STAN TECHNICZNY I WYPOSA ENIE POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH A BEZPIECZE STWO RUCHU DROGOWEGO ADAM IDZIKOWSKI Streszczenie W ostatnich latach gwałtownie wzrosła liczby pojazdów samochodowych poruszaj cych si po drogach. To zjawisko spowodowało zwi kszenie zagro enia w ruchu drogowym. W referacie omówiono przyczyny zaistnienia wypadków, przedstawiono nowe elektroniczne systemy zwi kszaj ce bezpiecze stwo czynne w pojazdach samochodowych oraz przeprowadzono analiz najcz ciej wyst puj cych niesprawno ci hydraulicznego układu hamulcowego, kierowniczego i zawieszenia oraz ich wpływ na przebieg i bezpiecze stwo procesu hamowania w ruchu drogowym. Badania zostały przeprowadzone w Stacjach Kontroli Pojazdów. Celem przeprowadzonych bada jest ocena wpływu poszczególnych uszkodze w/w układów na przebieg i bezpiecze stwo procesu hamowania. Testem zostały obj te samochody osobowe i ci arowe o zró nicowanym stopniu uszkodzenia. Słowa kluczowe: samochody osobowe, układy hamulcowy, układ kierowniczy, układ zawieszenia, pomiar, bezpiecze stwo, proces hamowania, elektroniczne systemy bezpiecze stwa 1. Wprowadzenie Cz st przyczyn wypadków na polskich drogach jest brawura kierowców, wymuszanie pierwsze stwa oraz nadmierna pr dko. Jednak niebagatelny wpływ na bezpiecze stwo ma tak e stan techniczny samochodów. S one wyj tkowo nara one na pozornie drobne, ale z punktu widzenia bezpiecze stwa znacz ce uszkodzenia, które klasyfikuje si nast puj co [5]: a. konstrukcyjne uszkodzenia powstałe w skutek bł dów projektowania i konstruowania obiektu, najcz ciej przy nie uwzgl dnieniu obci e ekstremalnych, tzn. warto ci, które w istotny sposób przekraczaj obci enia nominalne, prowadz ce wprost do uszkodze, b. produkcyjne (technologiczne) uszkodzenia powstałe wskutek bł dów i niedokładno ci procesów technologicznych (brak tolerancji wymiarów gładko ci powierzchni, obróbki termicznej itp.) lub wad materiałów elementów obiektu, c. eksploatacyjne uszkodzenia powstałe w wyniku nie przestrzegania obowi zuj cych zasad eksploatacji lub na skutek oddziaływa czynników zewn trznych nieprzewidzialnych dla warunków u ytkowania danego obiektu co prowadzi do osłabienia i przedwczesnego zu ycia i osi gni stanu granicznego. d. starzeniowe i zu yciowe zawsze towarzysz ce eksploatacji obiektów i b d ce rezultatem nieodwracalnych zmian, prowadz cych do pogorszenia wytrzymało ci i zdolno ci współdziałania poszczególnych elementów.
95 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011 Im starsze pojazdy, tym bardziej regularne powinny by wizyty ich wła cicieli w warsztatach samochodowych. Wi kszo aut je d cych po polskich drogach to samochody wyprodukowane 10 20 lat temu. Wyniki analizy ogłosze opublikowanych w specjalistycznych serwisach internetowych w pierwszym półroczu 2010 roku wskazuj, e najcz ciej na sprzeda wystawiane były samochody z roczników 1998 2000. rednio auto w Niemczech do ywa 8 lat, przeje d a 100 tys. kilometrów i z tamtejszych dróg zje d a na drogi Europy Centralnej i Wschodniej. Z danych Polskiego Zwi zku Przemysłu Motoryzacyjnego wynika, e w krajach Unii Europejskiej około 70% aut ma mniej ni 10 lat. Tymczasem w Polsce ta grupa zarejestrowanych samochodów stanowi zaledwie 34%. Usterek technicznych, które mog by przyczyn wypadków, mo e by wiele pocz wszy od cz ciowo zapowietrzonego układu hamulcowego, na nieprawidłowej geometrii podwozia sko czywszy. Jednym z najwa niejszych elementów wpływaj cych na bezpiecze stwo i komfort jazdy s równie amortyzatory. Maj one znacz cy wpływ na utrzymanie kontroli nad pojazdem w czasie jazdy oraz na proces hamowania, dlatego zawsze powinny by sprawne. Ciało człowieka podczas wypadku przy pr dko ci zaledwie 50 km/h gromadzi energi kinetyczn porównywaln do uderzenia o ziemi po upadku z trzeciego pi tra. Ryzyko mierci lub ci kich obra e zmniejsza zapinanie pasów bezpiecze stwa, a tak e wła ciwe zabezpieczenie przewo onych przedmiotów. To samo zdarzenie przy pr dko ci 110 km/h jest