Research of fire engine movement stability Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

ml bryg. mgr inz. Adam GONTARZ

Maciej GLOGER

mgr inz. Rafal ZAKRZEWSKI

Zespol Laboratoriow Technicznego Wyposazenia Strazy Pozarnej i Technicznych Zabezpieczen Przeciwpozarowych CNBOP

BADANIE STATECZNOSCI SAMOCHODÔW POZARNICZYCH

Streszczenie

W niniejszym artykule zawarto zwiçzly opis podstawowych zjawisk zwi^zanych ze statecznosci^ ruchu samochodu, przedstawiono procedury badania statecznosci samochodow pozarniczych wykonywane w CNBOP, jak rowniez podano uzyskane wyniki badan dla poszczegolnych klas i kategorii pojazdow.

Summary

The article contains short description of basic phenomenons connected with movement stability of the car, CNBOP research procedures concerned to the fire engines and results of tests for different classes and categories of vehicles.

1 WSTÇP

Ruchem statecznym samochodu okreslamy ruch, w ktorym pojazd zachowuje zadany przez kierowcç kierunek jazdy oraz, w razie wytr^cenia go z tego kierunku przez chwilowy impuls zewnçtrzny (np. silny boczny podmuch wiatru), powraca samoczynnie do ruchu ustabilizowanego.

Natomiast z ruchem niestatecznym mamy do czynienia wtedy, gdy po zanikniçciu impulsu zewnçtrznego samochod nie powroci do zadanego kierunku, lecz bçdzie nadal zwiçkszal samoczynnie odchylanie od pierwotnego kierunku.

Utrata statecznosci moze wyst^pic zarowno podczas jazdy po luku, jak i wtedy, gdy pojazd jedzie na wprost. O wiele bardziej niebezpieczny jest drugi przypadek utraty statecznosci, gdyz zjawisko nastçpuje zazwyczaj bardzo szybko i przy duzej prçdkosci, a reakcja kierowcy jest wtedy spozniona lub niewlasciwa.

Istnieje wiele przyczyn wyst^pienia zjawisk zwi^zanych ze statecznosci^.. Do glownych nalezy zaliczyc zjawisko bocznego znoszenia opon (k^t znoszenia a na rys 1). Polega ono na odchyleniu wektora prçdkosci kola (v) od kierunku wyznaczonego przez plaszczyznç symetrii kola, na skutek dzialania sily bocznej (F) powoduj^cej odksztalcenie sprçzyste opony (ryc. 1). Nalezy podkreslic, ze przypadek tocz^cego siç kola bez dzialania sil poprzecznych praktycznie nie istnieje. Nawet w czasie jazdy na wprost wystçpuj^. reakcje poprzeczne spowodowane np. nierownosci^. nawierzchni, poprzecznym nachyleniem drogi czy podmuchami wiatru.

Ryc. 1. Zjawisko bocznego znoszenia opony:

5 - k^t bocznego znoszenia opony, F - sila poprzeczna, Y - reakcja styczna, v - chwilowy wektor prçdkosci kola.

Ze wzglçdu na wzajemne korelacje k^tow znoszenia opon kol przednich i tylnych mozemy wyroznic trzy odmiennie zachowjce siç pojazdy: samochod nadsterowny, samochod podsterowny i samochod o charakterystyce neutralnej.

Jezeli k^ty znoszenia opon kól osi tylnej s^. wi^ksze od k^tów znoszenia opon kól osi przedniej, nast^puje wci^ganie samochodu w zakr^t (samochód nadsterowny), co jest bardzo niebezpieczne i moze prowadzié do groznego wypadku.

Z punktu widzenia bezpieczeñstwa jazdy najbardziej korzystny jest samochód podsterowny (k^ty znoszenia opon kól osi przedniej s^. wi^ksze od k^tów znoszenia opon kól osi tylnej), który charakteryzuje si§ duz^ stabilnosci^. ruchu i trudno jest go wyprowadzié z ruchu prostoliniowego. Statecznosé ruchu pojazdu zalezy przede wszystkim od:

• cech konstrukcyjnych: rozstawu osi, wspólrz^dnych polozenia srodka masy pojazdu, konstrukcji ogumienia, rzezby bieznika, konstrukcji i sztywnosci zawieszenia, geometrii kól itp.,

• czynników zwi^zanych z uzytkowaniem i obslug^ pojazdu, m.in. stanu zaladowania i rozmieszczenia ladunku, cisnienia w ogumieniu, pr^dkosci jazdy.

