Test hamulców w samochodach z napędem 4×4

Test hamulców w samochodach z napędem 4×4 Adobe Stock – Romaset
14.2.2024

Mimo że pojazdy z napędem na cztery koła mają taki sam układ hamulcowy jak pojazdy z napędem na przednie lub tylne koła, testy ich hamulców się różnią.

  • Jak działa rolkowy tester hamulców pojazdów z napędem 4×4? 
  • Przygotowania do testów, spełnienie kryteriów stanowiska, pomiar sił hamowania. 
  • Rolkowe i płytowe stanowiska testowe – przebieg testu dynamicznego. 

Zgodnie z obowiązującymi w Niemczech wytycznymi, które dotyczą:

  • użytkowania,
  • jakości,
  • testowania hamulców.

warsztaty samochodowe są zobowiązane do przeprowadzania oceny stanu technicznego układów hamulcowych pojazdów z napędem na cztery koła przy użyciu specjalnie zaprojektowanych stanowisk testowych. Chociaż w przepisach nie określono tego jednoznacznie, dotyczy to również kontroli hamulców przeprowadzanych w warsztatach poza okresowym przeglądem technicznym.

Wytyczne te dotyczą jednak wyłącznie pojazdów ze stałym napędem na wszystkie koła i pojazdów wyposażonych w tzw. międzyosiowy mechanizm różnicowy, który ma cechy napędu nierozłączalnego. Pojazdy z możliwością ręcznego lub automatycznego dołączenia napędu na wszystkie koła mogą być testowane w stanie odblokowanym w taki sam sposób jak pojazdy z konwencjonalnym napędem na przednią lub tylną oś.

Uwaga! 
W pojazdach ze stałym napędem 4×4 wszystkie koła są sztywno połączone poprzez układ napędowy, sprzęgło wiskotyczne, mechanizm różnicowy Torsen lub samoblokujący mechanizm różnicowy typu Haldex.


Napęd jednoosiowego rolkowego testera hamulców działa wyłącznie na jedną oś, podczas gdy układ napędowy pojazdu przenosi moment obrotowy i siłę hamowania na drugą oś. To prowadzi do błędnych pomiarów na badanej osi. Problemu nie rozwiąże nawet uniesienie kół nietestowanej osi za pomocą podnośnika.

Uwaga! 

W Niemczech badanie siły hamowania zgodnie z § 29 StVZO (czyli niemieckich przepisów dotyczących badań pojazdów) nie jest już możliwe bez stanowiska do badań hamulców.

Szczególne wymagania stanowiskom testowym stawiają pojazdy ze stałym napędem na cztery koła. Z kolei stanowiska testowe z czterema płytami są szczególnie przydatne w przypadku pojazdów z napędem na wszystkie koła.

Rolkowy tester hamulców może być zastosowany tylko wtedy, gdy ma urządzenie do zmiany kierunku obrotu rolek (dzięki czemu każde koło może być testowane indywidualnie).


Rolkowy tester hamulców pojazdów z napędem 4×4

Podczas badania hamulców w pojazdach ze sztywnym napędem na wszystkie koła, przeprowadzanym na rolkowym urządzeniu do badania hamulców, możliwe jest zdemontowanie wału napędowego (tj. oddzielenie układu napędowego). Byłoby to jednak nie tylko bardzo czasochłonne, ale w Niemczech także niezgodne z zasadami badania pojazdu.

Wynikają tam one z rozporządzenia StVZO (Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnun), które reguluje zasady dopuszczania pojazdów do ruchu drogowego. W § 29 tego przepisu ustawodawca jednoznacznie określa, jak powinny być zaprojektowane stanowiska badawcze. Możliwe jest jednak „rozdzielenie” układu napędowego bez ingerencji mechanicznej, poprzez tzw. odwrócenie kierunku obrotów.

Takie odwrócenie występuje, kiedy w tym samym czasie dwa koła na jednej osi obracają się w przeciwnych kierunkach, tzn. jedno koło obraca się do przodu, a drugie do tyłu – w tym samym czasie i z tą samą prędkością (to bardzo ważne!). W takiej sytuacji żadne siły obrotowe nie są przenoszone przez układ napędowy.

