Streszczenie
W niniejszej pracy zostało wyjaĞnione pojĊcie bezpieczeĔstwa i dokonany jego podział. Poza tym zostały wymienione i opisane podstawowe rodzaje i zadania sta-wiane układom i systemom poprawiającym bezpieczeĔstwo podróĪujących samochodami. Omówione zostały kierunki rozwoju układów bezpieczeĔstwa.
Ponadto zakres pracy obejmuje studium uszkodzeĔ elementów bezpieczeĔstwa, w którym opisane są przyczyny uszkodzenia niektórych układów, oraz charakterystyka metod badania elementów pozwalającą na zweryfikowanie skutecznoĞci całego układu.
Zasadnicza czĊĞü pracy zawiera przedstawienie sposbu postĊpowania podczas diagnozowania elementów na przykładzie układu SRS AirBag samochodu osobowego, wyniki przeprowadzonych badaĔ, ich analizĊ i wnioski wyciągniĊte z przeprowadzo-nych doĞwiadczeĔ.
Słowa kluczowe: układy bezpieczeĔstwa, SRS, poduszki powietrzne Wprowadzenie
Problem oceny stanu technicznego elementów układów i systemów bezpieczeĔstwa w pojaz-dach samochodowych jest zagadnieniem doĞü młodym w historii automobilizmu. Wynika to z faktu, iĪ jeszcze do niedawna bezpieczeĔstwo podróĪujących samochodami nie było sprawą priorytetową dla konstruktorów. WiĊkszym zainteresowaniem niĪ bezpieczeĔstwo pojazdu cieszyły siĊ udogod-nienia mające na celu podniesienie komfortu podróĪowania. Producenci aut przeĞcigali siĊ w tworzeniu coraz to szybszych, mocniejszych pojazdów. Osiągane przez nie doĞü duĪe prĊdkoĞci skutkowały powaĪnymi obraĪeniami podróĪujących samochodami, a bardzo czĊsto Ğmiercią. Po-dobnie wypadki z udziałem innych uĪytkowników dróg wiązały siĊ dla nich z powaĪnymi konsekwencjami. Dopiero opublikowanie wyników badaĔ w połowie ubiegłego wieku zaowoco-wało zintensyfikowaniem prac nad stworzeniem bezpiecznego samochodu. Wprowadzenie wielu skomplikowanych w swej budowie systemów wiąĪe siĊ z koniecznoĞcią oceny stanu ich elementów. Obecnie sprawa wygląda inaczej. ĝwiadomoĞü potencjalnych klientów w zakresie bezpieczeĔ-stwa pojazdów, którymi bĊdą podróĪowaü, wymogła na producentach aut wzmoĪenie prac nad poprawą bezpieczeĔstwa podróĪujących samochodami jak i innych uczestników ruchu takich jak: motocykliĞci, rowerzyĞci, piesi i inni. DostĊpnoĞü wszelkiego rodzaju informacji na temat osiągów i bezpieczeĔstwa pojazdów ułatwia uĞwiadomienie kierowców w zakresie poprawy własnego bez-pieczeĔstwa oraz przewoĪonych pasaĪerów [2].
Poziom skomplikowania układów bezpieczeĔstwa jest doĞü duĪy, zatem przeciĊtny uĪytkownik pojazdu nie zawsze jest w stanie prawidłowo oceniü poprawnoĞü ich działania. Do oceny działania potrzebna jest specjalistyczna wiedza z zakresu układów bezpieczeĔstwa w pojazdach samochodo-wych.
1. Rodzaje i zadania układów bezpieczestwa
Układy bezpieczeĔstwa w pojazdach samochodowych dzielą siĊ na dwie podstawowe grupy. Na bezpieczeĔstwo czynne i bierne. Pierwsze z wymienionych ma za zadanie zapobiegaü zagroĪe-niom wystĊpującym w ruchu drogowym. Zarówno podróĪujący pojazdami jak i inni uczestnicy ruchu tacy jak: motocykliĞci, rowerzyĞci, piesi i inni naraĪeni są na uszkodzenia ciała podczas zda-rzenia drogowego.[7] NajczĊĞciej sprawcami wypadków są kierujący pojazdami samochodowymi.
W celu unikniĊcia kolizji w samochodach stosuje siĊ coraz wiĊcej układów i systemów mają-cych uchroniü uczestników ruchu przed jej wystąpieniem. Z kolei układy biernego bezpieczeĔstwa mają chroniü przed skutkami wypadku. Najogólniej mówiąc wszystkie układy i ich elementy, które zabezpieczają uĪytkowników przed skutkami wypadku, obraĪeniami które mogłyby byü efektem zderzenia, zaliczane są do układów bezpieczeĔstwa biernego.
