otkazi na vozilima koji uzrokuju saobracajne nezgode

Otkazi na vozilima koji uzrokuju saobraćajne nezgode Milenković Predrag

1

Sadržaj:

1. UVOD .................................................................................................................. 2

2. KONSTRUKCIJA NAJĈEŠĆE OTKAZUJUĆIH SISTEMA VOZILA ............... 3

2.1 Sistem oslanjanja ........................................................................................... 3

2.1.1 Lisnati gibnjevi ........................................................................................ 5

2.1.2 Spiralne opruge ........................................................................................ 7

2.1.3 Torzione opruge ....................................................................................... 7

2.1.4 Amortizeri ................................................................................................ 9

2.2 Sistem upravljanja vozilom .......................................................................... 10

2.2.1 Upravljaĉki prenosnik ............................................................................ 10

2.2.2 Prenosni mehanizam (spone) .................................................................. 14

2.2.3 Servo pojaĉivaĉ sile zakretanja (servo upravljaĉ) .................................... 15

2.3 Koĉioni sistem ............................................................................................. 16

2.3.1 Vrste koĉnica prema konstrukciji ........................................................... 20

2.3.2 Prenosni mehanizam u sistemu koĉnica .................................................. 23

3. OTKAZI I NJIHOV UTICAJ NA KRETANJE VOZILA ................................... 29

3.1 Otkazi i njihov uticaj na funkcionisanje sistema oslanjanja .......................... 29

3.2 Otkazi i njihov uticaj na funkcionisanje upravljaĉkog sistema ...................... 33

3.3 Otkazi i njihov uticaj na funkcionisanje koĉionog sistema ............................ 34

4. ANALIZA NEKIH KARAKTERISTIĈNIH OŠTEĆENJA SA SUMNJOM NA

OTKAZ KOD VOZILA KOJA SU UĈESTVOVALA U SAOBRAĆAJNIM

NEZGODAMA ......................................................................................................... 40

5. ZAKLJUĈAK .................................................................................................... 46

6. LITERATURA ................................................................................................... 47


2

1. UVOD

Pravilo je da stopa smrtnosti opada paralelno sa razvojem zemlje. Ovo se naroĉito

odnosi na bolesti koje odnose živote mladih i tako smanjuju životni vek graĊana. MeĊutim,

smrti prouzrokovane saobraćajnim nezgodama predstavljaju izuzetak gore navedenom pravilu.

Podaci Svetske zdravstvene organizacije (SZO) govore da se prema ugrožavanju zdravlja

saobraćajne nezgode u razvijenim zemljama porede sa malarijom ili HIV virusom. TakoĊe,

prognoze ove organizacije predviĊaju da će do 2020. godine smrtnost usled saobraćajnih

nezgoda biti na šestom mestu vodećih uzroka umiranja u celom svetu, a na drugom mestu

vodećih uzroka smanjenja životnog veka graĊana u razvijenim zemljama [3].

Ekonomski razvoj neminovno dovodi do povećanja broja motornih vozila i

urbanizacije. Povećanje broja vozila na putu zajedno sa povećanjem brzine putovanja i

potrebom za prelaženje sve većih razdaljina dovodi do povećanja broja saobraćajnih nezgoda

sa ozbiljnim ili fatalnim povredama. Nastajanje saobraćajne nezgode najĉešće izaziva skup

više faktora kao što su: greška vozaĉa, neispravnost na vozilu, stanje kolovoza, i td. Prema

toma, nezgode su kompleksni dogaĊaji i eliminacija bilo kog faktora koji doprinosi njenom

nastanku može dovesti do spreĉavanja iste.

Znaĉajan i sve veći broj vozila pati od nekog ozbiljnog tehniĉkog nedostatka što

doprinosi nastajanju saobraćajnih nezgoda. Saobraćajne nezgode direktno ugrožavaju živote

vozaĉa i putnika ĉime se nameće neophodnost detaljnog analiziranja tehniĉkih nedostataka

(otkaza na vozilu) koji se javljaju kao jedan od faktora ili kao direktan uzrok nastanka

saobraćajne nezgode. Poseban naglasak je stavljen na najĉešće evidentirane otkaze, a to su:

otkazi sistema oslanjanja;

otkazi upravljaĉkog sistema;

otkazi koĉionog sistema.


3

2. KONSTRUKCIJA NAJĈEŠĆE OTKAZUJUĆIH

SISTEMA VOZILA

2.1 Sistem oslanjanja

Ĉinjenica je da svako kretanje vozila po putu izaziva oscilacije celog vozila kao i masa

koje su u ili na njemu, a koje se pobuĊuju neravninama podloge. Što je brzina kretanja i masa

vozila veća, to su i oscilacije veće. Usled toga ubrzanja masa, prouzrokovana oscilacijama

mogu da budu i višestruko veća od ubrzanja zemljine teže, usled ĉega dolazi do prekida

kontakta toĉka sa drumom ili putnika od sedišta (odskakanje). Usled prekida kontakta toĉka sa

drumom u tom trenutku nema upravljanja ni koĉenja, a u krivini može da dovede i do gubitka

stabilnosti vozila.

Pod sistemom oslanjanja se podrazumevaju mehanizmi i elementi koji imaju zadatak

da sve reaktivne sile i momente koji se pojavljuju izmeĊu toĉkova i tla u raznim uslovima

kretanja prenesu na ram ili karoseriju uz što je moguće veće ublažavanje udarnih opterećenja,

kao i obezbeĊenje potrebne stabilnosti vozila posebno pri kretanju u krivinama.

1-torziona opruga (stabilizator); 2-spiralna opruga; 3-amortizer; 4-lisnata opruga (gibanj).

Slika 1. Osnovni elementi sistema oslanjanja vozila


4

Sistem oslanjanja u opštem sluĉaju predstavlja jedan vrlo složen sistem koji se sastoji

iz ĉetiri posebna sistema ili mehanizma i to:

elementi za voĊenje toĉkova;

elastiĉni elementi (elastiĉni oslonci);

elementi za prigušenje oscilovanja;

stabilizatori.

Elementi za voĊenje toĉkova imaju zadatak da obezbede što povoljnije njihovo

relativno pomeranje u odnosu na okvir ili karoseriju vozila. TakoĊe, elementi za voĊenje

moraju da obezbede i prenošenje horizontalnih reaktivnih sila i reaktivnih momenata sa samog

toĉka na okvir, odnosno karoseriju vozila.

Elastiĉni elementi u suštini imaju zadatak da prenesu na ram ili karoseriju vertikalne

reaktivne sile. Njihov suštinski zadatak je da pri prenošenju ovih vertikalnih sila obezbede

njihovo što veće ublažavanje, odnosno da se ostvari što veće smanjivanje veliĉina udarnih

opterećenja. Elementi za prigušivanje imaju osnovni zadatak da prigušuju oscilacije elastiĉnih

oslonaca, odnosno smanjuju udarna opterećenja.

Na drumskim prevoznim sredstvima, pored prethodno definisanih mehanizama i

elemenata sistema oslanjanja, ponekad se sreću i neki posebni elementi koji imaju za cilj

obezbeĊenje što veće stabilnosti vozila, pri njegovom kretanju u krivini. Ovi elementi se zovu

stabilizatori.

OdreĊeni broj sistema oslanjanja je tako konstruisan da jedan elastiĉni element može

da ispuni funkciju i elementa za voĊenje i elementa za prigušenje oscilovanja. TakoĊe, postoje

konstrukcijska rešenja kod kojih su sva tri podsistema oslanjanja izvedena posebno:

elastiĉni elementi - u vidu opruga;

elementi za voĊenje - u vidu poluga, oslonaca i zglobova;

elementi za prigušenje oscilovanja - u vidu amortizera.

Elastiĉnu karakteristiku sistema oslanjanja u najvećoj meri predodreĊuju elastiĉni

elementi. Kako je, sa druge strane, ova karakteristika jedan od najbitnijih pokazatelja sistema

oslanjanja u celini, to su elastiĉni elementi doživeli razliĉita konstruktivna rešenja, a danas se

izraĊuju od metala i nemetala. Elastiĉni elementi od metala izraĊuju se kao: lisnate opruge

(gibnjevi), zavojne opruge i torzioni štapovi. U nemetalne elastiĉne oslonce spadaju

pneumatski i hidrauliĉni elastiĉni elementi. Na novijim konstrukcijama vozila ĉesto se susreću

dva pa i više vrsta elastiĉnih elemenata. U tom sluĉaju se govori o kombinovanim elastiĉnim

elementima.

Elastiĉni elementi koji na sebe primaju vertikalne udare razlikuju se prema svojoj

krutosti (odnos sile prema ugibu opruge) od mekih do tvrdih, a prema promeni dejstva opruga

iste mogu da budu sa linearnom ili progresivnom krutošću.


5

U principu opruge sa progresivnom krutošću primenjuju se kod vozila kod kojih je

masa tereta veća u odnosu na masu vozila (recimo prikolice) ili terenskih vozila, dakle onih

vozila gde se oĉekuje velika promena razlika radnih uslova.

Konstrukcija koja najbolje rešava ove probleme je sistem vazdušnog ogibljenja te se

isti skoro uvek primenjuje u savremenim autobusima.

2.1.1 Lisnati gibnjevi

Lisnati gibnjevi (slika 4.) spadaju u elastiĉne elemente koji se pod dejstvom sile

savijaju. Sastavljeni su od podužnih pojedinaĉnih opruga (1), pravougaonog ili elipsastog

oblika, meĊusobno naslaganih jedan na drugi po dužini, tako da obrazuju poluelipsu. Po

sredini svi listovi gibnja su pritegnuti jednim centralnim zavrtnjem (2) radi spreĉavanja

meĊusobnog podužnog pomeranja listova. Dalje, po dužini, listovi su ĉvrsto spojeni

simetriĉno postavljenim uzengijama (3), ĉime se spreĉava meĊusobno boĉno pomeranje

listova. Veza sa nosećim elementom (ramom ili karoserijom) ostvaruje se preko ušica na

jednom kraju (4), u koje su smeštene gumo-metalne ĉaure. Drugi kraj lisnatog gibnja je

slobodan ili vezan uzengijama, tako da je moguća promena dužne gibnja pri ugibanju.

Slika 3. Opruge progresivne krutosti

Slika 2. Opruge linearne krutosti (hard- tvrde opruge; weich-meke opruge)


6

Lisnati gibnjevi u principu spadaju u gibnjeve sa linearnom krutošću, ali

postavljanjem dodatnog gibnja u takozvane dvostruke gibnjeve (slika 5.), može da se

postigne i progresivna krutost, te se takvi u principu koriste kod teretnih vozila.

Lisnati gibnjevi imaju i dobru prigušnu karakteristiku, koja se postiže meĊusobnim

trenjem pojedinaĉnih listova. Ova karakteristika uslovljava povećanu negu gibnjeva, time što

izmeĊu listova uvek treba da postoji sloj maziva ili nekog „meĊulista“ od tvrde plastike sa

dobrim tarnim svojstvima, uz istovremeno spreĉavanje ili umanjenje meĊumetalne korozije.

TakoĊe u dobre karakteristike spada i ta što se ovim gibnjevima mogu na ram vozila preneti

sve podužne sile (pogonska ili koĉna sila na toĉkovima) a vrlo dobro podnose i boĉna

opterećenja, jednom reĉju omogućuju kvalitetno voĊenje šasije.

Ova vrsta gibnjeva je veoma pogodna za ogibljenje teretnih vozila, te u principu na

njima nalazi glavnu primenu. Kod putniĉkih vozila nalaze primenu kao gibnjevi zadnje

osovine ili kao popreĉni gibanj prednje osovine.

Slika 5. Dvostruki lisnati gibnjevi teretnog vozila

1-podužne opruge; 2-centralni zavrtanj; 3-uzengije; 4-ušice; 5-slobodan kraj.