porównywalne do uderzenia po skoku ze Statuy Wolno ci. Jednak nawet podczas kolizji przy niewielkiej pr dko ci organizmy kierowcy i pasa erów poddawane s du ym przeci eniom. Ju przy pr dko ci 13 km/h głowa kierowcy samochodu, który został uderzony w tył, przemieszcza si o blisko pół metra w niecałe wier sekundy i wa y siedmiokrotnie wi cej ni normalnie. Siła uderzenia przy wi kszych pr dko ciach niejednokrotnie prowadzi do tego, e osoby, które nie maj zapi tych pasów, tratuj innych lub s wr cz wyrzucane poza samochód. Wraz z nowymi modelami samochodów pojawiaj si coraz to nowe systemy bezpiecze stwa, które mo na podzieli na dwie kategorie: 1. czynne 2. bierne. Bezpiecze stwo czynne, tzw. aktywne okre lane jest przez zespół czynników wpływaj cych na zmniejszenie ryzyka kolizji lub wypadku drogowego. Zaliczaj si do nich nast puj ce cechy pojazdu: 1. konstrukcja pojazdu zapewniaj ca widoczno, ergonomi i stateczno ruchu pojazdu, 2. układ hamulcowy wraz z układami dodatkowymi: wspomagaj cymi, korektorami siły hamowania jak równie systemami kontroli trakcji pojazdu jak: ABS, AFU, ASR, CDS, ESP 3. układy: kierowniczy, zawieszenia oraz ogumienia, zapewniaj ce dobr kierowalno, odpowiedni współprac kół pojazdu z drog oraz przyczepno do podło a. Oprócz cech konstrukcyjnych na bezpiecze stwo wpływa równie stan techniczny wy ej wymienionych elementów. Z tego wzgl du podlegaj one obowi zkowej, okresowej diagnostyce technicznej na stacjach kontroli pojazdów. Konstrukcja hydraulicznych mechanizmów hamulcowych w samochodach osobowych oparta jest na dwóch podstawowych rozwi zaniach: b bnowego i tarczowego [3]. Zasadnicz cech odró niaj c tarczowe mechanizmy hamulcowe od b bnowych jest odmienny kierunek sił
96 Stan techniczny i wyposa enie pojazdów samochodowych a bezpiecze stwo ruchu drogowego działania mi dzy par ciern. W mechanizmach b bnowych kierunek sił jest promieniowy, w tarczowych za osiowy. Konstrukcja układu hamulca b bnowego w porównaniu z hamulcem tarczowym cechuje si nast puj cymi zaletami[1]: 1) jest niewra liwa na zabrudzenia z powodu do szczelnej obudowy, 2) zapewnia znaczn trwało okładzin hamulcowych. Do wad hamulców b bnowych, które nie wyst puj w konstrukcjach hamulców tarczowych m.in. nale [1]: 1) nierównomierny rozkład nacisków na powierzchni przylegania elementów ciernych do b bna, co zapewnia nierównomierne zu ycie okładzin, 2) znaczne ni sze naciski jednostkowe pomi dzy elementami tr cymi ze wzgl du na odkształcalno b bna, 3) mała odporno na zjawisko zaniku sił hamowania w wysokich temperaturach, 4) hamulce b bnowe ze wzgl du na zamkni t konstrukcje s gorzej wentylowane ni tarczowe. Ocena stopnia zu ycia hamulca b bnowego lub tarczowego, polega na przyło eniu suwmiarki w miejscu najbardziej zu ytym. Je eli grubo okładziny wynosi 1,5 mm lub mniej, nale y okładziny lub całe szcz ki hamulcowe w danym kole wymieni na nowe. Aby unikn nierównomiernego działania hamulców, zaleca si wymian po obu stronach osi. Kontrola stanu technicznego konstrukcji hamulców tarczowych obejmuje nast puj ce czynno ci [4]: 1) pomiar zu ycia klocków hamulcowych, 2) ocen stanu i grubo ci tarczy hamulcowej, 3) pomiar bicia tarczy hamulcowej, 4) ocen stanu zacisku hamulcowego i łatwo ruchu tłoczka cylinderka. Hamulce tarczowe posiadaj wiele zalet, jednak cechuje je szybsze ni w hamulcach b bnowych zu ywanie si elementów tr cych oraz wi ksza wra liwo na zanieczyszczenia. W pneumatycznych układach hamulcowych ci kich pojazdów pojawiły si te z czasem rozwi zania wyst puj ce w samochodach osobowych. Dotyczy to mi dzy innymi elementów ciernych, zamieniaj cych energi kinetyczn pojazdu na ciepło. Do nie dawna najcz ciej stosowano ich konstrukcje b bnow, w której z wewn trzn powierzchni b bna współpracuj szcz ki, pokryte okładzin ciern. S one dociskane za pomoc obrotowego rozpieraka, nap dzanego siłownikiem pneumatycznym w celu kompensacji zu ycia okładzin, które wpływaj na opó nienie czasu działania hamulców (tłok siłownika musi pokona dłu sz drog, zanim