Nie bez znaczenia dla bezpieczeĔstwa czynnego pozostają te czynniki, które utrzymują kie-rowcĊ w odpowiedniej kondycji jak klimatyzacja, ergonomiczne fotele, oraz te, które zapewniają lepszą widocznoĞü a mianowicie Ğwiatła przeciwmgłowe, Ğwiatła asymetryczne lusterka wewnątrz i na zewnątrz samochodu oraz wycieraczki przedniej i tylnej szyby. [9]
W zasadzie wszystkie urządzenia pojazdu mają wiĊkszy lub mniejszy wpływ na unikniĊcie wy-padku. W związku z tym wprowadzono dodatkowe okreĞlenie tzw. bezpieczeĔstwo prewencyjne. Termin ten oznacza układy z wyposaĪenia samochodu, które nie mają bezpoĞrednio wpływu na unikniĊcie wypadku, raczej na poprawĊ komfortu jazdy, którego brak moĪe jednak przyczyniü siĊ do jego zaistnienia.[10].
1.1. Podstawowe systemy bezpieczestwa czynnego
Anti Blocking System (ABS) – System ABS jest najstarszym elementem czynnego układu bez-pieczeĔstwa jaki zaczĊto stosowaü w pojazdach, jest błĊdnie okreĞlany jako system zapobiegający blokowaniu siĊ kół. W rzeczywistoĞci działanie systemu polega na modulacji ciĞnienia w układzie hamulcowym.[8] Zablokowane koła podczas hamowania wpadają w poĞlizg. W celu przywrócenia przyczepnoĞci koła nastĊpuje gwałtowne naprzemienne blokowanie i zwalnianie kół. [6] W przy-padku wystąpienia niespodziewanego zagroĪenia na drodze kierowcy bardzo dynamicznie i z siłą, która doprowadza do zablokowania kół jezdnych w pojeĨdzie, naciskają na pedał hamulca. Dopro-wadza to w efekcie do utraty kierowalnoĞci pojazdem oraz moĪliwoĞci zarzucania. Utrata panowania nad samochodem jest jednym z głównych powodów wystĊpowania wypadków.[9]
Nowoczesne systemy ABS rozpoczynają działanie w chwili czĊĞciowego poĞlizgu koła. W tym systemie wykorzystuje siĊ informacje o opóĨnieniu kątowym koła (poprzedza to najczĊĞciej bloko-wanie koła) oraz informacjĊ o aktualnym ciĞnieniu w układzie hydraulicznym. Jednostka sterująca odbiera te dane, porównuje je z danymi bazowymi, które nie powinny zostaü przekroczone. Praca układu polega na cyklicznej automatycznej regulacji wartoĞci ciĞnienia w hydraulicznym układzie hamulcowym. Efektem zastosowania takiego rozwiązania jest uzyskanie duĪej skutecznoĞci hamo-wania bez ryzyka wpadniĊcia w poĞlizg. RóĪnice prĊdkoĞci kątowej muszą byü jednak na tyle duĪe aby nie dopuĞciü do zadziałania systemu np. podczas jazdy na zakrĊcie, gdzie prĊdkoĞci kątowe kół po prawej i po lewej stronie są róĪne.[9]
Motor-Schleppmoment-Regelung (MSR) – „przeciwdziała poĞlizgowi kół napĊdowych pod-czas hamowania silnikiem.”[9] Układ MSR jest elementem systemu ABS. ZwiĊksza moment obrotowy podczas hamowania silnikiem lub podczas zmiany biegów, zapobiegając tym samym utra-cie przyczepnoĞci kół. [3]
Automatic Stability Requirement (ASR) – układ kontroli trakcji, którego zadaniem jest prze-ciwdziałanie poĞlizgom podczas przyspieszania. Szczególnie istotną rolĊ odgrywa ten system w przypadku ruszania, bądĨ pokonywania trudnodostĊpnego terenu, gdzie przyczepnoĞü do podłoĪa kół prawej i lewej strony jest róĪna. Działanie systemu polega na automatycznej regulacji momentu napĊdowego kół pojazdu przez porównanie prĊdkoĞci kątowych kół napĊdzanych i toczonych. OkreĞlenie wzajemnego poĞlizgu miĊdzy nimi pozwala centralnej jednostce sterującej na przyha-mowanie kół, w zakresie niewielkich prĊdkoĞci, bądĨ zmniejszenie obrotów silnika przez odciĊcie, opóĨnienie zapłonu lub teĪ zmniejszenie dawki paliwa.
Electronic Stability Program (ESP) – jest systemem wykorzystującym wiele z wystĊpujących poszczególnie układów czynnego bezpieczeĔstwa pojazdu samochodowego. Działanie opiera siĊ na układzie ABS, jednak jest duĪo bardziej wyrafinowane. Realizuje jednoczeĞnie funkcje takich ukła-dów jak: ABS, ASR, EBD, EDC i inne. Od momentu zintegrowania wymienionych ukłaukła-dów bezpieczeĔstwa w jeden ESP uzyskano znaczącą poprawĊ bezpieczeĔstwa w stosunku do zastoso-wania tych samych układów rozdzielnie.[9]
Na podstawie informacji z poszczególnych czujników system przyhamowuje odpowiednie koła stawiając kontrĊ sile próbującej obróciü auto.[4] System ESP zapewnia stabilnoĞü pojazdu podczas poruszania siĊ po łuku.