Slika 4. Konstrukcija lisnatih gibnjeva


7

2.1.2 Spiralne opruge

Ova vrsta opruga je predodreĊena za primanje iskljuĉivo sila u aksijalnom pravcu,

tako da se ne može koristiti za primanje boĉnih ili podužnih opterećenja. Iz tih razloga

konstrukcija sa spiralnim oprugama uvek sadrži podužne i popreĉne uporne spone, koje se

jednim svojim krajem zglobno vezuju za donji oslonac opruge a drugim za karoseriju.

Vezivanjem na takav naĉin upravo uporne poluge primaju na sebe sva podužna i popreĉna

opterećenja, rasterećujući spiralne opruge.

Opruga je napravljena u obliku spirale od okruglog opružnog ĉelika odreĊenog

preĉnika namotanog po cilindru pri ĉemu se dobija opruga linearne krutosti (slika 6. a)) ili po

elipsoidu pri ĉimu se dobija opruge progresivne krutosti (slika 6. b)), tako da je žica opruge

napregnuta na smicanje. Progresivne opruge imaju i još jednu prednost - hod (sabijanje) je

veće zbog toga što se prilikom sabijanja spirale slažu jedna unutar druge, ĉime se postiže ili

manja dužina opruge ili veći hod pri istom opterećenju u odnosu na spiralne opruge.

Progresivna krutost može da bude ostvarena i primenom žice kontinualno razliĉitog preĉnika,

ali se ova vrsta opruga ima manju primenu zbog cene izrade iste.

Unutar cilindriĉne spiralne opruge u principu se postavljaju amortizeri ili još jedna

opruga sa spiralom manjeg preĉnika, ĉime se postiže povećana krutost sistema.

Treba istaći i jednu karakteristiku spiralnih opruga, a to je da pod jednakim uslovima

debljine i kvaliteta žice, veću krutost imaju opruge namotane u spiralu manjeg preĉnika od

opruga sa spiralom većeg preĉnika.

2.1.3 Torzione opruge

Kod ovih vrsta opruga poluga izraĊena od opružnog ĉelika napreže se na uvijanje

dejstvom sile na kraj jedne jednokrake poluge za koju je fiksirana glavĉina toĉka. Torzione

poluge su razliĉitih konstrukcija. Koriste se puni kružni ili kvadratni profili, cevi sa

a) sa linearnom krutošću b) sa progresivnom krutošću

Slika 6. Spiralne opruge


8

razrezanim zidovima, paketi pljosnatih ĉetvorougaonih poluga, mada je najĉešća primena -

opružni ĉelik sa punim kružnim profilom.

Ukoliko je torziona poluga kružnog profila, na krajevima se nalazi ožljebljenje ĉime se

ista fiksira jednim krajem za ram ili karoseriju a na drugom kraju je jednokraka poluga vezana

za konstrukciju koja nosi toĉak (ĉešće nazvana „lenker“).

Torzione opruge nalaze primenu kako kod teretnih tako i kod putniĉkih vozila. Kod

primene na teškim teretnim vozilima (kamion „Tatra“) ili na tenkovima (domaći tenk T 55; T

85), torzione opruge se pre ugradnje „treniraju“ na uvijanje, ĉime im se vek trajanja znatno

produžava.

Stabilizatori (slika 8.) spadaju u specijalni vid torzionih opruga. Kao što je prikazano

na slici 9, njihov zadatak je spreĉavanje prevelikog naginjanje vozila u krivini. Napravljeni su

od opružnog ĉelika punog kružnog profila, tako da imaju oblik latiniĉnog slova U. Svojim

srednjim delom obrtno se spajaju sa karoserijom, a krajevima za glavĉine ili „viljuške“

toĉkova jedne osovine. Stabilizator torziono reaguje jedino u sluĉaju kada se samo jedan od

toĉkova na istoj osovini ugiba ili kada se karoserija vozila naginje oko svoje podužne ose. S

obzirom da i sredina

stabilizatora ima male rotacije,

a i krajevi ugaono pomeranje

(gore-dole), shodno pomeranju

toĉka, sa nosećim elementima

se spajaju gumo-metalnim

ĉaurama.

Stabilizatori se koriste

kod svih vrsta vozila i u

kombinaciji sa svim vidovima

ogibljenja, izuzev gibajućih i

lebdećih osovina.

Slika 7. Torziona opruga

Slika 8. Stabilizator kao specijalni vid torzione opruge


9

2.1.4 Amortizeri

Osnovna funkcija ovog sklopa je, kako mu samo ime kaže, da amortizuje ili priguši

vertikalne udarne sile koje prima vozilo pri kretanju. Time se kod vozila direktno utiĉe na

udobnost, stabilnost i sigurnost kretanja, tako da isti spadaju u elemente aktivne sigurnosti

vozila.

S obzirom da se frekvencije oscilovanja toĉka i karoserija vozila meĊusobno razlikuju,

svojom funkcijom amortizer mora da bude sposoban da obe oscilacije priguši. Upravo zato

amortizer se postavlja izmeĊu karoserije i nosećih elemenata toĉka.

Postoje razliĉite konstrukcije i tipovi amortizera, ali se kod savremenih vozila, tamo

gde su potrebni, iskljuĉivo

koriste teleskopski hidrauliĉni

amortizeri (slika 10.). Sastoje

se od klipa sa klipnjaĉom koji

se kreću unutar radnog

cilindra (unutrašnji cilindar),

koji je ispunjen uljem. Oba

ova dela se nalaze unutar

jednog spoljnjeg cilindra. Na

klipu i radnom cilindru se

nalazi sistem lamelastih

ventila ili malih otvora, tako

da se kretanjem klipa u

cilindru ulje potiskuje u

slobodan prostor spoljnog

cilindra. Amortizer svoju

funkciju obavlja prigušenjem

proticanja ulja kroz male

a) Sa stabilizatorom b) Bez stabilizatora

Slika 9. Naginjanje vozila u krivini

Slika 10. Konstrukcija teleskopskog hidrauličnog amortizera


10

otvore ili ventile iz jednog prostora u drugi, pri kretanju klipa u oba smera (na gore ili dole).

Klip amortizera sa klipnjaĉom i zaštitnom cevi priĉvršćeni su zglobno za karoseriju a spoljni i

radni cilindar za glavĉinu ili noseće elemente toĉka. Prigušenjem izazvana razlika energija

kretanja toĉka i karoserije prevodi se u toplotnu energiju, koja se preko spoljnog omotaĉa

predaje okolini.

2.2 Sistem upravljanja vozilom

Sistem za upravljanje vozilom je kljuĉni element u interakciji izmeĊu vozaĉa i vozila.

Glavni zahtev koji se oĉekuje od pomenutog sistema je da skretanje bude precizno. TakoĊe

sistem mora da omogući vozaĉu da preko upravljaĉa oseti stanje kolovozne površine i da

upravljaĉke toĉkove nakon skretanja vrati u poziciju pravolinijskog kretanja.

Sistem za upravljanje vozilom sa osnovnim elementima prikazan je na slici 11.

U nastavku su date osnovne konstruktivne karakteristike pojedinih sklopova sistema

upravljanja.

2.2.1 Upravljaĉki prenosnik

Upravljaĉki prenosnik služi kao reduktor koji omogućava povećanje obrtnog momenta

kojim vozaĉ deluje na toĉak upravljaĉa da bi izvršio zaokretanje toĉkova kojima se vrši

upravljanje vozilom. Prenosni odnos upravljaĉkog prenosnika kod putniĉikih vozila se kreće u

granicama od 12 do 20, a kod teretnih vozila i autobusa od 16 do 32. Ovaj prenosni odnos se

1-upravljaĉ; 2-stub upravljaĉa; 3-osovina upravljaĉa; 4-upravljaĉki prenosnik, 5-rashlaĊivaĉ

ulja; 6–rezervoar ulja; 7-servo pumpa; 8-spona.

Slika 11. Osnovni elementi sistema za upravljanje vozilom


11

uvećava za prenosni odnos spona koji zavisi od konstrukcije upravljaĉkog mosta. U zavisnosti

od vrste prenosnih elemenata u kućištu, upravljaĉki prenosnici se mogu podeliti na:

prenosnike sa zupĉastom letvom;

pužne prenosnike;

pužne prenosnike sa valjkom;

prenosnike sa kuglicama.

Prenosnik sa zupĉastom letvom (slika 12.) se sastoji od zupĉaste letve (1)

postavljene popreĉno na uzdužnu osu vozila i zupĉanika (2) koji je naglavljen na vratilo

upravljaĉa (3). Okretanjem vretena a time i zupĉanika, translatorno se pomera zupĉasta letva u

svojim voĊicama i svoje kretanje direktno prenosi na spone trapeza upravljaĉkog sistema.

Zupĉanik i zupĉasta letva su najĉešće sa kosim ozubljenjem kako bi se postigla veća dužina

zahvata.

Kod mehaniĉkog prenosa bez servo pojaĉanja sile upravljanja prenosni odnos zupĉaste

letve može da se izvede varijabilno, sa takozvanim direktnim i indirektnim prenosom.

Prednost ovakvog izvoĊenja je u tome što kod vožnje na pravcu ili sa malim uglom

zakretanja, kada je zupĉasta letva u srednjem položaju, prenosni odnos je direktan, odnosno sa

većom meĊuzubnom podelom zupĉanika (veći modul) na zupĉastoj letvi. U oblasti krajnjeg

položaja zupĉaste letve, odnosno pri velikim uglovima zakretanja, prenosni odnos je

indirektan, odnosno sa manjom meĊusobnom podelom (manji modul) zupĉanika na zupĉastoj

letvi (slika 13).

1-zupĉasta letva; 2-zupĉanik; 3-vratilo upravljaĉa.

Slika 12. Upravljački prenosnik sa zupčastom letvom


12

Upravljaĉki prenosnik sa zupĉastom letvom ima niz dobrih osobina: jednostavna

konstrukcija, visok stepen korisnog dejstva, male gabaritne dimenzije i neposredan spoj

zupĉaste letve i spona. Osnovni nedostatci su: osetljivost na udare, ograniĉena dužina spona i

relativno mali vek trajanja.

Pužni prenosnik (slika 14.) je jednostavan po konstrukciji, a njegov glavni nedostatak

je veliki otpor trenja klizanja pri okretanju. Pužni prenosnik se sastoji od puža (1) koji je

ĉvrsto vezan za vratilo upravljaĉa (2) i pužnog toĉka (3) i laktastog potiskivaĉa (4). Pužni par

je smešten u kućištu upravljaĉa (5) u kome se nalazi ulje za podmazivanje pužnog para.

1-puž upravljaĉa; 2-vratilo upravljaĉa; 3-pužni toĉak; 4-laktasti potiskivaĉ; 5-kućište upravljaĉa.

Slika 14. Konstrukcija pužnog prenosnika

obrtanje na levo obrtanje na desno

Slika 13. Zupčanik zupčaste letve sa varijabilnim prenosom


13

Pužni prenosnik sa valjkom (zavojni prenosnik) upravljaĉkog mehanizma ima

izgled kao na slici 15. Delovi koji ga ĉine su: puž upravljaĉa (1), vratilo upravljaĉa (2), pužni

valjak (3), laktasti potiskivaĉ (4) i kućište upravljaĉa (5).

Prenosnik upravljaĉa sa kuglicama (slika 16.) je prenosnik sa zavojnim vretenom

posebne konstrukcije. Osovina upravljaĉa je sa kuglastom spoljnom zavojnicom (2), dok je u

navrtki upravljaĉa smeštena unutrašnja kuglasta zavojnica (1). Obe zavojnice ĉine ležište

kuglica (3) koje se smeštaju po zavojnici.

1-navrtka upravljaĉa; 2-osovina upravljaĉa; 3-kuglice; 4-upravljaĉki segment; 5-laktasti potiskivaĉ.