doprowadzi do kontaktu pary ciernej: okładzina-b ben), stosuje si ju od dosy dawna d wignie z automatyczn regulacj luzów. Od pocz tku lat osiemdziesi tych w pojazdach u ytkowych coraz cz ciej spotyka si hamulce tarczowe i to nie tylko w przedniej osi autobusu, samochodu lub ci gnika siodłowego, lecz tak e na osiach tylnych oraz w naczepach i przyczepach. Zwi ksza to skuteczno hamulców i ogranicza niebezpiecze stwo siły tarcia wraz ze wzrostem temperatury. Ze wzgl du na potrzeby odprowadzania du ych ilo ci ciepła stosuje si z reguły tarcze wentylowane. Przy znacznych rozmiarach tych urz dze i wysokich warto ciach przenoszonych sił korzystne okazało si zast pienie dominuj cej w pojazdach osobowych konstrukcji z tzw. "pływaj cym zaciskiem" rozwi zaniem z "pływaj c tarcz ", osadzon przesuwnie na wielowypu cie tarczy. Głównym urz dzeniem steruj cym jest d wignia hamulca, obsługuj ca
Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011 97 równocze nie wszystkie obwody układu hamulcowego w samochodzie, a tak e hamulce przyczepy. Zawory poszczególnych układów działaj niezale nie od siebie, otwieraj c w sposób ci gły dopływ spr onego powietrza do cylindrów umieszczonych bezpo rednio przy kołach. Uruchamiane s wspólnym sworzniem poł czonym d wigni hamulca. Zale nie od konstrukcji pojazdu zawory te mog by rozmieszczone obok siebie pionowo lub poziomo. Klasyczna d wignia hamulca pneumatycznego ma posta podłu nej metalowej płyty, przymocowanej zawiasowo do podłogi kabiny. Pod płyt umieszczona jest silna spr yna powrotna. Wymogi ergonomii sprawiaj jednak, e we współczesnych autobusach i samochodach ci arowych pedały kształtowane s inaczej, a sterowane nimi zawory umieszcza si nie w bezpo rednim ich s siedztwie, lecz w miejscach umo liwiaj cych obsług i ewentualn napraw, bez konieczno ci korzystania z kanału lub podnoszenia całej kabiny. Usterki w układzie kierowniczym i zawieszenia s niezwykle gro ne. Mog doprowadzi do niekontrolowanej zmiany kierunku jazdy oraz utraty panowania nad pojazdem samochodowym. Najcz stszymi usterkami układu kierowniczego i zawieszenia w samochodach s nadmierne luzy jego elementów oraz zu yte amortyzatory [2]. Objawia si to stukami, trudno ci z utrzymaniem kierunku jazdy, czyli znoszeniem auta oraz po lizgiem bocznym. Luzy wyst puj na przegubach dr ków kierowniczych i zwrotnic, przegubach krzy akowych kolumny kierowniczej, jak równie na przekładni kierowniczej. Przyczyn wyst powania luzów mo e by naturalne zu ycie niektórych elementów. Powstaj te one na skutek jazdy po wyboistych i dziurawych drogach. Specjali ci radz, aby unika szybkiego czy gwałtownego naje d ania na przeszkody, dziury w jezdni oraz kraw niki. Kolejnym powodem powstawania luzów s uszkodzone gumowe osłony przegubów kulowych, które nie chroni ich cz ci przed zanieczyszczeniem, powoduj c tym samym przedwczesne zu ycie lub uszkodzenie przegubu. Równie wycieki smaru przez uszkodzone osłony przekładni listwowej, a tak e oleju z układu wspomagania. Do czynników zwi kszaj cych bezpiecze stwo zalicza si równie odpowiedni nadmiarowy zapas mocy silnika, umo liwiaj cy istotne przy pieszenie w razie zagro enia. Do czynników maj cych wpływ na bezpiecze stwo czynne zaliczany bywa równie kierowca - jego umiej tno ci, stan psychiczny i fizyczny. Bezpiecze stwo bierne to wszystkie czynniki, maj ce na celu zmniejszenie do minimum skutków ju zaistniałej kolizji lub wypadku z punktu widzenia pasa erów pojazdu. Do tej grupy m.in. mo na zaliczy : 1. regulowane zagłówki, 2. dzielona kolumna kierownicza, 3. szyby klejone, 4. wykładziny wewn trzne niepalne i nietoksyczne, 5. brak ostrych kraw dzi wewn trz pojazdu, 6. bezpieczny układ paliwowy (zbiornik paliwa umieszczony poza stref zgniotu, systemem uniemo liwiaj cym wyciek paliwa w przypadku przewrócenia samochodu), 7. zamki w drzwiach umo liwiaj ce ich samoczynne otwarcie w razie zderzenia oraz ułatwiaj ce otwarcie drzwi po wypadku, 8. pał k bezpiecze stwa w samochodach typu kabriolet, roadster.