Poza utrat^ statecznosci spowodowan^. wyzej wymienionym zjawiskiem bocznego znoszenia opon, pojazd moze si§ równiez wywrócié na bok podczas pokonywania zakr^tów ze znaczn^ pr^dkosci^. lub podczas pokonywania nierównosci w terenie.

Na ryc. 2 przedstawiono sily dzialaj3.ce na samochód jad^cy ze stal^. pr^dkosci^. v na zakr^cie o promieniu rz.

Ryc. 2. Rozklad sil dzialaj^cych na samochód jad^cy na zakr^cie:

Fb - odsrodkowa sila bezwladnosci, Yz, Yw - reakcje poprzeczne,

m - masa pojazdu, p - wspólczynnik przyczepnosci, h - wysokosé polozenia srodka masy samochodu

Samochód moze wpasé w poslizg, jezeli odsrodkowa sila bezwladnosci osi^gnie granicç przyczepnosci (Fb=Yz+Yw).

Samochód przewróci siç na bok, jezeli spelniona bçdzie nierównoisé: Fb xh > mgb. Po przeksztalceniach otrzymamy wzór na najwiçksz^. prçdkosé nie powoduj^c^. wywrócenia

I gr b

pojazdu Vmax =J(m/s).

Na ryc. 3 przedstawiono przykladowy przebieg zaleznosci prçdkosci granicznej, powyzej której moze nast^pié wywrócenie pojazdu, od promienia zakrçtu, dla samochodu Jelcz GCBA 5/32 typ OlO.

O H—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—i—I—г

lO 3O 5O 7O 9O llO Promien zakrçtu r [m]

Ryc. 3. Graniczna prçdkosé jazdy na zakrçcie nie powoduj^ca wywrócenia samochodu

Jelcz GCBA 5/32 typ OlO

Przypadek wywrócenia siç pojazdu podczas pokonywania wzniesien dotyczy przede wszystkim samochodów uterenowionych i terenowych, przystosowanych do jazdy poza drogami utwardzonymi. Moze tu wyst^pié przewrócenie siç na bok (utrata statecznosci poprzecznej) lub „przekoziolkowaé" do przodu lub do tylu (utrata statecznosci wzdluznej).

Decyduj^ce znaczenie we wszystkich przypadkach utraty statecznosci ma polozenie wspólrz^dnych srodka masy pojazdu, w szczególnosci jego wysokosé od podloza. Z innych parametrów mozemy wymienié rozstaw kól, prçdkosé jazdy czy sama technika jazdy.

Producent samochodu ratowniczo-gasniczego powinien przestrzegaé ogólnych zasad potwierdzonych wieloma pracami doswiadczalnymi i publikowanymi w literaturze fachowej oraz spelniaé indywidualne wymagania okreslone przez producenta podwozia, przy wykonywaniu zabudów pozarniczych oraz przy zmianach konstrukcyjnych w samym podwoziu. Do najwazniejszych obowi^zków producentów samochodów gasniczych nalezy: przestrzeganie dopuszczalnych nacisków na osie (minimalnych i maksymalnych), poprawne rozlozenie mas w celu uzyskania optymalnego polozenia srodka masy, poprawne wykonanie zamocowania nadwozia pozarniczego i zbiorników na srodki gasnicze do ramy podwozia, poprawne skonstruowanie i wykonanie zbiorników na srodki gasnicze (woda, srodek pianotwórczy) z falochronami tlumi^cymi uderzenia cieczy o sciany zbiornika.

Do obowi^zków uzytkowników nalezy bezwzglçdne przestrzeganie zalecen zawartych w instrukcji obslugi, przede wszystkim nie doprowadzaé do przeci^zania osi i nie zmieniaé rozlozenia sprzçtu w sposób drastyczny naruszaj^cy rozklad nacisków na osie.

W CNBOP wykonywane s^. badania statecznosci samochodów w oparciu o normç PN-EN 1846-2:2005/A1:2005 (U) - „Samochody pozarnicze. Czçsé 2: Wymagania ogólne. Bezpieczenstwo i parametry" oraz wlasne procedury badawcze i instrukcje. Zakres badan obejmuje:

• pomiar granicznego k^ta przechylu bocznego (badanie statecznosci statycznej),

• ocena statecznosci podczas hamowania oraz zdolnosé pokonywania wzniesien (statecznosé dynamiczna),

• badanie statecznosci nosnika kontenerowego podczas zaladunku kontenera.

