Ocena uszkodzeń powypadkowych nadwozi samochodów osobowych

Transkrypt

1 KASZKOWIAK Jerzy 1 KURCZEWSKI Dawid 2 BOROWSKI Sylwester 3 ZASTEMPOWSKI Marcin 4 Ocena uszkodzeń powypadkowych nadwozi samochodów osobowych WSTĘP Coraz większa liczba pojazdów poruszających się po drogach przyczynia się jednocześnie do zwiększenia prawdopodobieństwa zderzeń pojazdów. Oprócz ofiar, coraz poważniejszym problemem są straty materialne powstające w wyniku kolizji. Obecne tendencje w budowie nadwozi pojazdów samochodowych, zarówno osobowych jak i ciężarowych, mają na celu podniesienie bezpieczeństwa uczestników ruchu drogowego. Dotyczy to zarówno kierowców i pasażerów pojazdów jak i pieszych. Usztywnienie przedziału pasażerskiego, strefy kontrolowanego zgniotu absorbujące energię uderzenia oraz elastyczne, pozbawione ostrych krawędzi elementy zewnętrzne zmniejszają skutki zderzeń i kolizji. Niewątpliwie, powoduje to wzrost kosztów wytwarzania i naprawy elementów nadwozia. W konsekwencji często nieopłacalna jest naprawa nawet stosunkowo nieznacznie uszkodzonych pojazdów. Podczas kolizji najczęściej ulegają uszkodzeniu powtarzalne elementy. Ocena ich udziału może pozwolić na optymalizację kosztów napraw. 1. NADWOZIA POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH W zależności od doboru metodyki klasyfikacji nadwozia pojazdów można podzielić według różnych kryteriów. Stosowane są odrębne sposoby klasyfikacji dla celów konstrukcyjnych, handlowych, marketingowych [1]. Podstawowy podział na samochody osobowe i ciężarowe jest najprostszym sposobem klasyfikacji. Szersze specyfikacje klasyfikują pojazdy według wielkości (ładowności, liczby osób mogących podróżować), ze względu na miejsce pracy (terenowe, szosowe). Ponadto w ostatnim okresie coraz częściej rozróżnia się pojazdy ze względu na rodzaj napędu (spalinowy, elektryczny, hybrydowy). Najczęstszym rodzajem nadwozi pojazdów osobowych są nadwozia zamknięte. Można wśród nich wyróżnić następujące rodzaje: sedan, kombi, wielofunkcyjne, coupe, limuzyna, SUV [4]. Innym kryterium podziału jest długość pojazdu. Rozróżniono 11 klas oznaczonych od A-K, gdzie A oznacza pojazdy najmniejsze o długości około 3,3m (Opel Agila, Fiat Seicento) a K pojazdy najdłuższe (VW Sharan, Renault Espase). Przykłady pojazdów przedstawiono na rysunku 1. Pomimo znacznego zróżnicowania konstrukcji samochodów osobowych, w budowie pojazdów przeważają nadwozia o konstrukcji samonośnej [2]. Ich głównymi elementami są: podłoga wraz ze wzmocnieniami, segment przedni z przegrodą czołową, ściana boczna lewa, ściana boczna prawa, dach z otworami okna przedniego i tylnego. Konstrukcje współczesnych nadwozi charakteryzują się zmienną sztywnością, gdzie w typowym rozwiązaniu można wyróżnić trzy strefy: przednią strefę zgniotu, kabinę pasażerską (strefę przeżycia) oraz tylną strefę zgniotu [3]. Schemat stref przedstawiono na rysunku 2. W trakcie zderzenia strefy zgniotu ulegają zgnieceniu i absorbują energię uderzenia, zabezpieczając jednocześnie przed uszkodzeniem przedziału pasażerskiego przez niebezpieczne elementy (silnik, układ napędowy, kolumnę kierowniczą). 1 Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J.J. Śniadeckich Wydział Inżynierii Mechanicznej Bydgoszcz ul. Kaliskiego 7 tel/fax , jerzy.kaszkowiak@utp.edu.pl 2 Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J.J. Śniadeckich Wydział Inżynierii Mechanicznej Bydgoszcz ul. Kaliskiego 7 tel/fax , dawid.kurczewski24@gmail.com 3 Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J.J. Śniadeckich Wydział Inżynierii Mechanicznej Bydgoszcz ul. Kaliskiego 7 tel/fax , sylwester.borowski@utp.edu.pl 4 Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J.J. Śniadeckich Wydział Inżynierii Mechanicznej Bydgoszcz ul. Kaliskiego 7 tel/fax , zastemp@utp.edu.pl 709