98 Stan techniczny i wyposa enie pojazdów samochodowych a bezpiecze stwo ruchu drogowego 2. Systemy bezpiecze stwa w pojazdach samochodach Samochody koncepcyjne pokazuj zazwyczaj post p technologiczny danej firmy. Bardzo rzadko pojazdy te s w pó niejszych latach produkowane seryjnie w prezentowanej postaci. Cz sto dzieje si tak ze wzgl dów ekonomicznych. Podczas budowy auta koncepcyjnego producenci chc zwróci uwag na dwie podstawowe rzeczy. Po pierwsze, chc zainteresowa osoby nie znaj ce si na motoryzacji, pi knem i nowoczesnym wygl dem pojazdu. Dla osób, które cho troch interesuj si motoryzacj producenci szykuj zwykle szereg nowinek technicznych, maj cych na celu popraw bezpiecze stwa jazdy i tym samym przyci gaj c uwag przyszłych klientów. Dzi ki temu systemy bezpiecze stwa pojazdów rozwijaj si w błyskawicznym tempie i co chwil koncerny samochodowe pokazuj nowe rozwi zania w tym zakresie. W 1978 roku Bosch GmbH, jako pierwszy wprowadził do produkcji seryjnej system ABS 2.0 (Anti-lock Braking System). Obecnie blisko trzy czwarte wszystkich produkowanych na wiecie pojazdów jest wyposa onych w ten aktywny system bezpiecze stwa. ABS to tak e baza do innych systemów trakcji np.: ESP, ASR czy BAS. Bazowa konstrukcja systemów ABS pierwszej generacji jest do dzi dnia taka sama. Przy ka dym z kół znajduje si czujnik pr dko ci obrotowej, który mierzy szybko obracania si koła i przekazuje t informacj do sterownika. W oparciu o te dane zawory magnetyczne w jednostce hydraulicznej zamykaj lub otwieraj dolot do hamulców poszczególnych kół. W 1986 roku, bazuj c na ABS, Bosch wprowadził do produkcji seryjnej system ASR zapobiegaj cy po lizgowi kół nap dowych. Dzi ki niemu pojazd mo e łatwiej przyspiesza na liskiej nawierzchni, rusza pod górk na niegu i lodzie, a tak e zachowuje wi ksz stabilno podczas zbyt szybkiego pokonywania zakr tów, W 1989 roku in ynierom Boscha udało si zamontowa sterownik o budowie hybrydowej bezpo rednio przy układzie hydraulicznym. Dzi ki temu mo na było zrezygnowa z kabli ł cz cych sterownik z jednostk hydrauliczn, a tak e podatnych na korozj zł czy. Znacz co zmniejszył si ci ar systemu nowszej generacji ABS 2E. Wraz z wprowadzeniem nowych zaworów magnetycznych, na rynek w 1993 roku weszła kolejna generacja ABS 5.0, a w kolejnych latach generacje 5.3 i 5.7. Ich najwa niejszymi cechami były ponownie ni szy ci ar i funkcje dodatkowe, np. rozdział siły hamowania, zast puj cy mechaniczny reduktor ci nienia osi tylnej. Wreszcie, w roku 2001 Bosch zaprezentował system ABS 8.0, wersj systemu aktualn do dzi. System ten ma konstrukcj modułow, co umo liwia stworzenie wielu wersji zaawansowania systemu obejmuj cego ABS, ASR i ESP w do podobny sposób. Pozwala to optymalnie wykorzystywa synergie powstaj ce w trakcie projektowania i produkcji. Wszystkie produkowane obecnie przez firm Bosch systemy s wytwarzane przy zachowaniu jednolitego standardu jako ci obowi zuj cego we wszystkich zakładach na wiecie. ESP (ang. Electronic Stability Program elektroniczny program stabilizacji) układ elektroniczny stabilizuj cy tor jazdy samochodu podczas pokonywania zakr tu, przejmuj cy kontrol nad poł czonymi układami ABS i ASR. System ten uaktywnia si samoczynnie, przyhamowuj c jedno lub kilka kół z chwil, gdy odpowiedni czujnik wykryje tendencj do wy lizgni cia si samochodu z zakr tu. Niektórzy producenci nazywaj go inaczej, np. VSC, DSTC itp. System ten działa na bardzo prostej zasadzie zablokowane koło mo na poruszy w ka d stron (czyli tak e na boki) u ywaj c podobnej siły. W efekcie, na zakr cie koło jest wynoszone tam, gdzie działa siła od rodkowa, czyli na zewn trz zakr tu. Wykorzystuj c t zasad, gdy przód pojazdu traci przyczepno (zachodzi podsterowno ), to blokowane s koła tylne, by te
Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011 99 pozwoliły na obrót pojazdu wokół własnej osi celem skierowania przodu we wła ciw stron. Analogicznie, gdy mamy do czynienia z nadsterowno ci, kiedy to pojazd zbyt szybko obraca si wokół własnej osi (szybciej, ni pokonuje zakr t) blokowane s koła przednie, by spowolni ten ruch poprzez wytworzenie niweluj cej go podsterowno ci. Wszystkie te korekty zachodz wielokrotnie w ci gu sekundy i tworz w rzeczywisto ci kontrolowany u lizg wszystkich czterech kół. Po lizg kół jest obliczany na podstawie pr dko ci obrotowych kół, czujnika przyspieszenia poprzecznego, czujnika przyspieszenia k towego, czujnika skr tu kierownicy oraz ci nienia w układzie hamulcowym. Na podstawie analizy danych z tych czujników system okre la czy wyst piła nadsterowno czy podsterowno i odpowiednio reaguje wyhamowaniem odpowiednich kół. Wielu kierowców mylnie uwa a, i system ESP pozwala na przejechanie dowolnego zakr tu z nieograniczon pr dko ci. Jest to oczywi cie bł dne stwierdzenie. Stabilizacja toru jazdy faktycznie w pewnym stopniu zwi ksza dopuszczaln pr dko pocz tkow podczas wej cia w zakr t, gdy umo liwia optymalne wykorzystanie przyczepno ci wszystkich kół, oraz, jako e do korygowania toru jazdy u ywane s hamulce, spowalnia pojazd w trakcie pokonywania zakr tu, jednak nie zwi ksza przyczepno ci kół do podło a, tak wi c wypadni cie z zakr tu jest jak najbardziej mo liwe. W samochodach pozbawionych kontroli trakcji slalom składaj cy si z 3 nagłych skr tów zazwyczaj powoduje nagł nadsterowno, która to mo e spowodowa ponowne wyrzucenie pojazdu na przeciwny pas. Rzadziej zdarza si tutaj zaobserwowa podsterowno, która jest mniej gro na i powoduje tylko wydłu enie promieni skr tów. ESP umo liwia wykonanie trzech w miar ciasnych skr tów i szybk stabilizacj pojazdu po powrocie na własny pas. Systemem wspomagaj cym ESP jest system DSR (dynamic steering response). System ten wykorzystuje informacje z systemu ESP i w razie potrzeby silnikiem wspomagania kierownicy potrafi wykona lekki manewr kierownic kontruj cy moment obrotowy samochodu. W sytuacji hamowania na nawierzchni o ró nej przyczepno ci (np. prawe koła na lodzie a lewe na niegu) wyst pi tendencja do obrócenia pojazdu. ESP w takiej sytuacji odpowiednio skoryguje siły hamowania kół co mo e wydłu y drog hamowania. W takiej sytuacji dzi ki skontrowaniu toru jazy kierownic mo na uzyska krótsz drog hamowania ni przy u yciu samego systemu ESP. ACD (ang. Active Central Differential) jest to aktywny centralny dyferencjał, definiowany jako mechanizm ró nicowy lub przekładnia ró nicowa w pojazdach. Ma za zadanie kompensacj ró nicy pr dko ci obrotowej półosi kół osi nap dowej podczas pokonywania przez nie torów o ró nych długo ciach, w przypadku pojazdów z nap dem na wi cej ni jedn o mo e wyst powa tak e dodatkowy centralny (mi dzyosiowy) mechanizm ró nicowy w skrzyni rozdzielczej kompensuj cy ró nic pr dko ci obrotowej pomi dzy osiami nap dowymi. Zapobiega to wytwarzaniu si zb dnych napr e w układzie przeniesienia nap du, które przyczyniaj si do szybszego zu ycia opon, przekładni, zwi kszenia spalania paliwa, oraz mog prowadzi do ukr cenia półosi. Zjawisko to wyst puje głównie podczas pokonywania zakr tów, jazdy po nierównym terenie itp. Układ ten pozwala na przeniesienie nap du na ró nych nawierzchniach. W wi kszo ci ma do wyboru prac dla trzech rodzajów nawierzchni: asfalt, szuter (materiał sypki pochodzenia organicznego lub mineralnego) oraz nieg. Rodzaj nawierzchni wybierany jest r cznie przez kierowc. Podczas jazdy na asfalcie układ ACD rozdziela moc pojazdu równo na przód i tył. Podczas jazdy na szutrze 65% mocy system daje na tyln o, a 35% na przedni. Natomiast podczas jazdy na niegu system daje 65% mocy na przedni o, a 35% na tyln.