CNBOP dysponuje odpowiednim zapleczem badawczym. W ostatnich trzech latach zbudowano dwa nowe stanowiska badawcze stosowane przy ocenie samochodów pozarniczych w zakresie statecznosci statycznej:

a. stanowisko do pomiaru granicznego k^ta przechylu bocznego samochodów,

b. stanowisko do pomiaru mas i nacisków na osie i strony pojazdów pozarniczych.

Stanowiska umozliwiaj^. badanie wszystkich samochodow wystçpuj^cych w strazach pozarnych, niezaleznie od gabarytow i mas. Ponizej przedstawiono ich charakterystyki.

2 STANOWISKA BADAWCZE

2.1 Stanowisko do pomiaru granicznego kqta przechylu bocznego pojazdow pozarniczych

Stanowisko, przedstawione na fot. 1 i 2, sklada siç ze stalowej platformy o wymiarach 10x3 m, przechylanej za posrednictwem trzech podnosnikow srubowych o napçdzie elektrycznym, wyposazonych w uklad synchronizuj^cy ich jednoczesn^. pracç. Zastosowany napçd zapewnia plynny rozruch plyty, co jest wazne dla unikniçcia kolysania pojazdu, szczegolnie w koncowej fazie wykonywanej proby. Dodatkowo, uklad pozwala na ci^gl^. regulacjç prçdkosci obrotowej silnikow elektrycznych, co umozliwia szybkie pochylanie plyty w pocz^tkowej fazie badania i zwolnienie ruchow przy koncu proby.

Platforma z podnosnikami posadowiona jest na betonowym fundamencie. Z jednej strony platformy znajduj^. siç stale zaczepy, sluz^ce do stabilizacji pojazdu i zabezpieczenia go przed wywroceniem przy granicznym k3.de przechylu (za posrednictwem pasow swobodnie l^cz^cych ramç lub osie pojazdu z platform^), z drugiej strony znajduj^. siç przykrçcane podpory zabezpieczaj^ce kola przed poslizgiem bocznym podczas proby.

Z boku platformy znajduje siç stanowisko obslugi ze skrzynk^. sterownicz^. (dodatkowo zastosowano sterowanie przewodowe).

Stanowisko umozliwia badanie samochodow o maksymalnej masie rzeczywistej do 32000 kg. Maksymalny przechyl plyty pochylni wynosi 450 (plynny przechyl plyty z mozliwosci^. zatrzymania w dowolnej pozycji).

Szacowana niepewnosc pomiaru k^ta przechylu wynosi ±0,40.

2.2 Stanowisko do pomiaru mas i nacisków na osie i strony pojazdów pozarniczych

Stanowisko, przedstawione na fot. 3 i 4, umozliwia:

• pomiar mas oraz obci^zeñ przypadaj^cych na poszczególne kola, osie i strony pojazdu,

• okreslenie rezerwy masy,

• okreslenie róznicy nacisków na strony pojazdu,

• wyznaczenie polozenia srodka masy pojazdu pozarniczego,

• pomiar uzytkowej pojemnosci zbiorników na srodki gasnicze wykonywane metod^. wazenia,

• badanie statecznosci wzdluznej nosnika podczas zaladunku kontenera.

Fot. 3. Stanowisko do pomiaru mas i nacisków na osie i strony pojazdów pozarniczych

Fot. 4. Stanowisko do pomiaru mas i nacisków na osie i strony pojazdów pozarniczych

Stanowisko sklada siç z czterech niezaleznych betonowych pomostów o wymiarach 1,5x6 m. Kazdy pomost jest posadowiony na czterech czujnikach tensometrycznych typu RC3 15 t firmy FLINTEC. Zakres pomiarowy kazdego pomostu wynosi 1GGGG kg, wartosé dzialki odczytowej 5 kg. Calkowity zakres wazenia wagi 4G t.

W pomieszczeniu wagowym znajduje siç szafa pomiarowa wyposazona w cztery moduly wagowe LDU 68.1 firmy FLINTEC, obsluguj^ce niezalezne pomosty wagowe. Moduly wagowe przetwarzaj^. sygnal analogowy z czujników tensometrycznych na sygnal cyfrowy przesylany do komputera.

