1.4.1 Europejskie normy dotyczące całego nadwozia samochodu

Transkrypt

1 1.4 Uwarunkowania normatywne Wprowadzenie norm regulujących zagadnienia motoryzacyjne było spowodowane ciągle rosnącą popularnością samochodu i związanego z tym natężenia ruchu drogowego. Ustalenia prawne, zarówno w granicach poszczególnych państw (np. Dziennik Ustaw Rzeczpospolitej Polskiej nr 44 z 1999), jak też w skali międzynarodowej, określają cechy całego pojazdu i jego zespołów. Przepisy i normy stanowią jeden z głównych warunków wejściowych do projektowania nadwozi samochodowych. Znajomość aktualnych wymagań prawnych podczas projektowania jest konieczna, aby wprowadzany na rynek samochód mógł być dopuszczony do ruchu, tzn. żeby pomyślnie mógł przejść proces zwany homologacją. Homologacja polega na sprawdzeniu zgodności określonych cech konstrukcyjnych i eksploatacyjnych pojazdu z wymaganiami zawartymi w obowiązujących normach Europejskie normy dotyczące całego nadwozia samochodu W Europie obowiązujące są Regulaminy Europejskiej Komisji Gospodarczej (ECE) Organizacji Narodów Zjednoczonych, a podstawowym dokumentem jest Porozumienie dotyczące przyjęcia jednolitych warunków homologacji i wzajemnego uznawania homologacji wyposażenia i części pojazdów, sporządzone w Genewie w 1958 roku. Regulaminy ECE stanowią ujednolicone w skali międzynarodowej kompleksowe dokumenty dotyczące wymagań technicznych stawianych pojazdom, ich kompletacji i cech wyposażenia. Przystąpienie do Porozumienia, równoznaczne z wprowadzaniem i przestrzeganiem Regulaminów ECE przez dany kraj, odbywa się na zasadzie dobrowolności. W krajach członkowskich Unii Europejskiej obowiązują przepisy zwane Dyrektywami CEE, z tym że część tych Dyrektyw jest w pełni zgodna z Regulaminami ECE. W Polsce w niedalekiej przyszłości, po przystąpieniu do Unii Europejskiej, stracą ważność polskie normy, a obowiązywać będą normy europejskie. Dlatego w obecnym czasie ważnym jest umiejętne posługiwanie się unijnymi uregulowaniami prawnym, gdyż produkt nieopatrzony znakiem CE nie będzie miał prawa wejścia na rynek.

2 W poniższej tabelce zestawiono Regulaminy ECE i Dyrektywy CEE dotyczące całego nadwozia samochodu. Dla ułatwienia numer w tabelce odpowiada numerowi z rysunku wykazu norm dla całego samochodu.. Lp. Nr Dyrektywy CEE Nr Regulaminu ECE Tytuł 2 71/127/EEC 88/321/EEC ECE R46 ECE R46.01 Widoczność do tyłu (lusterka wsteczne) 5 76/114/EEC 87/354/EEC Tablice rejestracyjne 6 76/756/EEC 97/28/EC ECE R48 ECE R48.01 Oświetlenie 7 77/649/EEC 90/630/EEC Widoczność do przodu i odblaski 8 78/316/EEC 94/53/EC Identyfikacja lampek kontrolnych 9 78/317/EEC Odmrażanie i odparowywanie szyb 10 78/318/EEC 94/68/EC Wycieraczki i spryskiwacze 11 78/549/EEC 94/78/EC Wystawanie kół poza obrys nadwozia 12 92/22/EEC ECE R43 Bezpieczne szyby 14 70/157/EEC 96/20/EC ECE R51 ECE R51.02 Poziom hałasu 16 70/221/EEC 97/19/EC ECE R58 ECE R58.01 Zbiornik paliwa i zabezpieczenia przy uderzeniu w tył nadwozia 18 70/387/EEC ECE R11 ECE R11.02 Zamki i zawiasy drzwi 19 72/245/EEC 95/54/EC ECE R10 ECE R10.01 Zakłócenia elektromagnetyczne 21 74/60/EEC 78/632/EEC ECE R21 ECE R21.01 Wyłożenie wnętrza i jego bezpieczeństwo na uderzenia 22 74/61/EEC 95/56/EC ECE R18 ECE R18.02 Zabezpieczenia przed kradzieżą ECE R /297/EEC 91/662/EEC ECE R12 ECE R12.03 Uderzenie w kierownicę 24 74/408/EEC 96/37/EC ECE R17 ECE R17.06 Wytrzymałość foteli 25 74/483/EEC 87/354/EEC ECE R26 ECE R26.02 Wystawanie elementów zewnętrznych nadwozia