100 Stan techniczny i wyposa enie pojazdów samochodowych a bezpiecze stwo ruchu drogowego Adaptive Cruise Control w skrócie ACC, jest to system dostosowuj cy pr dko pojazdu do warunków na drodze w zale no ci od poło enia innych pojazdów. System działa dzi ki umieszczonemu z przodu pojazdu radarowi, co pozwala na dostosowaniu pr dko ci pojazdu do zachowania bezpiecznej odległo ci przed nast pnym pojazdem. W razie potrzeby system mo e zahamowa pojazd lub utrzyma dystans za autem jad cym z przodu. Adaptive Front Lighting System jest to system o wietlaj cy kierunek jazdy pojazdem. System powoduje, e wiatła przednie o wietlaj kierunek, w którym jedzie samochód, a nie o wietla ci gle drogi na wprost przed pojazdem (np. gdy skr camy w lewo przednie reflektory obracaj si w lewo). System ten polepsza widoczno na zakr tach. Reflektory wyposa one w ten system mog obróci si maksymalnie do k ta 20. Układ wył cza si, gdy pojazd zwolni do pr dko ci 5 km/h. System AFS działa gdy: k t skr tu jest wi kszy ni 12, pr dko pojazdu wynosi co najmniej 10 km/h. Blind Spot Information System w skrócie BLIS jest to system informacji ''martwego pola'' w poje dzie. System ten dzi ki lampkom umieszczonym obok lusterek ostrzega kierowc o innym poje dzie, który znajduje si w tzw. "martwym polu", czyli niewidocznym zarówno w polu okien, jak i w lusterkach bocznych i wstecznym. Działa dzi ki kamerom umieszczonym w bocznych lusterkach. System aktywuje si po przekroczeniu przez kierowc pr dko ci 10 km/h. 3. Metodologia bada Dla potrzeb artykułu przeprowadzono badania kontrole układu: hamulcowego, kierowniczego i zawieszenia w samochodach osobowych i ci arowych. Podczas podstawowego badania kontrolnego sprawdzeniu metodami organoleptycznymi w zakresie kompletno ci, stopnia zu ycia, jako ci monta u i pracy poddane zostały: 1) konstrukcja układu hamulcowego, 2) mocowanie d wigni hamulca no nego, 3) stan techniczny d wigni hamulcowej i skok elementu uruchamiaj cego hamulce, 4) układ wspomagania lub spr arka, 5) wska nik lub miernik ostrzegawczy niskiego ci nienia, 6) zawór steruj cy hamulca postojowego, 7) hamulec postojowy, d wignia steruj ca, zapadka hamulca postojowego, 8) zawory hamulcowe (zawory zabezpieczaj ce, zawory steruj ce itp.), 9) zł cza przewodów hamulcowych przyczepy, 10) zbiornik powietrza, 11) podzespoły serwomechanizmu wspomagaj cego, pompa hamulcowa (w systemach hydraulicznych), 12) sztywne przewody hamulcowe, 13) elastyczne przewody hamulcowe, 14) okładzina szcz k (klocków) hamulcowych, 15) b bny i tarcze hamulcowe, 16) linki hamulcowe, pr ty i poł czenia d wigniowe,
101 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011 17) urz dzenie uruchamiaj ce hamulce (w tym siłownik membranowo-spr ynowy lub rozpieracz hydrauliczny szcz k hamulcowych), 18) regulator (korektor) siły hamowania, 19) automatyczny regulator szcz k, 20) urz dzenie przeciwblokuj ce (ABS). W ramach podstawowego badania kontrolnego układu kierowniczego i zawieszenia sprawdzeniu metodami organoleptycznymi w zakresie kompletno ci, stopnia zu ycia, jako ci monta u i pracy poddane zostały: 1. luzy dr ków kierowniczych i zwrotnic, 2. luzy na przegubach krzy akowych kolumny kierowniczej, 3. uszkodzone gumowe osłony przegubów kulowych, 4. luzy na przekładni kierowniczej, 5. amortyzatory, 6. odboje i osłony amortyzatorów, 7. gumy stabilizatora, 8. ł czniki stabilizatora. Układ hamulcowy w samochodach osobowych i ci arowych. Tabela 1. Szereg rozdzielczy najcz ciej wyst puj cych niesprawno ci hydraulicznego układu hamulcowych Nazwa niesprawno ci Okres badawczy 1 m-c Zu yte okładziny klocków hamulcowych 35 Nadmierne zu ycie tarcz hamulcowych 25 Brak odległo ci rezerwowej stopki d wigni hamulca 12 Nadmierne zu ycie b bnów i szcz k hamulcowych 8 P kni cie, znaczne odkształcenia lub silne skorodowanie elementów konstrukcji układu Uszkodzenie hydraulicznych przewodów hamulcowych 7 Odł czenie lub brak korektora siły hamowania 3 Suma 99 9
