyen vizsgálatokat azonban el kell végezni olyan esetekben is, amikor az összes üzemi fékrendszer egyszerre van működtetve. A Suzuki quad lassulásmérővel történő mérésénél nagy probléma volt a műszer megfelelő rögzítettsége, ugyanis a műszert a járművön úgy kell elhelyezni, hogy azt a vezető képes legyen megfelelően kezelni és az azon kiírt sebességet könnyen le tudja olvasni a teszt során. A megfelelő rögzítési felület hiányában a kormányra került rögzítésre a berendezés. A mérés azonban a műszer megfelelő rögzítettségének ellenére nem volt sikeres, ugyanis a jármű a motor által keltett rezgéseivel annyira befolyásolta a lassulásmérő megfelelő működését, hogy nem lehet azzal értékelhető eredményeket elérni. Konklúzióként levonható tehát, hogy a lassulásméréshez olyan műszerfelfogató egységre is szükség van, mely egyrészt mobil, másrészt a fix rögzítése mellett rezonanciaelnyeléssel is rendelkezik.

(Folytatjuk)

Molnár László, közlekedési szakértő
Molnár Csongor, járműmérnök


Kapcsolódó dokumentum:


egy-vizualizalt-fekvizsgalati-technologia-1-resz


Tetszett a cikk?

hirdetés

hirdetés