ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012



Podobne dokumenty
Badania zderzeniowe infrastruktury drogowej Porównywalność wyników badań

ROZWÓJ KONSTRUKCJI SAMOCHODÓW OSOBOWYCH W ZAKRESIE BEZPIECZEŃSTWA BIERNEGO W LATACH

ANALIZA STANU BEZPIECZEŃSTWA PASAŻERÓW NA TYLNYCH SIEDZENIACH SAMOCHODU OSOBOWEGO PODCZAS WYPADKU DROGOWEGO

Mechanika ruchu / Leon Prochowski. wyd. 3 uaktual. Warszawa, Spis treści

Analiza stanu bezpieczeństwa ruchu drogowego w regionie radomskim w latach

LEON PROCHOWSKI 1, MICHAŁ FITAS 2, KAROL ZIELONKA 3 Wojskowa Akademia Techniczna, Przemysłowy Instytut Motoryzacji. Streszczenie

WYKORZYSTANIE METOD ENERGETYCZNYCH W OBLICZENIACH PRĘDKOŚCI ZDERZENIA SAMOCHODU

ANALIZA WPŁYWU DŁUGOŚCI SEGMENTU BETONOWEJ BARIERY OCHRONNEJ NA BEZPIECZEŃSTWO RUCHU DROGOWEGO

Bezpieczeństwo osób jadących w pojeździe uderzonym w bok w kontekście zapięcia/niezapięcia pasów bezpieczeństwa

ANALIZA WPŁYWU PRĘDKOŚCI UDERZENIA W PRZESZKODĘ NA OBCIĄŻENIA DYNAMICZNE OSÓB W SAMOCHODZIE Z RAMOWĄ KONSTRUKCJĄ NOŚNĄ

Weryfikacja metod obliczeniowych stosowanych do wyznaczania energii potrzebnej do deformacji pojazdów podczas zderzeń bocznych

Raport bezpieczeństwa w ruchu drogowym DEKRA 2012

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia r.

Medycyna sądowa. Wypadki drogowe. Dr n. med. Maciej Barzdo Lek. med. Maciej Kędzierski

Opis przedmiotu zamówienia

Obliczenia obciążenia osi. Informacje ogólne na temat obliczeń obciążenia osi

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(93)/2013

Forum BARIERY Kraków 2015

20. BADANIE SZTYWNOŚCI SKRĘTNEJ NADWOZIA Cel ćwiczenia Wprowadzenie

Siły i ruchy. Definicje. Nadwozie podatne skrętnie PGRT

Opis przedmiotu zamówienia. Przedmiotem zamówienia jest zakup 4 samochodów osobowych wg poniżej wskazanych parametrów:

Realizacja Programu Likwidacji Miejsc Niebezpiecznych na Drogach oraz projekt Programu Uspokajania Ruchu na drogach samorządowych

PARAMETRY TECHNICZNE SAMOCHODU OSOBOWEGO, OCHRONNEGO POWYŻEJ 5 MIEJSC. Oferta Wykonawcy - oferowane parametry

ANALIZA WYPADKÓW NA SIECI DRÓG KRAJOWYCH I AUTOSTRAD zarządzanych przez GDDKiA Oddział w Zielonej Górze ROK 2012

FIAT KTÓREGO WYBRAŁEŚ

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

Narodowy Program Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego

Skrót raportu. o stanie bezpieczeństwa ruchu drogowego w województwie Pomorskim w 205 roku

Metodyka rekonstrukcji wypadków drogowych (laboratorium ćw. nr 1)

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia 21 lutego 2011 r.

Formularz wymagań technicznych oraz opisu wyposażenia fabrycznie nowego samochodu dostawczo-osobowego

Recenzja rozprawy doktorskiej mgra inż. Tomasza PUSTEGO. Recenzja

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

drodze mandatów karnych za wybrane rodzaje wykroczeń (Dz. U. z 2013 r., poz i z 2015 r., poz. 506)

Warszawa, dnia 7 września 2012 r. Poz. 997 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA TRANSPORTU, BUDOWNICTWA I GOSPODARKI MORSKIEJ 1) z dnia 3 sierpnia 2012 r.

mgr Dorota Lasota Wpływ alkoholu etylowego na ciężkość obrażeń ofiar wypadków komunikacyjnych Streszczenie Wstęp

Determination of stresses and strains using the FEM in the chassis car during the impact.

Instrukcja do ćwiczenia 2

Ciągniki siodłowe. Zalecenia. Rozstaw osi

NAJDOSKONALSZA HYBRYDA

MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Analiza wieku i obrażeń ofiar wypadków drogowych w aspekcie programowania ratownictwa drogowego

samochodu. Do wyznaczenia drogi zatrzymania i czasu zatrzymania wykorzystać idealizowany wykres hamowania samochodu.