102 Stan techniczny i wyposa enie pojazdów samochodowych a bezpiecze stwo ruchu drogowego 40 35 Niesprawno ci hydraulicznego układu hamulcowego w okresie badawczym 1 m-ca 35 Liczba niesprawno ci 30 25 20 15 10 25 12 9 8 7 5 3 0 Zu yte okładziny klocków hamulcowych Nadmierne zu ycie tarcz hamulcowych Brak odległo ci rezerwowej stopki d wigni hamulca P kni cie, znaczne odkształcenia lub silne skorodowanie elementów konstrukcji układu Rodzaj niesprawno ci Nadmierne zu ycie b bnów i szcz k hamulcowych Uszkodzenie hydraulicznych przewodów hamulcowych Odł czenie lub brak korektora siły hamowania Rysunek 6. Niesprawno ci hydraulicznego układu hamulcowego Uzyskane wyniki bada uporz dkowano w kolejno ci od najcz ciej do najrzadziej wyst puj cych niesprawno ci hydraulicznego układu hamulcowego i przedstawiono w tab. 1. oraz zilustrowano je na rys. 6. Ł czna liczba wykrytych niesprawno ci w badanym okresie wynosi 99 przypadków. Niesprawno ci te nie spełniaj warunków zdatno ci technicznej. Tabela 2. Szereg rozdzielczy najcz ciej wyst puj cych niesprawno ci pneumatycznego układu hamulcowych Nazwa niesprawno ci Okres badawczy 1 m-c Zu yte okładziny klocków hamulcowych 45 Nadmierne zu ycie tarcz hamulcowych 35 Nadmierne zu ycie b bnów i szcz k hamulcowych 25 P kni cie, znaczne odkształcenia lub silne skorodowanie elementów konstrukcji układu Uszkodzenie podci nieniowych przewodów hamulcowych 7 Suma 121 9
103 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011 Liczba niesprawno ci 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Niesprawno ci pneumatycznego układu hamulcowego w okresie badawczym 1 m-ca 45 Zu yte okładziny klocków hamulcowych 35 Nadmierne zu ycie tarcz hamulcowych 25 Nadmierne zu ycie b bnów i szcz k hamulcowych Rodzaj niesprawno ci 9 P kni cie, znaczne odkształcenia lub silne skorodowanie elementów konstrukcji układu 7 Uszkodzenie podci nieniowych przewodów hamulcowych Rysunek 7. Niesprawno ci pneumatycznego układu hamulcowego Uzyskane wyniki bada w zakresie niesprawno ci pneumatycznego układu hamulcowego równie uporz dkowano w kolejno ci od najcz ciej do najrzadziej wyst puj cych i przedstawiono w tab. 2. oraz zilustrowano je na rys. 7. Ł czna liczba wykrytych niesprawno ci w badanym okresie wynosi 121 przypadków. Niesprawno ci te nie spełniaj warunków zdatno ci technicznej. Układ kierowniczy i zawieszenia w samochodach osobowych oraz ci arowych Tabela 3. Szereg rozdzielczy najcz ciej wyst puj cych niesprawno ci układu kierowniczego i zawieszenia w samochodach osobowych Nazwa niesprawno ci Okres badawczy 1 m-c Luzy dr ków kierowniczych i zwrotnic 40 Luzy na przegubach krzy akowych kolumny kierowniczej 24 Uszkodzone gumowe osłony przegubów kulowych 20 Luzy na przekładni kierowniczej 15 Amortyzatory 14 Suma 113
104 Stan techniczny i wyposa enie pojazdów samochodowych a bezpiecze stwo ruchu drogowego Niesprawno ci układu kierowniczego i zawieszenia w okresie badawczym 1 m-ca 45 40 40 35 Liczba niesprawno ci 30 25 20 15 24 20 15 14 10 5 0 Luzy dr ków kierowniczych i zwrotnic Luzy na przegubach krzy akowych kolumny kierowniczej Uszkodzone gumowe osłony przegubów kulowych Luzy na przekładni kierowniczej Amortyzatory Rodzaj niesprawno ci Rysunek 8. Niesprawno ci układu kierowniczego w samochodach osobowych Uzyskane wyniki bada w zakresie niesprawno ci układu kierowniczego uporz dkowano w kolejno ci od najcz ciej do najrzadziej wyst puj cych i przedstawiono w tab. 3. oraz zilustrowano je na rys. 8. Ł czna liczba wykrytych niesprawno ci w badanym okresie wynosi 113 przypadków. Niesprawno ci te nie spełniaj warunków zdatno ci technicznej. Tabela 4. Szereg rozdzielczy najcz ciej wyst puj cych niesprawno ci układu kierowniczego w samochodach ci arowych Nazwa niesprawno ci Okres badawczy 1 m-c Luzy dr ków kierowniczych i zwrotnic 66 Luzy na przegubach krzy akowych kolumny kierowniczej 28 Uszkodzone gumowe osłony przegubów kulowych 25 Luzy na przekładni kierowniczej 18 Amortyzatory 15 Suma 152