3 26 76/115/EEC 96/38/EC ECE R14 ECE R14.04 Kotwiczenie pasów bezpieczeństwa 27 77/541/EEC 96/36/EC ECE R16 ECE R16.04 Pasy bezpieczeństwa 28 78/932/EEC ECE R25 ECE R25.04 Zagłówki 31 ECE R34 ECE R34.01 Zabezpieczenie przeciwpożarowe 32 70/222/EEC Tylna tablica rejestracyjna 33 77/389/EEC 96/64/EC Zaczepy (ucha) holownicze 34 78/548/EEC System ogrzewania 35 92/21/EEC 95/48/EC Masy i wymiary 36 94/20/EC Haki holownicze 37 ECE R32 Uderzenie w tył nadwozia 38 96/27/EC ECE R95 Uderzenie boczne 39 96/79/EC ECE R94.01 Uderzenie czołowe (z 40% przekryciem) 40 ECE R33 Uderzenie czołowe w sztywną barierę 41 ECE R97 Immobilizer i alarm 42 ECE R35 Pedały 43 ECE R42 Zderzaki 44 ECE R45 ECE R45.01 Urządzenia czyszczące reflektory Polskie normy dotyczące całego nadwozia samochodu Poniżej przytoczone zostały niektóre paragrafy z Dziennika Ustaw Rzeczpospolitej Polskiej nr 44 wydanego przez Ministerstwo Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 15 maja 1999 r. dotyczące warunków technicznych pojazdów oraz zakresu ich niezbędnego wyposażenia. 2. ust. pkt 1 Długość pojedynczego pojazdu nie może przekraczać 12m ; 2. ust. pkt 2 Szerokość pojazdu nie może przekraczać 2,55 m, szerokość ta nie obejmuje lusterek na przegubowych wysięgnikach, świateł umieszczonych na bokach pojazdu oraz elementów elastycznych z gumy lub tworzyw sztucznych. 2. ust. pkt. 4 Wysokość pojazdu [...] nie może przekraczać 4,0 metrów ; 3. ust. pkt 2 - Udział masy na oś (osie) napędową (napędowe) pojazdu lub zespołu pojazdów nie może być mniejszy niż 25%, a w odniesieniu do samochodu osobowego udział masy na oś przednią nie może być mniejszy niż 30% ; 8. ust. pkt 1 - Kabina kierowcy oraz pomieszczenie przeznaczone do przewozu osób powinny być wyposażone w : a) urządzenia zapewniające wentylację i ogrzewanie wnętrza; b)drzwi zaopatrzone w zamki uniemożliwiające samoczynne lub nie zamierzone ich otwarcie się ; 8. ust. pkt 3 - Wnętrze kabiny kierowcy oraz pomieszczenia przeznaczonego do przewozu osób powinno odpowiadać następującym warunkom: a)powinno być szczelne, jeżeli jest pomieszczeniem zamkniętym; b)siedzenia powinny być przymocowane do nadwozia, również gdy są przesuwne, w sposób uniemożliwiający nie zamierzone zmiany ich położenia; 11 ust. pkt 6 - Pojazd samochodowy powinien być wyposażony w punkty kotwiczenia pasów bezpieczeństwa:

4 a)na siedzeniach przednich b)na siedzeniach innych niż przednie samochodu osobowego, skierowanych do przodu ; 12 ust. pkt 2 - Dopuszcza się wyposażenie w światła obrysowe przednie i tylne pojazdu samochodowego i przyczepy, których szerokość przekracza 1,8 m. ; Przykłady Potrzebne wielkości zgodne z normą PN zestawiono tabelce, a ewentualne niezgodności z normami ECE podano w niższym wierszu komórki. Schematyczny rysunek wyjaśnia symbole stosowane w tabelce i pokazuje w jaki sposób odpowiednie wymiary powinny być kontrolowane. wymiary kontrolowane wg PN A. Światła przednie Rodzaj światła Max. wysokość Min. wysokość Max. odl. od bocznego obrysu Min. odl. między światłami a max [mm] b min [mm] c max [mm] d min [mm] Mijania Pozycyjne Kierunkowskazy Przeciwmgłowe [1] ECE: [1] żaden punkt powierzchni świetlnej światła nie powinien znajdować się wyżej niż najwyższy punkt powierzchni świetlnej światła mijania B. Światła tylne Rodzaj światła Max. wysokość Min. wysokość Max. odl. od bocznego obrysu Min. odl. między światłami a max [mm] b min [mm] c max [mm] d min [mm] Pozycyjne Kierunkowskaz

5 Hamowania (STOP) ECE: 400 Odblaskowe ECE: 250 Przeciwmgłowe C. Miejsce na tylną tablicę rejestracyjną miejsce przewidziane do umieszczenia tylnej tablicy rejestracyjnej powinno stanowić równą, prostokątną powierzchnię o minimalnych wymiarach: szerokość 520 mm i wysokość 120 mm lub szerokość 340 mm i wysokość 240 mm wysokość dolnej krawędzi tablicy nad ziemią nie może być mniejsza niż 300 mm D. Zderzak Podlegające unormowaniu wymiary miejsca na tylną tablicę rejestracyjną

6 1.4.3 Uzupełniające normy dotyczące wymiarów Układ odniesienia i obciążenia elsploatacyjne Nazwy i określenia elementów trójwymiarowego, prostokątnego układu odniesienia są przedmiotem międzynarodowej normy ISO Trójwymiarowy układ odniesienia jest to układ trzech wzajemnie prostopadłych płaszczyzn ustalonych przez wytwórcę pojazdu w początkowym stadium projektowania pojazdu. Płaszczyzny te określone są w następujący sposób: a) płaszczyzna zerowa Y: płaszczyzna (xz) symetrii pojazdu b) płaszczyzna zerowa X: płaszczyzna pionowa (yz) prostopadła do płaszczyzny zerowej Y np. w osi kół przednich c) płaszczyzna zerowa Z: płaszczyzna pozioma (xy) prostopadła do płaszczyzny zerowej X np. na poziomie dolnej krawędzi progu. Projektanci samochodów najczęściej przyjmują środek układu odniesienia na osi przednich kół, a więc płaszczyzna X przechodzi przez tę oś natomiast Z może, ale nie musi.