Oprogramowanie zainstalowane na komputerze umozliwia rejestracjç wyników badan oraz przesylanie do wydruku.

Zastosowany, unikalny w skali kraju, podzial platformy wagowej na cztery niezalezne czçsci, umozliwia skrócenie l^cznego czasu przeprowadzania badan oraz powoduje zwiçkszenie dokladnosci badan.

Rozszerzona niepewnosé pomiaru przy poziomie ufnosci 95% i wspólczynniku rozszerzenia k=2 dla poszczególnych pomostów pomiarowych zawiera siç w granicach 1,1^5,7 kg.

3 BADANIA SAMOCHODOW POZARNICZYCH

3.1 Pomiar granicznego kqta przechylu bocznego (badanie statecznosci statycznej)

Podczas przeprowadzania pomiaru granicznego k^ta przechylu bocznego pojazd obci^zony jest maksymaln^. mas^. rzeczywist^. (MMR). Dla uzyskania MMR stosowane s^. obci^zenia zast?pcze, odzwierciedlaj^ce planowane rozmieszczenie ladunku i zalogi. Masy zast?pcze za kazd^. osob? (90 kg) s^. umieszczane na siedzisku, a ich srodki mas znajduj^ si? na stalej wysokosci wynosz^cej 70±10 mm nad powierzchni^. siedziska.

Dodatkowo, dla samochodow uterenowionych i terenowych wyposazonych w zbiorniki na srodki gasnicze, wykonuje si? prob? ze zbiornikami napelnionymi do polowy. Proba taka pozwala ocenic odpornosc pojazdu na wywrocenie podczas pokonywania pochylosci terenowych przy cz?sciowo oproznionych zbiornikach.

Graniczny k^t przechylu bocznego (3gr) jest to k^t, przy ktorym nast?puje utrata kontaktu jednego z kol z plyt^. pochylni (rys. 4). W przypadku kol blizniaczych (podwojnych) graniczny k^t przechylu jest wyznaczany w momencie, kiedy oba kola trac^ kontakt z podlozem.

1

Ryc. 4. Badanie granicznego k^ta przechylu bocznego (PN-EN 1846-2):

1 - utrata kontaktu,

2 - plaszczyzna podloza,

3 - plaszczyzna pozioma.

Podczas proby stosowane s^. srodki ostroznosci zapobiegaj^ce calkowitej utracie statecznosci. W tym celu osie lub rama pojazdu powi^zane s^. swobodnie z ram^ pochylni za posrednictwem pasow wyposazonych w mechanizmy napinaj^ce. W trakcie przechylania kontrolowane jest

napi^cie pasow.

Kazdorazowo stosowane s^. blokady zabezpieczaj^ce kola przed poslizgiem bocznym podczas proby. Blokady maj^. wysokosc nie wi^ksz^. niz 50 % minimalnej odleglosci pomi^dzy podlozem, na ktorym stoi pojazd, a obr^cz^ kola.

Prob§ przeprowadza si§ przez pochylanie pojazdu w prawo i w lewo (za wynik koncowy przyjmuje si§ mniejsz^. wartosc).

Dodatkowo, podczas testu, sprawdza si§ skutecznosc dzialania urz^dzenia przelewowego zbiornika wody. Poprzez zwazenie pojazdu przed- i po probie wyznacza si§ ilosc wylanej wody przez urz^dzenie przelewowe (dopuszczalna wartosc wynosi 1% pojemnosci zbiornika wody).

3.2 Badanie statecznosci podczas hamowania

Badanie poprzedzone jest nagrzaniem silnika, ukladu nap^dowego i hamulcow do normalnej temperatury pracy.

Nast^pnie pojazd rozp^dza si§ do pr^dkosci 40 km/h i wykonuje hamowanie awaryjne, az do zatrzymania. W trakcie hamowania kierowca nie ingeruje w zmian§ toru jazdy obranego przez pojazd, oczywiscie o ile nie grozi to wypadkiem.

Wynik proby jest uznawany za pozytywny, jezeli pojazd podczas hamowania nie zboczy z toru jazdy wi^cej niz 20% swojej szerokosci w obie strony.