Do przeprowadzenia tego typu badań wystarczy rolkowe, prądnicowe stanowisko testowe, które umożliwia odwrócenie kierunku obrotów rolek. Obecnie producenci oferują rolkowe stanowiska testowe, w których jeden zestaw rolek może obracać się naprzemiennie do przodu i do tyłu. Oczywiście pojazdy z konwencjonalnym napędem również mogą być testowane na tych stanowiskach, jeśli kierunek obrotu nie zostanie zmieniony.

test_hamulcow

Konstrukcje napędu 4x4: a) napęd ręcznie dołączany; b) napęd dołączany za pomocą sprzęgła wiskotycznego lub mechanizmu różnicowego Torsen; c) napęd dołączany automatycznie.

Przygotowania do przeprowadzania testów 

Hamownia rolkowa przeciwbieżna zawsze mierzy siłę hamowania na kole, które obraca się do przodu – zarówno w przypadku hamulca roboczego, jak i postojowego. Jeśli siła hamowania nie jest automatycznie regulowana na stanowisku testowym, miernik siły nacisku na pedał hamulca mierzy siłę hamowania obu kół osi z jednakową siłą. To pozwala dokładnie określić ewentualne różnice w działaniu siły hamowania między lewym a prawym kołem.

Stanowiska testowe – w zależności od modelu – dostarczają dodatkowe dane, takie jak: monitoring napędu, kontrola prędkości silników napędowych rolek, kątów obrotu kół itp. Niezależnie jednak od zastosowanego stanowiska testowego wiarygodne i powtarzalne wyniki można osiągnąć tylko wtedy, gdy pojazd jest poprawnie serwisowany.

Hamulce muszą być więc odpowiednio wyregulowane, prawidłowy powinien być także luz pedału, a poziom płynu hamulcowego – wystarczający. Nie może też być powietrza w układzie hydraulicznym ani wycieków, a ciśnienie w oponach musi być właściwe i równomiernie rozłożone na koła danej osi. Jednostronnie bowiem zużyte opony, niewłaściwa regulacja osi napędowej lub nieprawidłowe wyważenie kół mogą wpłynąć na zafałszowanie wyników testu.

wykres_sila_hamowania

Wykresy określające różnice lub odchylenia sił hamowania między kołami jednej osi.

wskaznik_sily_hamowania

Wykres określający wskaźnik „z” na podstawie sumy wszystkich sił hamowania i dopuszczalnej masy całkowitej pojazdu.

Przebieg testu hamulców 

Test hamulców w pojazdach z napędem na wszystkie koła jest podobny do testu w samochodach z napędem konwencjonalnym. Różnicą jest to, że pomiary wykonuje się tylko dla pojedynczego koła na jednej osi. Po podłączeniu dynamometru pojazd zostaje wepchnięty kołami jednej osi w zagłębienie w urządzeniach rolkowych. Następnie rozłącza się napęd kół od silnika przez rozłączenie sprzęgła lub włączenie pozycji neutralnej.

Silnik musi być nadal uruchomiony, żeby zapewnić podtrzymanie siły hamowania przez urządzenie hamujące. W kolejnym kroku włącza się stanowisko testowe i zmienia kierunek obrotów rolek. Prędkość potrzebna do przeprowadzenia testu wynosi zazwyczaj 2,5 km/h lub 5 km/h. Podczas pracy testera wciska się pedał hamulca i stopniowo zwiększana jest siła hamowania, aż do momentu osiągnięcia zablokowania kół.

Wyświetlona wartość pomiarowa odpowiada sile hamowania zmierzonej na danym kole. Taki sam test przeprowadza się na drugim kole tej samej osi, przy czym siła nacisku na pedał musi być dokładnie taka sama. Następnie tej samej procedurze poddaje się koła na drugiej osi i hamulec postojowy. Ponieważ stanowiska testowe ze zmianą kierunku obrotów nie mierzą sił hamowania dla obu kół osi jednocześnie, uzyskane wyniki można porównać dopiero po zakończeniu badania drugiego koła.

Nowoczesne urządzenia rolkowe, które są przeznaczone do pojazdów z napędem na wszystkie koła, automatycznie wyświetlają różnice w skuteczności hamowania między poszczególnymi kołami danej osi. Mimo tej automatyzacji, badanie hamulców pojazdów z napędem na wszystkie koła trwa dłużej niż w przypadku pojazdów z konwencjonalnym napędem.

Testy hamulców, które są wykonane zgodnie z § 29 StVZO, pozwalają określić całkowitą siłę hamowania – poprzez zsumowanie sił hamowania działających na wszystkich kołach (w odniesieniu do dopuszczalnej masy całkowitej pojazdu). Dodatkowo uwzględniają różnicę w siłach hamowania między kołami na pojedynczej osi, wyrażoną jako wartość procentowa.