7 Wymiary zewnętrzne Wszystkie terminy i ich definicje dotyczące tych wymiarów nadwozia pojazdu, które podlegają pomiarom, zawarte są w międzynarodowej normie ISO 612: 1978 (niemieckim odpowiednikiem tej normy jest DIN 70020).

8 Wymiary wewnętrzne

9 Inne wymiary objęte normą ISO 612, dotyczące wnętrza, przedstawia poniższy rysunek.

10 Pozostałe Ustalanie objętości bagażnika według międzynarodowej normy ISO 3958 odbywa się poprzez układanie prostopadłościanów o wymiarach 400x200x100 mm, a więc o pojemności 8 dm 3. Suma pojemności całkowitej liczby prostopadłościanów, jakie można pomieścić w bagażniku i zamknąć swobodnie jego pokrywę, stanowi pojemność badanego bagażnika. Zrzeszenie Niemieckich Producentów Samochodów (VDA Verain Deutsche Automobilindustrie) zaleca podobną metodę. Różnica polega na wielkości jednostki pomiarowej, którą w tym przypadku jest prostopadłościan o wymiarach 200x100x50 (pojemność 1 dm 3 )

11 1.4.4 Normy międzynarodowe dotyczące bezpiecznej konstrukcji Poniższe tabelki zawierają zestawienie norm międzynarodowych i krajowych związanych z bezpieczeństwem nadwozia samochodu. Tabelka obejmuje normy europejskie (Dyrektywy CEE i Regulaminy ECE), normy amerykańskiej organizacji FMVSS (Federal Motor Vehicle Safety Standards), niemieckiej StVZO, uregulowania szwedzkie oraz tytułem uzupełnienia polskie normy. Normy dot. bezpiecznej konstrukcji zewnętrznej samochodu Kształt zewnętrzny samochodu Wystawanie kół poza obrys nadwozia Śruby mocujące koła, kołpaki Zbiornik paliwa i układ zasilania Pokrywy EWG Dyrektywy EC Regulaminy ECE FMVSS (USA) StVZO (D).. (S) PN (PL) 74/ BN-77/ PN-S-48051: /549 36a 146 (19) 74/ PN-88/S / ,46 113, 131 PN-91/S PN-85/S / PN-S-48007:1997 zamki (drzwi) (drzwi) Zderzaki PN-87/S Lusterka 71/ PN-89/S Normy dot. bezpiecznej konstrukcji wnętrza samochodu Odkształcenie dachu Odkształcenie drzwi Zamki drzwiowe i zawiasy Przesunięcie kolumny kierownicy Mocowanie szyby przedniej Penetracja szyby przedniej do środka Uderzenie w tablicę rozdzielczą Uderzenie w kierownicę EWG Dyrektywy EC Regulaminy ECE 96/ FMVSS (USA) StVZO (D) (S) PN (PL) 70/387 11,32, a 111 BN-85/ PN-S-48007: /297, 91/ PN-77/S BN-72/ PN-85/B PN-88/B PN-81/B /60 21,32,33 201, PN-S-48050: / PN-S-48050:1998

12 Uderzenie w 74/ daszek p/słoneczny Siedzenia i 74/60, 16,17,21,44 201,207 30,35a 110 BN-88/ oparcia 74/408 Zagłówki 78/ BN-88/ PN-S-48053:1997 Pasy, poduszki 76/115, 77/541 14,16 208,209, a 109 PN-88/S PN-87/S Zabezpieczenia PN-88/S dla dzieci Palność elementów wyposażenia wnętrza Hełmy ochronne Uderzenie w tył nadwozia Uderzenie w przód nadwozia PN-91/S BN-77/ PN-80/S PN-86/S ,94 PN-86/S Przykłady FMVSS301 uderzenie w tył masą 1814kg przy 48 km/h

13 ECE penetracja ładunku 50 kg przy zderzeniu 52km/h do wnętrza ECE kotwienie pasów Słupek B samochodu Wars po statycznej próbie kotwienia pasów

