Politechnika Śląska w Gliwicach
Wydział: Mechaniczny Technologiczny
Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn
Projekt z przedmiotu
ZASADY DOBORU
MATERIAA
ÓW INŻYNIERSKICH
 Samochodowa
klatka
bezpieczeństwa
www.chomikuj.pl/MarWag987
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Spis treści:
1. PODSTAWOWE DEFINICJE ____________________________________ 3
2. ZAA
OŻENIA KONSTRUKCYJNE _________________________________ 4
3. STOSOWANE MATERIAA
Y ____________________________________ 10
4. HOMOLOGACJA ______________________________________________ 12
4.1 ASN ______________________________________________________________________________ 12
4.2 FIA ______________________________________________________________________________ 13
5. PRZYKA
ADOWE POA

CZENIE RAMY SAMONOŚNEJ I KLATKI
BEZPIECZEC
STWA - HONDA NSX _______________________________ 14
6. OPIS MONTOWANIA KLATEK BEZPIECZEC
STWA PRZEZ FIRME
IRECO MOTORSPORT ___________________________________________ 17
7. SZACUNKOWE CENY KLATEK BEZPIECZEC
STWA Z ROKU 2005. 19
8. MATERIAA
Y DO PRODUKCJI KLATEK BEZPIECZEC
STWA. ______ 20
9. LITERATURA _________________________________________________ 24
Strona 2/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
1. Podstawowe definicje
Klatka zabezpieczająca (bezpieczeństwa) - konstrukcja przestrzenna rurowa aprojektowana
dla zapobiegania poważnym odkształceniom nadwozia w razie wypadku lub wywrócenia
samochodu, zapewniająca podwyższone bezpieczeństwo użytkownikom.
Pałąk bezpieczeństwa - konstrukcja przestrzenna lub pałąk wraz z punktami mocowania.
Części klatki bezpieczeństwa:
- pałąk główny,
- pałąk przedni (lub dwa pałąki boczne),
- elementy łączone,
- jeden element przekątny,
- podpory tylnie oraz punkty mocowania.
Pałąk główny - konstrukcja utworzona z ramy usytuowanej w płaszczyz
nie pionowej
lub zbliżonej do pionu, znajdująca się tuż za przednimi fotelami.
Pałąk przedni - konstrukcja zbliżona do pałąka głównego, kształtem dopasowana do
głównego i obydwóch bocznych krawędzi przedniej szyby.
Pałąk boczny - konstrukcja utworzona z ramy usytuowanej w płaszczyz
nie pionowej
lub zbliżonej do pionu, wzdłuż samochodu, po jego prawej lub lewej stronie. Tylne słupki
pałąka bocznego muszą znajdować się tuż za przednimi fotelami. Przedni słupek musi
znajdować się jak najbliżej płaszczyzny dolnej krawędzi przedniej szyby, w pobliżu tablicy
rozdzielczej tak, aby wchodzenie i wychodzenie z samochodu kierowcy i pilota nie było
utrudnione.
Element wzdłużny - rura usytuowana wzdłuż samochodu, nie będąca częścią pałąka
głównego, przedniego lub bocznego, łącząca pałąki, wraz z podporami tylnymi.
Element przekątny - rura łącząca górny narożnik pałąka lub górną część podpory
tylnej z dolnym punktem mocowania pałąka lub podpory tylnej po drugiej stronie.
Wzmocnienie konstrukcji - element wzmacniający przymocowany do klatki w celu
zwiększenia jej skuteczności.
Płytka wzmacniająca - płytka metalowa przymocowana do konstrukcji nadwozia lub
podwozia pod stopą mocującą pałąka w celu lepszego rozłożenia obciążeń na tę konstrukcję.
Stopa mocująca - płytka przyspawana do rury pałąka umożliwiająca przykręcenie lub
przyspawanie jej do konstrukcji nadwozia lub podwozia, zwykle poprzez płytkę
wzmacniającą.
Elementy rozłączne - elementy konstrukcyjne klatki zabezpieczającej rozłączane od
konstrukcji.
Strona 3/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
2. Założenia konstrukcyjne
Klatka zabezpieczająca musi być zaprojektowana i wykonana w taki sposób, że
prawidłowo zamontowana, poważnie zmniejsza odkształcenia nadwozia i dzięki temu
znacznie redukuje ryzyko obrażeń u osób znajdujących się w samochodzie w razie wypadku.