Dynamic Steering Response (DSR) – jest to system podpowiadający ruch kierownicy samo-chodu podczas poĞlizgu. Kierujący samochodem moĪe poddaü siĊ działaniu układu czyli lekkiemu skrĊcaniu koła kierownicy w celu wyprowadzenia obranego kierunku jazdy lub teĪ mocniej przy-trzymując kierownicĊ nie dopuĞciü do zadziałania systemu. DSR wykorzystuje do sterowania kołem kierownicy układ wspomagania, zaĞ do wykrywania momentu obrotowego system ESP.[5]
Cruise Control System (CCS) znany jako tempomat pozwala utrzymaü stałą prĊdkoĞü jazdy bez udziału kierowcy. Składa siĊ z czujnika prĊdkoĞci jazdy, jednostki sterującej, regulatora kąta poło-Īenia przepustnicy oraz przełączników pozwalających na załączenie lub wyłączenie układu.
Adaptive Cruise Control (ACC) – system kontroli prĊdkoĞci od odległoĞci od innego pojazdu. Nazywany aktywnym tempomatem działa w ten sposób, Īe pozwala utrzymaü zadaną prĊdkoĞü lecz jeĞli sytuacja na drodze tego wymaga system sam wyhamowuje auto i przyspiesza jeĞli droga jest wolna. Układ CCS został rozwiniĊty o dodatkowe funkcjonalnoĞci. WyposaĪenie go w dodatkowe czujniki radarowe oraz urządzenia sterujące po to by wyliczyü prĊdkoĞü pojazdu zapewniającą jazdĊ bezkolizyjną.[1]
Electronic Breaking System (EBS) – system hamulcowy, w którym układ pneumatyczny wy-znaczający siłĊ hamowania uruchamiany jest przez specjalny układ elektroniczny zastĊpujący sterowanie powietrzne. Stworzony został w celu poprawienia układu hamulcowego miĊdzy innymi podczas hamowania awaryjnego. RóĪnica pomiĊdzy układem ABS i EBS polega na tym, Īe układ ABS działa w przypadku nadmiernej utraty przyczepnoĞci kół pojazdu podczas gdy EBS bierze udział w kaĪdym hamowaniu.
Lane Guard System (LGS) – układ Ğledzenia toru jazdy. Układ ma za zadanie ostrzeganie przed zboczeniem pojazdu z obranego toru jazdy. Tendencja nieoczekiwanej zmiany pasa ruchu, jest sy-gnalizowana efektem Ğwietlnym lub dĨwiĊkowym. Układ za pomocą kamer identyfikuje obrany tor jazdy wyszukując linii wyznaczających dany pas ruchu i analizuje połoĪenie pojazdu wzglĊdem tych linii. Innym rozwiązaniem informującym o przekroczeniu linii wyznaczających właĞciwy pas ruchu jest sygnał wibracyjny pojawiający siĊ na kole kierownicy.[10]
Blind Spot Assist (BSA) – system w ruchu miejskim ograniczający kolizjĊ drogową z udziałem pieszych i rowerzystów. System wystĊpujący równieĪ w samochodach ciĊĪarowych. Układ składa
siĊ z trzech czujników radarowych montowanych z prawej strony ciągnika siodłowego. Pierwszy przy stopniu wejĞciowym, drugi za kabiną i trzeci w okolicy tylnej czĊĞci podłuĪnicy ramy. W chwili włączenia prawego kierunkowskazu uruchamiane są czujniki radarowe. Na podstawie informacji z czujników kierowca zostaje informowany o pojawieniu siĊ, w oĞmiometrowym pasie miĊdzy cią-gnikiem, a krawĊdzią jezdni, pieszego lub motocyklisty. Informacje wyĞwietlane są w dolnej czĊĞci lusterek bocznych. Oprócz pojawienia siĊ znaku w lusterkach bocznych, dodatkowo kierowca jest informowany sygnałem dĨwiĊkowym, który ostrzega go o niewykonywaniu manewru ze wzglĊdu na obecnoĞü osób na jezdni.[10]
Brake Assist System (BAS) – Asystent hamowania. System wspomagający nagłe hamowanie, który wyzwala maksymalną siłĊ hamowania w nagłej sytuacji w ruchu drogowym.[6]
ElektroHydraulische Bremse (EHB) – układ hamulcowy, w którym układ hydrauliczny został zastąpiony przez elektroniczny. W hydraulicznym układzie hamulcowym bezpoĞredni wzrost ci-Ğnienia nastĊpuje na sygnał elektryczny. WartoĞü sygnałów odnoĞnie szybkoĞci i siły wciskania pedału hamulca przetwarzane są przez jednostkĊ centralną, a stąd przekazywane do kół.
