Istražujemo: Kočnice

Razvoj drumskog saobraćaja je promenio istoriju čovečanstva. Ubrzao je napredak civilizacije. Kako to obično u životu biva, dobro ima i tamnu stranu. Tokom jednog veka koliko postoje moderni automobili, u drumskom saobraćaju su stradali milioni ljudi. Zato se nastoji da se svaki segment vozila i upravljanja saobraćajem poboljša. Kočnice su veoma bitan faktor u ovom nastojanju.  Dovoljna ilustracija ovoj tvrdnji jeste podatak da npr. reno klio prilikom kočenja sa brzine od 100 km/h ima deset metara kraći zaustavni put od našeg nacionalnog problema zvanog jugo. Ako se zapitamo koliko se brzo jugo kreće dok klio stoji, utvrdićemo da je to oko 50 km/h. Sasvim dovoljno da naletanje na pešaka ima gotovo siguran fatalan ishod.

Dobrobit trka

Otprilike koliko vremena postoji savremen automobil, toliko postoje i takmičenja gde se vrednuje brzina vozila. Da bi neko pobedio na trci nije dovoljno imati samo najsnažniji motor. Bitne su i kočnice. Prve trke su organizovane najčešće na drumovima između dva grada. Naravno, takvi putevi obiluju krivinama, usponima i padovima. Pravo mesto za ispitivanje snage i pouzdanosti kočnih sistema. Tako je i danas. Piste na kojima se takmiče bolidi F1 su napravljene sa dovoljno krivina, da bi kočnice bile jedan od presudnih činilaca nečije pobede.

Tridesetih godina prošlog veka pojavile su se prvi hidraulični kočni sistemi. Oni su zamenili primitivne, koji su zaustavljali vozila sistemom užadi (kasnije sajli), koje su po pravilu nejednako kočile  točkove. Tih tridesetih godina prošlog veka kočni put sa 100 do 0 km/h iznosio je 85 metara!

Vremenom se usavršaju hidraulični sistemi sa bubanj kočnicama, pa je 1950. godine zabeležen rezultat od 75 metara. Dakle, dve decenije je bilo potrebno da bi se put kočenja smanjio za samo deset metara.

Hidraulične bubanj kočnice na prednjim točkovima su se zadržale do kasnih šezdesetih godine prošlog veka. Njihova najveća mana je bila što su pri kočenju oslobađale veliku količinu toplote, što je za posledicu imalo fading – pregrejavanje (slabljenje sile kočenja). Montiranjem disk kočnica na prednje točkove velikoserijskih automobila učinjen je značajan napredak. Međutim, još veće poboljšanje je usledilo početkom sedamdesetih godina prošlog veka uvođenjem pojačivača sile kočenja. Time je olakšan potreban pritisak na pedalu kočnice, što su naročito cenile dame. Ipak, ubrzo se pokazalo da ovaj pronalazak ima jednu ozbiljnu manu. Dešavalo se da se kod snažnih kočenja točkovi blokiraju, što je onemogućavalo upravljanje vozilom. Problem je 1978. godine rešila firma Mercedes-Benc sistemom protiv blokiranja točkova prilikom kočenja. Inovacija je nazvana ABS i prvo se ugrađivala u najskuplju srebrnu zvezdu – mercedes S. Sistem funkcioniše tako što vrlo brzim pulsiranjem pritiska u hidrauličnom sistemu blokira i popušta kočnice, odnosno točkove. Efikasnost uređaja je velika naročito na klizavim podlogama.

Konstantno usavršavanje kočnih sistema je dovelo do još jednog pronalaska. Ponovo su stručnjaci Mercedes-Benca smislili inovaciju koja se danas serijski ugrađuje u većinu modela. Naime, uočili su da prosečan vozač u kritičnim situacijama ne prepozna odmah opasnost,  i u početku  blago priska pedalu kočnice. Tako se bespotrebno gube dragoceni metri zaustavnog puta. Zato su napravili elektronski uređaj  koji prepoznaje brzo (panično) premeštanje noge sa papučice gasa na pedalu kočnice i momentalno podiže pritisak u hidrauličnom sistemu. On je uveden u velikoserijsku proizvodnju 1997. godine i nazvan je BAS (Brake Assist Sistem).

Većina inovacija primenjenih u savremenim vozilima ispitana je u auto-sportu. Direktno sa trkačkih bolida prenesena je tehnologija keramičkih kočnica. Pre neku godinu, prvo je Porše za svoje najskuplje modele ponudio opcionu ugradnju kočnica od svemirskog materija. Bilo je potrebno doplatiti samo 20.000 evra! Prednost koju donosi novi materijal ogleda se u njegovoj manjoj masi i većoj termičkoj otpornosti u odnosu na čelik. Takođe, vek keramičkih diskova je nekoliko puta duži od klasičnih.

Koliki je napredak ostvaren najbolje govori podatak da je početkom devedesetih godina prošlog put kočenja sa 100 km/h do zaustavljanja iznosio 49 metara, da bi primenom ABS-a i BAS-a 2000. godine bio smanjen na 41 metar. Danas automobili sa najboljim kočnim performansama zaustavljaju se za samo 35 metara.

