Dynamika ruchu pojazdów

Laboratorium oferuje usługi przeprowadzenia badań z zakresu dynamiki ruchu pojazdów. Przy pomocy nowoczesnej aparatury badawczej wykonujemy pomiary charakterystycznych parametrów ruchu, na podstawie których mogą być określone zarówno specyficzne cechy badanych pojazdów, jak również ocenione zachowanie kierującego.

Dynamika ruchu pojazdów

Laboratorium oferuje usługi przeprowadzenia badań z zakresu dynamiki ruchu pojazdów. Przy pomocy nowoczesnej aparatury badawczej wykonujemy pomiary charakterystycznych parametrów ruchu, na podstawie których mogą być określone zarówno specyficzne cechy badanych pojazdów, jak również ocenione zachowanie kierującego.

Oferta

W ramach świadczonych usług proponujemy przeprowadzenie zarówno prób badawczych, jak i usługi opracowania wyników oraz wykonania symualcji ruchu dla badanych pojazdów. Badania mogą być prowadzone  w Krakowie lub w dowolnej, uzgodnionej wcześniej lokalizacji.

weryfikacja osiągów – możliwość weryfikacji, kwestionowanych przez właściciela, osiągów pojazdu, zarówno nowego, jak i poddanego różnego rodzaju naprawom,

badanie skuteczności hamulców oraz drogi hamowania – dokładny pomiar działających na nadwozie opóźnień oraz precyzyjne pozycjonowanie umożliwia pomiar drogi hamowania oraz ocenę skuteczności hamulców w warunkach dynamicznych,

pomiar odchylenia toru ruchu od toru prostoliniowego – aparatura pozwala na określenie czy pojazd zachowuje prostoliniowy kierunek ruchu w przypadku kierownicy utrzymywanej do jazdy na wprost, co umożliwia wykrycie ewentualnego „ściągania” pojazdu, na przykład po wykonanej naprawie powypadkowej,

analiza wpływu ogumienia na zachowanie się pojazdu – ten sam pojazd może zachowywać się w odmienny sposób w zależności od ogumienia w jakie jest wyposażony. Osiągane mogą być odmienne wartości przyspieszeń oraz opóźnień, zarówno podłużnych jak i poprzecznych, co może istotnie wpływać na jego zachowanie między innymi podczas  takich manewrów jak hamowanie, jazda po łuku bądź gwałtowne omijanie przeszkody.

eksperymenty rzeczoznawcze – wygodny i szybki montaż urządzenia w dowolnym pojeździe oraz dokładność pomiaru porównywalna ze stosowanymi dotychczas, klasycznymi torami pomiarowymi pozwala na wygodne wykorzystanie aparatury badawczej VBOX do rejestracji szeregu istotnych parametrów ruchu pojazdu podczas eksperymentów rzeczoznawczych i procesowych. Co istotne, zarejestrowane parametry mogą zostać bezpośrednio wykorzystane w programach do symulacji ruchu pojazdów,

pomiar opóźnień hamowania – w publikacjach zwraca się często uwagę, że istotne jest przeprowadzenie prób hamowania tym samym bądź takim samym pojazdem jak ten, który brał udział w konkretnym zdarzeniu drogowym, w miejscu, w którym do niego doszło, z zamontowanym ogumieniem tego samego typu, jak w trakcie zdarzenia,

określenie czasu rozpędzania – czas rozpędzania na danym odcinku drogi może być pomocny podczas weryfikacji osiągów pojazdu bądź w trakcie rekonstrukcji wypadku drogowego, czas, w jakim dany pojazd rozpędza się do zadanej prędkości bądź przejeżdża pewien odcinek drogi jest często istotny z punktu widzenia rekonstrukcji zdarzenia drogowego,

odtworzenie profilu drogi dla potrzeb symulacji ruchu – aparatura VBOX umożliwia rejestrację zmian wysokości względnej i przyspieszenia pionowego, co pozwala m.in na weryfikację poprawności odtworzenia wzdłużnego profilu drogi, poprzez porównanie parametrów zmierzonych z uzyskanymi na drodze symulacji w programie do symulacji ruchu pojazdów,

zebranie rzeczywistych danych wejściowych do programów symulacyjnych – (wartości, przyspieszeń i opóźnień uzyskiwanych na danym odcinku drogi, czasy rozpędzania, czasy zmiany przełożeń, profil podłużny i poprzeczny jezdni itp.)