Nowoczesne urządzenia testowe automatycznie obliczają te parametry. Natomiast w przypadku starszych urządzeń te wartości można odczytać z wykresów lub obliczyć je przy użyciu odpowiednich wzorów. Siłę hamowania (z) oblicza się następująco:

wzor_tester

             

Badanie hamulców na stanowisku płytowym 

Oprócz rolkowego testera hamulców istnieje również tester płytowy. Jego konstrukcja charakteryzuje się dwiema lub czterema płytami ułożonymi w płaszczyźnie nawierzchni jezdni, które są zamontowane na kulkach, rolkach lub są zawieszone na sprężynach (dzięki czemu można je przesuwać w kierunku wzdłużnym – co odpowiada kierunkowi najazdu).

Na każdym przednim końcu płyty opierają się o urządzenie do pomiaru ciśnienia. Stanowiska rolkowe i płytowe różnią się tym, że na stanowisku rolkowym pojazd jest nieruchomy, a obracają się rolki pomiarowe. Natomiast na stanowisku płytowym porusza się pojazd, a nieruchome są płyty. Badanie hamulców na hamowni rolkowej nazywane jest więc testem statycznym, a badanie hamulców na hamowni płytowej – testem dynamicznym.

Każda hamownia płytowa – niezależnie od tego, czy ma dwie, czy cztery płyty – jest przeznaczona do wszystkich pojazdów z napędem tylko na przednie lub tylne koła, a także do pojazdów z załączanym napędem na cztery koła, co odpowiada możliwościom zwykłej hamowni rolkowej. Z innej strony do badania pojazdów ze stałym napędem 4×4 odpowiednie jest tylko stanowisko dynamometryczne z czterema płytami.

Choć to urządzenie nadaje się do testowania wszystkich typów pojazdów, opracowano je specjalnie dla pojazdów z napędem na wszystkie koła. Żeby dostosować się do różnych rozstawów osi, producenci oferują stanowiska testowe z nieznacznie dłuższymi płytami (od ok. 1,50 m do 1,80 m). Wydłuża to także czas pomiaru – z ok. 0,2 s w przypadku zastosowania krótkich płyt do 0,5–1 s w przypadku płyt dłuższych.

Takie rozwiązanie umożliwia zarejestrowanie procesu hamowania podczas co najmniej 2/3 obrotu koła, co zwiększa dokładność przeprowadzonego testu hamowania. Pod względem regulacji hamulców, luzu pedału hamulca, poziomu płynu hamulcowego, układu hydraulicznego i ciśnienia w oponach podczas badania hamulców na hamowni płytowej obowiązują takie same warunki wstępne jak podczas badania na hamowni rolkowej.

Na potrzeby wykonania badania pojazd wjeżdża na płyty wszystkimi kołami jednocześnie i hamuje. Prędkość najazdu wynosi ok. 10–15 km/h. Kiedy pojazd hamuje na płytach, każda z nich przemieszcza się w kierunku urządzenia do pomiaru docisku. Następnie urządzenie pomiarowe przekazuje zmierzoną wartość siły hamowania (oddzielnie dla każdego koła) do miernika z wyświetlaczem i/lub urządzenia rejestrującego.

Maksymalna siła hamowania nie może być wyższa niż siła tarcia między oponą a płytą (granica poślizgu). Prędkość istotnie więc wpływa na wynik pomiaru. Ocena zmierzonych sił hamowania, opóźnienia i różnic między poszczególnymi kołami osi przebiega identycznie jak w przypadku hamowni rolkowej.

konstrukcja_napedu_4na4

W przypadku stałego napędu 4x4 wymagana jest specjalna procedura testu hamulców. Źródło: Mercedes-Benz

Rolkowe i płytowe stanowiska testowe

Hamownia rolkowa zajmuje mniej miejsca niż hamownia płytowa. Z kolei stanowisko płytowe jest tańsze i lepiej nadaje się do przeprowadzania kontrolnych badań pojazdów. Na korzyść stanowiska płytowego przemawia również krótki czas, jaki zajmuje przeprowadzenie testu hamowania. Ponadto ten dynamiczny test, który uwzględnia również przeniesienie ciężaru na przednią oś podczas hamowania, jest praktyczniejszy niż test statyczny na hamowni rolkowej. Natomiast test na stanowisku rolkowym umożliwia również wykrycie innych usterek (takich jak owalność bębnów i tarcz hamulcowych), a także pozwala otrzymać powtarzalne wyniki pomiarów.