Zasadnicze cechy charakterystyczne klatki zabezpieczającej to solidna konstrukcja,
zaprojektowana specjalnie dla konkretnego typu samochodu, właściwe mocowania i jak
najlepsze dopasowanie przebiegu rur do wewnętrznego obrysu nadwozia. Rury te nie mogą
być wykorzystane jako przewody płynów.
Klatka zabezpieczająca nie może utrudniać kierowcy i pilotowi wchodzenia
i wychodzenia z samochodu.
Elementy konstrukcji mogą być przeprowadzone przez przestrzeń kabiny, przez
tablicę rozdzielczą, przez boczne elementy tapicerskie, a także przez boczne siedzenia. Tylne
siedzenie może być złożone.
Kompletne klatki zabezpieczające powinny być umieszczone podłużnie pomiędzy
górnym mocowaniem przedniego zawieszenia i górnym mocowaniem tylnego zawieszenia.
Jakiekolwiek modyfikacje homologowanej klatki zabezpieczającej są zabronione.
Przykład montażu obowiązkowego elementu przekątnego:
Różne możliwości montażu obowiązkowego elementu przekątnego - rysunki 1  3.
Dozwolone jest zastosowanie kombinacji kilku elementów przekątnych, zgodnie z rysunkami
1 i 3.
Montaż drugiego elementu przekątnego (według rysunku 2) jest zalecany i obowiązkowy we
wszystkich nowych samochodach homologowanych.
Połączenie dwóch elementów przekątnych musi zostać wzmocnione rozporą.
Strona 4/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Przykład montażu nieobowiązkowych elementów wzmacniających:
Każdy typ wzmocnienia (Rys. 4 do rys. 20) może być zastosowany osobno lub w kombinacji
z innymi.
Strona 5/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Pałąki: główny, przedni i boczny:
Elementy te muszą być wykonane z jednego odcinka rury, bez żadnych połączeń.
Powierzchnia rur musi być gładka i równa, bez pofałdowań i pęknięć. Pionowa część pałąka
głównego musi być możliwie prosta, a przy tym musi przebiegać jak najbliżej wewnętrznego
obrysu nadwozia.
Przedni słupek pałąka przedniego lub bocznego musi być prosty lub w razie
niemożności, musi być dopasowany kształtem do przednich słupków nadwozia
(obejmujących przednią szybę) i może mieć tylko jedno wygięcie w dolnej części pionowej.
W przypadku, gdy pałąk główny jest jednocześnie tylnym słupkiem pałąka bocznego (rys. 2),
połączenie do pałąka głównego musi znajdować się na poziomie dachu.
Dla uzyskania prawidłowego montażu do nadwozia dozwolone są lokalne
modyfikacje elementów tapicerki w pobliżu klatki i jej mocowań, przez odcięcie lub odgięcie.
Jednakże niedozwolone jest usunięcie kompletnych elementów tapicerskich.O ile to
konieczne, lokalizacja skrzynki bezpieczników może być zmieniona dla umożliwienia
zamocowania klatki.
Mocowanie klatki do nadwozia:
Minimalne ilości mocowań wynoszą:
- 1 dla każdego słupka pałąka głównego lub bocznego;
- 1 dla każdego słupka pałąka przedniego;
- 1 dla każdej podpory tylnej
Każda stopa mocująca pałąka przedniego, głównego lub bocznego musi być
zakończona płytką mocującą o grubości min. 3 mm, jednak nie mniej niż grubość ścianki
rury, do której płytka jest przyspawana.
Każda stopa mocująca musi być zamocowana przy użyciu co najmniej 3 śrub do
stalowej płytki wzmacniającej o grubości min. 3 mm i powierzchni min. 120 cm2, która jest
przyspawana do nadwozia.
Strona 6/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Wymagane wymiary klatki bezpieczeństwa w przedniej części auta:
Strona 7/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
We wszystkich klatkach bezpieczeństwa samochodów super produkcyjnych
homologowanych po 01.01.2000, wzmocnienia klatki bezpieczeństwa w otworach drzwi
muszą spełniać następujące warunki:
- wymiar A musi wynosić minimum 300 mm
- wymiar B musi wynosić maksimum 250 mm
- wymiar C musi wynosić maksimum 300 mm
- wymiar D (mierzony od górnego narożnika szyby ) musi wynosić maksimum 100 mm
- wymiar E nie może być większy niż połowa wysokości otworu drzwi H)
Podpory tylne:
Są to elementy obowiązkowe. Muszą być zamocowane do głównego pałąka możliwie
jak najwyżej i w jak największym rozstawie, po obu stronach samochodu.