Prosty sposób montażu aparatury pomiarowej w dowolnym pojeździe pozwala na jej wygodne wykorzystanie w celu rejestracji parametrów ruchu pojazdów samochodowych (a także rowerzystów lub nawet pieszych) podczas eksperymentów procesowych. Taka rejestracja była do tej pory możliwa jedynie za pomocą skomplikowanych torów pomiarowych, których montaż pochłaniał znaczne ilości czasu. Wykorzystanie aparatury VBOX podczas eksperymentu pozwala na:

  • obiektywną ocenę parametrów ruchu i weryfikację deklarowanych przez kierującego manewrów, w przypadku różnego rodzaju niejasności
  • pomiar rzeczywistych wartości przyspieszeń i opóźnień uzyskiwanych w miejscu, w którym doszło do zdarzenia drogowego w dowolnych warunkach atmosferycznych

    Nasza aparatura została wykorzystana między innymi w eksperymentach przeprowadzonych na zlecenie:

  • Prokuratury Rejonowej w Opatowie – podczas którego rejestrowano tor oraz dynamiczne parametry ruchu autobusu wykonującego manewr skrętu w drogę podporządkowaną. Zarejestrowane wielkości wykorzystane zostały jako dane wejściowe do symulcji ruchu. Celem eksperymentu było zbadanie możliwości wykonania wspomnianego manewru w sposób niewymagający zajmowania pasa ruchu przeznaczonego do jazdy w kierunku przeciwnym.
  • Prokuratury Rejonowej w Oświęcimiu – którego celem było wyznaczenie profilu podłużnego drogi oraz analiza widoczności w miejscu, w którym doszło do wypadku z udziałem samochodu osobowego i motocyklisty.

(W obu eksperymentach wykorzystany został również system pomiaru 3D miejsca zdarzenia eSURV)

Dzięki prostemu montażowi w dowolnym pojeździe, niedużej masie i niewielkim wymiarom oraz małemu poborowi mocy aparatura badawcza VBOX stanowi wygodne narzędzie umożliwiające pomiar szeregu parametrów ruchu pojazdów, które mogą być wykorzystywane m. in. podczas prac badawczych i rozwojowych.

Nasza aparatura często jest wykorzystywana w celach dydaktycznych. Za jej pomocą wykonywane są liczne pomiary i badania, które stanowią między innymi podstawę  prac dyplomowych studentów z zakresu budowy i badań pojazdów samochodowych.

Dzięki precyzyjnej rejestracji parametrów opisujących dynamikę ruchu samochodu, możliwości korelacji tych parametrów z torem ruchu pojazdu oraz wygodnemu oprogramowaniu do analizy rejestrowanych prób, aparatura VBOX stanowi bardzo pomocne narzędzie pozwalające na znaczne skrócenie czasu poświęcanego na treningi, co bezpośrednio przenosi się na obniżenie kosztów. Wykorzystanie aparatury podczas treningów może przynieść liczne korzyści zarówno zawodnikom startującym w rajdach samochodowych, jak i wyścigach torowych, pozwalając w łatwy i obiektywny sposób, między innymi:

  • dobrać optymalny tor jazdy,
  • dobrać odpowiednie do danych warunków ogumienie,
  • znaleźć najlepsze ustawienia zawieszenia,
  • wyeliminować błędy w technice prowadzenia samochodu,

Aparatura VBOX wykorzytywana jest przez redakcje licznych czasopism motoryzacyjnych na całym świecie. Pozwala ona na pomiar szeregu wielkości i parametrów testowanych samochodów, z których do najważniejszych i najcześciej badanych należą:

  • pomiar drogi hamowania, testy ogumienia, ocena stateczności i kierowalności – precyzyjne pozycjonowanie oraz dokładny pomiar prędkości i działających na nadwozie przyspieszeń oraz opóźnień pozwalają na prowadzenie testów ogumienia, pomiaru drogi hamowania oraz na wyznaczanie wskaźników sterowności i kierowalności pojazdów,
  • badania komfortu pasażerów – dzięki możliwości pomiaru przyspieszeń i opóźnień występujących podczas jazdy we wnętrzu kabiny.

