Meny
I SUN Bromprovarskola kan du läsa om retardation (hastighetsminskning), bromskraft, testmetoder och mätprinciper för bromsprov.
I de flesta länder finns krav på en mininivå av inbromsningskraft ett fordon ska uppnå. Bromstest på en öppen väg är ofta alltför riskabelt och därför används vanligen en rullbromsprovare. Vissa fordon kan av tekniska skäl i stället kontrolleras med en retardationsmätare vid inbromsning på väg.
I vår Bromsprovarskola har vi samlat information kring bromsprov med allt från de fysiska grunderna av bromskraft till uträkning av bromsvärde och variationer.
Vår bromsprovsskola är tänkt som inspiration och teknisk information, och fungerar ej som bruksanvisning för våra bromsprovare.
Välkommen att lära dig mer om bromsprov!
Bromskraften (FB) är nödvändig för att bromsa fordon från hög hastighet ner till låg hastighet.
Det görs alltid i motsatt riktning av rörelsen.
Kraft mäts med hjälp av enheten N (uppkallad efter den engelske fysikern Isaac Newton).
FW ≅ 1 kN
F = 1000 N = 1 kN
1 kN motsvarar ungefär kraften FW vid en vikt på 100 kg
(exakt 0,981 kN).
Det finns många sätt att bromsa en bil….
Bild 4 och 5 visar rätt väg; att bromsa på hjulen.
Några fysiska grunder:
1. Friktion FH (vidhäftning)
Hastighet v = 0
2. Friktionskraft FR (glidande)
Det krävs mer kraft för att starta ett stillastående föremål än att hålla det i kontinuerlig rörelse.
Vidhäftning (friktion) och glidande (friktionskraft) är proportionella mot kraften på grund av kroppens vikt och beror på egenskaperna hos det vidhäftande och / eller glidande materialets ytor (t.ex. ojämnheter).
FH = μH · FW > FR = μR · FW
(μH: vidhäftningsvärde, μR: friktionsvärde)
Skissen nedan visar rörelse framåt utan bromskraft.
FWH är bakaxelbelastningen och FXV är framaxelbelastningen.
Vidhäftnings- och friktionskrafterna för varje hjul beror både på den verkande delen av kraft och på vikten på detta hjul (i det enklaste fallet axelvikten dividerat med antalet hjul under axeln i fråga) och respektive vidhäftnings- och / eller friktionsvärde mellan hjul och underlaget.
Förhållanden mellan axellaster och olika underlag resulterar i olika vidhäftnings- och friktionskrafter.
Bra kör- och bromsegenskaper finns när dessa krafter överförs optimalt till underlaget, vanligtvis en vägyta. Detta inträffar när hjulet rullar med fast vidhäftning på underlaget och inte glider på det.
Glidning av ett hjul sker alltid när kör- och / eller bromskraften som verkar på detta hjul, blir större än vidhäftningskraften.
Vid körning framåt snurrar hjulen. Vid bromsning börjar hjulet mer eller mindre att glida på underlaget, och det roterar mindre än det borde för motsvarande bromssträcka.
Om hjulet låser sig är bara den mindre friktionskraften FR (glidande) effektiv och bilens bromsar på hjulet har ingen effekt; bilens beteende blir okontrollerbart.
Körning (drivande kraft FA)
Rullande: Glidning (halkning):
Förhållande: n1 < n2 och v1 > V2
Bromsning (hjulbromskraft FB, R)
Rullande: Glidning (halkning):
Bromskraften FB, R på ett hjul kan aldrig vara större än vidhäftningskraften mellan hjulet och underlaget.
Bromskraften FB, R på hjulytorna frigörs av pedalkraft FP, skapad vid bromspedalen, vilket ökas med hjälp av mekanik, elektronik och hydraulik och sedan överförs som kompressionskrafter FP till bromsskivorna (alternativt trummor).
Detta skapar friktionskraft FR. Vid denna punkt får det inte finnas någon vidhäftning, eftersom hjulet annars skulle låsas.
Vridmomentet som skapas tillsammans med hjulaxeln (M = FR · h) är lika med vridmomentet M = FB, R · r (r = hjulets radie) för ett hjul som är rullande, inte glidande.
Detta ger:
FB, R = FR · ( h ÷ r ) = f · FP
(f = överföringsfaktor)
Det är viktigt att bromskraften för respektive hjul på en axel är lika stor, dels för att undvika sneddragning (kursavvikelse), dels undvika att något hjul glider (sämre friktion). Därför mäts varje hjul för sig själv på en bromsprovare. För detta finns en statisk och en dynamisk metod.
Med den statiska metoden bestäms kraften som är nödvändig för att rotera ett hjul när bromsarna är åtdragna.
Mätprincipen är densamma för båda metoderna. Drivmotorerna är upphängda i kullager och försedda med en kraftgivare monterat på det tvärstag som hindrar motorns hus att rotera i stället för motoraxeln.
Obelastad är tvärstaget rakt och vid belastning böjer det sig motsvarande det vridmoment motorn utvecklar.
Momentet är noll i början av den statiska metoden för bromstestning.
Med den dynamiska metoden är momentet precis så högt att drivrullarna och hjulet sätts i rörelse när bromsarna ej är åtdragna.
En trådtöjningsgivare är monterad på tvärbalken. Givarens elektriska motstånd förändras i takt med böjningen och det är detta värde som bromsprovaren räknar om till en bromskraft.
Mätmetoden är väldigt noggrann och därmed kan det vridmoment som skapas vid varje fas av bromsprovet enkelt registreras.
Detta vridmoment omvandlas till bromskraften mellan hjulet och hjulets underlag.
Med den dynamiska metoden sätts hjulet i rullning till en specificerad hastighet av motordrivna rullar och sedan bromsas.