Slika 16. Upravljački prenosnik sa kuglicama

1-puž upravljaĉa; 2-vratilo upravljaĉa; 3-pužni valjak; 4-laktasti potiskivaĉ; 5-kućište upravljaĉa.

Slika 15. Konstrukcija zavojnog prenosnika


14

Okretanjem osovine upravljaĉa ista pokreće kuglice da se pomeraju po zavojnici, koje

svoje pomeranje prenose na navrtku u aksijalnom pravcu osovine upravljaĉa. Navrtka

upravljaĉa zakreće upravljaĉki segment (4), koji dalje pomera laktasti potiskivaĉ (5).

Dakle, cevaste voĊice na zavojnom vretenu i navrtki obezbeĊuju kružno voĊenje

kuglica. Ovakvom konstrukcijom vreteno upravljaĉa ne pokreće navrtku kliznim trenjem već

kotrljajućim ĉime se smanjuje potrebna sila za zakretanje upravljaĉkih toĉkova. Ova

konstrukcija je uglavnom primenjena na teretnim vozilima.

2.2.2 Prenosni mehanizam (spone)

Veza izmeĊu upravljaĉkog mehanizma sa toĉkovima kojima se upravlja ostvaruje se

preko prenosnog mehanizma koji služi za obezbeĊenje pravilne kinematike zaokreta toĉkova.

Prenosni mehanizam mora biti usklaĊen sa sistemom vešanja tako da njegova pomeranja u

odnosu na ram ne utiĉu na sigurnost upravljanja. Ranije je pokazano da se dobra upravljivost

može osigurati trapezom upravljanja. Kod zavisnog vešanja trapez stvaraju spone i popreĉna

greda (kućište mosta), a kod nezavisnog vešanja toĉkova sa kojima se upravlja, trapez

upravljanja ĉine spone i zamišljena linija koja povezuje ose rukavaca levog i desnog toĉka.

Trapez upravljanja može biti smešten ispred ose upravljaĉkog mosta i iza ose upravljaĉkog

mosta.

Konstrukcija trapeza upravljanja zavisi od naĉina vešanja toĉkova sa kojima se

upravlja. Šeme trapeza upravljanja koje se najĉešće primjenjuju kod vozila razliĉititih tipova

prikazane su na slici 17. Kod vozila sa zavisnim vešanjem prednjih toĉkova najĉešće se

upotrebljava trapez upravljanja a), b) i c). Trapezi upravljanja d), e) i g) upotrebljavaju se kod

nezavisnosg vešanja toĉkova sa kojima se upravlja, a trapez f) se najĉešće koristi kod

upravljaĉkog mehanizma sa zupĉastom letvom.

Ako su upravljaĉki toĉkovi sa zavisnim vešanjem, tada se popreĉna (vezujuća) spona u

većini sluĉajeva izraĊuje kao jedna celina iako se nekada radi poboljšanja kinematike

upravljanja pravi iz dva ili nekoliko delova (slika 17. c)).

Kod nezavisnog vešanja popreĉna spona se pravi od dva ili više delova koji su

meĊusobno zglobno vezani. Ovakva konstrukcija je neophodna da ne bi došlo do proizvoljnog

skretanja toĉkova pri deformaciji elastiĉnih elemenata sistema vešanja (slika 17. d), e) i g)).

Slika 17. Šeme različitih tipova trapeza upravljanja


15

2.2.3 Servo pojaĉivaĉ sile zakretanja (servo upravljaĉ)

Upravljanje vozilima velike nosivosti zahteva veliki fiziĉki napor od vozaĉa. Naroĉito

je teško upravljati vozilom pri kretanju po lošim putevima. Da bi se omogućilo lako

upravljanje ovim vozilima u sistem za upravljanje se ukljuĉuju specijalni servo mehanizmi ĉiji

je osnovni zadatak da se smanji potrebna sila na toĉku upravljaĉa, a samim tim da se poveća

manevarska sposobnost vozila.

U današnje vreme, servo ureĊaji upravljaĉkih mehanizama se ugraĊuju i na laka vozila

visoke klase i na autobuse. Namena servo ureĊaja u ovom sluĉaju je ne samo da olakša

upravljanje, nego i da omogući bezbedno kretanje pri visokim brzinama, kao i da u sluĉaju

eksplozije gume na prednjim toĉkovima omogući lako održavamke kretanja u pravcu.

Konstrukcija servo ureĊaja u sistemu za upravljanje mora ispuniti sledeće zahteve:

a) u sluĉaju kvara servo mehanizma ne sme se narušiti normalno funkcionisanje sistema

upravljanja;

b) nemogućnost samoukljuĉenja servo ureĊaja usled uticaja neravnina puta pri

pravolinijskom kretanju;

c) da je okretanje upravljaĉkih toĉkova proporcionalno ugaonom pomeranju

toĉka upravljaĉa.

Najrasprostranjeniji tipovi servo ureĊaja su:

hidrauliĉni;

pneumatski;

elektriĉni.

Bez obzira na konstrukciju, servo ureĊaj mora imati sledeće osnovne elemente:

1. Izvor energije. Kod hidrauliĉnog servo ureĊaja je to hidrauliĉna pumpa koja

dobija pogon od motora, a kod pneumatskog servo ureĊaja izvor energije je

kompresor sa rezervoarom.

2. Servo motor služi za predaju sila na sistem upravljanja. Kod hidrauliĉnih i

pneumatskih servo mehanizama je to radni cilindar koji pretvara energiju

radnog fluida (teĉnosti ili vazduha) u silu koja dejstvuje na sistem upravljanja.

3. Razvodnik mora omogućiti distribuciju radnog fluida u jedan ili drugi deo

radnog cilindra u zavisnosti od potrebnog smera obrtnog momenta na

upravljaĉkom toĉku, i da prekine dovod radnog fluida kada se dostigne

zaokretanje toĉka diktirano toĉkom upravljaĉa.

Na slici 18. prikazana je šema najĉešće korišćenog, hidrauliĉnog servo ureĊaja.


16

Rad motora automobila putem zupĉastog kaiša potpomaže rotiranje rotacionog ventila

u servo-pumpi što povećava pritisak u sistemu. Povećanje pritiska utiĉe na klip koji se nalazi u

kućištu zatvorenog sistema. Pritisak se povećava većom koliĉinom ulja u jednoj od dve

komore gde se klip nalazi. Sam klip je, naravno, izmeĊu komora, tako da se on može pomerati

u jednu stranu ako povećate koliĉinu ulja u jednoj od komora. Klip je u potpunosti povezan sa

horizontalnom (zupĉastom) letvom, što kao finalni rezultat ima njeno pomeranje levo ili

desno. Pomenuti rotacioni ventil kontroliše kada se puni jedna komora uljem, a kada druga i

sve u zavisnosti od smera okretanja volana [6].

2.3 Koĉioni sistem

Zbog kompleksnosti zadataka, koĉioni sistemi predstavljaju složene sisteme

sastavljene iz više podsistema, koji objedinjuju veći broj sklopova i elemenata. Najšire

posmatrano, koĉioni sistem ima sledeće osnovne delove ili podsisteme:

radna koĉnica;

pomoćna koĉnica;

parkirna koĉnica;

usporivaĉ.

1-zupĉasta letva; 2-klip; 3-par zupĉanika; 4-letva volana; 5-rotacioni ventil; 6-linije ulja.

Slika 18. Šema hidrauličnog servo uređaja


17

Ova osnovna struktura koĉionog sistema šematski je prikazana na sledećoj slici:

Slika 20. Struktura kočionog sistema

Radna koĉnica preuzima izvršavanje najvažnijih zadataka koĉionih sistema, odnosno

koĉenje vozila maksimalnim usporenjima (u sluĉaju opasnosti) i sva blaža, kratkotrajna

koĉenja, u normalnim uslovima kretanja. Ona predstavlja najvažniji deo koĉionog sistema,

kome se obraća posebna pažnja.

Pomoćna koĉnica se uvodi iskljuĉivo radi povećanja bezbednosti vozila u saobraćaju,

odnosno u cilju ostvarivanja veće pouzdanosti koĉionog sistema. Njen zadatak je da obezbedi

mogućnost koĉenja vozila i u sluĉaju da doĊe do otkaza u podsistemu radne koĉnice.

MeĊutim, propisi dozvoljavaju da performanse pomoćne koĉnice budu u odreĊenom stepenu

niže nego performanse radne koĉnice.

KOĈIONI SISTEM

RADNA KOĈNICA

POMOĆNA KOĈNICA

PARKIRNA KOĈNICA

DOPUNSKA KOĈNICA

1-disk koĉnice; 2-ABS pumpa; 3-rezervoar ulja; 4-doboš koĉnice, 5-pedala koĉnice; 6–

servo pojaĉivaĉ sile koĉenja; 7-glavni cilindar.

Slika 19. Osnovni elementi kočionog sistema vozila


18

Parkirna koĉnica ima zadatak da obezbedi trajno koĉenje vozila u mestu, tj. parkirno

koĉenje. Ukoliko se ova koĉnica reši tako da se može aktivirati i pri kretanju vozila, što se

najĉešće i radi, parkirna koĉnica može da preuzme i zadatke pomoćne koĉnice. U tom sluĉaju

pomoćna i parkirna koĉnica su jedan isti podsistem, što je na blok dijagramu na slici 20. i

naznaĉeno.

Dopunska koĉnica (usporivaĉ) prevashodno je namenjena blagom, dugotrajnom

koĉenju, pri kretanju vozila na dužim padovima. U tom smislu njeno obavezno postojanje

propisano je samo za vozila većih ukupnih masa (što je na slici 20. naznaĉeno isprekidanim

linijama). MeĊutim, ako vozilo ima usporivaĉ, on se ĉesto koristi i za sva blaga usporavanja,

dakle u mnogim sluĉajevima koĉenja, koja se normalno ostvaruju radnom koĉnicom.

Svaki od navedenih podsistema, strukturno se rešava u osnovi na isti naĉin, odnosno

ukljuĉuje iste funkcionalne komponente (slika 21.):

komanda;

prenosni mehanizam;

koĉnica.

Slika 21. Podsistemi kočionog sistema

Komanda - služi za aktiviranje odgovarajućeg podsistema, tj. radne, pomoćne i drugih

koĉnica. Svaki podsistem mora da ima svoju komandu postavljenu tako da vozaĉ lako može

da je aktivira. Komanda radne koĉnice je izvedena kao papuĉica koja je postavljena

neposredno ispred sedišta vozaĉa, tako da vozaĉ može da je aktivira ne skidajući ruke sa

volana. Za pomoćnu i parkirnu koĉnicu komanda je obiĉno ruĉna, tj. u obliku ruĉice koja je,

takoĊe, postavljena uz sedište vozaĉa, tako da pri njenom aktiviranju vozaĉ jednom rukom

može da drži volan.

Kada su pomoćna i parkirna koĉnica rešene konstrukcijski jedinstveno, onda je i

njihova komanda, oĉigledno jedna ista ruĉica. Komanda dopunske koĉnice (usporivaĉa) je

najĉešće, takoĊe ruĉna (ruĉica, poluga), ali ĉesto se izvodi i kao nožna (ponekad neposredno

uz komandu radne koĉnice, uz istovremeno aktiviranje).

PODSISTEM KOĈIONOG

MEHANIZMA

KOMANDAPRENOSNI

MEHANIZAMKOĈNICA


19

Sa stanovišta aktiviranja prenosnog mehanizma koĉionog sistema prikljuĉnih vozila

treba da se istakne da se svi podsistemi ovog koĉionog sistema, izuzev parkirne koĉnice,

aktiviraju odgovarajućim komandama koĉionog sistema vuĉnog vozila ili reĊe koĉenjem

vuĉnog vozila. Dakle, radna i pomoćna koĉnica prikolice aktiviraju se odgovarajućim

komandama vuĉnog vozila. Isto se odnosi i na usporivaĉ, ukoliko se koristi na prikolici.

