Ocena wymagań stawianych systemom zabezpieczenia ładunku montowanych w pojazdach dostawczych na podstawie normy ISO 27956

Transkrypt

1 Mirosław Nader 1, Krzysztof Kielczyk 2 Politechnika Warszawska Wydział Transportu Ocena wymagań stawianych systemom zabezpieczenia ładunku montowanych w pojazdach dostawczych na podstawie normy ISO WPROWADZENIE Właściwe zabezpieczenie ładunku jest jednym z podstawowych warunków zapewnienia bezpieczeństwa ruchu drogowego. Przewozy ładunków pojazdami ciężarowymi generują zagrożenia przemieszczania się w sytuacjach manewrów i kolizji. Przebudowy samochodów polegające na wydzielaniu przestrzeni ładunkowej za pomocą ściany odgradzającej przestrzeń pasażerską od ładunkowej wymagają oceny wytrzymałości przegrody oraz punktów mocowania ładunku montowanych w przestrzeni bagażowej. 2. WSTĘP W Polsce najważniejszym aktem prawnym odnoszącym się do przepisów ruchu drogowego jest Ustawa z dnia 20 czerwca 1997 r. Prawo o ruchu drogowym (DZ. U. z 2012 r., poz z późn. zm.). Ustawa reguluje zasady ruchu na drogach publicznych oraz w strefach zamieszkania, warunki dopuszczenia pojazdów do tego ruchu, wymagania w stosunku do osób kierujących pojazdami i innych uczestników ruchu oraz zasady kontroli ruchu drogowego. Prawo niemieckie w zakresie prawidłowego zabezpieczenia ładunku regulowane jest m.in. przez normy z serii VDI Verein Deutscher Ingenieure 2700 (Techniczne normy niemieckie Stowarzyszenia Inżynierów Niemieckich) oraz Kodeks Drogowy (StVO). Zgodnie z polskim oraz niemieckim prawem ładunki powinny być zamocowane i zabezpieczone na pojeździe w ten sposób aby m.in. nie przemieszczały się, nie przekraczały dopuszczalnych wartości nacisków osi i nie wydzielały odrażającej woni. Prawidłowe zabezpieczenie ładunków na pojazdach drogowych kategorii N (do 7,5 tony dopuszczalnej masy całkowitej) o zabudowie zamkniętej, wymaga zastosowania przegrody oddzielającej przestrzeń ładunkową od pasażerskiej oraz punktów mocowania ładunku. Przegroda zabezpiecza podróżnych i ładunek podczas gwałtownego hamowania, punkty mocowania służą zaś do mocowania ładunku czy bagażu. 3. NORMA ISO 27956:2009 [1] 3.1. Metoda badawcza Dla sprawdzenia wytrzymałości wyżej wymienionych elementów zabezpieczających wykorzystuje się metodę badawczą zawartą w normie ISO z 2009 roku Pojazdy drogowe Bezpieczeństwo ładunku w samochodach ciężarowych Wymagania i metody badań. W dokumencie przedstawiono również wytyczne dla wykorzystywanej aparatury podczas testów wytrzymałościowych. 1 mna@wt.pw.edu.pl 2 kkielczyk1@wp.pl 734

