Karoseria a bezpieczeństwo

Wypadek lub kolizja drogowa to przypadki, kiedy konstrukcja karoserii poddana jest szczególnemu testowi. Zachowanie karoserii samochodu podczas kolizji drogowej jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na przyjęcie właściwych założeń podczas jej projektowania.

Konstruktorzy biorą pod uwagę nie tylko wielkości fizyczne dotyczące przenoszonych sił podczas kolizji, lecz także dane statystyczne opisujące częstotliwość występowania różnych rodzajów kolizji oraz ich skutków. Nadwozie samochodu osobowego, oprócz funkcji estetycznej ma za zadanie ochronę kierowcy, pasażerów, jak i poszczególnych zespołów pojazdu. Jest to podstawowa funkcja, która w obecnym czasie zajmuje inżynierom najwięcej czasu na etapie projektowania.

Rys. Nowoczesna lekka karoseria hybrydowa (Fot. GM

Jednym z kluczowych problemów z jakim muszą się zmierzyć konstruktorzy to pogodzenie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa z tendencją ciągłego obniżania masy. Potencjalny użytkownik coraz częściej wymaga, aby jego pojazd był przede wszystkim bezpieczny i oszczędny. Wobec wzrostu takiej tendencji wśród odbiorców konstruktorzy koncernów samochodowych skupiają się głównie na dwóch tematach: bezpieczeństwie czynnym oraz biernym. W zakresie bezpieczeństwa czynnego konstrukcja nadwozia musi umożliwiać:

• prawidłowy rozkład obciążenia, zapewniający możliwie jak najniższe położenie środka ciężkości samochodu wraz z pełnym ładunkiem,
• wygodę prowadzenia, z czym wiąże się zapewnienie kierowcy maksimum komfortu jazdy,
• dobre warunki wentylacyjne,
• dobrą widoczność,
• szczelność,
• dobre wytłumienie szumów zewnętrznych,
• aerodynamiczny kształt, co bezpośrednio wiąże się z oporami ruchu, a więc cechami trakcyjnymi pojazdu.

Rys. Statystyka kolizji drogowych (BR)

Dodatkowo o bezpieczeństwie czynnym decydują takie cechy techniczne samochodu, które zapewniają kierowcy pewne i niezawodne kierowanie nim. Należą do nich: układ hamulcowy, system ABS/ASR, system ESP, asystent pasa ruchu, układ kierowniczy, zawieszenie, układ napędowy, ogumienie, oświetlenie itp. Gdy jednak mimo wszystko dojdzie do wypadku, wówczas zdrowie i życie pasażerów zależy od stopnia bezpieczeństwa biernego, na które w decydującej mierze wpływa struktura nadwozia. Podstawową funkcją bezpieczeństwa biernego jest minimalizacja obrażeń doznanych przez podróżujących w razie zaistnienia wypadku. Pod względem strukturalnym funkcja ta powinna być realizowana przez dwa uzupełniające się sposoby:

1.Zapobieganie przeciążeniom dynamicznym działającym na organizm kierowcy i pasażerów. Realizowane jest to za pośrednictwem środków ochrony indywidualnej takich jak: pasy bezpieczeństwa wraz z systemami ich napinania, poduszki powietrzne, aktywne zagłówki itp.

2.Zapobieganie urazom ciała na skutek deformacji pojazdu. To działanie sprowadza się do stworzenia bezpiecznej konstrukcji pojazdu.

Realizacja punktu 2. polega na wprowadzeniu odkształcalnej części przedniej i tylnej nadwozia, która pochłania największą część energii uderzenia, zamieniając ją na pracę odkształcenia plastycznego, czyli strefy kontrolowanego zgniotu. Zmniejsza to również przeciążenia dynamiczne działające na pasażerów.

Rys. Nadwozie samochodu osobowego: 1 – strefa nieodkształ­calna, 2 – strefa o dużej deformacji przy zderzeniu (BR)

Fot. Klatka bezpieczeństwa (Fot. Audi)

Autor: Bogusław Raatz