Umesto ovoga, aktiviranje ovih koĉnica može se ostvariti i samim koĉenjem vuĉnog vozila, tj.

impulsom koji se dobija kada prikljuĉno vozilo “naleće” na koĉeno vozilo. To je, tzv.

“inerciono” koĉenje prikolice, koje je dozvoljeno samo za prikljuĉna vozila malih ukupnih

masa (manje od 3.500 kg).

Parkirno koĉenje prikljuĉnih vozila može da se ostvari parkirnom koĉnicom koja ima

posebnu komandu. Ovo je veoma ĉesto rešenje, a realizuje se tako što se komanda postavlja

pozadi ili sa strane prikolice, tako da se može aktivirati kada se vozaĉ nalazi pored nje, tj. van

vozaĉkog mesta.

Prenosni mehanizam - ima zadatak da dobijeni impuls od komande prenese do

izvršnih organa - koĉnica. Ovo je bitna funkcija koĉionog sistema, koja znaĉajno utiĉe na

ukupne performanse vozila u pogledu koĉenja. Ispunjenje ovih zadataka je naĉelno složeno,

posebno kod radne koĉnice vozila velikih ukupnih masa.

Prenosni mehanizmi koĉionih sistema rešavaju se na razliĉite naĉine. U osnovi postoje

tri principijelna rešenja (slika 22.):

prenošenje energije vozaĉa;

prenošenje energije vozaĉa uz delimiĉno korišćenje spoljnog energetskog

izvora (ili rezervoara);

prenošenje energije iz drugih, tj. spoljnih izvora, a na osnovu impulsa koji

potiĉu od vozaĉa.

Slika 22. Prenosni mehanizmi kočionih sistema

Uobiĉajeno je da se prva rešenja nazivaju prenosni mehanizmi bez servo dejstva, druga

sa servo-pojaĉanjem, a treća sa potpunim servo dejstvom.

PRENOSNI MEHANIZAM

ENERGIJA VOZAĈA

ENERGIJA VOZAĈA +

SPOLJNI IZVOR ENERGIJE

SPOLJNI IZVOR ENERGIJE


20

Prema vrsti prenosnih elemenata, prenosni mehanizmi mogu biti:

mehaniĉki;

hidraulĉni;

pneumatski;

kombinovani.

Koĉnica - postoji više naĉina ostvarenja koĉionog momenta: mehaniĉkim trenjem,

unutrašnjim trenjem u teĉnosti, elektrodinamiĉkom indukcijom i stvaranjem otpora vazduha.

Kod motornih vozila se najĉešće koĉioni moment ostvaruje mehaniĉkim trenjem. Na

teškim teretnim vozilima i autobusima primenu nalaze, tzv. motorne koĉnice koje pri

aktiviranju zatvaraju izduvnu cev, istovremeno oduzimaju gorivo, a motor SUS tad radi kao

kompresor (stvaranjem otpora vazduha), i koĉnice koje rade na principu elektrodinamiĉke

indukcije, a koje se obiĉno postavljaju na jedno od kardanskih vratila transmisije. Koĉioni

moment koji se ostvaruje unutrašnjim trenjem u teĉnosti koristi se kod hidrodinamiĉkih

koĉnica (takve koĉnice se najĉešće upotrebljavaju na stolovima za ispitivanje motora SUS).

Pošto se kod frikcionih koĉionih mehanizama kinetiĉka energija putem trenja pretvara u

toplotnu, to se koĉioni doboš mora konstruisati tako da ima mogućnost dobrog odvoĊenja

toplote (obiĉno se izraĊuju sa rebrima). Frikcioni materijal koji se postavlja na papuĉe, takoĊe

mora biti otporan na toplotu i imati odreĊenu ĉvrstoću.

U zavisnosti od naĉina ostvarivanja koĉionog momenta vrši se podela i koĉionih

mehanizama.

Na motornim vozilima najĉešće su u upotrebi koĉioni mehanizmi koji rade na principu

mehaniĉkog trenja (frikcioni koĉioni mehanizmi). U zavisnosti od mesta na koje su

postavljeni, mogu se podeliti na: koĉione mehanizme u toĉkovima i koĉione mehanizme koji

deluju na transmisiju.

2.3.1 Vrste koĉnica prema konstrukciji

Frikcione koĉnice se mogu podeliti prema konstrukciji kao na slici 23.

Slika 23. Podela frikcionih kočnica

KOĈNICE

DOBOŠ KOĈNICE

SA SPOLJNIM PAPUĈAMA

SA UNUTRAŠNJIM

PAPUĈAMASA TRAKOM

DISK KOĈNICE

SA STEGOM LAMELASTA


21

Doboš koĉnice - spadaju u grupu tipiĉno radijalnih koĉnica, dakle kod kojih normalne

sile na frikcionu površinu dejstvuju u radijalnom pravcu na doboš. Osnovni delovi doboš

koĉnice prikazani su na slici 24.

Zavisno od vrste koĉnica, koriste se jedan ili dva potisna cilindra postavljeni jedan

naspram drugog (slika 25.). Koĉnice sa jednim potisnim cilindrom nazivaju se simpleks

koĉnice (1), dok one sa dva cilindra: dupleks (2) i duodupleks (3). Kod koĉnica koje se

aktiviraju hidrauliĉki, za parkirnu koĉnicu koristi se poseban mehaniĉki mehanizam, koji je

uvek potpuno nezavisan od radne koĉnice. Za razliku od koĉnica starijeg godišta, kada se

podešavanje zazora izmeĊu frikcione površine papuĉa i doboša vršilo ruĉno, putem

ekscentriĉnog elementa, savremene koĉnice imaju potpuno automatsko odreĊivanje zazora

izmeĊu ovih elemenata.

1-simpleks koĉnice; 2-dupleks koĉnice; 3-duodupleks.

Slika 25. Načini izvođenja doboš kočnica

1-koĉiona cev; 2-koĉiona obloga; 3-cilindar; 4-povratne opruge; 5-doboš.

Slika 24. Osnovni delovi doboš kočnice


22

Kod ove vrste koĉnica doboš je neposredno povezan za toĉak ili za glavĉinu toĉka, i

obrće se zajedno sa njim, dok je noseća ploĉa koĉnice sa koĉnim cilindrom i koĉionim

papuĉama nepokretna, ĉvrsto vezana za osovinu vozila.

Za razliku od radnih koĉnica koje su uvek smeštene uz koĉeni toĉak, kod vozila velike

mase, a takoĊe i kod radnih mašina sa radnim koĉnicama koje su u disk izvoĊenju, parkirna

koĉnica može da bude kao doboš koĉnica smeštena na kardanskom vratilu izmeĊu menjaĉa i

glavnog osovinskog prenosnika (najĉešće odmah iza menjaĉa). Time se znatno štedi na

veliĉini same koĉnice, s obzirom da se koĉni moment koga ona ostvaruje do toĉkova

multiplicira prenosnim odnosom u glavnom prenosniku.

Kao i kod doboš koĉnica doboš je neposredno povezan sa obrtnim delom, dakle sa

kardanskim vratilom, dok je ostali deo mehanizma kao i koĉne papuĉe nepokretan, odnosno

ĉvrsto vezana za noseću strukturu vozila.

Disk koĉnice - spadaju u grupu aksijalnih koĉnica, s obzirom da se sila na frikcionu

površinu ostvaruje aksijalnim dejstvom frikcione površine na disk.

Prema konstrukciji postoje u principu dva tipa:

a) Koĉnice sa diskom i stegom (ĉeljusti), koja samo po jednom segmentu

zahvata disk;

b) Koĉnice sa diskom i lamelastom frikcionom površinom, koja se po celom

obimu naslanja na disk.

Disk koĉnica sa stegom predstavlja osnovni vid izvoĊenja i koristi se u principu kod

svih putniĉkih i teretnih vozila, dok se koĉnice sa lamelastom frikcionom površinom

uglavnom koriste kod graĊevinskih mašina ili kod vozila sa nekim posebnim namenama. Disk

koĉnice je kao i kod doboš koĉnica neposredno povezan sa toĉkom ili glavĉinom toĉka, dok

je stega nepokretna, ĉvrsto vezana za noseću strukturu vozila. Ona istovremeno predstavlja i

kućište kompletnog mehanizma koĉnice kojim se ostvaruje potisak frikcione površine na disk.

1-koĉiona cev; 2-disk; 3-koĉiona ploĉica; 4-stega; 5-klip.

Slika 26. Tipična konstrukcija disk kočnica za putničko vozilo


23

Prema konstrukciji postoje disk koĉnice sa jednim ili dva potisna elementa (klipa) od

kojih se svaki nalazi na jednoj strani diska. Kod vozila koja imaju samo jedan potisni klip

stega koĉnica je aksijalno pomerljiva, kako bi koĉione ploĉice podjednako nalegale na disk.

Kod koĉnica sa dva potisna klipa stega obiĉno nije aksijalno pomerljiva. Prenos sile kod

putniĉkih vozila vrši se u principu hidrauliĉki, dok kod većih teretnih vozila ukljuĉujući i

autobuse u principu je pneumatski.

Kod vozila velike mase, kod kojih koĉnice moraju da ostvare i veliku koĉnu silu, a

takoĊe i zbog kvalitetnijeg naleganja koĉionih ploĉica na disk, disk koĉnice mogu imati dva

ili ĉak i ĉetiri potisna klipa (po dva sa svake strane diska).

Kada je potrebno da disk koĉnice ostvaruju i funkciju parkirne koĉnice, kako je već

reĉeno, za prenos sile koristi se poseban mehaniĉki mehanizam, koji je uvek potpuno

nezavisan od radne koĉnice, kod koga se mehanizam aktivira hidrauliĉki. Zazor izmeĊu

diska i frikcione površine ostvaruje se automatski elastiĉnom deformacijom gumenih

zaštitnih elemenata u samom potisnom klipu ili pak pomoću opruge koja je tako izraĊena i

vezana da se prilikom zakretanja u jednu stranu odmotava i time širi, a u suprotnu stranu ne

ometa relativno pomeranje voĊice.

Ovde su pomenute samo koĉnice koje se najĉešće susreću u praksi i koje se uobiĉajeno

nalaze na toĉkovima vozila. Pored ovoga povremeno se susreću i rešenja koĉionih

mehanizama koji deluju na transmisiju, itd.

2.3.2 Prenosni mehanizam u sistemu koĉnica

Prenosni mehanizam predstavlja deo koĉionog mehanizma ĉiji je zadatak da komandu

za aktiviranje prenese do koĉnica. Ovaj zadatak se rešava na više naĉina, pre svega

koncepcijski i konstruktivno. Sa aspekta koncepcije postavlja se pitanje da li sistem prenosa

mora da prenese energiju vozaĉa do koĉnica ili se voljom i radnjama vozaĉa samo komanda

predaje nekom posebnom spoljnom energetskom sistemu. Ovakav energetski sistem može

samo da potpomaže aktiviranju koĉnica pojaĉavajući silu (servo pojaĉivaĉi sile koĉenja) ili

mora da preuzme kompletan zadatak aktiviranja koĉnog sistema i energetskog obezbeĊenja

koĉenja, uz stvaranje odreĊene sile koĉenja na toĉkovima, takozvani mehanizmi sa punim

servo dejstvom.

U tom smislu danas su u upotrebi sledeći prenosni koĉni mehanizmi:

mehaniĉki prenos;

hidrauliĉki sa ili bez servo pojaĉanja;

hidrauliĉki sa punim servo dejstvom;

pneumatski sa punim servo dejstvom;

hidro-pneumatski sa servo pojaĉanjem ili sa punim servo dejstvom.