2 Rys. 1. Przykłady pojazdów klas od A-K (źródło własne). Ze względu na fakt, iż statystyczne najwięcej wypadków to zderzenia czołowe, szczególnie zwraca się na przednią strefę zgniotu. Przednia część pojazdu ma również zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa pieszych. Stąd zbliżone konstrukcyjnie rozwiązania przednich części większości pojazdów: elastyczne elementy przedniej części, jednolite płaszczyzny chroniące pieszych przed uderzeniami o krawędzie pojazdu. 710

3 Rys. 2. Podział samochodu na strefy zgniotu [4] Pozwala to z jednej strony na uproszczenie montażu, jednak głównym celem jest podniesienie bezpieczeństwa użytkowników ruchu [6]. Zewnętrzne elementy najczęściej wykonywane są z elastycznych tworzyw sztucznych, co oprócz znaczącego zmniejszenia wagi pojazdów pozwala na łagodzenie skutków kolizji z pieszym. W wyniku powyższych działań, najczęściej elementy zewnętrzne nadwozi pojazdów ulegają uszkodzeniom, nawet podczas zderzenia przy niedużej prędkości względnej i nie nadają do naprawy. 2. ANALIZA PRZYCZYN NAJCZĘSTSZYCH USZKODZEŃ POWYPADKOWYCH SAMOCHODÓW OSOBOWYCH Dla potrzeb analizy uszkodzeń wybrano losowo 50 samochodów osobowych pochodzących z klas od A-K. Zderzenia pojazdów podzielono na dwie grupy: czołowe oraz tylne, po 25 samochodów w każdej grupie. Jako czołowe przyjęto zderzenia dwóch pojazdów lub najechania na przeszkodę nieruchomą. Oba zderzenia mogą być symetryczne, niesymetryczne lub ukośne. Ze względu na lokalizację dzielą się na boczne, ukośne tylne i ukośne przednie. Zderzenia tylne to w rozpatrywanym zakresie najechanie na tył pojazdu, lub uderzenie tyłem samochodu podczas cofania. Ich podział podstawowy to zderzenia tylne symetryczne i ukośne. W analizie pominięto zderzenia boczne i wywrócenia samochodu, dołączając je do powyższych dwóch grup w zależności od przewagi uszkodzeń przedniej lub tylnej części pojazdu. Przykładową klasyfikację zderzeń przedstawiono na rysunku 3. Na rysunkach 4, 5, 6, 7 i 8 przedstawiono przykładowe zdjęcia uszkodzonych samochodów, wraz z opisami uszkodzeń, gdyż nie wszystkie uszkodzenia są widoczne. Wszystkie zdjęcia pochodzą z zasobów własnych. Rys.3. Najczęstsze lokalizacje zderzeń pojazdów [5]. 711

4 Rys. 4. Widok Toyoty Yaris uszkodzonej w wyniku zderzenia czołowego symetrycznego. Uszkodzone: błotnik przedni prawy, błotnik przedni lewy, pokrywa silnika, zderzak przedni, wspornik zderzaka przedniego, chłodnica cieczy, chłodnica klimatyzacji, poduszka powietrzna kierowcy, poduszka powietrzna pasażera, konsola, poduszka chroniąca kolana, deska rozdzielcza Rys. 5. Widok Mercedesa B uszkodzonego w zderzeniu czołowym ukośnym. Uszkodzone: zderzak przedni, drzwi przednie prawe, drzwi przednie lewe, drzwi tylne prawe, drzwi tylne lewe, zderzak tylny, podłoga bagażnika, błotnik przedni prawy, błotnik przedni lewy, reflektor prawy, reflektor lewy, poduszka powietrzna kierowcy, poduszka powietrzna pasażera, deska rozdzielcza, belka zawieszenia przedniego, blok silnika, skrzynia biegów, chłodnica cieczy, chłodnica klimatyzacji, przekładnia kierownicza Rys. 6. Widok BMW E3 90 uszkodzonego w zderzeniu czołowym ukośnym. Uszkodzone: Pokrywa silnika, błotnik przedni prawy, zderzak przedni, drzwi przednie prawe, drzwi tylne prawe, reflektor prawy, wzmocnienie przednie, poduszka powietrzna kierowcy, poduszka powietrzna pasażera, deska rozdzielcza 712