2 Rys. 1. Urządzenie do badania przegrody (tzw. duży stempel o wymiarach 1000 mm x 1000 mm) Źródło: ISO 27956:2009 Rys. 2. Urządzenie do badania przegrody (tzw. mały stempel o wymiarach 50 mm x 50 mm) Źródło: ISO 27956: Wybrane terminy i definicje Samochód dostawczy pojazd służący do przewozu ładunków, w którym przedział pasażerski i przestrzeń ładunkowa stanowią jedną całość. Punkt mocowania element mocowania na pojeździe lub wbudowane urządzenie (hak, pierścień, oczko, ucho itp.), do którego można podłączyć urządzenie mocujące w sposób dopasowany, przeznaczone do przenoszenia sił mocowania na konstrukcję pojazdu. Urządzenie mocujące przeznaczone jest do mocowania punktów mocowania w celu zabezpieczenia ładunku na pojeździe, składające się z urządzenia napinającego (pas), elementu napinającego (klamra zapadkowa) i połączeń (hak, oczko) jeżeli są wymagane. Przegroda urządzenie całkowicie lub częściowo odgradzające przedział pasażerski od przestrzeni ładunkowej (np. kratka). Zdatność do jazdy koncepcja budowy samochodu mająca na celu wykluczenie wyrządzenia szkody pasażerom pojazdu drogowego poruszającego się po drogach publicznych w normalnych warunkach użytkowania, jak np. pełne hamowanie, nagłe hamowanie, hamowanie na łuku, szybka zmiana pasa ruchu, jazda po łuku Wymagania Aby uniemożliwić przedostanie się ładunku do przedziału pasażerskiego, samochody dostawcze należy wyposażyć w odpowiednie urządzenia chroniące pasażerów przed przemieszczającym się ładunkiem. Dlatego należy zapewnić urządzenia składające się z instalacji przegradzającej i punktów mocowania. Instalacja przegradzająca powinna oddzielać przedział pasażerski od przestrzeni ładunkowej na całej szerokości i wysokości. Jeżeli pojazd ma tylko fotel kierowcy i nie posiada fotela pasażera, to instalacja przegradzająca (rys. 3) nie musi obejmować całej szerokości pojazdu, pod warunkiem, że zabezpieczona jest strefa ochronna kierowcy, a ponadto położenie siedzenia kierowcy jest wystarczająco chronione przed ładunkiem przemieszczającym się na boki. Jeżeli pomiędzy instalacją przegradzającą a nadwoziem istnieje luka, to nie może ona przekraczać 40 mm bez zdejmowania ewentualnego pokrycia (rys. 4). Większa wartość jest dopuszczalna w przypadku pofałdowań ścian bocznych, jak również w właściwego działania poduszek kurtynowych, jeżeli są zamontowane. Jeżeli instalacja przegradzająca składa się z kratki bądź siatki, to sztywne urządzenie badawcze o płaskiej powierzchni czołowej 50 mm x 10 mm poruszające się wzdłuż osi podłużnej pojazdu (oś x), nie może przejść przez taką kratkę lub siatkę w dowolnej swej orientacji (obrót wokół osi x). Każdy punkt w obrębie stref ochronnych musi spełniać 735

3 wymagania badania. Jeżeli w strefie ochronnej znajdują się okna lub drzwi, to takie elementy też muszą przejść pozytywnie to badanie. Dopuszczalna deformacja z użyciem stempli badawczych to maksymalnie 300 mm, o ile nie powodują powstania ostrych krawędzi lub innych deformacji, które mogą skutkować bezpośrednio lub pośrednio obrażeniami pasażerów. F przykładana siła 1 przestrzeń pasażerska 2 przegroda 3 przestrzeń ładunkowa Rys. 3. Wymagania dotyczące wytrzymałości przegrody oddzielającej przestrzeń ładunkową od pasażerskiej Źródło: ISO 27956:2009 Rys. 4. Wymagania geometryczne dotyczące przegrody oddzielającej przestrzeń ładunkową od pasażerskiej (luka 40 mm) Źródło: ISO 27956:2009. Badanie wytrzymałości przegrody samochodowej za pomocą dużego stempla Duży stempel (rys. 1) stosowany jest do badań wytrzymałości przegrody wraz z jej mocowaniami do pojazdu. Stempel ten powinien posiadać płaską powierzchnię czołową o boku 1000 mm i krawędziach o promieniu zaokrąglenia 20 mm. Jeśli zastosowanie stempla o wymiarach podanych powyżej nie jest możliwe, jego kształt należy zmniejszyć do prostokąta o maksymalnych wymiarach jakie można zastosować. Obciążenie badawcze przegrody przy użyciu dużego stempla wyznacza się za pomocą wzoru: gdzie: F obciążenie badawcze w [N] m p maksymalna ładowność pojazdu w [kg] g przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s2) F = 0,5 m p g (1) 736

4 Badanie wytrzymałości przegrody samochodowej za pomocą małego stempla Mały stempel (rys. 2) stosowany jest do badań obszaru przegrody, znajdującego się w strefie ochronnej. Wysokość strefy ochronnej równa jest wysokości przedziału pasażerskiego. Mały stempel powinien posiadać płaską powierzchnię czołową o boku 50 mm i krawędziach o promieniu zaokrąglenia 0,5 mm. Obciążenie badawcze przegrody przy użyciu małego stempla wyznacza się za pomocą wzoru: gdzie: F obciążenie badawcze w [N] m p maksymalna ładowność pojazdu w [kg] g przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s2) Punkty mocowania F = 0,3 m p g (2) Norma ISO 27956:2009 nie określa geometrii punktów mocowania, gdyż decyduje o niej producent. Przykłady budowy punktów mocowania przedstawione są na rys. 5. Niezależnie od konstrukcji ucha wybranej przez producenta pojazdu, prześwit punktu mocowania powinien umożliwiać wsunięcie w otwór sondy cylindrycznej o średnicy d 1 zgodnie z tabelą 1. Rys. 5. Budowa punktów mocowania ładunku Źródło: ISO 27956:2009 Tabela 1. Średnica sondy cylindrycznej w zależności od DMC pojazdu Źródło: ISO 27956:2009. Średnica sondy cylindrycznej d 1 [mm] Dopuszczalna Masa Całkowita pojazdu m DMC [t] 35 5,0 < m DMC 7,5 25 2,5 < m DMC 5 20 m DMC 2,5 Każdy punkt mocowania należy zaprojektować w ten sposób, aby wytrzymał siłę badawczą obliczoną zgodnie z tabelą 2, przykładaną pod każdym dowolnym kątem w przedziale 0 60 licząc od pionu. Tabela 2. Wartość obciążeń badawczych punktów mocowania ładunku Wartość obciążeń badawczych FN [kn] F N 1 = m 4 p g ale 3,5 < FN 8 F N 1 = m 3 p g ale 3,5 < FN 5 Dopuszczalna Masa Całkowita pojazdu mdmc [t] 5,0 < mdmc 7,5 2,5< mdmc 5 1 FN = m p g 2 mdmc 2,5 ale 3 < FN 4 gdzie: mp - maksymalna ładowność pojazdu, g - przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s2) Źródło: ISO 27956:

