Badania przyczyn utraty życia w wypadkach komunikacyjnych wskazują, jak duży wpływ ma konstrukcja samochodu na przebieg wypadku i rodzaj uszkodzeń pasażerów. W celu zwiększenia bezpieczeństwa użytkowania samochodu wielu producentów podejmuje kosztowne badania, pozwalające na znalezienie optymalnych rozwiązań, wpływających na zwiększenie bezpieczeństwa użytkowników samochodu. Wyniki badań wskazują, że jedną z zasadniczych cech nowoczesnego samochodu winna być konstrukcja maksymalnie zwiększająca bezpieczeństwo jazdy. Parametry bezpiecznego samochodu uzyskuje się po uwzględnieniu odpowiednich wymogów na etapie konstruowania i badań prototypu. Wymagania, gwarantujące bezpieczną konstrukcję samochodu, dotyczą dwóch zakresów:
bezpieczeństwa czynnego (profilaktyka wypadkowa),
bezpieczeństwa biernego (zabezpieczenie przed skutkami kolizji).
Bezpieczeństwo czynne
W zakresie bezpieczeństwa czynnego samochód powinien odpowiadać następującym wymaganiom:
—■ powinien być wyposażony w niezawodny układ kierowniczy,
— jedynie w minimalnym stopniu może wykazywać wrażliwość na wiatr boczny,
Ok. 9…12%
illllllillBllllllllll
0k.9…U%
Rys. 2.19. Statystyka uszkodzeń pojazdu z podziałem na kierunki uderzeń
powinien być wyposażony w skuteczne hamulce dwuobwodowe,
powinien zapewniać dobrą widoczność we wszystkich kierunkach,
powinien być wyposażony w skuteczne oświetlenie,
powinien być wyposażony w wygodne siedzenia,
powinien mieć czytelną tablicę wskaźników.
Sformułowanie wymagań dotyczących bezpieczeństwa czynnego wpłynęło w istotny sposób na konstrukcje produkowanych samochodów. Utrzymująca się tendencja do konstruowania nadwozi samonośnych przyczynia się do zwiększenia powierzchni przeszklonych i poprawienia funkcjonalności przestrzeni pasażerskiej. W istotny sposób ulepszono oświetlenie samochodu,,poprawiono skuteczność hamowania oraz stateczność podczas zmiennych warunków ruchu. Wpłynęło to w istotny sposób na ograniczenie możliwości zaistnienia wypadku.
Bezpieczeństwo bierne
Badania statystyczne wypadków komunikacyjnych pozwoliły na ustalenie, że 52—59% uszkodzeń dotyczy strefy przedniej nadwozia (rys. 2.19). Obserwacje kolizji symulowanych dały natomiast możliwość poznania zachowania samochodu podczas zderzenia z przeszkodą. Badania te doprowadziły do rozpoznania cech samochodu, które w sposób optymalny mogą wpływać na ograniczenie skutków zaistniałych kolizji. Pozwoliło
Rys. 2.20. Strefy zgniotu — przednia i tylna
to na ustalenie wytycznych dla nadwozia bezpiecznego. Nadwozie takie powinno mieć sztywną przestrzeń pasażerską, natomiast części przednia i tylna winny być wykonane jako strefy bardziej podatne na odkształcenia (rys, 2.20).
Strefy podatne na odkształcenia mają za zadanie pochłanianie części energii powstającej podczas zderzenia w taki sposób, że zasięg uszkodzenia zostaje ograniczony i zgniatanie zostaje wytłumione, zanim osiągnie przestrzeń pasażerską. W celu osiągnięcia tego efektu strefa przednia jest odpowiednio ukształtowana i ma tzw. strefy zgniotu. Strefy te mogą być zbudowane z elementów w formie litery U, z tłoczonym usztywnieniem profili (rys. 2.21).
Takie ukształtowanie strefy zgniotu powoduje, że w czasie wypadku elementy te ulegają odkształceniom, pochłaniając największą część energii
uderzenia. Natomiast strefa środkowa jest wzmacniana w celu uzyskania maksymalnej sztywności. Wzmocnienia dotyczą wszystkich elementów kadłuba w tej strefie. Słupki, progi i wzmocnienie dachu mają powiększony przekrój, co powoduje, że elementy poszycia nadwozia stają się bardziej sztywne. Również miejsca połączeń elementów tworzących konstrukcję nośną kadłuba nadwozia mają zwiększoną wytrzymałość.
Strefa tylna jest skonstruowana podobnie do strefy przedniej. Obszary deformacji są jedynie bardziej elastyczne.
Istotną rolę w konstrukcji samochodu bezpiecznego spełniają zderzaki. Powinny one być tak przymocowane do nadwozia, aby mogły pochłonąć jak największą część energii uderzenia. Zderzaki mają specjalną konstrukcję, pozwalającą na pochłanianie energii uderzenia. Uzyskuje się to przez zastosowanie amortyzatorów sprężynowych, hydraulicznych lub gazowych (rys. 2.22). Energia zderzenia jest kierowana na pokonanie oporu tłoczyska amortyzatora. Sprawdzianem efektywności zderzaków amortyzujących jest próba zderzenia z trwałą przeszkodą. Przy prędkości 30 km/h nie powinny występować odkształcenia nadwozia.
Stosowanie bezpiecznych konstrukcji nadwozia spowodowało zwiększenie masy nadwozia i w konsekwencji zwiększenie zużycia paliwa. Dlatego konstruktorzy dążą do rozwiązań pozwalających na uzyskanie maksymalnych efektów bezpieczeństwa biernego przy optymalnych parametrach eksploatacyjnych samochodu.
Samochody o bezpiecznej konstrukcji nadwozia są również przyczyną większych strat materialnych w czasie wypadku. Są jednak powszechnie stosowane z uwagi na zdecydowaną poprawę bezpieczeństwa pasażerów.
Nowoczesne konstrukcje nadwozi przy wielu zaletach użytkowych mają tę wadę, że elementy pochłaniające energię zderzenia są często punktami mocowania zespołów napędowo-jezdnych samochodu. Nawet niewielkie uszkodzenia mogą w tej sytuacji spowodować pogorszenie własności jezdnych, przejawiające się pogorszeniem sterowalności, skłonnością do poślizgów, nierównomiernym zużyciem opon, zwiększoną hałaśliwością. Powoduje to, że wymagania stawiane nowoczesnym metodom napraw nadwozi są coraz większe. Szczegółowa znajomość konstrukcji samochodu ma w tej sytuacji istotny wpływ na jakość wykonywanej naprawy.
W dalszej części rozdziału przedstawiono konstrukcję nadwozi dwóch najbardziej popularnych w kraju samochodów: FSO 125P i Polski FIAT 126P.