5 Rys. 7. Widok Toyoty RAV 4 uszkodzonej w zderzeniu czołowym symetrycznym. Uszkodzone: Pokrywa silnika, błotnik przedni prawy, reflektor lewy, reflektor prawy, zderzak przedni, wspornik zderzaka przedniego, wzmocnienie przednie, poduszka powietrzna kierowcy, poduszka powietrzna pasażera, deska rozdzielcza, chłodnica cieczy, chłodnica klimatyzacji. Rys. 8. Widok Laguny III uszkodzonej w zderzeniu tylnym symetrycznym. Uszkodzone: pokrywa tylna, zderzak tylny, wspornik zderzaka tylnego, błotnik tylny lewy, błotnik tylny prawy, podłoga bagażnika, ściana tylna, lampa tylna lewa, lampa tylna prawa Według dostępnych informacji pochodzących z danych statystycznych Policji zawartych w tabeli 1 w latach zderzenia tylne i czołowe mają zbliżony udział w ogólnej liczbie wypadków [7]. Tab. 1. Liczba zderzeń czołowych i tylnych w latach [6] Rok Rodzaj zdarzenia Ogółem Ogółem Ogółem Ogółem Ogółem Czołowe Tylne Na podstawie oględzin samochodów dokonano zestawienia uszkodzonych elementów nadwozia: tabela 3 przedstawia liczbę uszkodzonych elementów dla pojazdów po zderzeniach czołowych, tabela 4 zaś liczbę uszkodzonych elementów nadwozia dla pojazdów po zderzeniu tyłem. Tab. 2. Zestawienie uszkodzonych elementów nadwozia pojazdów po zderzeniu czołowym [dane własne] Uszkodzony element Liczba uszkodzonych Udział w ogólnej liczbie elementów uszkodzonych elementów Pokrywa silnika 16 9% Zderzak przedni 23 12,9% Wspornik zderzaka przedniego 10 5,6% Reflektor lewy 16 9% Reflektor prawy 12 6,8% Poduszka kierowcy 10 5,6% Poduszka pasażera+ konsola 10 5,6% 713

6 Poduszka kolanowa 1 0,6% Kurtyna lewa 1 0,6% Kurtyna prawa 1 0,6% Drzwi prawe przednie 7 3.9% Drzwi prawe tylne 5 2,8% Drzwi lewe przednie 7 3.9% Drzwi lewe tylne 4 2,2% Błotnik prawy przedni 8 4,5% Błotnik lewy przedni 6 3,4% Błotnik prawy tylny 7 3.9% Błotnik lewy tylny 4 2,2% Wzmocnienie 7 3.9% Wspornik zderzaka tylnego 2 1,1% Zderzak tylny 2 1,1% Podłoga bagażnika 1 0,6% Podłużnica prawa 2 1,1% Podłużnica lewa 1 0,6% Szyba czołowa 7 3.9% Lampa prawa 1 0,6% Lampa lewa 1 0,6% Próg lewy 2 1,1% Próg prawy 2 1,1% Fartuch prawy 1 0,6% Kielich prawy 1 0,6% Łączna liczba uszkodzonych elementów % Tab. 3. Zestawienie uszkodzonych elementów nadwozia pojazdów po zderzeniu tylnym[dane własne] Uszkodzony element Liczba uszkodzonych Udział w ogólnej liczbie elementów uszkodzonych elementów Pokrywa silnika 1 0,7% Zderzak przedni 4 2,8% Reflektor prawy 1 0,7% Reflektor lewy 1 0,7% Drzwi przednie prawe 1 0,7% Błotnik przedni lewy 3 2,1% Błotnik przedni prawy 2 1,4% Wzmocnienie 1 0,7% Błotnik tylny prawy 10 7% Błotnik tylny lewy 9 6,3% Zderzak tylny 21 14,7% Kurtyna lewa 1 0,7% Drzwi przednie lewe 3 2,1% Drzwi tylne lewe 2 1,4% Ściana tylna 15 10,4% Pokrywa tylna 18 12,6% Wspornik zderzaka tylnego 18 12,6% Lampa prawa 10 7% Lampa lewa 9 6,3% Podłoga bagażnika 9 6,3% Poduszka boczna 1 0,7% Dach 2 1,4% Podłużnica tylna prawa 1 0,7% Łączna liczba uszkodzonych elementów % Pomimo iż zderzenia pojazdów podzielono umownie na czołowe i tylne uszkodzenia w obu grupach obejmują również, choć w mniejszym stopniu, uszkodzenia elementów które nie brały bezpośrednio udziału w zderzeniach. Wynika to z uszkodzeń wtórnych, powstających w wyniku niekontrolowanego ruchu pojazdu po zderzeniu (obrót samochodu, wepchnięcie na przeszkodę lub 714