14 1.4.5 Wytrzymałość biomechaniczna ciała ludzkiego Biomechanika głowy Urazy głowy występujące podczas wypadków drogowych należą do najcięższych, gdyż często powodują trwałe kalectwo lub śmierć użytkowników dróg. Próbą ilościowej oceny obrażeń głowy jest kryterium HIC (Head Injury Criterion) w postaci: t 2 1 HIC = max a( t) dt ( t2 t1) ( t2 t1 ) t1 gdzie: a(t) - opóźnienie środka masy głowy [g] (g przyspieszenie ziemskie) ( t ) 2 t1 - przedział czasu, w którym działa opóźnienie [s]; Kryterium HIC mówi, że jeśli wartość powyższej całki przekroczy 1000, to istnieje niebezpieczeństwo utraty życia. Kryterium to jest często stosowane przy ocenie bezpieczeństwa kierowcy i pasażerów pojazdu, a także przy testowaniu hełmów ochronnych. Zalecane jest między innymi przez FMVSS. Natomiast europejskie normy ECE mówią o wymaganiu, aby opóźnienie działające w sposób ciągły przez czas dłuższy niż 3ms nie przekraczało wartości 80g. W dyrektywie FMVSS 208 zmodyfikowano nieco kryterium HIC poprzez uściślenie czasu trwania działania opóźnienia na głowę. Ustalone zostały wartości graniczne dla HIC 36 i HIC 15 (wartości kryterium dla przedziału czasowego odpowiednio 36 i 15 ms). Wartości te są podane w tabelce dot. norm określających kryteria bezpieczeństwa. Biomechanika części szyjnej kręgosłupa Niebezpieczne uszkodzenia górnego odcinka kręgosłupa powstają najczęściej w wyniku tylnych zderzeń pojazdów, ale część z nich następuje także w wyniku zderzeń czołowych i bocznych. Kryterium NIC (Neck Injury Criterion) jest liczbową oceną obrażeń górnego odcinka kręgosłupa i określa je następujący wzór: 2 NIC = 0,2a rel + vrel gdzie: a rel - względne przyspieszenie między pierwszym kręgiem piersiowym (T1) i pierwszym kręgiem szyjnym (C1) v rel - względna prędkość między pierwszym kręgiem piersiowym (T1) i pierwszym kręgiem szyjnym (C1) 0,2 stała reprezentująca długość szyjnego odcinka kręgosłupa; Przyjmuje się za dopuszczalny poziom NIC 50 = 15 m 2 /s 2 z tym, że jest on określony dla punktu, gdzie szyjny odcinek kręgosłupa zmienia kierunek swojej naturalnej krzywizny. Istnieje także nowsze kryterium, pozwalające w sposób bardziej poprawny uwzględnić skomplikowane obciążenie szyi podczas kolizji. Ma ono następującą postać: F Nij = F Z + M Y int M int 2,5

15 gdzie: F Z - obciążenie osiowe (ściskanie, rozciąganie) M Y - moment zginający F int - wartość krytyczna obciążenia osiowego M int - wartość krytyczna momentu zginającego; Za graniczną przyjmuje się wartość Nij = 1,0 oznaczającą 15% ryzyka na wystąpienie poważnej kontuzji. Kryteria zabezpieczenia i obciążenia - poziom dla części szyjnej kręgosłupa Część ciała Kryterium Poziom Uwagi Część szyjna a a-p max g zgięcie; uderzenie w klatkę piersiową z przodu kręgosłupa a p-a max g naciągnięcie; uderzenie w klatkę piersiową z tyłu α F max kąt części szyjnej kręgosłupa przy zginaniu α E max kąt części szyjnej kręgosłupa przy naciąganiu M F max 190 Nm zgięcie, moment mierzony na stawie głowy (krąg atlas) M E max 57 Nm naciągnięcie, mierzone na stawie głowy M max 370 Nm moment zginający (zgięcie lub naciągnięcie), wyliczony na przejściu kręgów C7/T1 F scinająca obciążenie tnące Nm F Z max Nm obciążenie rozciągające F D max obciążenie ściskające Nm Krtań F B N pęknięcie / złamanie chrząstki pierścieniowatej krtani przy obciążeniu z przodu F B 490 N zniszczenie struktury krtani przy obciążeniu z przodu Biomechanika klatki piersiowej Obrażenia klatki piersiowej występują głównie w wyniku oddziaływania pasów bezpieczeństwa lub, w przypadku ich braku bądź niezapięcia, w wyniku uderzenia w koło kierownicy. Deformacje klatki piersiowej spowodowane powyższymi przypadkami stwarzają znacznie większe zagrożenie dla organów wewnętrznych niż ewentualne opóźnienia działające na korpus człowieka. Istnieje wiele kryteriów oceny obrażeń klatki piersiowej. Jednym z nich jest kryterium wiskotyczne VC (Viscous Criterion), którego podstawą jest iloczyn