Najslabija karika je čovek

Napredak tehnike je lako uočiti. Za poslednjih 75 godina smanjen je kočni put za više nego duplo. Međutim, taj napredak tehnike nije pratilo usavršavanje veštine prosečnog vozača. To najbolje ilustruje događaj pre uvođenja BAS sistema u primenu. Naime, sredinom devedesetih Mercedesovi stručnjaci su pozvali 450 ispitanika da ocene rad klima uređaja. Tokom vožnje na svakog učesnika se delovalo iznenadnom preprekom. Ova prevara je otkrila poražavajuću istinu. Čak 90% njih nije znalo pravilno da koči! Neki vozači su uspeli da zaustave auto sa brzine od 100 km/h tek posle 73 metra. Ovo istraživanje ubrzalo je uvođenje BAS sistema u proizvodnju.

Zaustavni put je termin koji se upotreblja prilikom određivanja ukupne dužine puta od trenutka kada vozač ugleda opasnu situaciju do zaustavljanja vozila. Prosečnom čoveku je potrebna jedna sekunda da uoči prepreku na putu i da njegov mozak izda naredbu šta učiniti (npr. pritisnuti pedalu kočnice, okrenuti volan, pritisnuti sirenu itd). Dragoceni metri se gube, još, prilikom prebacivanja stopala na papučicu kočnice, koje u proseku traje 0,2 sekunde. Takođe, još malo više vremena (0,27 s) se izgubi na odziv kočnog sistema i podizanja hidrauličnog pritiska u njemu.

Reakciona sekunda je veoma bitna, jer u zavisnosti od brzine kretanja vozila postoji razlika u dužini puta koje će to vozilo preći u tom vremenskom intervalu. Ukoliko se vozi brzinom od 100 km/h, tada automobil u jednoj sekundi pređe 27,7 metara. Dakle, prosečnom vozaču boljeg automobila sa brzine od 100 km/h je potrebno oko 80 metara do zaustavljanja. Samo najbolji piloti Formule 1, NASA i članovi akro-grupa reaguju za oko 0,35 sekundi. Ovaj ograničavajući faktor (posebno kod prosečnih vozača) je uticao na razvoj novih sistema koji kombinacijom radara i kamere otkrivaju opasne situacije i deluju na kočni sistem još dok vozač nije u stanju da reaguje. Na žalost, oni su u velikoserijskoj primeni samo kod najskupljih modela mercedesa i leksusa.

Održavanje kočnog sistema

Funkcionisanje kočnica uz pravilan rad upravljačkog sistema je od presudnog značaja za bezbednost vožnje. Održavanje treba poveriti proverenim profesionalcima, ali nije zgoreg nešto i znati o nepravilnostima koje svaki vozač može uočiti. Neispravnosti u radu kočnica manifestuju se:

1.    pri kočenju na ravnom putu auto vuče u levu ili desnu stranu (ovo mogu prouzrokovati još i neispravni pneumatici, upravljač ili sistem oslanjanja točkova)

2.    jedan točak se jače greje nego ostali

3.    pri pritiskanju pedale kočnice javljaju se čudni zvukovi u točkovima

4.    pedala kočnice propada duboko

5.    pri pritiskanju pedale kočnice ranije se oseća otpor, odnosno pedala raste

6.    nivo kočne tečnosti u posudi za izjednačavanje je ispod oznake minimum

7.    pri kočenju volan vibrira.

Imajući u vidu da je ogroman procenat Zastavinih vozila na našim drumovima, dobro je znati da se prilikom redovne zamene diskova i kočnih obloga treba raspitati o ceni Lukasovih delova ili nekih drugih stranih delova. Najčešće su neznatno skuplji od domaćih, a u praksi su se pokazali kvalitetnijim. Kako se većina jugića popravlja na crno,  bitno je proveriti da majstor ne pogreši prilikom dosipanja kočne tečnosti. Ulja različitog porekla (mineralna i sintetička) i različitih DOT oznaka često se ne trpe, jer proizvođači  upotrebljavaju različite aditive. Može se desiti da se postigne dobitna kombinacija kada nastaje hemijska reakcija koja može oštetiti gumene delove glavnog kočionog cilindra, pa je njegova zamena neophodna. Zato je preporučljivo da se uvek doliva kočna tečnost iste DOT oznake i od istog proizvođača, ili da se kompletno zameni svo kočno ulje. Ako je ulje najnižeg kvaliteta, odnosno mineralno, valjalo bi ga zameniti svake tri-četiri godine, jer mu vremenom slabi otpornost na visoke temperature.

Napredak sitema kočenja u poslednjih 100 godina je veliki. Performanse, sigurnost i komfor su značajno poboljšani, ali još ima dovoljno mesta za napredak. To pokazuju i bolidi F1 kojima je za zaustavljanje sa 100 km/h potrebno nešto manje od 18 metara. Komjuterski sistemi su definitivno budućnost napretka. Ipak, dok elektronske naprave ne preuzmu od vozača upravljanje kočnim sistemom dobro je znati da kamionima i motociklima treba duži put kočenja nego automobilima. Prvima, čak 70 metara. I to na suvom kolovozu. A ako nije?