ZESZYTY NAUKOWE UNIWERSYTETU SZCZECIŃSKIEGO STATYSTYCZNA ANALIZA ZMIAN LICZBY HOTELI W POLSCE W LATACH

OCENA NIEZAWODNOŚCI EKSPLOATACYJNEJ AUTOBUSÓW KOMUNIKACJI MIEJSKIEJ

Opis przedmiotu zamówienia

Hyundai Nowy i20. Oferta specjalna dla Pekao Leasing. Wersja: CLASSIC PLUS, silnik: 1.2. Kolor nadwozia: Baby Elephant Kolor tapicerki: Czarny

Skrót raportu. o stanie bezpieczeństwa ruchu drogowego w województwie Pomorskim w 2014 roku

Ocena uszkodzeń powypadkowych nadwozi samochodów osobowych

NIEPEWNOŚĆ W OKREŚLENIU PRĘDKOŚCI EES ZDERZENIA SAMOCHODÓW WYZNACZANEJ METODĄ EKSPERYMENTALNO-ANALITYCZNĄ

Oryginalne Części Forda. Z bezpieczeństwem nie można dyskutować

OFERTA HANDLOWA. dla FIRM

OPIS PARAMETRÓW TECHNICZNYCH SAMOCHODU 1

- dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/60/WE z dnia 13 lipca 2009 r. w sprawie

IMPREZA 07MY * * Moc (kw/km) Skrzynia biegów Pojemność (cm 3 ) Cena

Typ ramy F700 F800 F950 F957 F958 Szerokość ramy i tolerancja Profil ramy, U 9,5 R11 R11

PASYWNE BEZPIECZEŃSTWO W STREFACH ROBÓT DROGOWYCH VI KRAKOWSKIE DNI BEZPIECZEŃSTWA RUCHU DROGOWEGO 2019

WYPADKI DROGOWE W POLSCE W 2013 ROKU Anna Zielińska ITS

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

LODGY. Twoja DACIA LODGY zł. Kod konfiguracji FVOG9S

1.5 Diesel 88 kw (120 KM) Parametry silników Pojemność (cm³)

Politechnika Poznańska

Struktury energetyczne samochodów osobowych opracowane na podstawie dostępnych wyników prób zderzeniowych

ANALIZA RUCHU KIEROWCY W PŁASZCZYŹNIE CZOŁOWEJ ORAZ ODDZIAŁYWAŃ WEWNĘTRZNYCH W KRĘGOSŁUPIE SZYJNYM PODCZAS WYPADKÓW SAMOCHODOWYCH

JEDNOSTKI WYSOKOPRĘŻNE

Zmiana tylnego zwisu ramy. Informacje ogólne dotyczące zmiany tylnego zwisu ramy. Przystosowanie fabryczne. Części zamienne

PZPO: Jak wybrać dobre opony?

BEZPIECZEŃSTWO RUCHU DROGOWEGO POLSKI, NIEMIEC I CZECH

Zdarzenia drogowe i ich skutki w Polsce w 2014 roku : SKUTKI ZDARZEŃ DROGOWYCH

Analiza zagrożenia i ryzyka wypadkowego w drogowym transporcie ładunków na przykładzie regionu Mazowsza

FORMULARZ OFERTOWY... NIP... Nr telefonu / faxu. ..

RESEARCH OF THE INFLUENCE OF AIR PRESSURE IN CAR TIRES ON DAMPING EFFECTIVENESS OF THEIR SUSPENSION SYSTEM

Cysterny. Informacje ogólne na temat samochodów cystern. Konstrukcja. Nadwozia typu cysterna uważane są za bardzo sztywne skrętnie.

JEDNOSTKI WYSOKOPRĘŻNE

Analiza kosztów eksploatacji pojazdów komunikacji miejskiej na przykładzie Miejskiego Przedsiębiorstwa Komunikacyjnego w Lublinie

Strefy klimatyczne w Polsce z uwzględnieniem klasyfikacji funkcjonalnej asfaltów

Wypadki samochodowe - statystyki. Przyczyny obrażeń ŹRÓDŁA ZAGROŻEŃ ZDROWIA I ŻYCIA W WYPADKACH SAMOCHODOWYCH

POPRAWKA do POLSKIEJ NORMY PN-EN :2008/AC

Samochód ciężarowy TYP A - szt. 19

Furgon kompakt z rozstawem osi 3200 mm. Dopuszczalna masa całkowita w kg Napęd na koła przednie 4 x 2