Active Brake Assist (ABA) system stosowany w samochodach ciĊĪarowych i autobusach. Sys-tem radarowy zastosowany w pojazdach wykrywa pojazdy poruszające siĊ tym samym pasem ruchu w zakresie odległoĞci od 7 do 150 metrów. System w początkowej fazie działania układu ostrzega kierującego sygnałem Ğwietlnym na desce rozdzielczej oraz uruchamia 3-stopniowy program. W chwili wystąpienia zagroĪenia i braku reakcji kierującego system wykorzystuje tylko czĊĞü moĪ-liwoĞci układu hamulcowego. W przypadku kiedy kierowca nadal nie podejmuje akcji ABA uruchamia hamowanie awaryjne pozwalając uniknąü kolizji lub przynajmniej zminimalizowaü jej skutki.[10]
Electronic Differential Lock (EDS) „zwiĊksza tarcie w mechanizmie róĪnicowym podczas po-Ğlizgu kół z jednej strony samochodu, przyspieszając odzyskanie przyczepnoĞci.” Układ wykorzystuje sygnały z czujników ABS. Na podstawie ich analizy rozpoznawany jest poĞlizg kół napĊdzanych. W chwili wykrycia róĪnicy ich prĊdkoĞci układ wyhamowuje koło, które obraca siĊ szybciej, eliminując poĞlizg i umoĪliwia ruszenie pojazdu
Hill Hold Control (HHC). System przeciwdziałający staczaniu siĊ samochodu podczas podjeĪ-dĪania lub zjeĪpodjeĪ-dĪania ze wzniesienia. Pojazd znajdujący siĊ na pochyłoĞci jest hamowany przez system nie pozwalając stoczyü siĊ ze wzniesienia. CiĞnienie w układzie hamulcowym jest utrzymy-wane do momentu wciĞniĊcia pedału gazu przez kierowcĊ.[10]
After Crash System (ACS). W momencie zaistnienia wypadku drogowego system automatycz-nie odblokowuje centralny zamek, załącza Ğwiatła awaryjne, oĞwietleautomatycz-nie kabiny oraz odcina dopływ paliwa. DziĊki temu moĪna uniknąü nieszczĊĞliwych nastĊpstw wypadku drogowego jakim moĪe byü np. zapalenie siĊ auta, zatrzaĞniĊcie siĊ podróĪujących w samochodzie itp.[8]
Distronic (DTR) – układ utrzymywania stałej bezpiecznej odległoĞci miĊdzy pojazdami. Odle-głoĞü miĊdzy pojazdami ustalana jest na podstawie odebrania wczeĞniej nadanego sygnału radarowego. „Wykorzystanie zjawiska Döpplera pozwala oszacowaü prĊdkoĞü wzglĊdną obu pojaz-dów.” Elementem odpowiedzialnym za działanie systemu jest układ ESP. W chwili niebezpiecznego zbliĪania siĊ do pojazdu system automatycznie redukuje prĊdkoĞü. MoĪe dojĞü do sytuacji kiedy, ze wzglĊdu na działanie układu (tylko w zakresie okreĞlonych prĊdkoĞci), regulacja prĊdkoĞci nie jest moĪliwa kierujący pojazdem jest o tym informowany sygnałem dĨwiĊkowym.[9]
Parktronic System (PTS) – system odpowiadający za bezpieczne parkowanie dziĊki zastosowa-niu czujników w zderzakach. Podczas cofania zarówno przód jak i tył pojazdu podlega nadzorowi w odróĪnieniu od jazdy do przodu gdzie kontroli podlega tylko przód pojazdu. Układ PTS działa do
prĊdkoĞci nie przekraczającej 15 km/h kontrolując przy tym obszar z przodu miĊdzy 15 a 80cm zaĞ z tyłu 20 do 120cm. JeĪeli w tym zakresie pojawi siĊ przeszkoda, najpierw kierowca jest informo-wany informacją na wyĞwietlaczu, dalej jeĞli pojazd zbliĪy siĊ do przeszkody na odległoĞü ok. 35cm pojawia siĊ przerywany sygnał dĨwiĊkowy, który po zmniejszeniu dystansu do 20cm, zmienia siĊ w ciągły.[9]
Blind Spot Information System (BLIS) – Za pomocą kamer umieszczonych w lusterkach bocz-nych informuje kierowcĊ o pojeĨdzie, który znajduje siĊ w tzw. martwym polu.[89]Informacja jest sygnalizowana przez lampki umieszczone w lusterkach.