16 prędkości uginania klatki piersiowej i chwilowych wartości tego ugięcia. Innym znanym kryterium odporności klatki piersiowej na ściskanie jest TCC (Thorax Compression Criterion), które mówi, że graniczne ugięcie nie powinno być większe niż 50 mm. Najczęściej stosowane dzisiaj jest kryterium CTI (Combined Thoracic Index), określone wzorem: A A max CTI = + gdzie: A max - największe obserwowane przyspieszenie klatki piersiowej D max - największe obserwowane ugięcie klatki piersiowej A int - największe dopuszczalne przyspieszenie klatki piersiowej D - największe dopuszczalne ugięcie klatki piersiowej int Kryteria zabezpieczenia i obciążenia - poziom dla klatki piersiowej część ciała kryterium poziom uwagi Klatka a max g t > 3 milisekundy piersiowa a max ponad 60 g t < 3 milisekundy F max N przy strzałkowym obciążeniu ciała w wyniku uderzenia F max 4750 N siły obręczy barkowej (pasa barkowego) s max 4,0 cm wgniecenie przy 50% prawdopodobieństwie wystąpienia nieodwracalnych zranień z biomechaniki statystycznej int D D max int s max 4,5-8,8 cm wgniecenie; 1986 w FMVSS 208 o 76,2 mm dla poduszki powietrznej; w innym wypadku 50,8 mm E pot 350 Nm energia ściśnięcia klatki piersiowej VC 1,00-1,75 m/s kryterium tolerancji lepkości [v-c] max ; 39 prób na zwłokach; urazy klatki piersiowej AIS>4 Biomechanika nóg W przypadku obrażeń nóg wykorzystuje się kryterium odporności kości udowej FPC (Femur Performance Criterion), ograniczające siłę osiową w kościach udowych do 10 kn. Niewiele inne wartości tej siły podaje kryterium siły w kościach udowych FFC (Femur Force Criterion) i kryterium siły ściskającej kość goleniową TCFC (Tibia Compression Force Criterion). Istnieje także wskaźnik piszczeli TI (Tibia Index), mierzony dla górnej i dolnej części kości goleniowej według wzoru: F TI = + M Z G ( FZ ) int ( M G ) int gdzie: F Z - siła ściskająca w kierunku osi podłużnej Z nogi ( F Z ) int - krytyczna siła ściskająca w kierunku osi Z wynosząca 35,9 kn M G - moment zginający leżący w płaszczyźnie prostopadłej do osi Z ( M ) G int - krytyczny moment zginający wynoszący 225 Nm Dopuszczalne wartości poszczególnych kryteriów podaje poniższa tabelka.

17 część ciała kryterium poziom uwagi Udo FPC 10 kn siła osiowa w kości udowej FFC 7,7 kn siła osiowa w kości udowej Łydka TCFC 8 kn siła osiowa ściskająca w kościach goleniowych TI <=1,3 górna i dolna część kości goleniowej

18 1.4.6 Normy określające kryteria dotyczące bezpieczeństwa pasażerów Poniższa tabelka zawiera zestawienie europejskich i amerykańskich norm ustalających kryteria bezpieczeństwa uczestników ruchu w razie wypadku. Część ciała Norma Wartość Uwagi graniczna testu głowa FMVSS 208 FMVSS 213 HIC= 1000 wyliczone na manekinie z wypadkowego przyspieszenia dla głowy FMVSS 208 HIC 36 =1000 HIC 36 =900 HIC 36 =660 HIC 15 =700 HIC 15 =570 HIC 15 =390 dla manekinów Hybrid III reprezentujących: 50c mężczyzna, 5c kobieta, 6-letnie dziecko 3-letnie dziecko 12-miesięczne dziecko 50c mężczyzna, 5c kobieta, 6-letnie dziecko 3-letnie dziecko 12-miesięczne dziecko FMVSS 201 a 3ms = 80 g sklepienie czaszki, SAE J 921 i J 977 EWG 74/60 a 3ms = 80 g kształt głowy EWG 78/932 ECE R 12 ECE R 21 ECE R 22 a 5ms = 150 g a max = 300 g próbnik (próba do badań) w badaniach dotyczących tłumienia uderzeń przez kask ochronny ECE R 44 kontrola wzrokowa: punkty styczności głowy ECE R 21 F= 0,378 kn uderzenie w elementy z przodu, wyliczone klatka piersiowa przy pomocy próbnika ECE R 95 HPC= 1000 kryterium zabezpieczenia głowy w kolizjach z boku, wyliczone jak HIC (kryterium obrażeń dla głowy) FMVSS 208 SI= 1000 wyliczone na manekinie z wypadkowego przyspieszenia klatki piersiowej FMVSS 208 s x = 50,8 mm ucisk klatki piersiowej na mostku względny do kręgosłupa, nie uwzględniając użycia systemu poduszek powietrznych (s x 76,2 mm) FMVSS 213 FMVSS 208 a 3ms = 60 g wypadkowe przyspieszenie klatki piersiowej manekina lub manekina dziecka FMVSS 214 TTI= 90/85 g kryterium urazów klatki piersiowej w kolizjach bocznych; 85g w pojazdach 4- drzwiowych, 90g w pojazdach 2- drzwiowych ECE R 44 a 3ms = 50 g wypadkowe przyspieszenie klatki piersiowej manekina dziecka przy badaniu systemów zabezpieczenia dzieci ECE R 44 a 3ms = 30 g różnica przyspieszenia pionowego mierzona pomiędzy brzuchem a głową manekina dziecka ECE R 12 EWG 74/297 FVMSS 203 F= 11,1 kn uderzenie w klatkę piersiową mierzone przy pomocy próbnika, SAE J 944 ECE R 21 F= 0,378 kn uderzenie w części z przodu mierzone przy pomocy próbnika