Pomiary wykonuje si§ w obu kierunkach ruchu. Drugi test wykonuje si§ dla pocz^tkowej pr^dkosci jazdy rownej 60 km/h.

Po zakonczeniu testu sprawdza si§ dodatkowo wszystkie elementy wyposazenia zamontowanego na stale i przewozonego w pojezdzie, czy pozostaly w swoich uchwytach i mocowaniach, w skrytkach i w kabinie, a skrytki i drzwi kabiny nie otworzyly si§ podczas proby. Hamowanie pojazdu odbywa si§ na poziomej i suchej nawierzchni asfaltowej lub betonowej, bez blokowania kol.

3.3 Badanie zdolnosci pojazdu do pokonywania wzniesien

Zdolnosc samochodu pozarniczego do pokonywania wzniesien szacowana jest metod^ analityczn^. dla nast^puj^cych przypadkow:

• ze wzgl^du na statecznosc wzdluzn^. pojazdu,

• ze wzglçdu na wartosé sily napçdowej na kolach oraz przyczepnosé kól napçdowych. Do analizy stosuje siç uproszczenia w postaci przyjçcia sztywnej bryly samochodu (nie uwzglçdnia siç pracy zawieszenia, przemieszczania cieczy w zbiornikach i odksztalcenia opon) oraz pomija przesuniçcie srodka masy od podluznej plaszczyzny symetrii pojazdu. W zaleznosci od rodzaju napçdu (napçd przedni, tylny czy wszystkich osi) oraz ilosci osi pojazdu stosuje siç odrçbne wzory do wyznaczania zdolnosci do pokonywania wzniesien. Przykladowo, ponizej przedstawiono wzory do obliczania zdolnosci pokonywania wzniesien ze wzglçdu na statecznosé wzdluzn^ pojazdu, dla pojazdu dwuosiowego (rys. 5).

Ryc. 5. Szacowanie statecznosci wzdluznej pojazdu: h - wysokosé polozenia srodka masy, c, d - wspólrz^dne srodka masy,

P1 - maksymalny k^t wzniesienia przy zjezdzie P1 = a = arctg— (0),

h

P2 - maksymalny k^t wzniesienia przy podjezdzie P2 = ß = arctgd (0).

2h

Do w/w wzorów majo zastosowanie wyniki badan masowych, wykonywanych na stanowisku do pomiaru statycznych obci^zeñ i nacisków samochodów pozarniczych.

Polozenie srodka masy wyznacza siç metodo analityczno lub metodo badawczo przedstawiono w normie PN-ISO 10392:1997 - „Pojazdy drogowe dwuosiowe. Okreslenie polozenia srodka masy". W metodzie badawczej wykorzystuje siç zmianç nacisku na podloze kól jednej osi podczas podnoszeniu osi drugiej (rys. б). Zmiana bezposrednio jest zalezna od wspólrz^dnych

polozenia srodka masy: im srodek masy jest wyzej umiejscowiony, tym proporcjonalnie wi^ksze b^d^. przyrosty nacisku kol osi przy podnoszeniu.

(R — R ) l

Ryc. 6. Wyznaczenie wysokosci srodka masy h = rt +----x-

G tga

R - reakcja osi, G - masa pojazdu, rst - promien styczny kola, l - rozstaw osi, a - k^t pomi^dzy plaszczyzn^. ramy i platform^ wagi,

1 - platforma wagi,

2 - urz^dzenie do podnoszenia osi.

3.4 Badanie statecznosci nosnika kontenerowego

Celem badania jest sprawdzenie statecznosci nosnika wyrazonej minimalnym naciskiem kol osi przedniej na podloze przy zaladunku/wyladunku kontenera. Nacisk osi mierzy si§ w dwoch granicznych (najbardziej niekorzystnych) ustawieniach kontenera:

• kontener maksymalnie przesuni^ty do tylu (rolki toczne nie opieraj^. si§ o podloze, ryc. 7a),

• kontener spoczywjcy na podlozu, podejmowany przez rami§ zaladowcze (ryc. 7b). Jezeli kola osi przedniej trac^. kontakt z podlozem lub wspolczynnik bezpieczenstwa jest mniejszy od 1,25, wowczas stosuje si§ dodatkowe srodki techniczne poprawiaj^ce statecznosc, np. rozkladan^. podpor§ montowan^. za osi^. tyln^. lub blokad§ zawieszenia. W niektorych przypadkach pomaga zastosowanie pneumatycznego zawieszenia osi tylnej, aktywnie reaguj^cego na zmian§ obci^zenia osi.

b)

Ryc. 7. Warianty ustawienie pojazdu na stanowisku podczas badania statecznosci nosnika

4 WYNIKI BADAN

4.1 Graniczny kqt przechylu bocznego

W tabeli 1 przedstawiono uzyskane wyniki badan statecznosci bocznej, w rozbiciu na klasy i kategorie wg PN-EN 1846-1:2000 - „Samochody pozarnicze. Czçsé 1: Podzial i oznaczenie".