Driver alert – system monitorujący rysy kierowcy wypoczĊtego i porównuje z rysami odczyta-nymi po kilkugodzinnym prowadzeniu samochodu. DziĊki zastosowaniu kamer podczerwieni wykorzystuje informacje zebrane zarówno w dzieĔ jak i w nocy. Kamery wychwytują zmiany w połoĪeniu głowy, układzie ust, a przede wszystkim opadające powieki. Na tej podstawie urucha-miany jest alarm, który informuje kierowcĊ o koniecznoĞci przerwania jazdy i wypoczynku.[10]
Electronic Brakeforce Distribution (EBD) – układ odpowiedzialny za rozdzielenie siły hamo-wania na poszczególne koła. Szczególnie korzystny podczas pokonyhamo-wania zakrĊtów. Siła hamowania jest tak dobierana dla kaĪdego koła, aby zapewniü obrany tor jazdy.[8]
Night Vision Assist (NV) – pozwala na duĪo lepszą ocenĊ sytuacji z uwagi na fakt zastosowania technologii radarowej, kamer podczerwieni oraz fal radiowych. DziĊki ich wykorzystaniu system ma moĪliwoĞü wykrycia organizmów o wyĪszej temperaturze niĪ powietrze. Stosowane są równieĪ dwa rodzaje noktowizorów aktywnych i pasywnych. Pierwsze emitują Ğwiatło podczerwone, drugim zaĞ wystarczy wzmocnione Ğwiatło zastane. Efekt działania obu jest taki sam. Obraz z kamer jest wyĞwietlany na desce rozdzielczej lub na szybie pojazdu.[9]
Tire Pressure Monitoring System (TPMS) – system kontrolujący wartoĞü ciĞnienia w oponach. Zwykle w tych rozwiązaniach wewnątrz opony montowane są bezprzewodowe czujniki ciĞnienia, które w przypadku obniĪenia jego wartoĞci poniĪej optymalnej wyĞwietla informacjĊ na desce roz-dzielczej samochodu. Ostrzega jednoczeĞnie o moĪliwoĞci zwiĊkszenia z tego powodu zuĪycia paliwa, bieĪnika opony i w koĔcu o niewłaĞciwym zachowaniu siĊ opony, mogącym prowadziü do utraty panowania nad pojazdem.[10]
Run Flat – ogumienie tego typu pozwala na kontynuowanie jazdy po utracie ciĞnienia w oponie na przykład na skutek przebicia. W Ğciankach bocznych opony znajduje siĊ gumowa wkładka oraz zmieniona konstrukcja stopki opony, pozwalająca na kontunuowanie jazdy z pewnymi jednak ogra-niczeniami.
Traffic Sign Recognition (TSR) jest to system słuĪący do rozpoznawania znaków drogowych. Informacje o znakach drogowych, pochodzące z kamer, wyĞwietlane są na desce rozdzielczej samo-chodu. Niektóre systemy porównują informacje uzyskane z kamer, z danymi pochodzącymi z oprogramowania nawigacji.
Adaptive Forward Lightning (AFL) – układ kryjący siĊ pod tym skrótem z angielskiego oznacza Ğwiatła adaptacyjne. Działaü moĪe na dwa sposoby. W układzie dynamicznego doĞwietlania zakrĊ-tów strumieĔ Ğwiatła z reflektora układa siĊ zgodnie z ruchami kierownicy. W statycznym doĞwietlaniu zaĞ, oprócz zmiany kierunku padania Ğwiateł mijania bądĨ drogowych, załączane jest dodatkowe Ğwiatło (najczĊĞciej spełniające rolĊ Ğwiateł przeciwmgłowych).[6]
Leuchtweitenregelung (LWR) czyli układ poziomowania Ğwiateł. Rozwiązanie to znane jest juĪ od doĞü dawna jednak do tej pory mieliĞmy do czynienia z układem półstatycznym. Zasada działania takiego układu polegała na zmianie kąta padania Ğwiatła ze wzglĊdu na zmienne obciąĪenie osi.
Układ działał w ten sposób, Īe zmiana nastĊpowała dopiero dla dłuĪej utrzymującego siĊ obciąĪenia osi.
Park Assist to system wspomagający parkowanie. Działanie opiera siĊ na skanowaniu prze-strzeni z boku pojazdu. Kierowca jadący samochode z prĊdkoĞcią nie przekraczającą 30 km/h jest informowany o wystarczającej iloĞci miejsca do zaparkowania. Jego zadaniem jest zatwierdzenie lokalizacji. Program wyznacza drogĊ potrzebną do wykonania manewru parkowania. Dalsze czyn-noĞci ograniczają siĊ do zmiany biegu na wsteczny i utrzymywania prĊdkoĞci. System sam wykonuje manewr przejmując równieĪ kontrolĊ nad układem kierowniczym.[4]
City Safety – układy zabezpieczające przed kolizją. W pojazdach, dziĊki zastosowaniu kamer i urządzeĔ radarowych, system ostrzega kierowcĊ przed obecnoĞcią na tym samym pasie ruchu in-nych pojazdów lub pieszych, znajdujących siĊ w odległoĞci groĪącej zaistnieniem kolizji. JeĞli mino ostrzeĪeĔ kierowca nie zareaguje lub jeĞli jego reakcja, według systemu nie pozwoli uniknąü kolizji, nastąpi uruchomienie hamulców. Układ moĪe byü wykorzystywany do zmniejszenie nadmiernej prĊdkoĞci dla bezpiecznego pokonania zakrĊtu lub wolniej poruszającego siĊ pojazdu oraz zmiany pasa ruchu jeĞli system wykryje przeszkodĊ na tym pasie.