Sprzęt

System pomiarowy VBOX 3i (Racelogic)

Nowoczesna aparatura pomiarowa oparta na systemach nawigacji satelitarnej.
Dzięki integracji danych uzyskanych z pomiarów GPS oraz z IMU możliwe jest uzyskanie dużej dokładności oraz wygładzonych przebiegów: prędkości poziomej, położenia, kierunku, wysokości, prędkości pionowej. Optymalizację wyznaczania pozycji oraz minimalizację błędów zapewnia algorytm obliczeniowy oparty na systemie nawigacyjnym GPS oraz rosyjskim systemie GLONASS.

Moduł pomiarowy VN-300 (VECTORNAV) – INS/GNSS

Nowoczesna aparatura pomiarowa oparta na systemach nawigacji satelitarnej.
Dzięki integracji danych uzyskanych z pomiarów GPS oraz z IMU możliwe jest uzyskanie dużej dokładności oraz wygładzonych przebiegów: prędkości poziomej, położenia, kierunku, wysokości, prędkości pionowej. Optymalizację wyznaczania pozycji oraz minimalizację błędów zapewnia algorytm obliczeniowy oparty na systemie nawigacyjnym GPS oraz rosyjskim systemie GLONASS.

  • VBOX – Próbkowanie (IMU, INS) i GNSS 100 Hz ,
  • VN-300 – Próbkowanie (IMU, INS) z częstotliwością 400 Hz, próbkowanie GNSS 10Hz,
  • niewielkie wymiary i nieduża masa ( co pozwala na łatwy transport, prowadzenie badań w dowolnej lokalizacji oraz umożliwia badania jednośladów, pojazdów w skali lub nawet pieszych, co w zasadzie nie było możliwe za pomocą stosowanych dotychczas urządzeń pomiarowych),
  • szybki i bezinwazyjny montaż w dowolnym pojeździe,
  • możliwość wykonywania pomiarów niezależnie od warunków atmosferycznych,
  • wygodne oprogramowanie do analizy rejestrowanych prób,
  • niewielki pobór mocy.

Moduły wchodzące w skład aparatury:

  • dwie anteny odbiorników GNSS nawigacji satelitarnej,
  • bezwładnościowy blok pomiarowy IMU (Inertial Measurment Unit), z wbudowanym trzyosiowym akcelerometrem i żyroskopem (VBOX) oraz magnetometrem i czujnikiem ciśnienia barometrycznego (VN-300),
  • jednostka przetwarzająca do integracji danych pomiarowych.

Moduł pomiarowy VN-300 został poddany badaniom walidacyjnym, które potwierdziły bardzo dobrą dokładność wyników pomiarów uzyskiwanych dzięki jej zastosowaniu w odniesieniu do tradycyjnej aparatury referencyjnej. Walidacja przeprowadzona została przy współpracy z Instytutem Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych Wydziału Mechanicznego Politechniki Krakowskiej. Badania polegały na wykonaniu podstawowych prób drogowych samochodu Volkswagen Passat z zamontowaną aparaturą VBOX oraz porównawczą aparaturą stosowaną przez IPSiSS PK. Do podstawowych elementów porównawczego toru pomiarowego należały:

  • Głowica Correvit S-CE – przyrząd należący do grupy przyrządów optycznych, za pomocą którego wyznaczono prędkość podłużną oraz poprzeczną pojazdu,
  • Blok pomiarowy Crossbow, który posłużył do określenia wartości przyspieszenia poprzecznego ay oraz prędkości kątowych ωx, ωy, ωz względem 3 osi pojazdu.

Dodatkowo mierzono kąt obrotu koła kierownicy δH. Tory pomiarowe walidowanej aparatury oraz aparatury referencyjnej zostały zsynchronizowane. Dla zainteresowanych możliwość zapoznania się ze sprawozdaniem z przeprowadzonych badań.

W skład dodatkowego wyposażenia laboratorium wchodzi:

  • system precyzyjnych wag najazdowych umożliwiający wyznaczenie masy całkowitej pojazdu, rozkładu nacisków na poszczególne osie oraz położenia środka masy,
  • autorskie oprogramowanie do rejestracji i analizy danych pomiarowych,
  • uniwersalny wzmacniacz pomiarowy serii QuantumX – MX840B (Hottinger Baldwin Messtechnik),
  • oprogramowanie MATLAB w najnowszej wersji ze specjalistycznymi bibliotekami.

Do podstawowych wielkści, jakie są możliwe do zmierzenia za pomocą aparatury badawczej VBOX należą:

  • prędkości liniowe i kątowe,
  • przyśpieszenia względem trzech wzajemnie prostopadłych osi układu współrzędnych,
  • położenie (tor ruchu),
  • wysokość,
  • kierunek (kurs),
  • przebyta droga.