1.5 Diesel 88 kw (120 KM)

Test powtórzeniowy nr 1

Analiza stanu bezpieczeństwa ruchu drogowego w regionie radomskim na tle Mazowsza i Polski w ostatnich 10 latach

MÓJ CITROËN C4 GRAND PICASSO Skonfigurowany w

SPECYFIKACJA TECHNICZNA PRZEDMIOTÓW ZAMÓWIENIA

WOJEWÓDZTWO POMORSKIE

ANALIZA MOŻLIWOŚCI DETEKCJI ZDARZEŃ KRYTYCZNYCH Z UDZIAŁEM MOTOCYKLA Cz. I. WYKORZYSTANIE DRGAŃ I WIBRACJI MOTOCYKLA

Samochody Użytkowe. Crafter Podwozie. Rok modelowy Ważny od

M{ZD{ CX _15R1_CX3_V3_COVERS.indd /05/ :22:22

"2" : Boczna poduszka powietrzna typu piersiowego "3" : Boczna poduszka powietrzna typu zasłonowego

Dane techniczne Obowiązują dla roku modelowego Amarok

OTWARCIE ZAMÓWIEŃ S4917

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia r.

Dwa w jednym teście. Badane parametry

Logistyka - nauka. Analiza oddziaływania opóźnień bezwładności na użytkowników pojazdu w czasie zderzenia

Typ ramy F700 F800 F950 F957 F958 Szerokość ramy i tolerancja (mm) ,5 R11 R11

Betonomieszarki. Konstrukcja. Zabudowa betonomieszarki jest skrętnie podatna.

STANOWISKO DO MODELOWANIA PRÓB ZDERZENIOWYCH WYBRANYCH ELEMENTÓW DECYDUJĄCYCH O BEZPIECZEŃSTWIE BIERNYM POJAZDU

Nowe BMW X4. Najważniejsze cechy.

Całkowicie nowa Kia Carens: elegancja, przestrzeń i funkcjonalność

Transkrypt:

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012 Leon Prochowski, Dagmara Karbowniczek 1 ANALIZA WPŁYWU WPROWADZANYCH ZMIAN KONSTRUKCYJNYCH NA BEZPIECZEŃSTWO PASAŻERÓW NA PRZYKŁADZIE SAMOCHODÓW EUROPEJSKIEJ KLASY COMPACT 1. Wstęp Rozwój konstrukcji samochodów ma wiele różnorodnych celów, w tym poprawę komfortu i bezpieczeństwa jazdy, obniżenie kosztów użytkowania, zwiększenie trwałości i niezawodności. Poprawa bezpieczeństwa osób jadących ma poważne znaczenie społeczne, ekonomiczne oraz wymiar indywidualny w odniesieniu do użytkowników samochodu. Działania na rzecz zwiększenia bezpieczeństwa w samochodach obejmują m. in.: wdrażanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych; zastosowanie nowych materiałów i technologii produkcji; wprowadzanie wyposażenia wspomagającego działania kierowcy i ochronę osób jadących. Celem pracy jest analiza wpływu wprowadzanych zmian konstrukcyjnych i wyposażenia w samochodach osobowych na poprawę bezpieczeństwa osób jadących podczas wypadku drogowego. Obszarem analizy jest populacja samochodów europejskich, zaliczanych umownie do tzw. segmentu handlowego C, a w tym segmencie samochodów o nadwoziu sedan i hatchback. Segment C w analizowanym przedziale lat najczęściej był charakteryzowany rosnącą długością nadwozia od 3,7 do 4,5m. Analizą objęto, stosownie do dostępności informacji, lata 1970-2010. Z całego segmentu wyodrębniono wartości charakteryzujące samochody VW Golf (VWG), pokazując skuteczność wprowadzanych zmian na przykładzie kolejnych generacji tego modelu. Poprawa bezpieczeństwa osób jadących jest ważnym czynnikiem na etapie projektowania, w którym do samochodu wprowadza się nowe rozwiązania konstrukcyjne, materiały i urządzenia. Proces ten jest widoczny także w innych aspektach, m. in. nowe generacje kolejnych modeli zmieniają swoją masę oraz wymiary zewnętrzne. 2. Ofiarochłonność wypadków na drogach UE Punktem wyjścia w prowadzonej analizie są wnioski wynikające ze statystyk wypadków drogowych i ich ofiar. Na rysunku 2.1 pokazano przebieg zmian liczby ofiar śmiertelnych w wypadkach drogowych na terenie UE oraz oddzielnie w Polsce i w Niemczech. Zmiany pokazano w ujęciu procentowym, przyjmując za punkt odniesienia liczbę ofiar wypadków w 1980 roku. 1 prof. dr hab. inż. Leon Prochowski, mgr inż. Dagmara Karbowniczek Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wojskowa Akademia Techniczna 35