Comand. Obsługa urządzeĔ takich jak nawigacja, telefon czy radioodtwarzacz odwraca uwagĊ kierowcy od sytuacji na drodze. Ułatwieniem pozwalającym obsługiwaü tego typu urządzenia jest system Comand, który pozwala na głosowe posługiwanie siĊ tymi urządzeniami. Kierowca za po-mocą zdefiniowanych komend uruchamia i obsługuje poszczególnymi udogodnieniami.
Inteligentne układy oĞwietlania drogi – układy, których zadaniem jest optymalny dobór oĞwie-tlenia w zaleĪnoĞci od stanu drogi, prĊdkoĞci pojazdu, przebiegu drogi oraz nasłonecznienia za pomocą czujników umieszczonych w pojeĨdzie.
Opony samochodowe. Jednym z waĪniejszych elementów bezpieczeĔstwa jest opona samocho-dowa. To właĞnie opony przenoszą całe obciąĪenie. Są jedynym elementem który stanowi o przyczepnoĞci do podłoĪa. Dlatego teĪ ich dobór i właĞciwa eksploatacja jest tak waĪnym elemen-tem dla naszego bezpieczeĔstwa.
1.2. Bezpieczestwo bierne
BezpieczeĔstwo bierne (pasywne) – ma na celu zmniejszenie i złagodzenie skutków awarii lub zaistniałej juĪ kolizji drogowej. Dotyczy to okresu, w którym kierowca nie jest juĪ w stanie wpłynąü na charakter ruchu samochodu i zapobiec powstaniu kolizji drogowej. Do elementów biernego bez-pieczeĔstwa w samochodzie naleĪą wszystkie układy chroniące pasaĪerów i osoby trzecie przed ciĊĪkimi obraĪeniami i utratą Īycia w nastĊpstwie wypadku drogowego”.[10] BezpieczeĔstwo bierne pojazdów samochodowych dzielimy na wewnĊtrzne i zewnĊtrzne. WewnĊtrzne czyli zagra-Īające kierowcy i pasaĪerom samochodu. PrzewoĪone ładunki oraz sama obecnoĞü ludzi, ich przemieszczanie siĊ w chwili zderzenie generuje szereg czynników zagraĪających ich zdrowiu i Īy-ciu. W celu zabezpieczenia przed zagroĪeniami wewnątrz i na zewnątrz auta powstało wiele usprawnieĔ oraz układów poprawiających bezpieczeĔstwo. Wykonanie wnĊtrza samochodu z miĊk-kich materiałów wykoĔczeniowych, usuniĊcie ostrych krawĊdzi z wnĊtrza, stosowanie dodatkowych poduszek w miejscach, w których wystĊpuje potencjalnie najwiĊksze zagroĪenie uszkodzenia ciała podczas kolizji, to tylko niektóre z nich.
BezpieczeĔstwo bierne zewnĊtrzne stosuje siĊ do pozostałych uczestników ruchu jak rowerzy-Ğci, piesi, motocykliĞci i inni. Chodzi o zmniejszenie ryzyka uszkodzenia ciała w kontakcie
z pojazdem samochodowym. W tym celu stosowane są miĊdzy innymi zderzaki z tworzyw sztucz-nych, poduszki dla pieszych, wyposaĪenia samochodu w elementy Ğwietlne, odblaskowe po to by samochód był bardziej widoczny dla innych uczestników ruchu.
2. Metodyka diagnozowania stanu elementów bezpieczstwa pojazdów samochodowych na przykładzie układu SRS AirBag
W obecnie produkowanych samochodach znajduje siĊ wiele ciekawych rozwiązaĔ poprawiają-cych bezpieczeĔstwo lub ograniczająpoprawiają-cych skutki wypadku drogowego. Od systemów wspomagających prowadzenie auta po takie, które w przypadku wystąpienia zdarzenia informują odpowiednie słuĪby o miejscu wypadku.
2.1. Warunki przeprowadzaia bada
Przedmiotem badania jest układ SRS AirBag samochodu osobowego marki OPEL Vectra C rok produkcji 2003. W pierwszej kolejnoĞci wykonano badanie organoleptyczne. Sprawdzono działanie kontrolki. Po włączeniu zapłonu kontrolka zaĞwieciła siĊ i po chwili zgasła w czasie róĪnym od pozostałych. Dodatkowo sprawdzono miejsca zamontowania poduszek w celu sprawdzenia wystĊ-powania Ğladów wymiany lub naprawy.