NAPĘDY 4×4

Napęd na cztery koła, choć najczęściej jest kojarzony z wytrzymałymi terenowymi SUV-ami, znalazł swoje zastosowanie także w wielu innych rodzajach pojazdów.

Te zaawansowane układy napędowe zwiększają przyczepność kół pojazdów w trudnych warunkach terenowych oraz poprawiają stabilność i bezpieczeństwo jazdy po bezdrożach i po nierównej nawierzchni.

Wyróżniamy 3 główne typy napędów 4x4: włączany ręcznie, stały oraz dołączany automatycznie.

1. Napęd 4×4 włączany ręcznie to układ przeniesienia napędu, w którym koła samochodu są napędzane przez cały czas lub też jedna z dwóch osi (najczęściej tylna) jest na stałe podłączona z silnikiem, a napęd drugiej jest aktywowany za pomocą dźwigni lub przycisku. Ten rodzaj napędu często jest stosowany w pojazdach terenowych i pickupach, gdzie równomierne rozłożenie mocy na obydwie osie umożliwia skuteczne pokonywanie trudnych przeszkód terenowych. Dzięki możliwości ręcznego włączania napędu 4x4 kierowca może dostosować pojazd do jazdy w trudnych warunkach takich jak błoto, piach, kamienie lub śnieg.

2. Stały napęd na 4 koła z centralnym dyferencjałem to konfiguracja często spotykana w samochodach osobowych o sportowym charakterze. W tym układzie napędu obie osie pojazdu są zazwyczaj napędzane przez cały czas, a centralny dyferencjał (przy użyciu sprzęgła wiskotycznego lub mechanizmu różnicowego typu Torsen) umożliwia równomierne rozłożenie mocy między koła przedniej i tylnej osi. Ten rodzaj napędu przyczynia się do poprawy przyczepności i stabilności pojazdu, zwłaszcza podczas dynamicznej jazdy, co czyni go popularnym wyborem w sportowych autach osobowych. W porównaniu do napędu włączanego ręcznie jest to bardziej skomplikowane rozwiązanie, ale jednocześnie oferujące większą stabilność podczas jazdy. Jest to szczególnie istotne w warunkach wymagających precyzji i kontroli pojazdu.

3. Napęd 4x4 dołączany automatycznie to konfiguracja, w której napęd na wszystkie 4 koła jest aktywowany automatycznie, dostosowując się do warunków jazdy i potrzeb pojazdu. W tym układzie napędu, gdy auto wykazuje problemy z przyczepnością, część mocy może być automatycznie przekazywana na drugą oś, poprawiając trakcję. Po odzyskaniu lepszej przyczepności skrzynia rozdzielcza może wrócić do trybu napędu na jedną oś (2WD), co przyczynia się do zwiększenia efektywności paliwowej. Ten rodzaj napędu 4x4 jest obecnie szeroko stosowany w popularnych nadwoziach typu SUV oraz crossover, oferując elastyczność dostosowywania się do różnych warunków nawierzchni drogowej – bez konieczności ingerencji kierowcy.

Regularnie kontroluj hamulce!
Napędy 4x4 to nie tylko technologia używana przez „terenowe potwory”. Znajdują one zastosowanie w wielu pojazdach, dostarczają nie tylko przyczepność kół w trudnych warunkach, ale także poprawiają stabilność i bezpieczeństwo jazdy. Bez względu na to, czy napęd włączany jest ręcznie, jest stały czy dołączany automatycznie, każdy z tych systemów oferuje unikalne korzyści, dostosowując się do różnych potrzeb kierowcy.

Warto jednak pamiętać, że niezależnie od rodzaju napędu, bezpieczeństwo na drodze wymaga również sprawnego systemu hamulcowego.

W pojazdach z napędem 4x4 szczególnie istotna jest regularna kontrola hamulców, zwłaszcza przy intensywnym korzystaniu z różnych trybów napędu. Skuteczność hamulców ma kluczowe znaczenie dla zachowania kontroli nad pojazdem, zarówno w trudnym terenie, jak i na drogach o dobrej nawierzchni.

 

Artykuł na podstawie materiałów czasopisma „autoFachmann”.

O Autorze

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę