SZKOŁA ASPIRANTÓW PAŃSTWOWEJ STRAŻY POŻARNEJ w KRAKOWIE
PRACA ZALICZENIOWA
TEMAT: RODZAJE ZDERZEŃ, SKUTKI I STOSOWANE ZABEZPIECZENIA
WYKONALI: PROMOTOR:
Nasiek A. st. kpt. mgr Marek Drążek
Kozek W.
Ryncarz J.
Kumor G.
Iwanek P.
Szewc D.
KRAKÓW - 97
WSTĘP
Do połowy lat osiemdziesiątych na bezpieczeństwo jadących, koncerny samochodowe nie zwracały specjalnej uwagi. We wnętrzu pojazdu ostre krawędzie, gołe blachy i wystające klamki nikogo nie raziły. W trakcie kolizji kolumna kierownicy wbijała się w kierowcę niczym dzida, a szyby po uderzeniu w nie głową rozpryskiwały się w drobny mak, stanowiąc poważne zagrożenie dla jadących. Obecnie liczba urządzeń podnoszących bezpieczeństwo, w które wyposażony jest samochód, stała się elementem w walce o klientów, a i oni sami zwracają coraz większą na nie uwagę.
Samonośne nadwozie doczekało się licznych wzmocnień np. wzmocnionych połączeń słupków z dachem i podłogą, a wszystko to tworzy klatkę bezpieczeństwa.
Z przodu i z tyłu pojazdu występują strefy zgniotu, które podczas kolizji przyjmują na siebie energię uderzenia (rys 1).
Powszechnie stosowane pasy bezpieczeństwa doczekały się udoskonaleń, regulacja ich górnego punktu mocowania pozwala na optymalne dostosowanie ich do wzrostu. Przy silnym hamowaniu , mechanizm ich blokowania działa po około pięciu milisekundach. Jednak pasy, pod wpływem sił działających podczas wypadku, rozciągają się - temu zjawisku zapobiegać maja napinacze sprężynowe, które skracają ich długość, zapobiegając uderzeniu głową o kierownicę lub tablicę przyrządów. Kierowcę który podczas wypadku jest poważnie zagrożony uderzeniem w kierownicę uratować może umieszczona w kierownicy poduszka powietrzna (airbag). (rys2).
Pełne jej napełnienie powinno wystąpić wtedy, gdy opóźnienie jest najwyższe. Czas napełniania wynosi około 150 milisekund. Głowa chroniona jest także przez umieszczone na odpowiedniej wysokości zagłówki. (rys 3)
Mimo tych przekonujących wynalazków najlepiej jest by do wypadku nie doszło. Właściwe zachowanie się kierowcy podczas gwałtownego hamowania niejednemu uratowało życie. Tym którzy w takich sytuacjach tracą zimną krew proponuje się układ ABS (Anti block Bvake System) zapobiegający blokowaniu się kół podczas wciśnięcia pedału hamulca do oporu.
Coraz częściej samochody wyposaża się w układ zapobiegający poślizgowi kół napędzanych podczas przyspieszenia. Jest on szczególnie przydatny na śliskiej lub oblodzonej nawierzchni podczas gwałtownego ruszania.
Oprócz wyżej wymienionych zabezpieczeń wprowadza się obecnie kilka innych innowacji mających na celu zwiększenie bezpieczeństwa podróżujących ludzi we wnętrzu samochodu:
automatyczne włączenie się świateł „stop”, gdy kierowca zdejmuje nogę z pedału gazu, a nie dopiero wówczas gdy naciśniecie na hamulec,
automatyczne włączenie się świateł przeciwmgielnych, nawet gdy kierowca o tym zapomni,
włączający się automatycznie system „budzenie” kierowcy, bodźcem ma być utrzymywany przez dłuższy czas nieruchome ułożenie rąk na kierownicy, jak również poprzez kontrolę oczu kierowcy
UDERZENIA W TYŁ
W co trzecim wypadku samochodowym rozbiciu ulega tył pojazdu. Mimo to, aby samochody zostały dopuszczone do ruchu w Europie nie trzeba wykonywać crash-testów z uderzeniem z tyłu.. A przecież przy tego rodzaju uderzeniach nie chroni nas żadna poduszka powietrzna, a strefa kontrolowanego zgniotu jest o wiele krótsza niż z przodu. Aby ukazać na jakie niebezpieczeństwo jesteśmy narażeni przy uderzeniu w tył pojazdu przeprowadzono próby na popularnym modelu VW Polo. Dla porównania do badań posłużyły dwa typy W Polo to jest hatchback isalan. W każdym z tych samochodów umieszczono po trzy manekiny: jeden z przodu i dwa z boku i z jednego fotela usunięto zagłówek. Próbę przeprowadzono z prędkością 40 km/h.
Zajmijmy się najpierw VW Polo
Pod wpływem uderzenia szyba i tylna półka wypadła na zewnątrz, tył samochodu uległ mocnej deformacji i został skrócony o kilkanaście centymetrów.
Nawet tylne drzwi zostały nieco dociśnięte do przednich. Jednak dzielone oparcie tylnego fotela wytrzymało uderzenie. Najważniejsze jednak jest to, że wszystkie manekiny siedzą na swych miejscach i nie są zakleszczone ani zablokowane.
Największe szkody przyniósł manekin na fotelu bez zagłówka. Jego głowa została gwałtownie szarpnięta do tyłu. U człowieka następstwa takie kontuzji mogą trwać czasami cale życie.
Natomiast VW Polo w wersji sedan bagażnik pochłonął całą siłę uderzenia. Drzwi nie uległy przesunięciu i równie łatwo otwierają się.
Jak wynika z powyższych badań bezpieczniejszy jest sedan, ten typ posiada dłuższą strefę zgniotu jak i jest więcej miejsca w tylnim przedziale co łagodzi uderzenie. Bardzo duże znaczenie ma również zagłówek, który zabezpiecza szyję przed powyższymi obrażeniami.
Można również zapobiegać najechaniu na tył samochodu przez zamontowanie trzeciego światła stopu.
Najnowsze modele posiadają światła neonowe lub LED (LIGHT EMITTING DIODES) które działają szybko i nie można nimi manipulować, np. nie można ich uczynić jaskrawszymi. Trzecie światło stopu ma bowiem za zadanie szybkie ostrzeżenie kierowcy jadącego z tyłu, ale nie jego oślepienie.
UDERZENIE BOCZNE
Zderzenie boczne to jedna z najgroźniejszych kolizji, której skutki można częściowo załagodzić.
Drzwi wgniatają się kilkanaście centymetrów do środka samochodu. Kierowca i pasażer na tylnim siedzeniu doznają obrażeń, można by ich uniknąć, gdyby drzwi miały dodatkowo boczne wzmocnienia.
Przedstawiamy trzy typy wzmocnień stosowanych w samochodach japońskich, niemieckich i szwedzkich. Japońska Toyota prezentowana w naszym teście ma tradycyjną konstrukcję nadwozia, w każdym razie nie jest w stanie stawić skutecznego oporu 946 - kilogramowej barierze. Stosowana w tej klasie ochrona boczna zawiodła. Bez przeszkód bariera odkształciła bok samochodu ugniatając drzwi (słupek środkowy) o dobre 33 cm. Do wewnątrz przesunęła siedzenie kierowcy. Manekin doznał poważnych obrażeń, uderzył głową w lewe ramię i został wyrzucony na prawą stronę, przy tym odpiął się pas bezpieczeństwa po czym manekin uderzył się w słupek środkowy po stronie pasażera. Żebra zostały brutalnie zmiażdżone. Dopuszczalne biomechaniczne wartości organiczne zostały przekroczone aż o 37%. Te wyniki mówią same za siebie. Specjaliści z Toyoty zapewniają że to się zmieni w 1996 r. Być może wtedy osiągnie lepsze wyniki bezpieczeństwa.
Mercedes to kolejny kandydat posiadający według producenta zintegrowany system ochrony z bocznym zabezpieczeniem przed zderzeniem oraz wzmocnienia chroniące przed działaniem ekstremalnych obciążeń podczas wypadków. Przypatrzmy się temu bliżej. Szybkość 50 km/h bariera, zderzenie tu natrafiono na większy opór niż w przypadku Toyoty. Słupek środkowy odkształcony o 25,5 cm do środka. Manekin pozostał na swoim lekko zdeformowanym fotelu. Pas trzymał, wgniecione drzwi nie stanowiły zagrożenia dla głowy. Ryzyko zwiększone w okolicy klatki piersiowej. Uderzenie jest przekroczone o 25 % wartości dopuszczalnej. Mercedes usiłuje złagodzić złe wrażenie twierdząc ze uzyskane wyniki są w granicach błędu pomiarowego (25 %) i przeprowadzone przez producenta testy wypadły pomyślnie. My jednak uważamy że w tej klasie bezpieczeństwo może zapewnić tylko boczna poduszka bezpieczeństwa.
Właśnie takie zabezpieczenie posiada nasz kolejny testowany samochód - szwedzkie Volvo. Szwedzi skonstruowali małą poduszkę powietrzną. Model 850 zaopatrywany jest w nią seryjnie.
Trzecia próba: bariera uderza w Volvo 850 wyposażone w system SIPS (Side Impect Protection System) - czyli system bocznych zabezpieczeń przed zderzeniem.
Podczas badań szwedzki samochód elastycznie odbił barierę, siłę uderzenia przeniósł na inne części konstrukcji nadwozia, wyłapał poprzez poprzeczną belkę znajdującym się pomiędzy siedzeniem przednim i doprowadził do specjalnego uderzenia łagodząc skutki zderzenia. Wgniecenie ma głębokość 18,9 cm.
Wcześniej po około 5 milisekundach od zderzenia otworzyła się poduszka powietrzna w oparciu fotela i osłoniła manekina od strony fotela.
Crash test zdany, nakład techniczny opłacił się. Volvo 850 jest samochodem najlepiej chroniącym przed skutkami zderzeń bocznych.
DACHOWANIE
Dachowania samochodów osobowych stanowią zaledwie 2 do 4 procent wszystkich wypadków. Z większości tych wypadków pasażerowie wychodzą bez większych szwanków A jak z kabrioletami? Przecież one też ulegają wypadkowi kapotażu.
Według producentów przewrotka kabrioletu jest prawie niemożliwa. Jednak praktyka odbiega całkiem od teorii jaka jest lansowanie kabrio najbezpieczniejszy samochód. Na terenie lotniska Monachium - Riem przeprowadzono szczegółowe badania co do bezpieczeństwa ludzi będących w samochodzie bez dachu. Dwa auta, dwa kabrioletowe bestsellery lata, dwie różne konstrukcje.
Kabriolet 1 nie posiada pałąka.
Najeżdża z prędkością 70 km/h na wąską rampę. Lewy bok samochodu wylatuje do góry po czym auto w locie przekręca się do góry kołami. Dziewięć metrów dalej iskrząc uderza tylnym błotnikiem o podłogę, później spada na ziemię lewa stroną pojazdu przy okazji miażdżąc przednią szybę. Do zatrzymania sunie jeszcze 25 m., potem leży płasko na asfalcie. Rama przedniego okna jest złamana jak zapałka. Samochód opiera się na pokrywach bagażnika i silnika. Manekinów nie widać! Po odwróceniu samochodu manekiny mają na twarzy widoczne głębokie zadrapania. Jest to obraz zgrozy mimo że rolę ludzi pełnią manekiny.
Rama przedniej szyby nie jest w stanie ochronić pasażerów. W największym stopniu zagrożenia są pasażerowie z tyłu.
Kabriolet 2 wyposażony w pałąk przeciwkapotażowy
Ta sama scena. Rozbieg, rampa, lot swobodny - auto na grzbiecie. Łamie się przednia szyba, pałąk lekko odchyla się do tyłu, samochód sunie na grzbiecie aż do zatrzymania. Pierwsze wrażenie o wiele lepsze. Manekiny wiszą na pasach, nie widać obrażeń. Jednak po dokładniejszych oględzinach wynik testu, jest negatywny. Kierowca na twarzy ma silne zadrapania, pasażerowi obok brakuje peruki.
Pałąk jest bardzo stabilny i zapewnia zdecydowanie więcej miejsca do przeżycia.
Przeprowadzone testy świadczą o tym jak ważne jest wyposażenie kabrioleta w pałąk przeciwkapotażowy i tylne wzmocnione zagłówki.
Przy wyjściu z zakrętu na autostradzie Mercedes SL wpada w poślizg. Następnie uderza w barierkę i unosi się do góry. Przewraca się przy prędkości 200 km/h. (u góry) sunie 600 m. na dachu po asfalcie (w środku) żeby po kolejnej przewrotce stanąć na kołach (na dole). Kierowca, jedynie z zadrapaniami uszedł z życiem. Jego Mercedes SL posiadał pałąk przeciwkapotażowy.
Zwiększenie prędkości uderzenia i zmiana przeszkody w którą uderza auto w czasie nowego crash-tesu, brutalnie ujawniły prawdę o bezpieczeństwie współczesnych samochodów.
Przeprowadzone do tej pory cras-testy czołowym uderzeniu w sztywną przegrodę przy prędkości 50 km/h. Obecnie „Auto Bild” i ADAC zaczęły stosować taką procedurę na zderzenie przy prędkości 60 km/h. Powodem było to że dotychczasowe crash-testy nie odzwierciedlały wystarczająco wiernie przebiegu prawdziwego wypadku. W rzeczywistości podczas kolizji zachodzącej między samochodami, obydwa odkształcają się. Dlatego w nowej normie przewidziano zderzenie z barierą odkształcalną. Uderzenie odbyło się tak, jak dawniej 40 % powierzchni czołowej auta. W bagażniku nadal znajduję się dwa sześciany o wadze 18 kg. Każdy, które mają za zadanie symulować przewożony bagaż.
Dla dokładniejszego zobrazowania przebiegu wypadku raporty dwóch testów będą zawierać informacje o maksymalnym opóźnieniu działającym na poszczególne partie ciała manekina oraz o zmianach w nadwoziu, to jest o przemieszczani najważniejszych elementów karoserii i wnętrz. W tabelce będą się znajdować informacje o maksymalnym dopuszczalnym opóźnieniu jakiego może doznać każda część ludzkiego ciała. Przekroczenie wartości maksymalnej oznacza minimalne szansę, na przeżycie, a w najlepszym przypadku bardzo ciężkie obrażenia. Ponieważ opóźnienia współczesnych samochodów dochodzą do prawie 40 g., należy pamiętać, że przy projektowaniu samochodów konstruktorzy w ogóle nie biorą pod uwagę, że pasażerowie mogą mieć nie zapięte pasy. Oznacza to że jazda z nie zapiętymi pasami grozi śmiercią nawet przy zderzeniu z niewielką prędkością.
Z PRĘDKOŚCIĄ 60 km/h W PRZESZKODĘ
Szybciej, mocniej, gwałtowniej: klasa kompakt na torze do testów zderzeniowych. Z prędkością 60 km/h czołowo w odkształcalną barierę. Fiat Bravo, Nissan Almera, Renault Megane i VW Golf podczas finału testu wytrzymałościowego.
Fiat Bravo:
Przedział pasażerski mocno zdeformowany, drzwi kierowcy zostały wyrwane wraz z zamkiem i przesunięte mocno do tyłu, tablica rozdzielcza przesunięta o 21,3 cm. W kierunku wnętrza. Rozpryśnięte kostki plastikowej obudowy oznaczają dodatkowe ryzyko obrażeń. Mniejsze jest natomiast obciążenie klatki piersiowej i brzucha.
Nissan Almera:
Zapewnia pasażerom dobre zabezpieczenie, auto po stronie kierowcy skurczy się o 1,14 m., drzwi podczas zderzenia zostają zamknięte Wadą jest to, że do ratowania siedzących w środku osób konieczne jest użycie ciężkiego sprzętu do otwarcia obojga drzwi po stronie kierowcy.
Renault Megane:
Przednia część w jednym miejscu kurczy się o 1,3 m. Siła uderzenia jest tak gwałtowna, że drzwi kierowcy wgniatają się na zewnątrz, ale trzymają się tak gdy chce się je otworzyć. Przestrzeń dla stóp zmniejsza się o 35 %. Tablica rozdzielcza przesunęła się w kierunku kierowcy o 11,4 cm.
VW Golf:
Zachowanie podczas zgniatania zachowuje się w dopuszczalnych granicach, przedni słupek przesunął się o 5,9 cm. Do tyłu, tablica rozdzielcza zatrzymała się po 6,8 cm., swoboda poruszania zmniejszyła się o 27 %. Drzwi można było bez problemu otworzyć.
Norma testu zderzeniowego z prędkością 60 km/h w odkształconą barierę wydobyła z badanych aut wszystkie rezerwy bezpieczeństwa. W samochodzie Fiat Bravo - wyższych obrażeń kabina pasażerska nie zniosła by. Renault Megane zapewnia zdecydowanie lepszą ochronne kierowcy i pasażera. W Nissanie Almera siedzi się najbezpieczniej za kierownicą.
2