    Na podstawie zmierzonych wielkości istnieje możliwość wyznaczenia dodatkowych parametrów, takich jak:

  • kąt znoszenia pojazdu,
  • kąty obrotu nadwozia względem osi poprzecznej, podłużnej i pionowej pojazdu (kąty pochylenia, nachylenia i odchylenia),
  • odchylenie toru ruchu pojazdu od toru prostoliniowego.

Aparatura VBOX umożliwia odczyt szeregu parametrów bezpośrednio z magistarli CAN pojazdu. Dzięki czemu jest możliwa rezygnacja z szeregu kłopotliwych w montażu i kalibracji oraz kosztownych, czujników zewnętrznych. Do najważneijszych parametrów, jakie możliwe są do odczytania z szyny CAN samochodu, należą między innymi:

  • prędkość obrotowa silnika,
  • położenie pedału przyspieszenia/ stopień otwarcia przepustnicy,
  • prędkości obrotowe poszczególnych kół,
  • kąt obrotu koła kierownicy.

Przedmiot badań

Posiadany przez nas sprzęt pozwala na badanie wszelkiego rodzaju samochodów osobowych, ciężarowych, motocykli, skuterów, quadów, rowerzystów itp. Istnieje również możliwość rejestracji parametrów ruchu pieszych.

Aparatura badawcza VBOX umożliwia badanie pojazdów o niewielkich gabarytach takich jak motocykle czy skutery. Przykłady tego typu badań zostały przedstawione w zakładce poniżej.

W literaturze można znaleźć informacje na temat uśrednionych wartości parametrów opisujących podstawowe manewry wykonywane przez rowerzystów, takie jak: prędkość jazdy, uzyskiwane przyspieszania/opóźnienia, czy czas wykonywania konkretnego manewru (skręt, zmiana pasa ruchu). Pomimo tego w wielu przypadkach, w celu ustalenia zakresu odpowiedzialności cywilnej lub karnej za przebieg danego zdarzenia drogowego konieczne jest wykonanie eksperymentu procesowego. Związane jest to z faktem, iż parametry ruchu rowerzysty, w odróżnieniu od samochodu, w mniejszym stopniu zależą od charakterystyki dynamicznej pojazdu, natomiast są mocno uzależnione od cech osobniczych kierującego rowerem, takich jak: wiek, płeć kierującego, kondycja fizyczna. Eksperyment procesowy często stanowi jedyną drogę do możliwie „wiernego” i obiektywnego odtworzenia sytuacji ruchowej z chwili zdarzenia uwzględniającej wzajemne relacje czasowo-przestrzenne. Dzięki niewielkim rozmiarom, niedużemu poborowi mocy oraz możliwości zasilania z zewnętrznej baterii, aparatura VBOX umożliwia wygodną rejestrację szeregu istotnych parametrów ruchu obiektów takich jak rowerzyści, a nawet piesi.

W przypadku tego typu pojazdów nie istnieją dane literaturowe, bądź funkcje aproksymujące pozwalające na chociażby przybliżone określenie ich parametrów, dlatego aparatura VBOX jest bardzo wygodnym narzędziem pozwalającym na szybkie uzyskanie wielkości potrzebnych na przykład w symulacjach ruchu.

Możliwość porównania osiągów pojazdu przed i po tuningu:

  • prędkość maksymalna,
  • czas rozpędzania,
  • czas, w jakim pojazd pokona dany odcinek drogi,
  • określenie rzeczywistej charakterystyki silnika.

Badania skuteczności hamulców. Skuteczność hamulców była dotychczas najczęściej  badana na stacjach diagnostycznych, na stanowiskach rolkowych. Z informacji publikowanych w czasopismach naukowych wynika, iż różnice pomiędzy wartościami wskaźnika intensywności hamowania uzyskanymi z badań drogowych oraz otrzymanymi na stanowisku rolkowym mogą dochodzić do niemal 60%. Wynika to między innymi z nieuwzględnienia dynamicznych obciążeń osi pojazdu podczas statycznego badania na stanowisku rolkowym.