19 brzuch, miednica ECE R 95 RDC= 42 mm boczne ugięcie trzech żeber w kolizjach z boku ECE R 95 VC= 1 m/s kryterium lepkości dla trzech żeber przy kolizji z boku FMVSS 209 pas bezpieczeństwa biodrowy musi pozostać na miednicy we wszystkich warunkach testu, łącznie ze zderzeniem i wywróceniem na dach. Pas nie może przemieścić się na brzuch. FMVSS 214 a max = 130 g boczne przyspieszenie miednicy przy kolizji z boku ECE R 44 pasy bezpieczeństwa dla dzieci nie mogą wywierać nadmiernego nacisku na brzuch i podbrzusze. Kontrola wzrokowa: uszkodzenia plasteliny modelarskiej w okolicach brzucha. ECE R 95 F max = 2,5 kn siła boczna oddziałująca na brzuch przy kolizji z boku ECE R 95 F max = 6 kn siła boczna mierzona na spojeniu łonowym przy uderzeniu bocznym Udo FMVSS 208 F= 10 kn pomiar siły w osi uda na manekinie Poniższa tabelka zestawia wartości dopuszcz.częstości drgań własnych poszczególnych organów i części ciała ludzkiego. Organ lub część ciała Częstość drgań własnych [Hz] Oczy Klatka piersiowa 4-6 Ręce Ramiona 2-6 Tułów 3-6 Kręgosłup 3-5 Żołądek 4-5

20 Stopień ciężkości urazów AIS AIS (Abbreviated Injury Scale) jest najbardziej znanym systemem opisowej oceny stopnia ciężkości urazów człowieka jako użytkownika samochodu. Skala AIS powstała w 1969 roku i od tego czasu była kilka razy rewidowana i uaktualniana. Obrażenia są uszeregowane w skali sześciostopniowej uzupełnionej o dwa przypadki skrajne: brak obrażeń i gdy obrażenia te są nieznane. AIS stopień ciężkości urazy (przykłady) śmiertelność w % 0 bez obrażeń 0,00 1 nieznaczny otarcia, rany cięte, zgniecenia, uderzenia, złamanie 0,00 żebra, oparzenia 1- i 2-ego stopnia, do 10 % powierzchni ciała 2 średni otarcia i uderzenia na dużych powierzchniach rozległe urazy części miękkich ciała lekkie wstrząśnienie mózgu z amnezją oparzenia 2-ego stopnia, do 15 % powierzchni ciała 0,07 3 ciężki stan bez zagrożenia życia 4 duże zagrożenie życia; przeżycie - prawdopodobne 5 stan krytyczny; przeżycie - niepewne 6 maksymalny oceniany jako praktycznie bez możliwości przeżycia złamanie czaszki bez wypłynięcia płynu mózgowordzeniowego wstrząśnienie mózgu z utratą świadomości odma płucna oparzenia 2-ego stopnia, do 25 % powierzchni ciała złamanie czaszki z wypłynięciem płynu mózgowordzeniowego wstrząśnienie mózgu z utratą świadomości do 24 h perforacja klatki piersiowej oparzenia 2- i 3-ego stopnia, do 35 % powierzchni ciała złamanie czaszki z krwawieniem pnia mózgu pęknięcie lub urwanie organu oparzenia 3-ego stopnia, do 90 % powierzchni ciała ciężkie zmiażdżenie głowy, rozdarcie pnia mózgu złamanie podstawy czaszki zmiażdżenie klatki piersiowej, rozdarcie lub przecięcie aorty oddzielenie klatki piersiowej od miednicy 2,91 6,88 32,32 100,00 9 nieznany nieznany

21 1.4.7 Manekiny Opisane wyżej ograniczenia, weryfikowane wcześniej na skazańcach i nieboszczykach, dzisiaj są sprawdzane w testach przy zastosowaniu wyrafinowanych manekinów. W większości współczesnych badań wykorzystywane są manekiny z rodziny Hybrid III oraz EuroSID-I. Wyposażone w skomplikowaną elektronikę i różnego rodzaju czujniki, w możliwie bliski sposób odzwierciedlają biomechanikę ciała ludzkiego i dają możliwie pełny obraz obrażeń, jakich może doznać człowiek w przypadku zderzenia. Siły mierzone na manekinie xyz Hybrid III Family Podstawowym z rodziny Hybrid III jest 50-centylowy manekin mężczyzny stworzony w Stanach Zjednoczonych w laboratoriach General Motors. Zaprojektowany do pomiaru sił, przyspieszeń i odkształceń w zderzeniach czołowych, używany jest na całym świecie przez wiele firm i instytucji. W skład rodziny Hybrid III wchodzą także inne manekiny, reprezentujące ludzi różniących się zarówno rozmiarami, jak i wiekiem i płcią. Są to: 95-centylowy mężczyzna, 5-centylowa kobieta, manekin dziecka 10-letniego, 6-letniego oraz 3- letniego. Zbudowano także manekina 12-miesięcznego dziecka do badań obrażeń w przypadku umieszczenia dziecka tyłem do kierunku jazdy na przednim siedzeniu dla pasażera, wyposażonym w poduszkę powietrzną.