Rys. 2.1. Zmiana liczby ofiar śmiertelnych wypadków w Niemczech, Polsce i całej UE (aproksymacja wielomianem) [1-4] Zmniejszanie się wartości wskaźnika ciężkości wypadków (rys. 2.2) jest dobrze widoczne w całym analizowanym okresie. Jednak tempo tego spadku jest zdecydowanie wyższe w Niemczech niż w Polsce. Rys. 2.2. Spadek wartości wskaźnika ciężkości wypadków (aproksymacja wielomianem) [4-5] Równania linii trendu: y=nx+b (1) 36

podane w tabeli 2.1 pokazują na najwyższe tempo spadku (liczba N) liczby ofiar śmiertelnych i ciężkości wypadków w Niemczech. Tempo to jest ponad dwa razy większe niż w Polsce. Wyraźnie widoczne jest podobieństwo miedzy wartościami nachylenia N linii trendu spadku liczby ofiar śmiertelnych oraz ciężkości wypadków. Przebieg linii trendu (tabela 2.1) pokazuje na ogólnie malejącą liczbę ofiar śmiertelnych, ale średnie tempo spadku liczby ofiar śmiertelnych za lata 1990-2010 w Polsce, Niemczech i UE jest różne. Tabela 2.1. Równania linii trendu zmian procentowych liczby ofiar śmiertelnych (Z) i ciężkości wypadków (W C ); rok 1990 przyjęto za 100%, a x+1990 to rok obliczeniowy. Obszar Liczba ofiar śmiertelnych Wskaźnik ciężkości wypadków Polska Z= -1,55x +100 W C = -1,19x +91 Niemcy Z= -3,34x +100 W C = -2,70x +90 UE Z= -2,35x +94 W C = -1,95x +91 Obniżanie się wartości obu tych wskaźników (W C, Z) jest rezultatem wielu złożonych działań, wśród których można wyróżnić: doskonalenie organizacji ruchu drogowego; rozbudowę i udoskonalenie infrastruktury drogowej; wzmocnienie i wprowadzanie nowych form nadzoru ruchu drogowego; doskonalenie konstrukcji pojazdów. W tym ostatnim obszarze interesuje nas zagadnienie doskonalenia urządzeń ochrony osób jadących poprzez wprowadzanie nowych materiałów i rozwiązań oraz odpowiedź na pytanie, czy wprowadzane zmiany do samochodów powodują widoczną poprawę bezpieczeństwa? Prowadzona analiza dotyczy zatem problemu, w jakim stopniu doskonalenie pojazdów wpływa na wskaźniki charakteryzujące bezpieczeństwo pasażerów. Rysunek 2.3 w zestawieniu z tabelą 2.1 pokazują, że jednym z ważnych czynników wpływających na analizowany problem jest średni wiek samochodów w Polsce i w innych krajach. Wiek samochodów wiąże się bezpośrednio z rokiem ich produkcji, a zatem charakteryzuje pośrednio stan ich wyposażenia w urządzenia bezpieczeństwa czynnego i biernego. W Niemczech średni wiek samochodów jest o 3 lata niższy niż w Polsce. 37

lata 14 Średni wiek samochodów osobowych 12 10 8 6 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 ROK POLSKA NIEMCY UNIA EUROPEJSKA Rys 2.3. Średni wiek samochodów osobowych w Polsce, Niemczech i w całej UE w latach 1994-2009 [6] 3. Zmiany w budowie samochodów w aspekcie bezpieczeństwa pasażerów Poniżej opisano ogólny charakter przebiegu procesu zmian zasadniczych cech konstrukcyjnych analizowanych samochodów. Pod uwagę wzięto charakterystyczne wymiary oraz masę samochodów. Na rysunku 3.1 zaznaczono trzy wymiary D, L i ZP, które w zasadniczy sposób charakteryzują analizowany problem. Rys. 3.1. Oznaczenie charakterystycznych wymiarów Szczególne znaczenie ma wymiar ZP, który charakteryzuje przestrzeń przed kabiną pasażerską, a tym samym wskazuje na możliwości rozbudowy struktur energochłonnych. Uśrednione przebiegi zmian długości całkowitej D, rozstawu osi kół L i zwisu przedniego ZP pokazują linie trendu na rysunku 3.2, które obejmują lata 1970-2010. Wybrane do analizy charakterystyczne wymiary wykazują tendencję wzrostową, ale tempo tego wzrostu jest różne. Przy bardzo wolno rosnacym rozstawie kół w samochodach tego segmentu, średnia długość samochodu wzrosła o około 5%, czyli 208 mm natomiast długość ZP, czyli przedniej części pojazdu przed osią kół przednich wzrosła o ok. 18%, czyli o 144mm. 38