NastĊpnie wykonano identyfikacjĊ pojazdu i jego wyposaĪenia na podstawie numeru nadwozia. Oprogramowanie diagnostyczne pomaga w łatwy sposób w znalezieniu miejsca zamontowania złą-cza diagnostycznego w samochodzie.
Za pomocą złącza diagnostycznego OBD II podłączono diagnoskop do auta. W oknie wybrano markĊ, rok produkcji i dane techniczne auta. NastĊpnie nastąpiła próba połączenia siĊ ze sterowni-kiem układu.
Na potrzeby przeprowadzenia badania stworzono uproszczone stanowisko, na którym doko-nano sprawdzenia działania generatora oraz samej poduszki gazowej. Stanowisko składa siĊ z podstawy, na której zamontowano fotel oraz poduszki gazowej.
W uchwycie generatora gazu zamontowano czujnik drgaĔ urządzenia Diamond 401A. Przed poduszką ustawiono kamerĊ termowizyjną w celu rejestracji zmiany temperatury generatora w trak-cie detonacji.
RównoczeĞnie dokonano pomiaru temperatury samej poduszki nylonowej po wybuchu w celu okreĞlenia temperatury i wpływu na ciało kierowcy podczas uruchomienia poduszki. Do generatora gazu podłączono przewody elektryczne.
W celu uruchomienia generatora przewody zostały podłączone do akumulatora samochodo-wego. Wykonano trzy próby uruchomienia poduszek.
W celu potwierdzenia wyników badania przeprowadzono trzy próby. KaĪda z nich potwierdziła wynik pierwszego badania. Wynikiem badania było otrzymanie zbliĪonych wyników z poszczegól-nych uruchomieĔ.
2.2. Wyniki bada
Podczas diagnostyki komputerowej układu poduszek gazowych wystąpił problem w komuni-kacji ze sterownikiem. Konieczna bĊdzie dalsza diagnostyka w zakładzie elektromechanicznym celem zweryfikowania kompletnoĞci i poprawnoĞci działania układu.
Podczas łączenia ze sterownikim nastąpił błąd w komunikacji. Kolejnym działaniem w przy-padku braku komunikacji bĊdzie szczegółowa diagnostyka poszczególnych elementów układu począwszy od metody organoleptycznej badania całego układu po przyrządową metodĊ badania po-szczególnych elementów układu.
PoniĪej przedstawiono wynik przeprowadzonych badaĔ z widokiem z termowizji. Kolejne etapy uruchomienia układu SRS AirBag.
Rysunek 1. Ukad w stanie gotowoĞci ħródło: opracowanie własne.
Rysunek 2. Napełnanie poduszki gazowej ħródło: opracowanie własne.
Rysunek 3. Poduszka napełniona gazem
Rysunek 4. OpróĪnienie poduszki ħródło: opracowanie własne.
Podczas badania zmierzono wartoĞü skuteczną drgaĔ RMS, która wynosiła 1,93mm/s. Jak po-kazują wyniki badaĔ temperatura generatora gazu osiąga bardzo wysoką wartoĞü, jednak jest to element wbudowany w koło kierownicy, co chroni kierowcĊ przed bezpoĞrednim kontaktem. Tem-peratura samej poduszki nylonowej równieĪ wzrasta, lecz nie są to tak wysokie wartoĞci. NastĊpuje wzrost zaledwie o 22,5 stopnia Celsjusza i bardzo szybkie schłodzenie poduszki.
2.3. Analiza wyników bada
Podejmując próbĊ oceny stanu układu poduszek gazowych zaczĊto od najprostszej metody. Organoleptyczne okreĞlenie sprawnoĞci układu polegało na sprawdzeniu poprawnoĞci załączenia siĊ i wyłączenia diody kontrolnej. Wynik nie pozostawił wątpliwoĞci co do sprawnoĞci układu. Obserwacja miejsc zamontowania poduszek równieĪ nie wzbudziła podejrzeĔ. Mimo to, uĪyta me-toda badawcza nie daje pełnego obrazu stanu elementów układu SRS AirBag. Kolejnym krokiem była diagnostyka komputerowa układu. Podczas badania ujawniła siĊ usterka, polegająca na błĊdzie komunikacji ze sterownikiem układu. Badanie diagnoskopem nie wskazało konkretnego uszkodze-nia, jedynie uzyskano informacjĊ o błĊdzie w komunikacji.
Obecnie stosowane układy i systemy bezpieczeĔstwa są na tyle zaawansowane technicznie, Īe bez specjalistycznych przyrządów nie moĪna uzyskaü szczegółowych informacji na temat ich stanu. Sama obserwacja lampki kontrolnej moĪe byü jedynie wstĊpem do diagnostyki elementów układu.
Badanie z wykorzystaniem diagnoskopu dowodzi wyĪszoĞci metody przyrządowej nad orga-noleptyczną. W wyniku jej zastosowania uzyskano informacje o błĊdzie w komunikacji. Niestety
nawet badanie testerem nie okreĞliło konkretnej przyczyny błĊdu. W konsekwencji konieczna bĊ-dzie dodatkowa, szczegółowa analiza stanu poszczególnych elementów układu SRS w celu zidentyfikowania przyczyny usterki.