7 inny pojazd). Podczas zderzeń przednich liczba uszkodzonych elementów jest o około 24% większa niż w przypadku zderzeń tylnych. Spowodowane jest to najczęściej większą prędkością względną pojazdu i przeszkody (lub drugiego pojazdu) niż w przypadku zderzeń tylnych gdzie najczęściej dochodzi do najechania na samochód stojący lub poruszający się w tym samym kierunku. Nie bez znaczenia jest również fakt, iż przód samochodów jest przewidziany przez konstruktorów do amortyzowania skutków uderzeń przy większej prędkości i rozbudowana jest strefa zgniotu o większą liczbę elementów. Jeszcze większe różnice wystąpiły w przypadku przedstawienia wszystkich uszkodzonych elemementów (układ napędowy, kierowniczy), które w większości pojazdów osobowych zlokalizowane są w przedniej części pojazdu. W badanej próbie pojazdów, przy zderzeniach czołowych, najczęściej uszkodzeniom ulegały zderzak przedni (12,9%) i pokrywa silnika oraz reflektor lewy (po 9%). Mniejszy procentowo udział w uszkodzeniach miały reflektor prawy (6,8%), oraz poduszki powietrzne kierowcy i pasażera (po 5,6%). W przypadku zderzeń tylnych, najczęściej uszkodzeniom ulegał zderzak tylny (14,7%), pokrywa tylna i wspornik zderzaka tylnego (po 12,6%) oraz sciana tylna (10,4%). Dla wszystkich analizowanych zderzeń pojazdów najczęsciej uszkodzeniom ulegały zderzaki przednie (8,4 wszystkich uszkodzonych elementów), zderzak tylny (7,2%) i wspornik zderzaka tylnego (6,2%). Mniejszy udział miały pokrywa tylna (5,6%) oraz pokrywa silnika, reflektor lewy i błotnik prawy tylny (po 5,3%). Średnio podczas każdego zderzenia ulega uszkodzeniu 6,4 elementów. Przy czym podkreślić należy, iż dla zderzeń czołowych liczba ta jest wyższa i wynosi średnio 7,1 elementów, a dla zderzeń tylnych wynosi 5,6 elementów ulegających uszkodzeniu. Przyjmując szacunkowo średni koszt jednego elementu około 400 zł, i wiążący się z tym koszt wykonania powłoki lakierniczej około 400 zł można przyjąć, iż przeciętny koszt naprawy elementów nadwozia wyniesie około 4500 dla zderzeń tylnych i około 5750 dla zderzeń czołowych. Szacunki nie uwzględniają kosztów demontażu i zamontowania w/w elementów. Łączne zestawienie uszkodzonych elementów przedstawiono w tabeli 4. Tab. 4. Łączne zestawienie uszkodzonych elementów [dane własne] Uszkodzony element Liczba uszkodzonych elementów Udział w ogólnej liczbie uszkodzonych elementów [%] Pokrywa silnika 17 5,3 Zderzak przedni 27 8,4 Wspornik zderzaka przedniego 10 3,1 Reflektor lewy 17 5,3 Reflektor prawy 13 4,0 Poduszka kierowcy 10 3,1 Poduszka pasażera+ konsola 10 3,1 Poduszka kolanowa 1 0,3 Kurtyna lewa 2 0,6 Kurtyna prawa 1 0,3 Drzwi prawe przednie 8 2,5 Drzwi prawe tylne 5 1,6 Drzwi lewe przednie 10 3,1 Drzwi lewe tylne 6 1,9 Błotnik prawy przedni 10 3,1 Błotnik lewy przedni 9 2,8 Błotnik prawy tylny 17 5,3 Błotnik lewy tylny 13 4,0 Wzmocnienie 8 2,5 Wspornik zderzaka tylnego 20 6,2 Zderzak tylny 23 7,2 Podłoga bagażnika 10 3,1 Podłużnica prawa 2 0,6 Podłużnica lewa 1 0,3 715