Rys. 3.2. Zmiana charakterystycznych wymiarów samochodów z segmentu handlowego C [7-8] Porównanie przebiegu linii trendu na rysunkach 3.2 i 3.3 pokazuje następujące właściwości populacji samochodów w analizowanym segmencie: widoczny jest silny trend wzrostu masy samochodów; zmiana całkowitej długości i rozstawu osi kół ma niewielki trend wzrostowy; wyraźnie rośnie długość zwisu przedniego. Rys. 3.3. Zmiana masy samochodów w segmencie handlowym C [7-8] Relacja pomiędzy tempem wzrostu masy samochodów a ich długością całkowitą wskazuje na rosnącą gęstość upakowania zespołów i urządzeń w nadwoziu. Ostatni wniosek w istotnym stopniu potwierdza odsuwanie kabiny pasażerskiej od przedniego zderzaka, mimo kompaktowej formy nadwozia. Doskonalenie konstrukcji samochodów w zakresie ochrony osób jadących dobrze pokazuje rysunek 3.4, na którym wartości wskaźnika HIC (Head Injury Criterion) systematycznie maleją wraz z wprowadzaniem nowych modeli pojazdów. Zmniejszanie 39

HIC się wartości HIC przy jednoczesnym wzroście masy samochodów pokazuje wysokie tempo zwiększania energochłonnych właściwości nadwozia. 1000 Wskaźnik obrażeń głowy HIC 800 600 400 200 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Rok Produkcji Rys. 3.4. Zmiana wartości wskaźnika obrażeń głowy w segmencie handlowym C [9] 4. Ogólna charakterystyka rozwoju VWG Na przestrzeni lat, w kolejnych generacjach VWG (lata 1974-2010) zmieniał się kształt nadwozia ale także jego główne parametry techniczne: masa własna, długość, szerokość, wysokość, rozstaw osi. Ogólny przebieg tych zmian pokazują wartości w tabeli 4.1 oraz linie trendu na rysunku 4.1. Tabela 4.1. Parametry techniczne poszczególnych generacji VWG z nadwoziem hatchback Model GOLF lata produkcji Masa własna [kg] Długość [mm] Szerokość [mm] Wysokość [mm] Rozstaw osi [mm] I 1974-1983 775 3815 1610 1410 2400 II 1983-1992 875 3985 1665 1415 2475 III 1991-1997 1030 4020 1695 1425 2475 IV 1997-2003 1174 4149 1735 1439 2511 V 2003-2008 1154 4204 1759 1485 2578 VI 2008-1278 4200 1781 1479 2578 VI PLUS 2010-1318 4206 1759 1580 2578 40

Rys. 4.1. Przebieg zmian charakterystycznych parametrów w kolejnych generacjach VWG Analiza kolejnych generacji VWG pozwala wprowadzane zmiany i ich skutki scharakteryzować następująco: zwiększenie sztywności kabiny pasażerskiej i jej odporności na uderzenia; powiększanie zdolności energochłonnych nadwozia w otoczeniu kabiny; powiększanie wymiarów stref energochłonnych; wprowadzanie coraz bardziej skutecznych układów wspomagania pracy kierowcy, szczególnie w sytuacjach krytycznych; rozbudowa i doskonalenie środków ochrony indywidualnej osób jadących. Zmiany opisane powyżej skutkują zwiększeniem wymiarów gabarytowych nadwozia i masy całego samochodu, które w tabeli 4.2 porównano z ogólnym tempem zmian w samochodach analizowanej kategorii. Wartości w tabeli 4.2 obliczono na podstawie przebiegu linii trendu w segmencie C (względem roku 1970), które zestawiono ze zmianami w kolejnych generacjach VWG, odniesionymi do roku 1974. Porównanie wartości procentowych w tabeli 4.2 pokazuje, że zmiany w samochodach VWG mają zdecydowanie szybsze tempo niż średnio w segmencie C. Tabela 4.2. Charakterystyka zmian, uśrednionych za lata 1970-2010 Wielkość, wskaźnik Przyrost w segmencie C Przyrost w kolejnych generacjach VWG Długość całkowita [%] Rozstaw L [%] Odległość ZP [%] Masa własna [%] Energia uderzenia przy v=56km/h 6 1 19 39 39% 10 7,5 23 70 70% 5. Charakterystyka postępu w zakresie bezpieczeństwa pasażerów VWG Opisane wcześniej działania mają na celu: zmniejszenie oddziaływań dynamicznych na ludzi w pojazdach; minimalizację obrażeń w rezultacie mechanicznych oddziaływań na osoby jadące; 41