22 Porównanie mas i wymiarów manekinów HYBRID III Family Model 12 mo CRABI 3 YO Child 6 YO Child 5% Female 50% Male Masa (kg) Wzrost (cm) Wysokość w pozycji siedzącej (cm) Zdjęcie EuroSID W przypadku zderzeń bocznych obrażeniom mogą ulec inne części ciała, wobec tego stworzono do tego typu zderzeń specjalnego manekina SID (Side Impact Dummy). Został on zaprojektowany do pomiaru ryzyka obrażeń przede wszystkim żeber, kręgosłupa oraz wewnętrznych organów. Pierwszy manekin tego typu SID - powstał w USA. W Europie do badań oceniających stopień spełniania wymagań wykorzystywany jest EuroSID. EuroSID-1 ma 178 cm wysokości i waży 75 kg.

23 Impactory Testy bezpieczeństwa dotyczące kolizji z pieszym zamiast manekina wykorzystują 4 specjalne kształtki biodynamiczne (impactory), które wyposażone są w niezbędne rejestratory by zebrać maksimum informacji pozwalających ustalić poziom ryzyka obrażeń: Kształtka biodynamiczna Kryterium obrażeń Kąt wygięcia kolana 15 Dopuszczalne wartości Podudzie Udo Przemieszczenie ścinające kolana Przyspieszenie górnej części podudzia Suma sił Moment zginający 6mm 150g 5kN 300Nm Głowa dziecka HIC (Head Injury Criterion) Kryterium obrażeń głowy Głowa dorosłego HIC (Head Injury Criterion) Kryterium obrażeń głowy impactor głowy impactor nogi (podudzie leg) film

24 Parametry testu kolizji z pieszym ACEA Commitment Phase 1 Impackt Zones Phase 2

25 1.4.8 Euro NCAP EuroNCAP (European New Car Assessment Programme) jest przykładem konsumenckiego spojrzenia na problem bezpieczeństwa samochodów w razie zderzenia. Program EuroNCAP został zaprojektowany w celu przeprowadzania znaczących i obiektywnych ocen zachowania się nowo wprowadzanych na rynek samochodów w przypadku różnego rodzaju zderzeń. Głównym przeznaczeniem testów jest informowanie konsumentów o skuteczności zabezpieczeń stosowanych w poszczególnych samochodach, jakkolwiek program ten promuje także rozwój aspektu bezpieczeństwa i udziela kredytów wytwórcom samochodów na inwestycje zmierzające ku poprawie bezpieczeństwa zarówno pasażerów, jak i pieszych. Procedura testów pozwala odzwierciedlić ochronę, którą może zapewnić pojazd, w szerokim zakresie rodzajów wypadków, jakie zdarzają się na drogach. Testy EuroNCAP obejmują zderzenia czołowe, boczne z samochodem i słupem, oraz przypadki potrącenia pieszego. FRONT IMPACT zderzenie czołowe Zderzenie następuje przy prędkości 64 km/h (40 mph). Samochód uderza w deformowalną barierę umieszczoną z pewnym bocznym przesunięciem (offset), pokrycie uderzenia (overlap) wynosi 40%. Dane pomiarowe zebrane z rejestratorów i czujników na manekinach pozwalają oszacować skuteczność zabezpieczenia, jakie może zapewnić dany samochód dla kierowcy i pasażera siedzącego obok kierowcy. Oceniane jest zabezpieczenie poszczególnych części ciała osobno według skali o pięciu poziomach. Zabezpieczenie Dobre Właściwe Dostateczne (graniczne) Słabe Złe

26 SIDE IMPACT zderzenie boczne Zderzenie następuje przy prędkości 50 km/h (30 mph). Wózek wyposażony w deformowalną część przednią najeżdża na badany samochód, symulując w ten sposób boczne zderzenie. R-Point punkt biodrowy dla 95-centylowego mężczyzny Wykorzystywany w tej próbie specjalny manekin EuroSID-I wyposażony w niezbędne rejestratory pozwala zebrać maksimum informacji i ustalić poziom ryzyka obrażeń. Podobnie jak w przypadku zderzenia czołowego, dane zebrane z rejestratorów pozwalają ocenić skuteczność ochrony miejsca kierowcy. Zabezpieczenie Dobre Właściwe Dostateczne (graniczne) Słabe Złe

27 PEDESTRIAN IMPACT kolizja z pieszym Przeprowadza się serię prób w celu odwzorowania wypadków z udziałem pieszych, zarówno tych dorosłych, jak i dzieci, przy prędkości samochodu 40 km/h (25 mph). Miejsca uderzeń są następnie szacowane i wartościowane, zgodnie z wytycznymi Europejskiego Komitetu Doskonalenia Bezpieczeństwa Pojazdów (EEVSC), jako dobre, słabe, złe. Ocena Dobre Słabe Złe HEAD PROTECTION or POLE TEST ochrona głowy Pomimo że przebiegi wypadków różnią się w poszczególnych krajach Europy, to jednak w przybliżeniu 25% wypadków, w których uczestnicy ponoszą ciężkie bądź śmiertelne obrażenia, są to kolizje boczne. Część tych zderzeń odwzorowuje test SIDE IMPACT, ale w Niemczech ponad połowa przypadków powyższych obrażeń była skutkiem uderzenia w słup bądź w drzewo. Właśnie dlatego do protokołów NCAP dodano Pole test, aby zachęcić producentów samochodów do stosowania urządzeń zabezpieczających w jakiś sposób głowę w przypadku takiego zderzenia. Samochód wprawiony jest w ruch boczny i przy prędkości 29 km/h (18 mph) uderza w sztywny słup. Ponieważ słup jest stosunkowo wąski, w wyniku uderzenia następuje jego znaczna penetracja w głąb pojazdu.