Muszą tworzyć kąt min. 30 stopni wobec
płaszczyzny pionowej, muszą przebiegać w
kierunku tyłu samochodu. Muszą być proste i
przebiegać możliwie jak najbliżej wewnętrznego
obrysu nadwozia.
Stopy mocujące muszą być zakończone płytką mocującą. Każda podpora tylna musi
być zamocowana śrubami o powierzchni przekroju wynoszącej minimum 2/3 powierzchni
wymaganej dla śrub mocowań pałąka i do płytek wzmacniających o polu powierzchni min.
60cm2 każda
Dopuszczalne jest mocowanie podpory tylnej w obejmie przy użyciu jednej śruby pod
warunkiem, że ma ona odpowiedni przekrój i wytrzymałość (patrz rys. 29) i pod warunkiem,
że tuleja jest spawana w rurę podpory tylnej.
Elementy przekątne:
Obowiązkowe jest zamontowanie do klatki co najmniej jednego elementu
przekątnego. Rozmieszczenie musi być zgodne z rysunkami 1 do 3. Muszą mieć kształt
prosty, bez zaokrągleń.
Punkty mocowań elementów przekątnych muszą być tak rozmieszczone, aby nie
mogły powodować obrażeń ciała. Mogą być zamontowane w sposób rozłączalny, ale muszą
być na miejscu podczas trwania zawodów.
Dolna część elementu przekątnego musi być zamocowana do pałąka głównego lub
podpory tylnej w odległości nie większej niż 100 mm od stopy mocującej.
Strona 8/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Górna część natomiast musi być zamocowana do pałąka głównego w odległości
większej niż 100mm od połączenia z podporą tylną lub do podpory tylnej w odległości nie
większej niż 100 mm od połączenia z pałąkiem głównym.
W przypadku, gdy jeden z końców elementu przekątnego mocowany jest do
nadwozia, mocowanie to musi być wykonane poprzez płytkę wzmacniającą odpowiadającą
wymaganiom które zostały opisane w podporach tylnich.
Zalecenia dotyczące spawania:
Wszystkie spawy muszą być możliwie jak najwyższej jakości i muszą być całkowicie
wtopione w metal (zaleca się spawanie w osłonie łuku gazowego). Powinny być wykonane na
całym obwodzie rury.
Chociaż prawidłowy wygląd zewnętrzny nie daje jeszcze gwarancji odpowiedniej
jakości, to niewłaściwy wygląd spoiny z pewnością oznacza, że została ona wykonana
wadliwie.
W przypadku użycia stali obrabianej cieplnie należy przestrzegać specjalnych
wskazówek producenta (specjalne elektrody, spawanie w osłonie gazowej).
Szczególnie podkreśla się, że stosowanie stali obrabianej cieplnie lub stali średnio węglowej
może być przyczyną problemów, a błąd w obróbce może być przyczyną zmniejszenia
wytrzymałości (wskutek miejscowego osłabienia materiału w wyniku przegrzania w procesie
obróbki) oraz osłabienia ciągliwości
Obicia ochronne:
Te miejsca klatki zabezpieczającej, które mogłyby być narażone na bezpośredni
kontakt z ciałem lub kaskami zawodników muszą być obłożone niepalną wykładziną
zabezpieczającą. Otulina klatki bezpieczeństwa wykonana z adhezyjnego akrylu. Wewnątrz
taśma samoprzylepna gwarantująca poprawny i stały montaż na klatce. Zgodna ze standardem
FIA 8857-2001 typy A - homologacja CP001.02A. Kształt oraz skład chemiczny gwarantują
odpowiednią absorbcję siły uderzenia. Nie topi się i nie kapie pod wpływem temperatury.
Wykorzystywana przez zespoły NASCAR, WRC, SCCA.
Strona 9/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
3. Stosowane materiały
Specyfikacje używanych rur:
Materiał: Min. Minimalne Zastosowanie
wytrzymałość na wymiary
rozciąganie: (średnica x
grubość ścianki
w mm):
45 (1.75") x 2,5 Pałąk główny; pałąk boczny i
Stal węglowa, lub jego połączenie odpowiednio do
ciągniona na 50 (2.0") x 2,0 konstrukcji.
350 N/mm2
zimno, zawierająca
38 (1.5") x 2,5 Pozostałe elementy klatki
maks. 0,3% węgla.
lub 40 (1.6") x zabezpieczającej
2,0
Dla stali nie ciągnionej maksymalna zawartość manganu może wynosić 1% i 0,5% dla
innych dodatków.
Przy wyborze gatunku stali należy zwrócić uwagę na właściwości mechaniczne oraz
odpowiednią spawalność.
Wyginanie rur musi być przeprowadzone na zimno, minimalny otrzymany promień
wygięcia osi rury nie może być mniejszy, niż trzykrotność jej średnicy.
W przypadku, gdy rura ulegnie opalizacji w trakcie wyginania, stosunek mniejszej do
większej wartości promienia musi wynosić 0,9 lub więcej.
Klatka karbonowa :
Stosowana jest między innymi w takich samochodach jak : Subaru Impreza, Ferrari
FXX 2005, Pogani Zonda F.
Przykładowe klatki firmy SPARCO montowana w samochodach Subaru Impreza
i innych, występują w 8 następujących modelach:
1A  rozbudowana klatka wspawana ze wspornikami do przedniego zawieszenia.
Materiał: stal chromowo - molibdenowa 25CrMo4 (EN 10083-1 1991)
1B  rozbudowana klatka wspawana bez wsporników do przedniego zawieszenia.
Materiał: stal chromowo - molibdenowa 25CrMo4 (EN 10083-1 1991)
2A  rozbudowana klatka przykręcana ze wspornikami do przedniego zawieszenia.
Materiał: stal chromowo - molibdenowa 25CrMo4 (EN 10083-1 1991)
2B  rozbudowana klatka przykręcana bez wsporników do przedniego zawieszenia.
Materiał: stal chromowo - molibdenowa 25CrMo4 (EN 10083-1 1991)
Strona 10/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
3A  klatka przykręcana bez wsporników do przedniego zawieszenia.
Materiał: stal chromowo-molibdenowa 25CrMo4 (EN 10083-1 1991)
3B  klatka przykręcana bez wsporników do przedniego zawieszenia.
Materiał: stal Fe45
3C  klatka wspawana bez wsporników do przedniego zawieszenia.
Materiał: stal chromowo-molibdenowa 25CrMo4 (EN 10083-1 1991)
4  klatka zwykła z pojedynczymi wzmocnieniami na drzwi.
Materiał: stal Fe45
Strona 11/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
4. Homologacja
4.1 ASN
Producent klatki zabezpieczającej może przedstawić konstrukcję klatki swego
własnego projektu właściwej federacji narodowej (ASN) do zatwierdzenia pod względem
jakości stosowanej stali, wymiarów rur, nieobowiązkowych elementów wzmacniających
i mocowań do pojazdu pod warunkiem przedstawienia wraz z konstrukcją stwierdzenia na
piśmie, że jest ona w stanie wytrzymać podane niżej minimalne obciążenia przyłożone
w dowolnej kombinacji do górnej części klatki:
- 1,5 W* poprzecznie;
- 5,5 W podłużnie, z przodu i z tyłu;
- 7,5 W pionowe.
(*W = masa samochodu + 150 kg ).
Dozwolone jest użycie spawanych rur zwijanych pod warunkiem jest to wymienione
w certyfikacie homologacyjnym.
Dozwolone jest rozbudowanie konstrukcji klatki bezpieczeństwa poprzez połączenie
jej z oryginalnymi punktami mocowania zawieszenia w nadwoziu.
Nie może być jednak bezpośredniego połączenia pomiędzy górnym i dolnym
elementem łączącym klatkę z punktem mocowania zawieszenia.
Certyfikat homologacyjny, zaaprobowany przez ASN i podpisany przez inżyniera
o odpowiednich kwalifikacjach ze strony producenta, musi być przedstawiony komisarzom
technicznym zawodów. Certyfikat taki musi zawierać rysunek lub fotografię klatki oraz
stwierdzenie, że klatka jest w stanie wytrzymać podane wyżej obciążenia.
Każda nowo homologowana klatka przez ASN i sprzedawana po 01.01.97 musi
posiadać indywidualne cechy wyróżniające poprzez umieszczenie numeru jednostkowego
seryjnego, który nie może być kopiowany, ani zdejmowany. Certyfikat posiadający ten sam
numer musi być dołączony przez producenta do każdej klatki. Niniejszy certyfikat musi być
przedstawiony komisarzom technicznym zawodów.
Powyższe klatki nie mogą być w żaden sposób modyfikowane !!!
Aby otrzymać zatwierdzenie ASN, producent musi w sposób logiczny
i przekonywujący udokumentować swoje kwalifikacje do projektowania i produkcji klatek
odpowiadających wymaganiom zatwierdzonym przez FIA.
Producenci zatwierdzeni przez ASN będą zobowiązani do zaopatrywania klientów wyłącznie
w produkty zaprojektowane i wyprodukowane zgodnie z zatwierdzonymi wymaganiami.
Każdy producent zatwierdzony przez ASN, musi wykazać przed ASN, że:
- materiał, którego używa ma świadectwo pochodzenia lub inny dokument i jest
magazynowany osobno w stosunku do innych partii podobnego materiału;
- metody spawania, które stosuje, dają ciągłe i solidne spoiny i są regularnie sprawdzane
w testach laboratoryjnych;
- wewnętrzne normy jakościowe i procedury, które stosuje są możliwe do skontrolowania
i regularnie uaktualniane.
Strona 12/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Klatki zbudowane w oparciu o podstawową konstrukcję odpowiadającą art. 253.8.1 do
253.8.3 lub klatki danego producenta o konstrukcji przetestowanej i homologowanej przez
daną ASN, w których nastąpiło dodanie elementu mogą być bezpośrednio homologowane
przez dany ASN po dokonaniu obliczeń wytrzymałości i dostarczeniu przez producenta
certyfikatu.
Dla pozostałych klatek, ASN może przeprowadzić test statyczny przedstawionej do
zatwierdzenia klatki, jak następuje (Rys. 34)
1. Klatka przedstawiona do testu:
Ponieważ ocena ogólnego funkcjonowania klatki musi dotyczyć konstrukcji jako
całości, test musi być przeprowadzony na kompletnej klatce.
2. Urządzenie testujące:
Musi być skonstruowane w taki sposób, że żadne obciążenie nie ma wpływu na jego
konstrukcję.
3. Mocowania:
Klatka musi być zamocowana do urządzenia testowego poprzez swe oryginalne
punkty mocowania.
4. Test:
Przy pomocy młota o minimalnych wymiarach 500 x 200 mm, do pałąka głównego za
fotelem kierowcy będzie przyłożone obciążenie pionowe o wartości 7,5 W (gdzie W oznacza
masę samochodu + 150 kg.)
5. Dopuszczalne odkształcenie:
Powyższy test nie może spowodować w całej konstrukcji żadnego pęknięcia, ani
odkształcenia plastycznego, większego niż 50 mm.
4.2 FIA
FIA sugeruje, aby każdy producent samochodu przedstawił rekomendację określonego
typu klatki zabezpieczającej, odpowiadającej wymaganiom FIA, wymienionym powyżej
w punkcie 4
Taka klatka zabezpieczająca musi być opisana w specjalnym formularzu dodatkowej
karty homologacyjnej i przedstawiona FIA do zatwierdzenia. Taka klatka zabezpieczająca nie
może być w żaden sposób modyfikowana.
Wszystkie klatki bezpieczeństwa do samochodów WRC, homologowanych po
1.01.2001, muszą być homologowane przez FIA.
Strona 13/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
5. Przykładowe połączenie ramy samonośnej i klatki
bezpieczeństwa - Honda NSX
Typowa rama zbudowana jest ze stali. Jednak w NSX zrobiono ją z aluminium, co
czyni konstrukcję bardzo unikalną. Mimo, że obróbka aluminium jest bardziej kosztowna
i dużo trudniejsza, to w efekcie otrzymuje się sztywną i bardzo lekką konstrukcję.
Rys. 35
Rys. 35 - nadwozie samonośne, skorupowe, dwa podobne do ramion profile to wysunięte do
przodu podłużnice stanowiące dołączenie do klatki bezpieczeństwa.
Typowa samochodowa rama samonośna zbudowana jest ze stali. Jednak w NSX
zrobiono ją z aluminium, co czyni konstrukcję bardzo unikalną. Mimo, że obróbka aluminium
jest bardziej kosztowna i dużo trudniejsza, to w efekcie otrzymuje się sztywną i bardzo lekką
konstrukcję - dużo lżejszą od stalowej.