Przyspieszenie głowy [g] zwiększenie funkcji ochronnej nadwozia względem przestrzeni pasażerskiej. Są one realizowane w kolejnych etapach doskonalenia samochodów, czyli wraz z wprowadzaniem na rynek nowych modeli. Pozytywne skutki wprowadzanych zmian można ocenić na podstawie wyników badań samochodów VWG. Podczas oceny skuteczności wpływu wprowadzanych zmian na bezpieczeństwo pasażerów podczas wypadku drogowego, uwzględniono następujące miary i wskaźniki: wartości ekstremalne przyspieszenia głowy a max ; wskaźnik obrażeń głowy HIC, deformacja nadwozia jako źródło zagrożeń dla osób jadących. Na podstawie testów zderzeniowych, prowadzonych przez NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration), które obejmują centralne czołowe (prędkość v = 56km/h) uderzenie w barierę oraz boczne uderzenie w samochód (v =50km/h), zestawiono wyniki uzyskane przez kolejne generacje VWG [9]. Uderzenie boczne następuje w drzwi kierowcy na wysokości jego bioder i pasażera siedzącego w tylnym rzędzie siedzeń [Regulamin EKG ONZ nr 95].. Zderzenia odbywały się w warunkach porównywalnych, a samochody posiadały poduszki gazowe kierowcy oraz trzypunktowe pasy bezpieczeństwa Wartość wypadkowego przyspieszenia głowy a( t) t 2 2 2 ax( t) ay ( t) az ( ) (2) gdzie: a x, a y, a z - składowe wektora przyspieszenia, informuje o sile bezwładności działającej na głowę. Na rysunku 5.1 pokazano wartości ekstremalne przyspieszenia głowy kierowcy podczas uderzenia czołowego samochodu w sztywną barierę. Wysoka skuteczność procesu doskonalenia przedniej strefy zgniotu samochodu oraz systemu ochrony indywidualnej widoczna jest w tempie obniżania tego niekorzystnego oddziaływania na osoby jadące, mimo jednoczesnego wzrostu energii uderzenia w w/w badaniach testowych. 300 200 180 100% Volkswagen Golf 132% 143% 100 0 98 Energia uderzenia 1983-1992 II generacja 1997-2003 IV generacja 2003-2008 VI generacja lata 51 Rys. 5.1. Wartość wypadkowego przyspieszenia głowy w trzech generacjach VWG (uderzenie czołowe) Podobne rezultaty, potwierdzające postęp w doskonaleniu ochronnych właściwości boków nadwozia, pokazano na rysunku 5.2. Zestawiono tam wartości wypadkowego 42

HIC/ Głebokość deformacji [mm] Przyspieszenie głowy [g] przyspieszenia głowy manekina podczas uderzenia bocznego dla kolejnych generacji VWG. Jednak tempo spadku wartości ekstremalnych przyspieszenia głowy przy uderzeniu bocznym jest zdecydowanie mniejsze niż uzyskane w testach uderzenia czołowego. 200 Volkswagen Golf 100 109 99 79 0 1974-1983 I generacja 1997-2003 IV generacja 2003-2008 V generacja lata Rys. 5.2. Wartość wypadkowego przyspieszenia głowy kierowcy w trzech generacjach VWG (uderzenie boczne) Na rysunku 5.3 zestawiono wartości głębokości deformacji strefy czołowej nadwozia oraz wartości wskaźnika obrażeń głowy HIC podczas czołowego uderzenia kolejnych generacji Volkswagena Golfa [9] przy prędkości 56km/h w sztywną barierę. 1200 Volkswagen Golf 1000 920 800 600 400 520 560 480 390 400 200 HIC 0 1983-1992 II generacja 1997-2003 IV generacja 2003-2008 VI generacja DEFORMACJA lata Rys. 5.3. Głębokość deformacji strefy czołowej oraz wartości HIC w trzech generacjach VWG Oddzielne badania pokazują postęp osiągnięty w zakresie odporności nadwozia na boczne uderzenia. Pokazuje to zestawienie wartości głębokości deformacji bocznej nadwozia (rys. 5.4). Uzyskane wyniki dla trzech kolejnych generacji VWG zestawiono z wartościami wskaźnika HIC, co pokazuje postęp osiągnięty w konstrukcji badanych modeli samochodów. Widoczne zmniejszenie głębokości zgniecenia w strefie bocznej prowadzi do mniejszego prawdopodobieństwa wtargnięcia pojazdu uderzającego do 43