Do analizy wybrano wyniki badan 35 samochodów ratowniczo-gasniczych (2 - lekkich, 17 -srednich, 16 - ciçzkich), badanych w CNBOP w latach 2006-2008.

Tabela 1.

Wyniki badan granicznego kqta przechylu bocznego samochodów ratowniczo-gasniczych (Sgr), w rozbiciu na klasy i kategorie wg PN-EN 1846-1:2000

Klasa L (lekka) 2 t < MMR < 7,5 t M (srednia) 7,5 t < MMR < 14 t S (ciçzka) MMR > 14 t

Kategoria 1 miejska 2 utereno-wiona 3 tereno-wa 1 miejska 2 utereno-wiona 3 tereno-wa 1 miejska 2 utereno-wiona 3 tereno-wa

ôgr (o) - 37,0 brak brak 34,0 32,4 31,5 32,6 29,4 brak

wartosé srednia uzyskana dla grupy badanych pojazdów danych danych danych

Ôgr (o) - wartosé minimalna okreslona przepisami 32 27 27 32 27 25 32 27 25

Na przestrzeni trzech ostatnich lat w kilku przypadkach stwierdzono niezgodnosci z wymaganiami w zakresie statecznosci bocznej. Przypadki te dotyczyly glównie ciçzkich samochodów ratowniczo-gasniczych, kategorii uterenowionej, ze zbiornikami o pojemnosci powyzej 5000 dm3.

Dodatkowe badania samochodów ratowniczo-gasniczych uterenowionych i terenowych, wykonane ze zbiornikami napelnionymi do polowy (±50 dm ), dla samochodów klasy sredniej, nie przyniosly wyników znacznie odbiegaj^cych od wyników uzyskanych przy pelnych zbiornikach (róznice nie wiçksze niz 0,5°). Natomiast w przypadku samochodów klasy ciçzkiej wiçksze k^ty (nawet o okolo 30) uzyskiwano przy zbiornikach napelnionych do polowy. Dowodzi to, ze w pojazdach ciçzkich duze znaczenie ma ksztalt i sposób zamocowania zbiorników na srodki gasnicze do ramy, jak równiez wysokosé ramy pomocniczej.

4.2 Statecznosc podczas hamowania

Badania zachowania siç samochodów ratowniczo-gasniczych w trakcie hamowania, wykonane w CNBOP dla 35 pojazdów poddanych analizie, wykazaly peln^. statecznosé ruchu i zakonczyly siç wynikiem pozytywnym. Nalezy nadmienié, ze samochody byly badane z pelnymi zbiornikami srodków gasniczych, a róznica nacisków na strony nie przekroczyla w zadnym przypadku 3%.

4.3 Zdolnosc pojazdu do pokonywania wzniesien

W tabeli 2 przedstawiono uzyskane wyniki badan statecznosci pojazdu w zakresie pokonywania wzniesien. Do analizy wybrano wyniki 22 samochodów ratowniczo-gasniczych (2 -lekkich, 12 - srednich, 8 - ciçzkich), przebadanych w latach 2006-2008 (wartosci P1 i P2).

Wyniki pomiarów wysokosci srodka masy (h) podano na podstawie badan stanowiskowych 48 samochodów ratowniczo-gasniczych (14 - lekkich, 21 - srednich, 13 - ciçzkich), przebadanych w latach 2000-2004.

Tabela 2.