En sensorrulle mellan bromsprovarens drivrullar mäter hjulets rotationshastighet. Från en jämförelse med drivrullarnas hastighet kan mängden glidning (slip) fastställas.
Med en glidning (slip) på cirka 30 % eller mer är inte mätning av bromskraften längre korrekt eftersom friktionen då minskar. Risk för däckskador ökar också vid kraftig slip, och därför avbryts bromstestet (drivrullarna stoppas) när inställd slipgräns uppnås.
Inbromsning (retardation) mäter hur snabbt hastigheten på ett fordon reduceras. Med andra ord, hur mycket hastigheten minskar per tidsenhet. Retardation kan också benämnas negativ acceleration.
Ekvationen för att visa detta är följande:
a = ( v ÷ t ) m/s²
v representerar hastighetsförändringen och t är tiden som behövs.
a = retardation/acceleration.
Exempel: Ett fordon går från 20 m/s (= 72 km/h) till stillastående på 5 sekunder. Resultatet är en inbromsning på 4 m/s².
I de flesta länder finns krav på en mininivå av inbromsningskraft på vad ett fordon, beroende på kategori, ska kunna uppnå. Bromstest på väg är ofta inte praktiskt genomförbart pga annan trafik, eller att underlaget har olika friktion (asfalt, grus, snö och is) från en mätning till en annan. Därför används vanligen rullbromsprovare. Om önskad bromsverkan inte uppnås, får fordonet inte framföras på väg.
Bromskraften och vikten på hjulen/axlarna kan mätas på rullbromsprovaren.
Fordonets inbromsning kan också bestämmas med hjälp av den maximalt uppnådda bromskraften i förhållande till vikten.
Ekvationen för detta är:
a = ( FB ÷ G ) m/s2
FB= bromskraft. G (gravitationen) ≈vikten.
Exempel: Fordonets fyra hjul uppnår en total bromskraft på 8000 Newton under bromstestet. Fordonsvikten är 1600 kg. Resultatet är en inbromsning på 5 m/s².
Inbromsningen visas ofta som ett procentvärde av tyngdkraften (gravitationen) som är 9,81 m/s². Den procentuella inbromsningen är då 50,97 % för exemplet ovan.
Den maximalt uppnådda bromskraften är direkt beroende av friktionssamverkan (μ) mellan däck och yta samt kraften med vilken hjulet trycks mot underlaget.
Denna ekvation gäller:
FB = μ · FN
Följande friktionssamverkan är vanliga för standarddäck under naturliga förhållanden:
En bromsprovares drivrullar skall ha en ytstruktur som simulerar friktion av betong eller asfalt, det vill säga minst 0,7 μ vid torra rullar/däck och minst 0,5 μ vid våta förhållanden (enligt ISO 21069).
Ju högre friktion drivrullarna har desto större bromskraft kan mätas vid en given vikt.
När en av bromsarna på en axel är mindre effektiv än den andra uppstår ojämn bromsverkan eller bromsobalans.
Om skillnaden är stor tenderar fordonet att styra åt sidan, i riktning mot den sida som bromsar hårdare. Därför är ett fordon inte godkänt att framföra när ett visst gränsvärde överskrids.
Skillnaden kan visas i procent av den uppmätta bromskraftsdifferensen relaterad till den högsta av de två bromskrafterna.
Detta beräknas vanligtvis enligt:
Skillnad (%) = (FB högsta – FB lägsta) ÷ FB högsta
Exempel:
Det vänstra hjulet har en bromskraft på 2 kN. På höger hjul mäts 3 kN upp. Skillnaden är då 33 %.
Extrema variationer i värdet kan uppstå på grund av att skillnaden bestäms från den momentana bromskraften. Detta kan hända då exempelvis bromstrummor är ovala eller skivbromsar är skeva.
Om en uppmätt bromsstyrka på ett hjul med en stadig bromspedal-position varierar mellan 2 – 3 kN på grund av ovalitet/skevhet och det andra hjulet når en stadig bromskraft på 2 kN, då varierar skillnaden mellan 0 – 33 %. Detta bör uppmärksammas då det annars kan leda till olika resultat varje gång en mätning upprepas.
En mer rättvisande jämförelse får man om en genomsnittlig bromskraft under ett hjulvarv används i beräkningen. Detta ger också god repeterbarhet mellan olika tester.
Såsom beskrivs i stycken ovan kan bromsskivor/trummor vara ojämna. För att mäta ovalitet, eller pulserande bromskraft som det mer rättvisande bör kallas, hålls bromspedalen stadigt vid önskad mätpunkt. Bromsprovarens display bör då visa ett konstant bromsvärde.
Pulserande (ovala) bromsar visar dock ett varierande värde. Pulsationen beräknas då från skillnaden mellan högsta bromsvärde och lägsta bromsvärde.
Exempel:
Mätvärdet för en hjulbroms varierar mellan 1,9 – 2,2 kN med en stadig bromspedalsposition. Pulsationen är då 0,3 kN.
För att bestämma ett procentuellt pulsationsvärde jämförs det ofta i relation till den maximala bromskraften.
Exempel:
Ovanstående broms når ett maximalt bromskraftsvärde på 3 kN. Andelen pulsation i detta fall är 10%. Ett fordon är ej godkänt att framföra när ett visst pulsationsvärde överskrids.
Vår Bromsprovarskola finns här som PDF i utskriftsvänlig version alternativt för att ladda ned på din enhet.
Vill du fördjupa dig mer i praktiskt handhavande och regelverket kring bromsprovning av framför allt tunga fordon, tveka inte att höra av dig för att boka in oss på en kursdag på plats hos er.
Välkommen att kontakta oss på 054 – 85 00 75 för att se hur vi kan möta upp Era behov.