Rozkład głebokość deformacji [mm] HIC/ Głębokość deformacji [mm] wnętrza samochodu uderzanego, a bezpośrednio widoczne jest w obniżeniu wartości wskaźnika HIC obrażeń głowy przy bocznym uderzeniu. 1200 Volkswagen Golf 1000 985 800 600 670 541 529 400 200 410 280 HIC 0 1974-1983 I generacja 1997-2003 IV generacja 2003-2008 V generacja DEFORMACJA lata Rys. 5.4. Głębokość deformacji bocznej nadwozia i wskaźnik obrażeń głowy HIC w trzech generacjach VWG 6. Głębokość deformacji i obrażenia pasażerów samochodów osobowych w Niemczech w latach 1960-2004 Praktyczna skuteczność wprowadzanych zmian w konstrukcji i wyposażeniu samochodów może być oceniona na podstawie analizy skutków wypadków drogowych. Rezultaty wieloletnich badań skutków wypadków drogowych pokazano na rysunkach 6.1 i 6.2. Linie na tych rysunkach, opracowanych na podstawie [11], pokazują jak zmienia się udział procentowy samochodów o określonej głębokości deformacji powypadkowej wraz z latami produkcji samochodów. Przebieg linii na tych rysunkach potwierdza rosnącą skuteczność systemów ochrony osób jadących. Przy rosnącej liczbie samochodów, w których głębokość deformacji powypadkowej maleje (linie VDI 1-3) w obszarze czołowej strefy nadwozia, jednocześnie jest niewielka liczba samochodów, w których deformacja powypadkowa sięga w pobliże przedziału pasażerskiego (linie 4-5). Tu warto podkreślić, że ten postęp jest osiągany przy jednoczesnym znacznym zwiększeniu masy samochodów w latach 1960-2004, a tym samym energii uderzenia. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Deformacja samochodów 1 2 3 4 5 lata VDI 1+2 VDI 1+2+3 VDI 3+4+5 VDI 4+5 Rys. 6.1. Udział samochodów z określonym zasięgiem deformacji powypadkowej w Niemczech w latach 1960-2004; zastosowano następujące oznaczenia przedziałów lat: 1 (1960-74), 2 (1975-84), 3 (1985-94), 4 (1995-99), 5 (2000-04). 44

Głębokość powypadkowej deformacji przodu samochodu oceniono z wykorzystaniem tzw. indeksu VDI Jest to indeks umownego zasięgu deformacji pojazdu. Widoczny na bocznym rysunku indeks VDI =6 oznacza głębokość deformacji czołowej strefy nadwozia naruszającą przedział pasażerski. Oznaczone na rysunku wartości indeksów: VDI =+5, VDI =4, VDI=3, VDI=2, VDI=1, pokazują wartości głębokości deformacji w czołowych zderzeniach samochodów osobowych w Niemczech w latach 1960-2004. Deformacja VDI >5 oznacza naruszenie przedziału pasażerskiego. Zmniejszenie liczby wypadków, w których głębokość deformacji narusza kabinę pasażerską, potwierdza skuteczność wprowadzonych zmian do konstrukcji pochłaniających energię uderzenia. Na rysunku 6.2 pokazano stopień obrażeń pasażerów w wypadkach drogowych, których charakterystyczną deformację pokazano na rys. 6.1. Stopień obrażeń oceniono z wykorzystaniem skali MAIS. Widoczny jest spadek obrażeń poważnych (MAIS > 2 śmierć, pobyt w szpitalu) oraz wzrost liczby obrażeń lekkich ( MAIS < 2 ). Spadek liczby ciężkich obrażeń może być spowodowany tym, że w nowych konstrukcjach samochodów wprowadzono rozwiązania i urządzenia, których zadaniem jest pochłonięcie jak największej części energii uderzenia. Wówczas na osoby znajdujące się w kabinie pasażerskiej działają mniejsze siły bezwładności (mniejsze przyspieszenia, por. rys. 5.2). Rys 6.2. Obrażenia pasażerów w samochodach osobowych w Niemczech w latach 1960-2004 podczas zderzeń czołowych [11] 7. Podsumowanie Analiza zgromadzonych danych liczbowych potwierdziła istotny wpływ wprowadzonych zmian konstrukcyjnych w samochodach badanego segmentu rynkowego na wzrost bezpieczeństwa pasażerów. Widoczny jest spadek głębokości deformacji strefy czołowej w kolejnych modelach samochodów osobowych, mimo rosnącej energii uderzenia podczas testów zderzeniowych. Przeprowadzona ocena zmian charakterystycznych wymiarów wskazuje, że wyraźnie rośnie długość ZP, która pozwala tym samym na rozbudowę przedniej strefy energochłonnej oraz zwiększa odległość kabiny pasażerskiej od zderzaka przedniego. 45