5 Określenie ilości punktów mocowania ładunków Pojazdy o przestrzeni ładunkowej do 1300 mm długości, powinny posiadać co najmniej dwie pary punktów mocowania ładunku (dwa mocowania na każdą stronę). Minimalna liczba par mocowań ładunku N, powinna bazować na długości przestrzeni ładunkowej L (w milimetrach) i oblicza się ją z uwzględnieniem odległości 250 mm i rozstawu równego 800 mm: L ( 2 250) N = + 1 (3) 800 Wynik należy zaokrąglić w górę lub w dół według poniższych wytycznych: Wartości w przedziale 0,01 do 0,49 zaokrąglić w dół. Wartości w przedziale 0,50 do 0,99 zaokrąglić w górę. Określenie rozmieszczenia punktów mocowania ładunku Punkty mocowania ładunku powinny być umieszczone na podłodze, i/lub na ścianach bocznych, możliwie jak najbliżej podłogi, ale nie wyżej niż 150 mm nad podłogą przestrzeni ładunkowej. Punkty mocowania ładunku powinny być umieszczone parami, naprzeciwko siebie i rozmieszczone możliwie równomiernie wzdłuż przestrzeni ładunkowej. Zalecana odległość między parami punktów mocowania ładunku LS, wzdłuż przestrzeni ładunkowej, wynosi LS 700 mm, jednakże w innych przypadkach może wynosić LS 1200 mm. Odległość użytkowej przestrzeni ładunkowej od przedniej i tylnej granicy przestrzeni ładunkowej nie powinna być większa niż 250 mm. Odległość użytkowej przestrzeni ładunkowej od bocznej granicy przestrzeni ładunkowej nie powinna być większa niż 150 mm. gdzie: LS odległość pomiędzy punktami mocowania ładunku; Rys. 6. Wymagania dotyczące rozmieszczenia punktów mocowania ładunku w przestrzeni ładunkowej Źródło: ISO 27956:

6 4. POJAZDY PODLEGAJĄCE BADANIOM ZGODNIE Z ISO Konwersja pojazdu z kategorii M 1 na N 1 Pojazd kategorii N 1 Pojazd kategorii N 1 Pojazd kategorii N 2 (do 7,5 tony DMC) Rys. 7. Przykłady pojazdów objętych badaniem wg ISO Źródło: Przegrody oddzielające przestrzeń pasażerską od ładunkowej montuje się w pojazdach o różnych ładownościach w zależności od potrzeb klienta (rys. 7). 5. BADANIA W pracy wykorzystano wyniki badań przegrody oddzielającej przestrzeń ładunkową od pasażerskiej oraz punktów mocowania ładunku montowanych w samochodach ciężarowych kategorii N 1. Przedstawione do badań bezpośrednich pojazdy spełniają wymagania wytrzymałościowe i geometryczne stawiane przez normę ISO Maksymalne odkształcenia i rozmieszczenie elementów systemu mocowania ładunku nie przekraczają wartości dopuszczalnych. Rys. 8. Badanie samochodu ciężarowego kategorii N1 wg ISO Źródło: Toyota Motor Poland 739