Podczas badania temperatury poduszki i generatora gazu w kaĪdym z trzech przypadków wy-niki były zbliĪone do siebie. Temperatura generatora i jego najbliĪszego otoczenia osiągała bardzo wysokie temperatury.
Sama poduszka równieĪ siĊ nagrzewała jednak były to temperatury, które nie stanowią zagro-Īenia dla zdrowia ludzkiego.
3. Podsumowanie
W pracy przedstawiono rodzaje bezpieczeĔstwa dotyczące pojazdów samochodowych. Zawarte zostały równieĪ informacje na temat wybranych układów i systemów bezpieczeĔstwa czynnego i biernego, elementy układów oraz kierunki rozwoju nowoczesnych układów bezpieczeĔstwa. Przedstawione zostały moĪliwe przyczyny uszkodzeĔ, zawarto opis metod badawczych stosowa-nych w diagnostyce układów bezpieczeĔstwa w samochodach. Pozwoliło to na przeprowadzenie badaĔ nad układem poduszek powietrznych w samochodzie osobowym.
W pracy dokonano badania układu SRS AirBag. Do tego celu posłuĪono siĊ metodą organolep-tyczną oraz przyrządową z wykorzystaniem urządzenia diagnostycznego Bosh KTS 520. Na podstawie wyników z przeprowadzonych badaĔ nie moĪna okreĞliü, która z metod jest najlepsza. Zarówno organoleptyczna jak i przyrządowa nie daje całkowitej pewnoĞci co do prawidłowoĞci działania układu. Lampka kontrolna zadziałała prawidłowo, co nie wzbudzało podejrzeĔ co do dzia-łania układu. Jednak podłączenie testera diagnostycznego daje niejasny obraz. Napotkano problem z połączeniem ze sterownikiem. Jedynie bezpoĞrednie uruchomienie generatora pozwala mieü pew-noĞü, Īe układ jest sprawny. Niestety nie moĪe to byü metoda powszechnie stosowana w diagnostyce układu SRS z uwagi na koniecznoĞü wymiany zarówno samej poduszki jak i sterownika układu.
Bibliografia
[1] Dąbrowski M., Kowalczyk S., TrawiĔski G.: Diagnostyka pojazdów samochodowych. WSiP, Warszawa 2013.
[2] Dąbrowski M., Kowalczyk S., TrawiĔski G.: Pracownia diagnostyki pojazdów samochodowych. WSiP, Warszawa 2011.
[3] Dyga G. TrawiĔski G. Diagnostyka układów elektrycznych i elektronicznych pojazdów samochodowych. WSIP, Warszawa 2014.
[4] Fundowicz P., Michałowski B., Radzimierski M.: Podstawy elektrotechniki i elektroniki samochodowej. WSiP, Warszawa 2007.
[5] Pacholski K.: Elektryczne i elektroniczne wyposaĪenie pojazdów samochodowych, czĊĞü 1. WyposaĪenie elektryczne i elektromechaniczne. WKŁ, Warszawa 2013.
[6] ReĔski A.: Budowa samochodów. Układy hamulcowe i kierownicze oraz zawieszenia. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej. Warszawa 1997.
[7] Rokosh U.: Poduszki gazowe i napinacze pasów. WKŁ Warszawa 2003.
[8] Sitek K.: Racjonalne prowadzenie samochodu. Wydawnictwo Waldemar Grzebyta. Piła 2006.
[10] Zwierzycki W.(red.): Samochodowy transport krajowy i miĊdzynarodowy kompendium wiedzy praktycznej. SYSTHERM D. GaziĔska S.J., PoznaĔ2010.
STRUCTURE BASE KNOWLEDGE REQUIRED FOR ASSESSMENTS OF SAFETY COMPONENTS OF MOTOR VEHICLES
Summary
In this paper we explained the notion of safety and made its division. Besides lists and describes the basic types of tasks and sta-be laid to systems and systems for im-proving the safety of traveling by car. Were discussed directions of development of safety systems.
Moreover, the scope of work includes the study of the damage safety features, which are described causes damage to some systems and methods for testing the char-acteristics of the elements that allows to verify the effectiveness of the entire system.
The main part of the work includes representation sposbu procedure when diag-nosing elements on the example of the SRS Airbag Passenger car-go, the results of the research, their analysis and conclusions drawn from the experiments performed. Keywords: vehicle safety systems, SRS AirBag
Ewa KuliĞ Tomasz KałaczyĔski Michał Liss Andrzej Sadowski Joanna Wilczarska Janusz Wasilewski
Zakład Pojazdów i Diagnostyki Wydział InĪynierii Mechanicznej
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy e-mail: ekukla@utp.edu.pl