Badania stateczności i sterowności. Zużyte tuleje metalowo-gumowe zawieszenia mogą powodować zmiany kątów pochylenia kół, co w konsekwencji może prowadzić do znoszenia pojazdu i negatywnie wpływać na jego zachowanie się podczas jazdy. Pomiar odchylenia toru ruchu pojazdu od toru prostoliniowego umożliwia ocenę stateczności i sterowności pojazdu.

Rzeczywiste parametry pojazdów często różnią się od tych podawanych przez producentów. Powodem tego mogą być modyfikacje dokonywane przez ich właścicieli, utraty mocy silnika wynikające ze stanu technicznego i przebiegu itp. Z istnienia tego typu różnic, mogących mieć istotny wpływ chociażby na wyniki przeprowadzanych symulacji ruchu, powinni zdawać sobie sprawę biegli sądowi i rzeczoznawcy zajmujący się rekonstrukcją wypadków drogowych.

W kolejnych numerach czasopisma Paragraf na drodze publikowane są artykuły przedstawiające wyniki badań różnych pojazdów pod kątem wpływu intensywności rozpędzania na uzyskiwany moment napędowy silnika.

Aparatura umozliwia pomiar charakterystycznych parametrów ruchu pojazdów w warunkach ruchu drogowego. Szczególne znaczenie ma to w przypadku różnego rodzaju nietypowych rozwiązań drogowych, których coraz więcej znajduje się w infrastrukturze drogowej. Badania tego typu mogą byc pomocne między innymi:

  • podczas eksperymentów procesowych w celu określenia na przykład możliwych do uzyskania opóźnień hamowania w miejscach pokrytych nietypową nawierzchnią
  • w fazie wdrażania nietypowych rozwiązań mających za zadanie poprawę bezpieczeństwa drogowego

Nasze realizacje

Na potrzeby opracowywanych programów oraz publikacji z dziedziny wspomagania rekonstrukcji wypadków drogowych prowadzimy samodzielnie oraz przy współpracy z ośrodkami naukowymi badania z zakresu dynamiki ruchu pojazdów. Badania takie obejmują przeprowadzenie szeregu prób drogowych w warunkach poligonowych odpowiadających rzeczywistym sytuacjom drogowym. 

 

Badania ponadgabarytowego zestawu złożonego z ciągnika siodłowego wraz z prototypową, obciążoną naczepą. Celem badań była ocena zachowania się wspomnianego zestawu podczas szeregu normowanych prób drogowych. Badania przeprowadzone zostały przez Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej.

Przeprowadzono badanie porównania osiągów samochodu KIA Cee’d, przeznaczonego do służby w Policji, dla trzech różnych modułów sterujących pracą silnika. Badania polegały na wykonaniu:

  • prób ekstremalnego rozpędzania pojazdu przez biegi, ze startu zatrzymanego do prędkości maksymalnej,
  • prób elastyczności polegających na rozpędzaniu pojazdu z prędkości ok. 50 [km/h] do prędkości 140 [km/h] bez zmiany przełożeń,
  • prób polegających na pomiarze czasu przejazdu specjalnie przygotowanego odcinka testowego.
  • Badania przeprowadzone zostały przez Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej

Rozpędzanie i ekstremalne hamowanie motoroweru
Podczas badań mierzono między innymi przebiegi czasowe prędkości oraz działających na pojazd przyspieszeń. Wyniki przeprowadzonych badań przedstawiono na VII Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej dotyczącej problemów bezpieczeństwa w pojazdach samochodowych, która odbyła się w dniach 6-8 lutego 2012 roku w Kielcach.

Badania policyjnego motocykla patrolowego Triumph Tiger 1050. 
W badaniach wyznaczano przebiegi czasowe parametrów dynamicznych motocykla dla manewru zmiany pasa ruchu przy różnych prędkościach jazdy. W opracowaniu wstępnego projektu badań współpracowali Centralne Laboratorium Kryminalistyczne Policji, Komenda Wojewódzka Policji w Olsztynie oraz Uniwersytet Warmińsko- Mazurski w Olsztynie.

Badania parametrów ruchu modelu lotniskowego samochodu pożarniczego podczas szeregu normowanych prób poligonowych. Wyniki badań porównano z wynikami badań rzeczywistego pojazdu pożarniczego. Zdefiniowano zależności pomiędzy zachowaniem się pojazdu rzeczywistego oraz jego modelu. Badania przeprowadzone zostały przez Akademię Techniczno- Humanistyczną w Bielsku- Białej.

CYBID © Wszelkie prawa zastrzeżone.
0