7 Tabela. 3. Wyniki badań przegrody oddzielającej przestrzeń ładunkową od pasażerskiej oraz punktów mocowania ładunków samochodu ciężarowego kategorii N 1 Część składowa Przegroda Punkt mocowania ładunku Źródło: Toyota Motor Poland Maksymalne obciążenie wg ISO ,1 kn przy użyciu stempla 750 x 750 mm 2,5 kn przy użyciu stempla 50 mm x 50 mm 3,5 kn Kryterium zatwierdzenia wg normy Maksymalne odkształcenie 300 mm Maksymalne odkształcenie 12 mm Wynik badania Siła: 4,29 kn Odkształcenie: 67 mm Siła: 2,91 kn Odkształcenie: 28 mm Siła: 4,64 kn Odkształcenie: 2 mm Ocena Wynik pozytywny Wynik pozytywny Wynik pozytywny Rys. 9. Badanie samochodu ciężarowego kategorii N1 wg ISO Źródło: Toyota Motor Poland 6. PODSUMOWANIE Prawidłowe mocowanie ładunków jest istotną kwestią z punktu widzenia bezpieczeństwa ruchu drogowego. Niewłaściwe zabezpieczenie ładunku stanowi duże zagrożenie dla kierowcy ale również dla innych użytkowników dróg i osób postronnych. Konsekwencje jakie wynikają z błędnie zabezpieczonego ładunku to m.in.: konieczność jego przeładowania na inny pojazd lub mandat karny nałożony przez służby kontrolne. Z reguły wszystkie osoby zaangażowane w załadunek (i rozładunek) towarów są odpowiedzialne za prawidłowe ich zabezpieczenie. A zatem od ładowacza, kierowcy, właściciela pojazdu a także nadawcy i spedytora wymaga się podjęcia środków mających na celu zabezpieczenie ładunku. Racjonalnym jest więc uświadomienie w/w stronom o zasadności prawidłowego mocowania ładunków nie tylko z punktu widzenia doświadczenia i intuicji ale również merytoryki i kalkulacji. Zastosowanie przedmiotowej normy jako regulatora w dopuszczeniu pojazdów ciężarowych do ruchu drogowego z pewnością jest zasadne z punktu widzenia bezpieczeństwa osób uczestniczących w ruchu drogowym i ładunków. Przedstawione w artykule wyniki badań reprezentatywnych pojazdów spełniają wymagania wytrzymałościowe i geometryczne zastosownych systemów mocowania ładunku stawiane przez normę ISO

8 Zdaniem autora, statyczne badania wytrzymałościowe (norma ISO 27956), nie w pełni odpowiada rzeczywistym warunkom eksploatowania pojazdu, takim jak np. gwałtowne hamowanie do zatrzymania, czy też podwójna zmiana pasa ruchu tzw. test łosia. Zdecydowanie wiarygodniejszym testem jest dynamiczna jazda pojazdu pod pełnym obciążeniem i w miejscach do tego przeznaczonych. Streszczenie Właściwe zabezpieczenie ładunku jest jednym z podstawowych warunków zapewnienia bezpieczeństwa ruchu drogowego. Przewozy ładunków pojazdami ciężarowymi generują zagrożenia przemieszczania się w sytuacjach manewrów i kolizji. Przebudowy samochodów polegające na wydzielaniu przestrzeni ładunkowej za pomocą ściany odgradzającej przestrzeń pasażerską od ładunkowej wymagają oceny wytrzymałości przegrody oraz punktów mocowania ładunku montowanych w przestrzeni bagażowej. W pracy powołano sie na przeprowadzone badania wytrzymałościowe samochodu ciężarowego na zgodność z normą ISO i oceniono przydatność zastosowanej metody badawczej. Słowa kluczowe: bezpieczeństwo ruchu drogowego, mocowanie i zabezpieczenie ładunku. Requirement s Assessment Of The Load Safety Systems Mounted In Commercial Vehicles Based On ISO Abstract Proper protection of the load is one of the basic conditions for ensuring road traffic safety. Transport of goods by heavy vehicles generates risks their displacement in maneuver and collision situations. Car conversions involving the separation of cargo space with using the wall separates a passenger compartment require the strength tests of the partitioning system and lashing points. At this article cited carried out strength tests of the truck according to ISO and rated the usefulness of the test methods used. Key words: road safety, fastening, securing of loads. LITERATURA [1] DZ. U. z 2012 r., poz wraz z późniejszymi zmianami, Prawo o ruchu drogowym, [2] ISO 27956:2009 Pojazdy drogowe Zabezpieczenie ładunków w samochodach dostawczych Wymagania i metody badań, [3] Prochowski L., Żuchowski A., Technika transportu ładunków, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, [4] European Best Practice Guidelines on Cargo Securing for Road Transport - European Commission, Directorate- General for Energy and Transport, [5] [6] VDI Ladungssicherung auf Straßenfahrzeugen, [7] Stokłosa J, Koszałka G, Gil L. - Analiza sił w elementach mocujących ładunki na pojazdach samochodowych, 2012 [8] Mokrzyszczak H., Ładunkoznawstwo. Technologia zabezpieczania ładunków w transporcie, WKiŁ, Warszawa