Funke toekomstige remsystemen

---------------------------------------------------------------------------------------------

Bij de afbeelding:

De remvertraging (linker verticale as) is de kronkelende lijn die van links onder naar rechts boven oploopt van 1 m/s² tot 8,5 m/s². Daar heeft de berijder wel de hele remweg van 55 m voor nodig gehad!  Vanaf 45 m renweg, de snelheid zal dan nog zo'n 50 km/u zijn geweest, loopt de vertraging snel op van 5 m/s² tot de eindwaarde (bij stilstand!) van 8,5 m/s².

-----------------------------------------------------------------------------------------------

De Bundesanstalt für Straßenwesen heeft de Technische Universiteit van Darmstadt opdracht gegeven remmen met verschillende motorfietsremsystemen te onderzoeken.

Funke c.s. maakte van dat onderzoek het volgende rapport.

Joachim Funke, Hermann Winner, Anforderungen an zukünftige Kraftrad-Bremssysteme zur Steigerung der Fahrsicherheit, Technische Universität Darmstadt, Fahrzeugtechnik Fachbereich 16 (Maschinenbau)

In: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Fahrzeugtechnik, Heft F 46

... dat je kunt vinden op de website van Bast.

Dezelfde materie wordt ook behandeld in het proefschrift van Funke:

Dipl.-Ing. Joachim Funke, Belastung und Beanspruchung von Motorradfahrern bei der Bremsung mit verschiedenen Bremssystemen, Fachbereich Maschinenbau an der Technischen Universität Darmstadt, Dissertation, 2006

Het proefschrift van Funke kun je inzien en downloaden bij de Technische Universiteit van Darmstadt.

Remmen is een van de moeilijkste manoeuvres met een motorfiets. De berijder dient twee onafhankelijke remsystemen te bedienen onder het gevaar te vallen met het gyroscopisch gestabiliseerde eensporige voertuig. Daar komt bij het gevaar over de kop te slaan door het hoge zwaartepunt, de korte wielbasis en de bij geringe bedienkrachten al grote remkrachten aan de wielen.

In de laatse 100 jaar is er aan de opzet van twee onafhankelijke regelkringen niets veranderd.
Het doel van het onderzoek was eisen aan remsystemen te formuleren waadoor motorrijders veilig en reproduceerbaar kunnen remmen, met korte remwegen.

Daartoe deden proefpersonen remproeven met vijf verschillende remsystemen waarbij hun remweg en hun belasting en stress werden gemeten.
De vijf remconfiguraties waren:
- conventioneel remsysteem zonder en met ABS,
- gecombineerd remsysteem zonder en met ABS,
- gecombineerd remsysteem met centrale één-hendel bediening en ABS.

De remwegen met ABS bleken in alle gevallen korter uit te komen dan die zonder ABS. Dit was vooral terug te voeren op de aanvangsfase van de remming. Bij remmen zonder ABS ging in de aanvangsfase kostebare tijd verloren doordat – met het toenemen van de aanvangssnelheid – de remopbouw buitenproportioneel lang duurde. Dit geldt ook voor het remmen in een bocht.

Funke c.s. vonden geen onderscheid tussen een conventioneel- en een gecombineerd remsysteem. Een gecombineerd remsysteem met enkel bedieningselement laat geen nadelen zien t.o.v. een conventioneel remsysteem.

Bij remmingen zonder ABS stegen hartslagfrequentie en spiertonus van de Flexor Digitorum Superficialis [een spier aan de buikzijde van de arm, Redactie Mosac.eu ], een stressindicator, duidelijk meer dan bij ABS-remmingen.
Tijdens het onderzoek voorkomende valpartijen betroffen alleen remmingen zonder ABS.

Funke c.s. adviseren ABS bij het gehele voertuigpark in te zetten.
Bij een gecombineerd remsysteem met ABS is één bedieningselement voldoende: dit zou de handrem moeten zijn.
Bij ABS-remsystemen is een voorziening tegen over de kop slaan nodig. Al bestaande systemen dienen nog verbeterd te worden.

Motorfietsbanden kunnen krachten op het wegdek overbrengen – bij optimaal wegdek – met hechtingswaarden tot 1,5.

Funke levert hier een interessante uiteenzetting van de natuurkundige achtergronden van remmen, ook in een bocht en bij een dynamische overremming van het voorwiel.

Bij ABS zien Funke c.s. verschillen naar werkwijze, terugmelding aan de berijder en beveiliging tegen over de kop slaan.
Ze zien drie typen ABS:
- remdrukregeling door magneetkleppen,
- remdrukregeling via volumevariatie door een zuiger en
- door hulpkracht geregelde remdruk (onderdruk of hydraulische enrgie).

Afhankelijk van het werkingsprincipe geeft ABS al of niet feedback aan de rijder door remdrukvariatie die in het remhendel te voelen is.

Voor de veiligheid cruciaal is de bescherming tegen over de kop slaan. Afhankelijk van de verhouding tussen zwaartepunthoogte en wielbasis enerzijds en de voorhanden grip anderzijds kan het achterwiel loskomen van het wegdek en de motorfiets zelfs over de kop slaan. Een aantl ABS regelsystemen hebben een softwarematige bescherming die door verlaging van de voorremdruk het achterwiel weer op het wegdek laten zakken.

Alle remproeven werden met één en dezelfde motorfiets gedaan. Er deden 14 proefpersonen mee, van 21-31 jaar oud.
Een noodstop in een bocht wordt als de grootste uitdaging voor een motorrijder gezien. ABS kan daarbij helpen. De literatuur meldt terzake vaak dat bij grotere hellingshoeken ABS een langere wielblokkade niet verhinderen kan waardoor een val mogelijk wordt, of dat het tot zeer ernstige remstuurmomentvariaties komt.
Om deze redenen werd een remming in een bocht in het onderzoeksprogramma op genomen.

Met de proeven werd meteen de hypothese bevestigd dat ook voor de meest ervaren motorrijders geldt dat de remweg met ABS korter is dan die zonder, waarbij de winst voor het ABS-remsysteem wordt gehaald in de eerste fase van de remming. Ook bevestigd werd de hypothese dat het verschil tussen de theoretisch haalbare en de in de praktijk gerealiseerde remweg het grootst is bij remmingen in een bocht.

Eisen aan toekomstige remsystemen

Ook Funke c.s. (net als vele onderzoekers voor hen) houden een pleidooi voor het toepassen van ABS op alle motorfietsen.

Ook bij de remming in een bocht stelt een modern ABS de rijder in staat veilig een kortere remweg te realiseren. In oudere literatuur wordt de remming in een bocht nog als problematisch omschreven vanwege de remstuurmomentvariaties.

De weerstand tegen ABS wordt beargumeteerd met het aspect van hogere kosten en meer gewicht. Daar tegenover kan gesteld worden dat Professor Sporner er met voorzichtige schattingen vanuit ging dat uitrusting van de gehele motorfietsvloot met ABS [in Duitsland] 70 doden per jaar zou schelen. De economische schade van één dode is voor Duitsland, in 2003, wel berekend op € 1.174.064.

Funke c.s. pleiten ervoor het ABS-remsysteem als gecombineerd remsysteem uit te voeren, om fouten door de berijder uit te sluiten.