28 W przypadku samochodu nie wyposażonego w boczne kurtyny powietrzne, głowa kierowcy może uderzyć w słup z siłą powodującą silne obrażenia głowy. Boczne kurtyny pozwalają dość znacznie zminimalizować fatalne skutki takiego uderzenia. Świadczą o tym wyniki testów. Przykładowo, jeśli samochód bez takich poduszek może uzyskać wartości kryterium zabezpieczenia głowy rzędu 5000, to pojazd wyposażony w kurtyny utrzymuje to kryterium na poziomie 100 do 300. Kryteria oceny W testach EuroNCAP używana jest ruchoma skala przyznawania punktów. Istnieją dwie granice dla każdego z parametrów granica górna (Higher performance limit), nie przekroczenie której jest równoznaczne z przyznaniem maksymalnej ilości punktów, i granica dolna (Lower performance limit), powyżej której nie są przyznawane punkty. W przypadku zderzenia czołowego i bocznego, maksymalna liczba punktów dla każdej z części ciała wynosi cztery punkty, natomiast w przypadku uderzenia w słup (Pole Test) możliwe jest uzyskanie dwóch dodatkowych punktów. W teście potrącenia pieszego przyznane mogą być maksymalnie dwa punkty dla każdego z przypadków. Jeżeli wartość kryterialna mieści się pomiędzy dwoma granicami, stosowana jest interpolacja liniowa.

29 Kryteria oceny i wartości graniczne Front Impact dla głowy kierowcy i pasażera z poduszką Higher performance limit HIC Lower performance limit HIC bez poduszki Higher performance limit Lower performance limit Maksymalne opóźnienie przekraczające czas 3ms - 72g Minimalne opóźnienie przekraczające czas 3ms - 88g Maksymalne opóźnienie 80g Maksymalne opóźnienie przekraczające czas 3ms 65g Minimalne opóźnienie 120g Minimalne opóźnienie przekraczające czas 3ms 80g Poniżej podanych wartości kolor zielony Powyżej podanych wartości kolor czerwony Poniżej podanych wartości kolor zielony Powyżej podanych wartości kolor czerwony Kryteria oceny i wartości graniczne Front Impact dla karku, kolana i kości udowej Higher performance limit Lower performance limit Siła ścinająca Ściskanie 1,9kN 0ms 2,7kN 0ms K 1,2kN 2,3kN A R 25-35ms 35ms K 1,1kN 45ms 1,1kN 60ms Ślizgowe U przemieszczenie D w stawie kolana O w wyniku 3,8kN ściskania 6mm Ściskanie kości udowej Poniżej podanych wartości kolor zielony Moment Siła ścinająca Ściskanie rozciągający 42Nm 3,1kN 0ms 3,3kN 0ms 1,5kN 2,9kN 25-35ms 35ms 1,1kN 45ms 1,1kN 60ms 9,07kN 0ms Ślizgowe przemieszczenie kolana w wyniku ściskania 15mm 7,56kN - >10ms Moment rozciągający 57Nm Powyżej podanych wartości kolor czerwony

30 Wizualna interpretacja kryterium siły ściskającej na karku Wizualna interpretacja kryterium siły ścinającej na karku Wizualna interpretacja kryterium siły ściskającej kość udową

31 Kryteria oceny i wartości graniczne Pedestrian Impact dla głowy i nogi pieszego Higher performance limit Lower performance limit G Ł O W A U D O Moment zginający 300Nm Ślizgowe przemieszczenie stawu kolana w wyniku ściskania 6mm HIC HIC Suma sił 5,0kN Ściskanie kości udowej 3,8kN Moment zginający 380Nm Ślizgowe przemieszczenie stawu kolana w wyniku ściskania 15mm Suma sił 6,0kN 9,07kN 0ms 7,56kN - >10ms Sumaryczna, punktowa prezentacja wyników: Wyniki zebrane z testów przedstawiane są w formie obrazkowej w postaci człowieka z oddzieloną każdą częścią ciała, która podlega ocenie. Kolor każdej z części nadawany jest na podstawie punktów przyznanych według ustalonych kryteriów. Dla czołowego i bocznego zderzenia: Zielony 4,00 Żółty 2,67-3,99 Pomarańczowy 1,33-2,66 Brązowy 0,01-1,32 Czerwony 0,00 Dla potrącenia pieszego: Zielony 2 Żółty 0,01-1,99 Czerwony 0,00