Koji će se od sistema izabrati zavisi od više faktora, od kojih je jedan osnovni - kolika

se energija mora predati koĉnicama.


24

Mehaniĉki prenosni mehanizam - je tipiĉan primer sistema kod kojih nema servo

pojaĉanja, već se energija vozaĉa ili rukovaoca mašinom direktno prenosi do koĉnica. Samim

tim jasno proizilazi da je mogućnost primene ovog mehanizma dosta ograniĉena. Kod radnih

koĉnica mehaniĉki prenos se danas primenjuje samo kod sporohodnih lakih vozila i manjih

traktora.

MeĊutim, kod izvoĊenja parkirnih koĉnica ovaj mehanizam je veoma široko

rasprostranjen i to iz više pozitivnih razloga:

tokom vremena ne dolazi do slabljenja dejstva sile koĉenja;

praktiĉno i lako se vrši razvod do parkirne koĉnice (najĉešće na kardanskom

vratilu ili na zadnjim toĉkovima vozila) i omogućava odgovarajući prenosni

odnos: sila na ruĉici komande prema sili na koĉnicama.

Pored toga mehaniĉki prenos je relativno jednostavan i jeftiniji od ostalih prenosnih

sistema.

Nedostaci mehaniĉkih prenosa su takoĊe brojni, a svode se na nekoliko osnovnih:

može da se prenese relativno mala energija, iskljuĉivo mišićima rukovaoca, razvod ka svim

toĉkovima je komplikovan i ĉesto nepouzdan, osetljiv je na uslove okoline, atmosferske

uticaje, kao i mogućnost oštećenja.

Hidrauliĉni prenosni mehanizam - predstavlja najrasprostranjeniji sistem prenosa

pogotovo kod koĉnih mehanizama putniĉkih, lakih teretnih i dostavnih automobila. Kod lakih

vozila, masa do 1000 kg, svaki vozaĉ može da razvije dovoljnu energiju za koĉenje tako da

nije potrebno pojaĉanje sile koĉenja servo pojaĉivaĉima. MeĊutim, kod lakih teretnih i

1-radne koĉnice prednjih toĉkova; 2-poluga parkirne koĉnice; 3-pedala radne koĉnice; 4-

glavni koĉioni cilindar; 5-koĉnice zadnjih toĉkova (radna i parkirna); 6-razvodna zatega;

7-ĉeliĉno uže.

Slika 27. Mehanički prenosni mehanizam parkirne kočnice putničkog vozila


25

dostavnih vozila najĉešće je neophodna pomoć servo pojaĉivaĉa sile koĉenja. Kod putniĉkih

automobila iskljuĉivo radi udobnosti i povećanja bezbednosti vozila i putnika, servo

pojaĉivaĉi, najĉešće vakumskog tipa su već serijska oprema svih putniĉkih vozila.

Ova vrsta prenosnog mehanizma je dosta komplikovanije gradnje od mehaniĉkog i

svoj rad zasniva na prenosu pritiska koĉione teĉnosti od glavnog koĉionog cilindra na koĉione

cilindre u koĉnicama. Pritiskom na klipove unutar cilindara stvara se sila kojom se koĉnice

aktiviraju.

Shodno slici 28, oĉigledno je da glavni koĉioni cilindar mora da ima zapreminu koja je

jednaka zbiru zapremina svih pojedinih cilindara u koĉnicama. Upravo u tome se i ogleda

ograniĉenost ovakvog sistema koĉenja na laka i dostavna vozila.

MeĊutim, jedna od bitnih prednosti ovakvog sistema prenosa komandi je relativno

lako zadovoljenje zahteva navedenih u ECE pravilniku da koĉnice moraju da imaju i pomoćni

sistem koĉenja. Kod hidrauliĉkih sistema je moguće razvod do cilindara na koĉnicama izvesti

u više nezavisnih razvodnih grana, ĉime se bitno povećava bezbednost vozila i sigurnije

koĉenje.

Slika 29. Funkcionalna šema hidrauličkog prenosa komandi kod kočnog

sistema

Slika 28. Funkcionalna šema raspodele pritiska i zapremine kod hidrauličkog sistema


26

Ceo sistem se sastoji od: komandne pedale koja se aktivira potiskom noge, glavnog

koĉionog cilindra sa dve nezavisne komore (usled ĉega se i naziva tandemski glavni koĉioni

cilindar), razvodnog sistema, radnih koĉionih cilindra u koĉnicama i same koĉnice.

Na slici 30. prikazan je hidrauliĉni razvodni sistem sa dva nezavisna koĉiona kruga,

koĉioni krug prednjih koĉnica i koĉioni krug zadnjih koĉnica, tako da u sluĉaju otkazivanja

jednog koĉionog kruga, drugi je i dalje u funkciji, tako da vozilo može da se koĉi, ali sa

smanjenim performansama koĉenja. Princip rada je sledeći: pritiskom noge na pedalu

koĉnice, sila noge povećava pritisak u glavnom koĉionom cilindru, te shodno Paskalovom

zakonu, talas pritiska se veoma brzo ravnomerno rasprostire do radnih cilindara, u kojima se

klipovi razmiĉu i dejstvuju na koĉne elemente u koĉnicama. Na vozilima novije generacije,

kao prednje koĉnice su u primeni disk koĉnice, a kao zadnje disk ili doboš koĉnice, pri ĉemu

doboš koĉnice omogućuju lakše ostvarivanje konstrukcije ruĉne (parkirne) koĉnice sa

zadovoljavajućim performansama.

Hidrauliĉni sistemi rade sa pritiscima reda veliĉina 120 bar-a, a kratkotrajno i do 200

bar-a, što uglavnom zavisi od veliĉine radnih cilindara, odnosno hoda klipa u glavnom

koĉionom cilindru. Spadaju u red veoma „zahvalinih sistema“ za održavanje s obzirom da

mogu da rade bez posebnog održavanja duži vremenski period.

Raspodela kočionih krugova

Kako je već reĉeno, hidrauliĉni sistem prenosa omogućava korelativno lako

konstruisanje sistema sa više nezavisnih koĉionih krugova - najmanje dva do ĉetiri, sa

razliĉitim mogućnostima rasporeda rada koĉnica.

Dvokružni kočioni sistem - se u principu konstruiše sa tri naĉina raspodele: takozvani

„crno-beli“ sistem (slika 30.), dijagonalni sistem (slika 31.) i trougaoni sistem (slika 32.).

„Crno - bela“ varijanta - jednu granu ĉine koĉnice prednjih a drugu koĉnice zadnjih

toĉkova. Stoga je koĉenje prednjih koĉnica potpuno nezavisno od rada zadnjih koĉnica.

Slika 30. Funkcionalna šema dvokružnog sistema sa „crno-belom“ raspodelom


27

Raspodela koĉnih sila po osovinama je moguća u svakom odnosu (zavisno od raspodela

težina), ali kod teretnih vozila je najĉešće 70% : 30%.

Dijagonalni sistem - nezavisno koĉenje po dva toĉka, s tim što su u jednom krugu

uvek po jedan prednji i jedan zadnji toĉak. I u ovakvom sistemu je moguće ostvarivanje

razliĉitih sila koĉenja prednjih i zadnjih toĉkova izborom radnih cilindara razliĉitih preĉnika, s

obzirom da je pritisak koĉione teĉnosti u sistemu jednak.

Velika negativnost ovakvog sistema je to što pri „ispadanju“ jednog koĉnog kruga ili

razlike u pritisku iz bilo kog razloga (recimo curenje teĉnosti), moguće je zanošenje vozila u

stranu, usled dejstva nejednakosti sila koĉenja na toĉkovima jedne osovine.

Trougaoni sistem raspodele – primenjuje se u principu kod višecilindriĉnih disk

koĉnica (dva do ĉetiri radna cilindra po jednoj koĉnici), tako da je moguće da oba kruga uvek

dejstvuju na oba prednja toĉka i na po jedan zadnji.

Slika 32. Funkcionalna šema dvokružnog sistema sa „trougaonom“ raspodelom

Slika 31. Funkcionalna šema dvokružnog sistema sa „dijagonalnom“ raspodelom


28

Posebna podvarijanta ovog sistema je raspodela gde jednom koĉionom krugu

pripadaju sve ĉetiri koĉnice, a drugom koĉionom krugu samo prednje koĉnice.

Sva tri gore navedena sistema raspodele nemaju nikakvo servo dejstvo, to jest nemaju

pojaĉanja sile koĉenja u sistemu, što ih sa svoje strane ograniĉava na primenu samo kod

relativno lakih vozila. MeĊutim, logiĉku nadgradnju hidrauliĉkih sistema raspodele

predstavlja ugradnja servo pojaĉivaĉa sa punim servo dejstvom, ĉime se pružaju praktiĉno

neograniĉene mogućnosti primene.

Servo pojaĉivaĉima (slika 33.) je moguće silu aktiviranja koĉenja, koju inicira vozaĉ,

višestruko povećati, pa time i pritisak koĉione teĉnosti u celom sistemu. Time se sila koĉenja

koju daje vozaĉ sada svodi samo na iniciranje koĉenja.

Princip ugradnje servo ureĊaja je u tome da se ispred glavnog koĉionog cilindra

postavi servo pojaĉivaĉ, koji energiju dobija od nekog spoljnog izvora, na primer podpritisak

iz usisne grane kod benzinskih motora ili posebne vakuum pumpe kod dizel motora.

Nastajanjem vakuuma, servo stvara potrebno povećanje poĉetne sile.

U sluĉaju otkaza servo pojaĉivaĉa, funkcija koĉenja ostaje i dalje, s obzirom da se

prenos sile i dalje vrši mehaniĉki od klipne poluge na potisnu polugu, s tom razlikom što je

potrebno znatno veća sila vozaĉa na pedalu koĉnice, kako bi se ostvario željeni efekt koĉenja.

1-veza sa vakum pumpom; 2-jednosmerni ventil; 3-osovina povezana sa glavnim

cilindrom; 4-vazdušni ventil; 5- osovina povezana sa pedalom koĉnice; 6-membrana.

Slika 33. Servo pojačivačem sile kočenja


29

3. OTKAZI I NJIHOV UTICAJ NA KRETANJE VOZILA

Pojedinaĉni otkazi delova vozila koji uĉestvuju u funkcionisanju nekog sistema ĉesto

mogu da u potpunosti ili delimiĉno naruše funkcionisanje tog sistema. U ovom poglavlju je

data detaljna analiza najĉešćih pojedinaĉnih otkaza delova vozila i njihov uticaj na

funkcionisanje celokupnog sistema kome deo pripada.

3.1 Otkazi i njihov uticaj na funkcionisanje sistema oslanjanja

Zavojne opruge - najveći broj zavojnih opruga otkazuju usled zamora materijala, što

znaĉi da su pretrpele veliki broj ciklusa sabijanja i istezanja usled ĉega materijal postaje krt i

puca. Ako je amplituda ovih ciklusa velika, proces zamora materijala je ubrzan. Vozila ĉiji je

prtljažni deo ĉesto pretovaren imaju velike šanse za rano otkazivanje zavojnih opruga. Zamor

je takoĊe ubrzan usled ĉeste vožnje po neravnim putevima.

Drugi najĉešći uzrok otkazivanja je korozija koja je ĉešći uzrok loma zavojne opruge

nego što su vozaĉi toga svesni. Ipak, nove tehnologije premazivanja opruge su došle do taĉke

kada podnose udare većih komada kamenja bez oštećenja. Na slici 34 je dat primer zavojne

opruge koja pukla usled korozije. Desna slika prikazuje popreĉni presek korodirale opruge na

kojoj crvena linija oznaĉava originalnu dimenziju ispravne opruge.

