Może się wydawać, że temat pomiaru prędkości pojazdu jest bardzo prosty. W rzeczywistości jednak producenci samochodów muszą uciekać się do wielu sprytnych zabiegów, aby odpowiednio poinformować kierowcę o aktualnej prędkości jazdy. W tym artykule wyjaśniamy, jak działa pomiar prędkości, jakie problemy napotykają producenci i jak sami użytkownicy mogą zaburzyć poprawność wskazań.

Prędkość samochodu – co tak naprawdę mierzymy?

Na początku może się to wydawać dziwne, ale pojazdy nie mogą bezpośrednio mierzyć swojej prędkości. Obecnie taka technologia nie istnieje. W rzeczywistości prędkość uzyskuje się metodą obliczeniową. Mierzymy prędkość koła lub jakiejś innej części obrotowej (np. w przekładni). Jeśli znamy wielkość koła, to znamy w zasadzie jego obwód, czyli ile metrów pokonuje przy jednym obrocie, dzięki czemu potrafimy na podstawie tych danych obliczyć prędkość.

Problemy z oponami…

Obliczenia te napotykają masę przeszkód. Powyższa metoda może być stosowana do dość precyzyjnego wyznaczania prędkości pociągów, na przykład przy założeniu, że średnicę kół stalowych można przyjąć jako stałą. Gumowe koło zachowuje się jednak zupełnie inaczej.

Niezależnie od tego, czy opona wykonana jest z mieszanki materiałów naturalnych czy syntetycznych, jej skłonność do odkształceń jest daleko większa niż koła pociągu. Wraz ze wzrostem obciążenia pojazdu (więcej pasażerów, więcej ładunku), ściana boczna opony bardziej się wybrzusza, spłaszcza, co zmienia jej średnicę w miejscu styku z drogą.

Dodatkowo opona przenosi również siły, co powoduje dalsze odkształcenia, a do tego dochodzą jeszcze takie czynniki jak przeciążenia dynamiczne, które zmieniają średnicę pod wpływem przyspieszania/zwalniania.

Dalsze czynniki wiążą się z tzw. pełzaniem gumy, zjawiska, które sprawia, że niektóre warunki nawierzchni spowalniają przyśpieszenie koła, 10% na asfalcie lub nawet więcej w przypadku żwiru lub luźnej ziemi. Nie ma prędkościomierza, który by to wyliczył, bo przyrząd ten w zdecydowanej większości przypadków pobiera fizyczny sygnał z wałka wyjściowego skrzyni biegów i nie uwzględnia pełzania opony i czynników statycznych ani dynamicznych.

Dlaczego jesteśmy karani za prędkość?

Pytanie brzmi: skoro prędkościomierz jest tak zawodny, to na jakiej podstawie wystawiany jest mandat za przekroczenie prędkości?

Połączenie przepisów drogowych i policyjnych próbuje temu przeciwdziałać. W przypadku pierwszego z nich ogólna dyrektywa mówi, że prędkościomierz nigdy nie powinien pokazywać mniej niż rzeczywista prędkość, a jedynie więcej.

Jest to stosunkowo łatwe do wyjaśnienia, kierowca powinien sądzić, że jedzie – powiedzmy – sześćdziesiąt, gdy jego rzeczywista prędkość jest bardziej zbliżona do pięćdziesięciu. Są ku temu praktyczne powody, jak choćby to, że nie mamy się do czego odwołać na policji, gdy otrzymamy mandat, bo w przeciwnym razie mogłoby to dać podstawę do żądania odszkodowania od producenta.

Z drugiej strony fotoradary nie karzą za przekroczenie prędkości o 1 km/h, a policjanci nie wystawią mandatu, chyba że przekraczamy dozwolony próg o 8-10%.

Przepisy zatem przewidują, że pomiarów nie można zaniżać, a maksymalne zawyżenie można wyliczyć ze wzoru prędkość + 10 procent + 4 km/h, co oznacza, że przy 100 km/h może to być 100 + 10 + 4, czyli 114 km/h.

Dlaczego nie skorzystać z GPS przy pomiarze prędkości?

Wiele dzisiejszych samochodów ma już jakiś system pozycjonowania satelitarnego, a nowe samochody są w niego wyposażone nawet wtedy, gdy klient nie zamówił nawigacji, ponieważ obowiązkowy system powiadamiania o wypadkach (eCall) wysyła współrzędne GPS do centrum powiadamiania o wypadkach. Ciężko powiedzieć, dlaczego z niego nie korzystamy.

Trzeba jednak przyznać, że GPS często szwankuje, traci zasięg w tunelach i parkingach podziemnych, czego nie można powiedzieć o standardowych prędkościomierzach.

Ponadto wskazywanie prędkości jest zadaniem intensywnym obliczeniowo, więc tanie urządzenie GPS może generować opóźnienie rzędu kilku sekund, co jest niedopuszczalne. Często może być to nierozwiązywalnym problemem dla intensywnych przyspieszeń/opóźnień. 

Nie dziwi więc fakt, że i tu najgroźniejszym czynnikiem jest nieodpowiednie użytkowanie. Kierowca poprzez celowe lub nieumyślne błędy mógłby obchodzić przepisy drogowe.

Najbardziej trywialnym i zanikającym już zjawiskiem jest błąd paralaksy, co oznacza, że wskazówka i podziałka w większości przypadków nie znajdują się w tej samej płaszczyźnie, więc dokładną wartość można zobaczyć tylko wtedy, gdy patrzy się na nią dokładnie z przodu. Zdarza się to rzadko, ale może również powodować błąd pomiaru.

Wraz z pojawieniem się cyfrowych wyświetlaczy błąd ten praktycznie zniknął, gdyż wskazówki i tarcza będą zawsze w tej samej płaszczyźnie. W wielu przypadkach błąd paralaksy jest obecnie celowo wprowadzany w oprogramowaniu, aby uzyskać efekt przestrzenny.

Popełniamy też błąd nie zwracając uwagi na zużycie opon. Nie jest to bardzo istotne dla określenia prędkości, ale faktem jest, że ubywa wówczas nawet do 5-7 mm średnicy koła. Najgorszym wykroczeniem jest jednak niestosowanie się do zaleceń producenta. Dotyczy to na przykład nieprawidłowego ciśnienia w oponach oraz stosowania opon o niewłaściwej średnicy.

Przy przepompowanej oponie, a tym bardziej przy znacznie zwiększonej średnicy koła, prędkościomierz wyświetla niższą prędkość niż ta, z którą faktycznie się poruszamy, co stwarza szereg zagrożeń dla bezpieczeństwa.

Oczywiste jest, że warto stosować się do zaleceń producenta, zaleca się również częste sprawdzanie ciśnienia w oponach. Stosując się do tych wskazówek, niezależnie od tego, jak uciążliwe może być określenie dokładnej prędkości, jeśli przyrząd działa zgodnie z przeznaczeniem, nie uzyskamy na tyle błędnego odczytu, aby mogło to wpłynąć na bezpieczeństwo ruchu drogowego.