Po obu stronach ramy znajdują się podłużnice. Tak jak plecy u człowieka, podłużnice
w samochodzie pełnią bardzo ważną rolę. Jednak przepisy obowiązujące samochody All-
Japan GT nie zezwalają na modyfikacje tych części nadwozia. Muszą pozostać oryginalne -
takie jak w samochodzie seryjnym. Jedyne dozwolone zmiany to dostosowanie ramy do
zamontowania innego zawieszenia, z większymi kołami. Wszystkie zbędne elementy
nadwozia zostały usunięte. Nadmiar wagi zarówno z przodu jak i z tyłu skutecznie redukuje
osiągi bolidu.
Porównanie fabrycznej ramy z jej wersją przebudowaną dla potrzeb NSX GT
pokazuje, że odchudzono ją przed zastosowaniem w aucie wyścigowym. Jednak w seryjnej
ramie brak jest punktów mocowania innego zawieszenia i brakuje wytrzymałości koniecznej
do wytrzymania trudów wyścigu. Dodano niezbędne wzmocnienia w punktach występowania
Strona 14/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
zwiększonych naprężeń. Zainstalowano klatkę bezpieczeństwa, która chroni przed
zgnieceniem kabinę kierowcy w razie wypadku na torze. Tak więc nawet w przypadku
zniszczenia nadwozia kierowca powinien wyjść cało.
Klatka bezpieczeństwa spełnia dwa zadania
Klatka bezpieczeństwa jest zainstalowana przede wszystkim dla potrzeb kierowcy.
Jednak ta sztywna konstrukcja z powodzeniem może przejąć naprężeń powstających w czasie
jazdy. W tym przypadku jest wzmocnieniem ramy nośnej auta. Proszę spojrzeć na ilustrację.
Na czerwono zaznaczono na niej klatkę bezpieczeństwa w NSX GT. Jak widać nie tylko
wypełnia kabinę kierowcy, lecz wchodzi również do komory silnikowej i pod podłogę.
Rys. 36
Rys. 36 - wzmocnienie boczne w postaci krzyżujących się, połączonych rur.
Rys. 37
Rys. 37 - kokpit otoczony klatką bezpieczeństwa.
Strona 15/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Rys. 38
Rys. 38  przykładowe rozmieszczenie klatki bezpieczeństwa w Hondzie.
W aluminiowym nadwoziu umieszczono klatkę. Nie tylko dla bezpieczeństwa
kierowcy, lecz również dla poprawienia ogólnej sztywności nadwozia.
Rys. 39
Rys. 39  przykładowe rozmieszczenie klatki bezpieczeństwa w Hondzie.
Połączenie aluminium i stali
Jak można zobaczyć NSX GT ma aluminiowe nadwozie i jest wyposażony w klatkę
bezpieczeństwa. Nie jest to nic nadzwyczajnego w samochodzie wyścigowym. Jednak
przepisy All-Japan GT Championship wymagają wykonania klatki bezpieczeństwa ze stali.
Bezpośrednie połączenie z sobą stali i aluminium za pomocą spawania lub zgrzewania nie jest
możliwe ze względu na bardzo odmienne właściwości tych metali. Tak więc konstruktorzy
stanęli przed kolejnym problemem: jak połączyć stal i aluminium.
Strona 16/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Rys. 40 - klatka bezpieczeństwa wchodząca do komory silnika, gdzie łączy się z elementami
mocującymi silnika i zawieszenia.
Po wielu badaniach i próbach opracowano sposób łączenia stali z aluminium.
Rozwiązanie polega na przymocowaniu do krańcowej, stalowej rury płyty z tego samego
materiału. Do aluminiowej ramy również przytwierdza się płaską płytkę. Obie płaskie płyty
łączy się z sobą za pomocą kleju i nitów. Nadwozie w miejscach łączenia wzmacnia się
dodatkowo włóknem węglowym.
6. OPIS MONTOWANIA KLATEK BEZPIECZEC
STWA PRZEZ
FIRME IRECO MOTORSPORT
Do produkcji klatek używa się wysokiej jakości stali węglowych o podwyższonej
wytrzymałości oraz stopów chromu i molibdenu, identycznych jak te stosowane przy budowie
samochodów WRC.
Rys. 41 Rys. 42
Rys. 41 i 42 przedstawiają pomiary laserowe sprawdzające poprawność zamontowania klatek
bezpieczeństwa i dopasowania obrysu karoserii.