Lisnate opruge - otkazi lisnatih opruga se mogu podeliti na tri grupe [8]:

Otkazi na početku životnog veka opruge - ove vrste otkaza se javljaju zbog nedostatka

lisnate opruge steĉenih u toku proizvodnog procesa, zbog nepravilne ugradnje ili

preopterećenja.

Otkazi na sredini životnog veka opruge – stopa otkazivanja u ovom periodu je izuzetno

niska, s obzirom da sistemi vozila prolaze redovnu kontrolu vozila u servisu gde bi svaki

nedostatak lisnate opruge bio uoĉen.

Slika 34. Zavojna opruga sa oštećenjem


30

Otkazi na kraju životnog veka opruge – stopa otkazivanja drastiĉno raste kako se

približava kraj životnog veka lisnate opruge. Do ovog vremena, opruga je dotrajala i

korodirala do te mere da je na granici funkcionalnosti.

Faktori koji utiĉu na dužinu životnog veka lisnate opruge su sledeći:

Preopterećenje – što je opruga izložena većem naprezanju, to je zamor

materijala brži.

Amortizeri – ispravan amortizer teži da smanji naprezanja opruge koja nastaju

usled neravnina na kolovozu. Manja naprezanja znaĉe manji zamor materijala.

Istrošenost ili nedostatak amortizera treba što pre otkloniti kako bi životni vek

opruge bio duži.

Podešavanje koĉnica – nepravilno podešene koĉnice takoĊe smanjuju životni

vek opruge. Prilikom koĉenja lisnate opruge apsorbuju odreĊeni deo sile

koĉenja. Ako sile koĉenja toĉkova na istoj osovini nisu jednake, jedna opruga

će apsorbovati veći deo sile koĉenja od druge, što ubrzava zamor materijala.

Zaštitni premazi – korozija je najuticajniji faktor u smanjenju životnog veka

opruge. Nanošenjem odgovarajućih premazi prilikom montiranja i održavanja,

usporava se širenje korozije.

Stanje površine – pojedini nedostaci na površini opruge su mesta gde se

javljaju pukotine. Zbog toga je veoma bitno vršiti kontrolu prilikom

proizvodnje i ugradnje opruge, kako bi se ove vrste nedostataka svele na

minimum.

Amortizeri – radni vek amortizera u velikoj meri zavisi od broja ciklusa sabijanja i

istezanja. Jedna od ĉestih pojava je curenje ulja iz radnog prostora usled zamora zaptivaĉa

Slika 35. Lisnata opruga ostećena usled preopterećenja


31

Slika 37. Izgled pneumatika pohabanog usled

dotrajalosti amortizera

amortizera što izaziva slabljenje amortizera (slika 36.). TakoĊe je prisutna i mogućnost

fiziĉkog oštećenja usled kontakta sa raznim predmetima koji se nalaze na putu.

Kompanija Tenneco Automotive [8] je sprovela istraživanje uticaja dotrajalih

amortizera na kretanje vozila. Prilikom istraživanja je vršeno uporeĊivanje novih amortizera

sa stoprocentnom funkcionalnošću i dotrajalih amortizera sa pedesetoprocentnom

funkionalnošću. Rezultat pokazuju sledeće:

Koĉenjem pri brzini od 80 km/h pri ĉemu se u kolima nalazi samo vozaĉ, zaustavni

put vozila se produžava za 2.6 m;

Koĉenjem pri brzini od 70 km/h pri ĉemu se u kolima pored vozaĉa nalaze i tri

saputnika, zaustavni put vozila se produžava za 11.3 m;

Efekat “aquaplaning” se kod dotrajalih amortizera javlja pri brzini od 109 km/h, dok

se kod novih amortizera javlja pri brzini od 125 km/h;

Zaustavni put vozila opremljenog ABS-om u uslovima zaledjenog kolovoza se

povećava za 23%.

Amortizer sa funkcionalnošću od

35%, nakon preĊenih 9,000km povećava

habanje pneumatika za 10% u odnosu na

habanje prilikom korišćenja potpuno

funkcionalnog amortizera.

Slika 36. Amortizer sa neispravnim zaptivačem


32

Istraživanje kompanije Monroe [8] je vršilo sliĉno istraživanje. Dobijeni su sledeći

rezultati:

Koĉenjem u krivini pri brzini od 55 km/h, zaustavni put vozila se produžava za 2.6 m;

Amortizeri sa funkcionalnošću od 50% smanjuju bezbednu brzinu kretanja vozila za

10%;

Amortizeri sa funkcionalnošću od 50% smanjuju brzinu pri kojoj se javlja

“aquaplaning” za 10%;

Dotrajali amortizeri utiĉu na povećanje umora kod vozaĉa što produžava vreme

reagovanja za 26%.

Pored nabrojanih, amortizeri utiĉu i na sledeće delove vozila: opruge, upravljaĉki

sistem, diferencijal, menjaĉ i još mnogo toga.

Generalno posmatrano, svako smanjivanje funkcionalnosti delova sistema oslanjanja

predstavlja smanjivanje sile kojom se ti delovi suprotstavljaju energiji oscilatornog kretanja.

Na slici 38 je dat primer oscilovanja vozila sa i bez sistema oslanjanja.

Amplitudu oscilacije osovine sa slike u praksi možemo uporediti sa skakutanjem toĉka

na vozilu pri ĉemu toĉak gubi spoj sa podlogom što onemogućava upravljanje i koĉenje

vozila. Period kada je toĉak u vazduhu direkno zavisi od brzine kretanja vozila.

Iz svega navedenog se nameće zakljuĉak da smanjenjem sile kojom se elementi

oslanjanja suprotstavljaju oscilacijama smanjuje se i kritiĉna brzina pri kojoj dolazi do gubitka

kontakta toĉkova i podloge, odnosno vozilo postaje nestabilno i pri manjim brzinama.

Slika 38. Oscilaceje vozila sa i bez sistema oscilovanja


33

3.2 Otkazi i njihov uticaj na funkcionisanje upravljaĉkog sistema

Upravljaĉki sistem je saĉinjen od niza složenih elemenata koji, kao i svi delovi na

vozilu, nisu imuni na otkazivanje. MeĊutim, deo koji se istiĉe svojom bitnom ulogom u

funkcionisanju upravljaĉkog sistema jesu spone.

Spone – kada se izvrši analiziranje uzroka otkazivanja spona, dolazi se do tri najĉešća

faktora:

1. Zamor materijala - prilikom svakog okretanja volana, ogromnom naprezanju su

izložene spone a naroĉito njihove zglobne veze. Konstantne vibracije i izloženost

stanju kolovoza takoĊe u velikoj meri doprinose bržem zamoru materijala.

2. Predmeti na kolovozu - s obzirom da se spone nalaze u blizini toĉkova, one nisu

dovoljno zaštićene od predmeta koji se mogu naći na putu. Bilo da je spona nova ili

pri kraju svog upotrebnog veka, parĉe metala, kamena ili drveta može udariti i

oštetiti sponu. Još jedan uzrok oštećenja može biti i parĉe pneumatika koje je otpalo

sa oštećenog pneumatika teretnog vozila. Prilikom prelaska pneumatikom preko

ovakvih komada, može doći do situacije da se jedan kraj parĉeta obmota oko spone

a drugi kraj upadne u toĉak koji se okreće pri ĉemu dolazi do momentalnog pucanja

spone.

3. Vibracije točkova - i pored urednog balansiranja pneumatika, usled uticaja

neravnina na kolovozu pneumatik vremenom poĉinje da vibrira što u velikoj meri

utiĉe na brže trošenje spone. Otkaz se najĉešće javlja na strani spone koja je

povezana sa toĉkom.

Otkazivanje spone u smislu njenog pucanja, dovodi do trenutnog gubitka upravljivosti

vozila. Pored toga, toĉak povezan sa prekinutom sponom se zaokreće u stranu nezavisno od

drugog toĉka i dolazo do naglog skretanje vozila što predstavlja još veću opasnost od gubitka

upravljivosti vozila.

Slika 39. Položaj točka otkačenog od spone u toku vožnje


34

3.3 Otkazi i njihov uticaj na funkcionisanje koĉionog sistema

Otkazi sastavnih delova koĉionog sistema u normalnim uslovima vožnje su najĉešće

posledica sledećih faktora:

Delovi su degradirani;

Delovi su u velikoj meri dotrajali;

Delovi su feleriĉni;

Delovi su mehaniĉki oštećeni.

Svaki od ova ĉetiri nedostatka može biti posledica greške u dizajnu, greške u

proizvodnji ili neadekvatnog održavanja ili opravke.

Degradiranje nastaje (npr. kontaminacija uljem) usled greške u dizajnu ili proizvodnji,

ili zbog nepravilnog održavanja sistema.

Dotrajalost je posledica korišćenja dela u dužem vremenskom periodu, nepravilne

ugradnje, pogrešnog dela ili nekih drugih razloga.

Deo je feleriĉan usled greške u dizajniranju, proizvodnji ili održavanju.

Mehaniĉka oštećenja, kao što je curenje ulja iz koĉionih creva ili propuštanje ventila,

mogu biti izazvana iznenada i bez najave usled delovanja objekata koji se nalaze na putu.

Kod koĉionih sistema vozila se mogu javiti potpuni ili delimiĉni otkazi. Potpuni otkazi

nastaju kada se na koĉnici ne može ostvariti koĉni moment i oni se retko dešavaju. U sluĉaju

delimiĉnih otkaza, radne karakteristike koĉnice bitno su pogoršane. To se manifestuje preko

smanjenja ostvarenog koĉnog momenta na koĉnici, neravnomernosti koĉenja ili kašnjenja

odziva koĉnice. Otkazi koji dovode do smanjenja koĉnog momenta obiĉno se nazivaju

otkazima trenja. Oni mogu da budu trajni i prolazni.

Trajni otkazi trenja mogu nastati usled pohabanosti frikcionih površina koĉnica i

obloga, nehomogenosti materijala obloga (prisustvo stranih tela), pucanja i ispadanja parĉića

obloga, zaprljanosti ili zamašćenosti frikcionih površina i sl.

Prolazni otkazi trenja mogu da nastanu usled kvašenja unutrašnjosti koĉnice vodom,

usled dugotrajnog koĉenja pri kretanju vozila na nizbrdicama ili usled nepotpunog otkoĉivanja

u vremenu kada koĉnica nije aktivirana. Prisustvo vode u unutrašnjosti koĉnice dovodi do

smanjenja koeficijenta trenja i ostvarenog koĉnog momenta. Pri koĉenju, usled zagrevanja

elemenata koĉnice, dolazi do isparavanja vode i povraćaja radne sposobnosti koĉnice.

U sledećoj tabeli (tabela 1.) je dat pregled najĉešćih otkaza koji se javljaju u

koĉionim sistemima zajedno sa uzrocima pomenutih otkaza.


35

Tabela 1. Pregled najčešćih otkaza kočionog sistema i njihovi uzroci

Simptomi Najĉešći uzroci

Dugo putovanje koĉione pedale

Nizak nivo koĉionog ulja u glavnom

koĉionom cilindru;

Vazduh u koĉionom sistemu;

Veliki razmak izmeĊu koĉione obloge

i doboša.

Propadanje koĉione pedale prilikom

konstantnog pritiska

Curenje u hidrauliĉnom sistemu;

Kvar glavnog koĉionog cilindra.

„Meka koĉnica“ Vazduh u koĉionom sistemu.

Neravnomerno koĉenje toĉkova na

istoj osovini

Zamašćena koĉnica;

Voda u koĉionom krugu;

Istrošena koĉiona obloga;

Potisni klip zaglavljuje ili je

zamrznut;

Prekinut koĉioni krug.

Pulsirajuća (podrhtavajuća) koĉiona

pedala

Ovalnost doboša;

Iskrivljen disk;

Oštećen ležaj na toĉku.