105 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 46, 2011 Niesprawno ci układu kierowniczego i zawieszenia w okresie badawczym 1 m-ca 70 66 60 Liczba niesprawno ci 50 40 30 20 28 25 18 15 10 0 Luzy dr ków kierowniczych i zwrotnic Luzy na przegubach krzy akowych kolumny kierowniczej Uszkodzone gumowe osłony przegubów kulowych Luzy na przekładni kierowniczej Amortyzatory Rodzaj niesprawno ci Rysunek 9. Niesprawno ci układu kierowniczego w samochodach ci arowych Uzyskane wyniki bada w zakresie niesprawno ci układu kierowniczego uporz dkowano w kolejno ci od najcz ciej do najrzadziej wyst puj cych i przedstawiono w tab. 4. oraz zilustrowano je na rys. 9. Ł czna liczba wykrytych niesprawno ci w badanym okresie wynosi 152 przypadków. Niesprawno ci te nie spełniaj warunków zdatno ci technicznej. 4. Podsumowanie W pojazdach samochodowych od sprawno ci poszczególnych układów typu: hamulcowy, kierowniczy i zawieszenia zale y nie tylko bezpiecze stwo u ytkownika danego pojazdu, ale równie innych zmotoryzowanych poruszaj cych si po drogach. Okazuje si jednak, e kierowcy cz sto wykazuj si du nieodpowiedzialno ci, ignoruj c niesprawno ci w/w układów w swoich pojazdach. Z przeprowadzonych bada wynika, e wi kszo przebadanych pojazdów posiada wi ksze lub mniejsze usterki układu hamulcowego, kierowniczego i zawieszenia. Najcz ciej stwierdzane awarie układu hamulcowego to: zu yte klocki, tarcze, b bny i szcz ki hamulcowe, nieskuteczny hamulec postojowy, przetarte przewody podci nieniowe, czy te wycieki z układu hamulcowego. Ł czna liczba wykrytych niesprawno ci hydraulicznego układu hamulcowego w badanym okresie wynosi 99 przypadków, natomiast pneumatycznego 121. W przypadku układu kierowniczego i zawieszenia do najcz ciej wyst puj cych awarii mo na zaliczy : luzy dr ków kierowniczych i zwrotnic, luzy na przegubach krzy akowych kolumny kierowniczej, uszkodzone gumowe osłony przegubów kulowych, luzy na przekładni kierowniczej, amortyzatory. Suma tych niesprawno ci dla samochodów osobowych w przebadanym okresie wyniosła 113 przypadków, natomiast dla samochodów ci arowych 152 przypadki. Nieusuni te awarie powoduj wydłu enie drogi hamowania lub mog wpłyn na utrat kontroli nad pojazdem. Badania zostały przeprowadzone w autoryzowanych stacjach obsługi.
106 Stan techniczny i wyposa enie pojazdów samochodowych a bezpiecze stwo ruchu drogowego Bibliografia 1. Łomako D.M., Sta czyk T. L., Grzyb J. Pneumatyczne Układy Hamulcowe w Pojazdach Samochodowych. Wydawnictwo Politechniki wi tokrzyskiej. Kielce 2002 r. 2. Re ski A. Budowa samochodów. Układy hamulcowe i kierownicze oraz zawieszenia, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004 r. 3. cieszka S.F. Hamulce Cierne Zagadnienia Materiałowe, Konstrukcyjne i Tribologiczne. Wydawnictwo i Zakład Poligrafii Instytutu Technologii Eksploatacji, Gliwice Radom 1998 r. 4. Trzeciak K. Diagnostyka samochodów osobowych. WKŁ. Warszawa 1991 r., 2002 r. 5. ółtowski B. Bezpiecze stwo systemu w uj ciu diagnostyki technicznej, rozd. w monografii: Bezpiecze stwo systemu człowiek obiekt techniczny otoczenie, Wyd. WWZPCz, Cz stochowa 2010 r. TECHNICAL CONDITION AND EQUIPMENT OF MOTOR VEHICLES AND ROAD SAFETY Summary The number of cars on the road in recent years increased rapidly. It resulted in higher level of traffic hazards. This paper discusses the causes of accidents, presents new electronic systems for enhancing active safety in vehicles and the analysis of the most common failure of the hydraulic brake system, steering and suspension, and their impact on the conduct of the braking process and safety in traffic. Experiments were carried out in the Vehicle Inspection Station. The aim of this study was to evaluate the impact of specific damages above-mentioned systems to the process and safety of the braking. Cars and trucks with varying degrees of damage were examined for this purpose. Keywords: cars, braking system, steering system, suspension system, measurement, safety, braking process, electronic safety systems Katedra Systemów Technicznych i Bezpiecze stwa Pracy Wydział Zarz dzania Politechnika Cz stochowska ul. J.H. D browskiego 69, 42-200 Cz stochowa e-mail: adam.idzikowski@poczta.fm