Strona 17/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Każda konstrukcja jest analizowana oddzielnie dla danego samochodu, dlatego też
możliwe jest dopasowanie jej do indywidualnych potrzeb użytkownika. Przy pomiarach
nadwozia wykorzystywane są precyzyjne urządzenia laserowe, co pozwala na dokładne
dopasowanie konstrukcji do wewnętrznego obrysu karoserii.
Gięcie rur odbywa się na specjalistycznej maszynie z ruchomą głowicą oraz
pilotem, który jest wprowadzany do wnętrza rury. Zastosowanie tej technologii umożliwia
obróbkę rury bez deformowania jej powierzchni, co ma szczególny wpływ na wytrzymałość
całej konstrukcji. Również w procesie spawalniczym stosujemy nowoczesne i profesjonalne
urządzenia. Spawanie konstrukcji odbywa się metodą MAG i TIG przez wysoko
wykwalifikowanego spawacza z długoletnim doświadczeniem przy spawaniu kotłów
i konstrukcji dz
wigowych.
Firma w.w. posiada uprawnienia spawalnicze wydane przez Instytut Spawalnictwa
oraz Ośrodek Certyfikacji na wszystkie rodzaje technologii: MIG, MAG, TIG, MMA oraz
acetylenowo - tlenowe. Próbki spawów są systematycznie sprawdzane w testach
laboratoryjnych przez uprawnioną jednostkę
Każda wyprodukowana klatka posiada numer ewidencyjny oraz certyfikat.
W związku z rosnącym zainteresowaniem młodych ludzi tuningiem samochodów,
wprowadzono do produkcji tzw. przeciwkapotażowe klatki tuningowe.
Rys. 43 Rys. 44
Rys. 43 i 44 przedstawiają szkielety klatek dla każdego amatora  tuningowca .
Są to konstrukcje które przy montażu nie kolidują z elementami tapicerki, pozwalają
na łatwiejsze niż w wyczynowych klatkach wsiadanie i wysiadanie z samochodu
a jednocześnie w pewnym stopniu zwiększają bezpieczeństwo podczas dachowania.
Strona 18/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Konstrukcje te mogą być wykonane ze stali węglowej jak również polerowanej stali
nierdzewnej. Konstrukcje te nie są przystosowane do brania udziału w imprezach sportowych,
w których obowiązkowe jest stosowanie homologowanych klatek bezpieczeństwa.
7. Szacunkowe ceny klatek bezpieczeństwa z roku 2005.
Dane pochodzą z katalogu firmy TOORA COMPETZIONE
Rys. 45  klatka bezpieczeństwa do modelu Subaru Impreza 2005 STI WRX
Klatka bezpieczeństwa dla Subaru Impreza 2005
Wielopunktowa CrMo
Homologacja FIA
Cena: 8925 zł
Strona 19/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
8. Materiały do produkcji klatek bezpieczeństwa.
Materiały do klatek znaleziono w leksykonie materiałoznawstwa to:
a) Stal węglowa ciągniona CrMo 10H2M
b) Stal węglowa ciągniona CrMo 15HM
c) Stal 25CrMo4 EN (odpowiednik polski: Stal 25HM)
d) Stal St44K
a) Stal węglowa ciągniona CrMo 10H2M
Własności mechaniczne:
Własności mechaniczne w podwyższonej temperaturze
Strona 20/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
b) Stal węglowa ciągniona CrMo 15HM
Skład chemiczny:
Własności mechaniczne:
Własności mechaniczne w podwyższonej temperaturze/ obniżonej temperaturze:
Strona 21/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
c) Stal 25CrMo4 EN (odpowiednik polski: Stal 25HM)
Informacje dodatkowe:
Skład chemiczny:
Własności mechaniczne:
Własności fizyczne:
Strona 22/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Porównanie z innymi krajami:
d) Stal St44K
Skład chemiczny:
Strona 23/24
Zasady Doboru Materiałów Inżynierskich  Klatka Bezpieczeństwa
Własności mechaniczne:
Własności mechaniczne w podwyższonej temperaturze/ obniżonej temperaturze:
Własności fizyczne:
9. Literatura
1) http://www.rajdy.hoga.pl/regulaminy/zal_j_2001_3.asp
2) http://sklep.tuning.pl/dzial.php?d_id=78491
3) http://www.subaru.pl
4) http://www.fia.com
5) Multimedialny Leksykon Materiałoznawstwa
Strona 24/24