Buĉne koĉnice

Dotrajale koĉione obloge;

Slomljena ili oslabljena povratna

opruga;

Strani materijal u dobošu koĉnice;

Brazde na dobošu ili disku.

Disk i doboš kočnice - tokom vremena usled trenja dolazi do istrošenja frikcionih

površina koĉnica i koĉionih obloga. Ukoliko je frikciona obloga pohabana do zakivaka, pored

smanjenja koĉnog momenta, dolazi i do stvaranja buke prilikom koĉenja usled trenja metala o

metal. Važna karakteristika svih frikcionih materijala je intenzitet habanja. Od ovog svojstva

materijala zavisi trajnost, odnosno vek frikcione obloge, a takoĊe i nivo potreba za

održavanjem pre nego što doĊe do zamene obloga, odnosno uĉestalost podešavanja i pregleda

koĉnica. Habanjem obloga i frikcionih površina koĉnica nastaje prašina koja, u sluĉaju

oštećenja zaptivnih kapa koĉnog cilindra, može dospeti do kliznih površina elemenata ovog

sklopa i time pogoršati uslove trenja.

Prisustvo tvrdih stranih materijala u frikconim oblogama koĉnice, pored smanjenja

koeficijenta trenja izmeĊu obloga i frikcionih površina, izaziva i abrazivno habanje frikcione

površine doboša odnosno diska. Usled toga javlja se izrisanost površine i smanjenje koĉnog

momenta. TakoĊe, pucanje i ispadanje parĉića obloga dovodi do pogoršanja radnih

karakteristika koĉnice.


36

Pri radu koĉnice, na frikcionoj oblozi formira se kora od ĉaĊi koja ima bitno drugaĉija

svojstva od osnovnog frikcionog materijala. Time se znatno smanjuje koeficijent trenja koĉnih

obloga. Pored toga, isticanje ulja iz koĉnih cilindara usled nehermetiĉnosti, dovodi do

zamašćenosti koĉionih obloga i smanjenja koeficijenta trenja. U sluĉaju zamašćenosti,

obnavljanje radne sposobnosti koĉnice vrši se tako što se najpre otkloni uzrok otkaza

zamenom zaptivnih prstenova koĉnog cilindra ili ĉitavog cilindra, a zatim se vrši ĉišćenje

unutrašnjosti koĉnice i brušenje frikcionih površina obloga.

Neravnomerno koĉenje predstavlja poseban vid trajnih otkaza trenja kod kojih je, osim

smanjenja koĉnog momenta, jako izraženo podrhtavanje koĉnica prilikom koĉenja.

Podrhtavanje koĉnica nastaje usled neravnomerne raspodele pritiska po površini obloge.

Postoje više uzroka za to, kao na primer: geometrijsko odstupanje frikcionih površina,

mehaniĉko oštećenja frikcionih elemenata, otkaz nosaĉa papuĉa koĉnica ili otkaz elemenata za

pridržavanje papuĉa.

Slika 41. Kočioni cilindar doboš kočnice koji je izgubio hermetičnost

Slika 40. Disk oštećen istrošenim frikcionim oblogama


37

Usled toplotnih deformacija javlja se ovalnost doboša odnosno iskrivljenost koĉionog

diska. Posledica toga je znatno odstupanje dodirnih površina frikcionih površina koĉnica i

obloga. Pucanje doboša ili diska i odvajanje obloga od papuĉa spadaju u grupu mehaniĉkih

oštećenja frikcionih elemenata. Pucanje elemenata koĉnice je naroĉito opasno ako takav deo

doĊe u prostor izmeĊu koĉione obloge i frikcione površine koĉnice. Tada nastaje koĉenje

toĉka i kada koĉnica nije aktivirana, što je naroĉito opasno po bezbednost saobraćaja. Osim

toga, javlja se i oštećenje frikcionih površina obloge i koĉnica u vidu dubokih brazdi.

Kod doboš koĉnice kašnjenje odziva, sa stanovišta otkaza elemenata ove koĉnice,

nastaje usled nepodešenosti zazora izmeĊu obloga i doboša. Ovaj dogaĊaj se javlja usled

otkaza elemenata mehanizma za podešavanje zazora.

U sluĉaju dugotrajnog koĉenja pri kretanju vozila na nizbrdicama, toplota dobijena

pretvaranjem kinetitiĉke energije vozila veća je od toplote koju elementi koĉnice predaju

okolini. Zbog toga se javlja visoka radna temperatura svih elemenata koĉnice. Visoka radna

temperatura utiĉe na pad koeficijenta trenja izmeĊu obloga i doboša odnosno koĉionog diska.

Pojava opadanja frikcionih svojstava materijala, usled porasta temperature, poznata je pod

nazivom "feding". Ova pojava je naroĉito izražena kod koĉnica, ĉiji je nemetalni deo izraĊen

od azbesta. HlaĊenjem frikcionih obloga, tj. ponovnim vraćanjem na nivo umerenih radnih

temperatura, frikciona svojstva se vraćaju i dolazi do "obnavljanja" koeficijenta trenja. Zbog

toga se ovaj i sliĉni oblici neispravnosti nazivaju prolaznim otkazima. Visoka radna

temperatura, pored uticaja na koeficijent trenja, utiĉe i na deformaciju elemenata (ovalnost

doboša, krivljenje papuĉa, iskrivljenost koĉionog diska), pucanje doboša i diska, promenu

karakteristika materijala (gubitak elastiĉnosti povratnih opruga), ubrzano starenje zaptivnih

elemenata koĉnog cilindra itd.

Nepotpuna otkoĉenost doboš koĉnice izazvana otkazima u prenosnom mehanizmu

radne ili parkirne koĉnice ili otkazima povratnih opruga papuĉa koĉnice, u zavisnosti od

stepena ostvarenja, dovodi do stalnog koĉenja vozila, povećanja radne temperature koĉnice,

opadanja koeficijenta trenja i ubrzanog habanja frikcionih elemenata. Uloga povratnih opruga

je da obezbede sigurno razdvajanje frikcionih površina u periodima kada koĉnica nije

aktivirana. Otkazi povratnih opruga doboš koĉnice, kao na primer pucanje opruga, gubitak

elastiĉnosti ili ispadanje iz ležišta, dovode do nepravilnog položaja papuĉa i stalnog kontakta

izmeĊu obloga papuĉa i doboša.

Svi pomenuti problemi koji su vezani za disk i doboš koĉnice imaju direktan uticaj na

efikasnost koĉionog sistema. Smanjenjem efikasnosti produžava se zaustavni put vozila ĉija

dužina može biti presudna u krajnjem ishodu kritiĉne situacije.

Curenje hidrauličkog sistema je jedna od ĉestih pojava koja može biti posledica

pucanja koĉionog creva, popuštanja ventila ili neĉeg drugog. Kako bi se shvatio uticaj ove

vrste otkaza na sistem, dato je objašnjenje funkcionisanja koĉionog cilindra, prvo u ispravnom

stanju a zatim u stanju neispravnosti prvog koĉionog kruga.


38

Pritiskanjem pedale koĉnice od strane korisnika primarni klip (1) se pokreće u pravcu

sekundarnog klipa (2). Usled kretanja primarnog klipa zatvara se veza sa prvim rezervoarom

(3) i stvara se pritisak u primarnoj komori (9). Pod dejstvom nastalog pritiska pomera se

sekundarni klip koji zatvara vezu sa drugim rezervoarom (4) nakon ĉega su i prvi koĉioni

kruga (5) i drugi koĉioni krug (6) hermetiĉki zatvorena što omogućava prenos pritiska

stvorenog u komorama glavnog koĉionog cilindra na cilindre koĉnica.

Usled oštećenja prvog koĉionog kruga, i curenja ulja iz njega, redosled dogaĊaja je

sledeći: pritiskanjem pedale koĉnice od strane korisnika primarni klip se pokreće u pravcu

sekundarnog klipa. Usled kretanja primarnog klipa zatvara se veza sa prvim rezervoarom ali

zbog curenja u sistemu prvog koĉionog kruga nemoguće je stvaranje pritiska izmeĊu dva

klipa. Primarni klip nastavlja kretanje usled dejstva pedale koĉnice i u trenutku ostvarivanja

direktnog meĊusobnog kontakta poĉinje da pomera sekundarni klip. Sekundarni klip dalje

zatvara vezu sa drugim rezervoarom nakon ĉega je drugi koĉioni krug hermetiĉki zatvorena

što omogućava prenos pritiska stvorenog u sekundarnoj komori glavnog koĉionog cilindra na

cilindre koĉnica.

Curenje hidrauliĉkog sistema povlaĉi sa sobom dve neželjene posledica. Prva je duže

putovanje pedale koĉnice a druga je potpuno otkazivanje koĉnica povezanih sa koĉionim

krugom koji je oštećen.

Duže putovanje pedale koĉnice direktno utiĉe na povećanje vremena reakcije sistema

za koĉenje što za posledicu ima povećanje puta koĉenja. MeĊutim, to nije jedina opasnost.

Vozaĉi voĊeni osećajem navike, s obzirom da se koĉnice nisu odazvale u oĉekivanom

1-primarni koĉioni cilindar; 2-sekundarni koĉioni cilindar; 3-veza komore i

primarnog rezervoara; 4- veza komore i sekundarnog rezervoara; 5-prvi koĉioni

krug; 6-drugi koĉioni krug; 7- primarni rezervoar ulja; 8- sekundarni rezervoar

ulja; 9-primarna i sekundarna komora cilindra.

Slika 42. Elementi glavnog kočionog cilindra


39

trenutku, stiĉu utisak da su one potpuno otkazale i u panici ne nastavljaju dalji pritisak na

komandu što može dovesti do katastrofalnih posledica.

Što se tiĉe otkazivanja koĉnica oštećenog koĉionog kruga, manifestovanje otkazivanja

zavisi pre svega od raspodele koĉionih krugova. U krajnjem sluĉaju pored produženja

zaustavnog puta vozila može doći i do zanošenje vozila prilikom aktiviranja koĉnice.


40

4. ANALIZA NEKIH KARAKTERISTIĈNIH OŠTEĆENJA

SA SUMNJOM NA OTKAZ KOD VOZILA KOJA SU

UĈESTVOVALA U SAOBRAĆAJNIM NEZGODAMA

U praksi se ĉesto sreću primeri saobraćajnih nezgoda gde se na osnovu tvrdnje vozaĉa

sumnja da je uzrok nastajanje nezgode iznenadni otkaz vozila. MeĊutim, u velikom broju

sluĉajeva tvrdnje vozaĉa i ĉinjenice utvrĊene vanrednim tehniĉkim pregledom se ne

poklapaju. Statistiĉki podaci Ministarstva Unutrašnjih Poslova Republike Srbije u periodu od

2007. do 2009. godine prikazuju veoma nizak procenat uĉešće otkaza u nastajanju

saobraćajnih nezgoda (manji od 0,4%) [4].

Tabela 2. Učešće otkaza na vozilima u uzrocima saobraćajnih nezgoda u Republici

Srbiji

Godina

Broj saobraćajnih

nezgoda izazvanih

otkazom na vozilu

Ukupan broj

saobraćajnih nezgoda

Uĉešće nezgoda

izazvanih otkazom

na vozilu (%)

2007. 276 70.735 0,39

2008. 260 67708 0,38

2009. 242 64877 0,37

2010. 177 47.757 0,37

Grafik 1. Učešće otkaza na vozilima u uzrocima saobraćajnih nezgoda u

Republici Srbiji

0.39% 0.38%0.37%

0.37%

0

50

100

150

200

250

300

2007. 2008. 2009. 2010.


41

Na sudskim veštacima ostaje obaveza da utvrde taĉan splet okolnosti pod kojima se

odreĊena saobraćajna nezgoda odvija.

U nastavku su data nekoliko primera gore pomenute problematike.