8 Szyba czołowa 7 2,2 Lampa prawa 11 3,4 Lampa lewa 10 3,1 Próg lewy 2 0,6 Próg prawy 2 0,6 Fartuch prawy 1 0,3 Kielich prawy 1 0,3 Ściana tylna 15 4,7 Pokrywa tylna 18 5,6 Poduszka boczna 1 0,3 Dach 2 0,6 Podłużnica tylna prawa 1 0,3 Łączna liczba uszkodzonych elementów WNIOSKI Na podstawie przedstawionych danych można stwierdzić iż: 1. Podczas zderzenia czołowego lub tylnego ulega uszkodzeniu średnio 6,4 elementów nadwozia. 2. W wyniku zderzeń czołowych ulega uszkodzeniu 7,1 elementu nadwozia, co jest o 1,5 elementy więcej niż w przypadku zderzeń tylnych dla których średnio uszkodzeniu ulega 5,6 elementów. 3. Elementami ulegającymi najczęściej uszkodzeniom są zderzaki przednie (8,4 wszystkich uszkodzonych elementów) i zderzaki tylne (7,2%). W przypadku łącznego potraktowania reflektorów (lewego i prawego) stanowią one najliczniejszą grupę uszkodzonych elementów (9,3%) 4. W przypadku zderzeń czołowych najczęściej uszkodzeniom ulegały również zderzaki przednie (12,9%), a następnie maski (9%) i reflektory lewe (9%) i prawe (6,8%). 5. Dla zderzeń tylnych również najczęściej uszkodzeniu ulegały zderzaki tylne (14,7%), oraz wspornik zderzaka i pokrywa tylna (po 12,6%). Streszczenie Podczas zderzeń samochodów osobowych uszkodzeniom ulegają przede wszystkim elementy nadwozi pojazdów. Specyfika budowy i poruszania się pojazdów sprawia iż niektóre elementy ulegają uszkodzeniom częściej. Na podstawie wybranej próby 50 uszkodzonych samochodów dokonano analizy ilości uszkodzonych elementów. W zależności od rodzaju zdarzenia przeważają uszkodzenia przedniej lub tylnej części pojazdu. Dla pojazdów uszkodzonych w wyniku uderzenia przedniej części nadwozia elementami które są najczęściej uszkadzane są zderzak przedni, pokrywa silnika oraz reflektory. Dla pojazdów uszkodzonych w wyniku uderzenia tylnej części pojazdu najczęściej uszkadzane są zderzaki tylne, pokrywa tylna i wspornik zderzaka. Łącznie najczęściej ulegającym uszkodzeniom w wyniku wypadków drogowych elementami nadwozia są zderzaki przednie i tylne, pokrywy (przednia i tylna). Stosunkowo często ulegają również uszkodzeniom reflektory szczególnie jeśli rozpatruje się je łącznie (lewe i prawe razem). Stanowią one w takim przypadku najczęściej uszkadzany rodzaj elementów. Assessment of damage car accident Abstract During the collision damaged cars are primarily coachwork vehicles. Specificity of the construction and movement of vehicles makes it some elements are damaged frequently. On the basis of a sample of 50 cars were damaged analysis of the number of defective parts. Depending on the type of event, damage outweighs the front or rear of the vehicle. For vehicles damaged by hitting the front of the body parts that are most commonly damaged are the front bumper, bonnet and headlights. For vehicles damaged by hitting the back of the vehicle 716

9 are the most damaged rear bumpers, tailgate and bumper bracket. A total of undergoing the most damage as a result of road accidents are body parts bumpers front and rear covers (front and back). Quite often are also damaged headlights especially when taken together (left and right together). They represent the type of the most commonly damaged components. BIBLIOGRAFIA 1. Fundowicz P., Radzimierski M., Wieczorek M., Konstrukcja pojazdów samochodowych,w.s. i P. Warszawa 2010r. 2. Orzełowski S., Budowa podwozi i nadwozi samochodowych, wydanie osiemnaste, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 2010r. 3. Praca zbiorowa, Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych, Wydawnictwo REA, Warszawa 2008r 4. Wicher J., Bezpieczeństwo samochodów i ruchu drogowego, W. K. i Ł. Warszawa 2004r. 5. Zieliński A., Konstrukcja nadwozi samochodów osobowych i pochodnych, W K i Ł, Warszawa 2008r