Dobrze jest widoczny związek pomiędzy wprowadzanymi zmianami, a osiągniętym poziomem bezpieczeństwa podróżnych, co pokazano na przykładzie segmentu C oraz VWG. Problem wyjawienia związku pomiędzy doskonaleniem konstrukcji samochodów osobowych, zwiększeniem energochłonności stref zgniotu a zmniejszeniem liczby ofiar śmiertelnych wypadków jest bardzo trudny i przekracza ramy prowadzonych tu rozważań. Jednak widoczne są symptomy, które pozwalają na ukierunkowanie dalszych poszukiwań takich zależności. Literatura: [1] http://www.iadb.org/intal/intalcdi/pe/2009/03799.pdf (data 1.10.2012r.), [2] http://www.internationaltransportforum.org/irtad/pdf/09irtadreport.pdf (data 15. 01. 2012r.), [3] http://www.unece.org/trans/main/wp6/pdfdocs/$ras%202005.pdf (data 15.01. 2012r.), [4] http://stats.oecd.org/viewhtml.aspx?theme=road_injury_accidents& DatasetCode=ROAD_INJURY_ACCIDENTS (data 11.02.2012r.), [5] http://ec.europa.eu/transport/publications/statistics/doc/2009_energy_transport_fi gures.p(data 29.11.2012r.), [6] http://internationaltransportforum.org/irtadpublic/index.html, [7] A. Zieliński :Konstrukcja nadwozi samochodów osobowych i pochodnych. Warszawa, 1998 r. WKiŁ, [8] K. Wiśniewski: Płyta CD-ROM Samochody osobowe- opisy techniczne i dane regulacyjne, [9] http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/database/aspx/vehdb/queryvehicle.aspx, [10] Selbsstudienprogramm A.G.Volkswagen : Insasenschutz passive system nr 410/ 2012, [11] Ablaßmeier W., Slaba T., Walner S., Hartlieb M., Böning S., Wrobel B., Kamm M., O'Brien S., Schwarz T., Zobel R., Ebner H.: Opportunities for a worldwide compatibility evaluation. The 20 th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles Conference (ESV). Lyon-France, 2007. Streszczenie Nadmierna liczba wypadków i ich wysoka ofiarochłonność wywołują konieczność wielokierunkowych działań na rzecz poprawy bezpieczeństwa ruchu drogowego. Jednym z ważnych aspektów tych działań są zmiany w konstrukcji i wyposażeniu samochodów, mające na celu zwiększenie skuteczności ochrony pasażerów. Przedstawiono ocenę skuteczności zmian konstrukcyjnych, wprowadzanych w samochodach osobowych europejskiej klasy compact. Uwagę zwrócono na relację pomiędzy wprowadzanymi zmianami a osiąganą poprawą bezpieczeństwa osób jadących. Wskazano na wpływ wprowadzanych zmian w konstrukcji samochodów na wartości m.in: głębokości deformacji nadwozia podczas czołowego i bocznego uderzenia w przeszkodę, ekstremalnego przyspieszenia głowy oraz wskaźnika obrażeń głowy HIC. Analiza wyników testów zderzeniowych i skutków wypadków drogowych potwierdza związek wprowadzanych zmian konstrukcyjnych ze wzrostem bezpieczeństwa osób jadących. 46

ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF THE APPLIED CONSTRUCTIONAL CHANGES ON THE PASSENGER SAFETY ON THE EXAMPLE OF THE EUROPEAN COMPACT CLASS CARS Abstract The excessive number of car accidents and the traffic fatalities cause the necessity of taking multidirectional activities in order to improve the road safety. Constructional and car equipment changes in order to improve the effectiveness of the passenger protection are important aspects of these actions. The assessment of the effectiveness of constructional changes applied to the European compact class cars was presented in the paper. The attention was paid to the relation between applied changes and attained improvement of the car drivers and passengers safety. The influence of the applied car constructional changes on, among other things, the depth of the car body deformation during frontal and side obstacle hitting, extreme head acceleration and Head Injury Criterion (HIC), was shown. The analysis of the crash tests and the results of the road accidents confirmed the relation between the applied constructional changes and the car drivers and passengers safety improvement. 47