Primer 1: Analiziranje zupĉaste letve vozila Zastava 101

Prema izjavi vozaĉa u ovom primeru je došlo do blokiranja upravljaĉkog mehanizma

usled ĉega je vozilo prešlo na levu stranu kolovoza. U toku sudskog procesa je pomenuta

mogućnost da nakon raspada kotrljajnog ležaja, kuglice ležaja mogu dospeti meĊu zube

zupĉaste letve i zupĉanika i izazvati blokiranje volana. Ispitivanjem se došlo do sledećih

ĉinjenica:

1. Za uležištenje pogonskog zupĉanika upravljaĉkog prenosnika u vozilu Zastava 101

primenjeni su kugliĉni ležajevi sa kosim dodirom (slika 43.) ĉija je karakteristika i

prednost u odnosu na ležajeve standardne konstrukcije (slika 44.) to da u njima ne

postoji kavez ĉije bi rastavljanje ili pucanje moglo da izazove ispadanje kuglica i

raspad ležaja. S obzirom da kuglice ne mogu proći kroz procep izmeĊu spoljašnjeg i

unutrašnjeg prstena ležaja, jedini naĉin da se one naĊu u prostoru sa ozubljenjem je da

prethodno doĊe do odvaljivanja dela grebena unutrašnjeg prstena ležaja ili do pucanja

samih kuglica.

Slika 44. Ležajevi standardne konstrukcije

Slika 43. Kotrljajni ležaj pogonskog zupčanika zupčaste letve Zastave 101


42

2. Mogućnost blokiranja upravljaĉkog prenosnika usled upada cele kuglice ležaja u

meĊuzublje zupĉaste letve neposredno je proverena na upravljaĉkom prenosniku koji

je demontiran sa rashodovanog vozila Zastava 101 približno istog godišta kao i

predmetno. Iz upravljaĉkog prenosnika je izvaĊen gornji ležaj pogonskog zupĉanika,

ležaj je rastavljen i iz njega je izvaĊena jedna kuglica. Ležaj je nakon toga ponovo

sastavljen i montiran nazad u prenosnik. IzvaĊena kuglica ležaja je uz pomoć tovat

masti zalepljena meĊu zupce zupĉaste letve (slika 45. a)). Okretanjem vratila

pogonskog zupĉanika, tj. pomeranjem zupĉaste letve, kuglica je dovedena u kontakt sa

zupcima pogonskog zupĉanika. Provera je ponovljena više puta uz promenu mesta

postavljanja kuglice. U svim sluĉajevima dobijen je isti rezultat - pogonski zupĉanik je

svaki put, praktiĉno bez otpora, istisnuo kuglicu duž zubaca zupĉaste letve u prostor

izmeĊu zupĉaste letve i kućišta, pa ni u jednom sluĉaju nije došlo do blokiranja

upravljaĉkog prenosnika.

3. UtvrĊivanje posledica zapadanja dela (polovine) kuglice meĊu zube zupĉaste letve i

pogonskog zupĉanika izvedeno je na istovetan naĉin, jedino što je kuglica prethodno

podeljena. Važno je naglasiti da deljenje/pucanje kuglice nije moglo biti izazvano

jakim udarima ĉekićem, već je ona morala biti podeljena elektriĉnom brusilicom (slika

46.). Za razliku od eksperimenta sa celom kuglicom, kada je kuglica bez otpora

istiskivana iz ozubljenja, ovom prilikom je u dva navrata došlo do zaglavljivanja

ubaĉene polovine kuglice meĊu zupcima zupĉaste letve i pogonskog zupĉanika. U oba

sluĉaja, blokiranje upravljaĉkog prenosnika je prevaziĊeno tek uz angažovanje velikog

obrtnog momenta na pogonskom zupĉaniku. Prilikom drugog zaglavljenja došlo je do

zadiranja dela kuglice u bok zupca pogonskog zupĉanika (slika 47. c)), pucanja kuglice

i mrvljenja približno jedne njene polovine (slika 47. b)). Dopunska provera izvedena je

sa preostalom ĉetvrtinom kuglice koja je vraćena nazad u ozubljenje. Ovog puta nije

došlo do znaĉajnijeg povećanja otpora okretanju pogonskog zupĉanika.

a) kuglica u poĉetnom položaju b) pogonski zupĉanik je istisnuo kuglicu u

prostor izmeĊu letve i kućišta prenosnika

Slika 45. Provera mogućnosti blokiranja upravljačkog prenosnika kuglicom ležaja u

međuzublju zupčaste letve


43

Na osnovu iznetih ĉinjenica se dolazi do zakljuĉka da je mogućnost blokiranja teorijski

moguća ali u praksi su krajnje male šanse da blokiranje upravljaĉkog prenosnika izazove

raspad gornjeg ležaja pogonskog zupĉanika.

Primer 2: Analiziranje desne spone vozila Citroen Xsara

Nakon saobraćajne nezgode dolazi do veće ili manje deformacije delova vozila, a sve

u zavisnosti od intenziteta sila koje se javljaju prilikom sudara. Položaj i konstrukcija spone

dovodi do toga da one ĉesto budu oštećene nakon nezgode. Zbog svoje važnosti u

funkcionisanju upravljivosti vozila neretko se javlja potreba da se izvrši analiza stanja spone

pre saobraćajne nezgode kako bi se uvidelo da li je njeno funkcionisanje na bilo koj naĉin

moglo da uzrokuje saobraćajnu nezgodu.

U konkretnom primeru se vršenjem ispitivanja došlo do sledećih ĉinjenica:

Slika 47. Provera mogućnosti blokiranja upravljačkog prenosnika za slučaj umetanja

polovine kuglice ležaja među zube zupčaste letve

a) kuglica nakon udarca ĉekićem i utisnuća b) polovina kuglice iseĉene brusilicom

nastala na istom

Slika 46. Provera izdržljivosti kuglice

a) b) c)


44

1. Spona prednjeg desnog toĉka (slika 48.) je deformisana nadole, posmatrano u odnosu

na njen ugradni položaj. Ukupna dužina spone je skraćena za približno 65 mm. Na

površini cevi spone ne postoje oštećenja niti drugi tragovi koji bi ukazivali da su

opisane deformacije nastale u kontaktu sa stranim telom.

2. Na ivici otvora ĉašice rastavljenog spoljašnjeg zgloba spone, na suprotnom kraju od

mesta gde se ĉašica vezuje za cev spone, uoĉava se cilindriĉno utisnuće pod uglom od

oko 45° u odnosu na osu ĉašice (slika 49. detalj 1). TakoĊe, na obe strane otvora ĉašice

primećuje se da su ivice otvora deformisane ka napolje (slika 49. detalj 2), što

odgovara nasilnom izvaljivanju kugle iz ĉašice. Da je u pitanju nasilno izvaljivanje

kugle, a ne njeno ispadanje usled pohabanosti sklopa, potvrĊuje i okolnost da se u

zateĉenom stanju zgloba kugla ne može utisnuti nazad u ĉašicu, iako je otvor ĉašice

raširen opisanim deformacijama. Na isti zakljuĉak upućuje i stanje plastiĉnog umetka

ĉašice zgloba, na kom nema tragova prekomerne pohabanosti. Na spoljašnjim

površinama ĉašice zgloba ne postoje tragovi povlaĉenja po kolovozu niti tragovi

kontakta sa nekim stranim telom.

Slika 49. Oštećenja čašice spoljašnjeg zgloba spone

Slika 48. Spona prednjeg desnog točka vozila Citroen Xsara


45

Kao što je konstatovano u prethodnom delu da na površini spone nema tragova

kontakta sa stranim telom, nije teško zakljuĉiti da su za njenu deformaciju bili neophodni

uslovi da na sponu deluje velika sila i da oba njena kraja budu priĉvršćena kako bi nastala

deformacija nadole, nakon ĉega je usledilo izvaljivanje kugle iz ĉašice.


46

5. ZAKLJUĈAK

Nakon analiziranja konstrukcije i funkcionisanja posmatranih sistema vozila, opšti

zakljuĉak koji se nameće je da ĉak i delimiĉno otkazivanje pojedinog dela može da dovede ili

da poveća posledice saobraćajne nezgode.

Ako se gore opisani sistemi sagledaju pojedinaĉno, zakljuĉuje se sledeće:

Sistem oslanjanja vozila – nesporno je da potpuni otkaz u vidu pucanja zavojne

ili lisnate opruge može da dovede do trenutnog narušavanja stabilnosti vozila,

naroĉito pri velikim brzinama ili u trenutku skretanja. Ono što treba naglasiti je

da delimiĉan otkaz u vidu nepotpune funkcionalnosti amortizera, zavojne ili

lisnate opruge, dovodi do produžavanja zaustavnog puta vozila, do pojaĉanog

trošenja pneumatika i izaziva brže habanje ostalih delova vozila. Razlog

naglašavanja je to što veliki broj vozaĉa neispravnost delova ovog sistema

povezuje samo sa neudobnošĉu prilikom vožnje dok ostalih posledica nisu ni

svesni.

Sistem upravljanja vozilom – deo koji se izdvaja iz ovog sistema je spona zbog

svoje uloge u celokupnom sistemu i direktne izloženosti otvorenom putu i

svega što izloženost nosi sa sobom. Kao što je već reĉeno u prethodnim

analiziranjima, potpuno otkazivanje spone (pucanje) izaziva trenutni gubitak

upravljivosti vozilom . Ostali delovi sistema ili nisu skloni otkazivanju ili ne

postoji mogućnost trenutnog potpunog gubitka funkcionalnosti (servo pumpa,

upravljaĉki prenosnik).

Koĉioni sistem – otkazi koĉionog sistema se javljaju kako kod samih koĉnica,

tako i kod prenosnih mehanizma. Sistem je konstruisan tako da je trenutni

otkaz svih koĉnica praktiĉno nemoguć, meĊutim ponekad i blago pogoršanje

radnih karaktersitika koĉnica predstavlja presudan faktor u nastajanju

saobraćajne nezgode što nameće obavezu ĉešće kontrole ispravnosti ovog

sistema.

Uzroci otkazivanja delova vozila su brojni ali nema dileme da jedino pravilnim i

redovnim održavanjem vozila šanse za otkazivanjem se svode na minimum.


47

6. LITERATURA

[1] Filipović, Ivan. Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet univerziteta u Tuzli,

Tuzla, 2006.

[2] Matijević, Milan; Ćatić, Dobrivoje. Analiza uzroka i naĉina otkaza doboš koĉnice

motornih vozila, Mašinski fakultet u Kragujevac, Kragujevac, 2008.

[3] Moodley, S.; Allopi, D. An analytical study of vehicle defects and their

contribution to road accidents, Department of civil engineering & surveying, Durban

university of Technology, Durban, South Africa, 2008. str. 469-470

[4] Simić, Dragiša; Rebić, Vladimir; Vasiljević, Jovica. Analiza stanja bezbednosti

saobraćaja u Republici Srbiji u periodu od 1980. do 2009. sa posebnim osvrtom na period

januar – april 2009. i 2010. godine, V struĉni seminar „Uloga lokalne zajednice u bezbednosti

saobraćaja“, Kovaĉica, 2010.

[5] Stefanović, Aleksandar. Drumska vozila - osnovi konstrukcije, Centar za motore i

motorna vozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost Mašinskog fakulteta u

Kragujevcu, Niš, 2010.

[6] www.automobilizam.net/sistem-upravljanja/

[7] www.suspensionspecialists.com/tech0001.html

[8] Youssef Abdel-Fattah, Osama; El-Demerdash, Samir. Shock absorber as a

contributing cause to motor vehicle accident, Faculty of engineering Mataria, Helwan

university, Cairo, Egipt, 2006. str. 2-3

http://www.automobilizam.net/sistem-upravljanja/

http://www.suspensionspecialists.com/tech0001.html

otkazi na vozilima koji uzrokuju saobracajne nezgode

Documents