Wyniki badan statecznosci wzdluznej samochodów ratowniczo-gasniczych, w rozbiciu na

klasy i kategorie wg PN-EN 1846-1:2000

Klasa L (lekka) 2 t < MMR < 7,5 t M (srednia) 7,5 t < MMR < 14 t S (ciçzka) MMR > 14 t

Kategoria 1 miejska 2 utereno-wiona 3 tereno-wa 1 miejska 2 utereno-wiona 3 tereno-wa 1 miejska 2 utereno-wiona 3 tereno-wa

P1 (o) - wartosé srednia uzyskana dla grupy badanych pojazdów 67,2 brak danych brak danych 60,7 58,2 58,1 62,4 58,5 brak danych

P2 (o) - wartosé srednia uzyskana dla grupy badanych pojazdów 51,3 brak danych brak danych 47,4 46,9 52,7 46,1 47,1 brak danych

h (mm) - wartosé srednia uzyskana dla grupy badanych pojazdów 1066 brak danych brak danych 1243 1390 1443 1447 1520 brak danych

P1 - maksymalny k^t wzniesienia przy zjezdzie. P2 - maksymalny k^t wzniesienia przy podjezdzie. h - wysokosé polozenia srodka masy (na podstawie badan stanowiskowych).

4.4 Badanie wplywu rozmieszczenia zbiorników i sprzçtu na statecznosc

W latach 2007-2008, w ramach realizacji tematu badawczego, przeprowadzono badania

samochodów ratowniczo-gasniczych róznych klas i kategorii pod k^tem oceny wplywu polozenia zbiornika wody oraz rozmieszczenia sprzçtu na statecznosé statyczn^ (graniczny k^t przechylu bocznego ôgr) i statecznosé dynamiczn^ (statecznosé podczas hamowania i maksymalny k^t pokonywania wzniesien P¡ i P2).

Ponizej przedstawiono charakterystykç i wyniki badan dwóch wybranych samochodów pozarniczych o podobnych rozwi^zaniach konstrukcyjnych zastosowanych podwozi.

1. Ciçzki samochód ratowniczo-gasniczy na podwoziu MAN, uklad jezdny 4x2:

- wymiary gabarytowe (dl./szer./wys.) 8235/2550/3300 mm,

- pojemnosé zbiornika wody/srodka pianotwórczego 5000/500 dm.

W w/w samochodzie pomiçdzy dwoma seriami badan zamontowano kolo zapasowe na tylnym zwisie oraz wprowadzono zmiany konstrukcyjne zbiornika srodka pianotwórczego, maj3.ce na celu obnizenie srodka masy pojazdu.

2. Ciçzki samochód ratowniczo-gasniczy na podwoziu MERCEDES-BENZ, uklad jezdny 6x6:

- wymiary gabarytowe (dl./szer./wys.) 9570/2550/3455,

- pojemnosé zbiornika wody/srodka pianotwórczego 8400/840 dm .

W w/w samochodzie pomiçdzy dwoma seriami badan wprowadzono zmiany konstrukcyjne zbiornika wody i jego zamocowania, maj3.ce na celu obnizenie srodka masy pojazdu. Podstawowe wyniki badan przedstawiono w tabelach: 3 i 4.

Dane identyfikacyjne badanych pojazdów oraz szczególowe wyniki badan przechowywane s3 w Zakladzie-Laboratorium BS.

Tabela 3.

Wyniki badan ciçzkiego samochodu ratowniczo-gasniczego na podwoziu MAN

Jedn. Wynik badania

Lp. Nazwa parametru miary Pomiar I Pomiar II

(przed zmianami) (po zmianach)

MASY I NACISKI

1 G - maksymalna masa rzeczywista (MMR) kg 15780 16120

2 Ra - nacisk osi przedniej kg 5480 5510

3 RB - nacisk osi tylnej kg 10300 10610

WSPOLRZÇDNE SRODKA MASY

4 c - odleglosc srodka masy od plaszczyzny pionowej osi przedniej mm 2906 2930

5 d - odleglosc srodka masy od plaszczyzny pionowej osi tylnej mm 1546 1522

6 e - odleglosc srodka masy od podluznej plaszczyzny symetrii mm 1 1

STATECZNOSC STATYCZNA

7 5gr - graniczny k^t przechylu bocznego (na stronç lew^/na stronç praw^) 0 30,9 / 30,5 32,5 / 32,1

STATECZNOSC DYNAMICZNA

8 a - maksymalny k^t wzniesienia przy zjezdzie 0 60,3 63,2

9 ß - maksymalny k^t wzniesienia przy podjezdzie 0 43,0 45,7

10 Statecznosc podczas hamowania - pozytywny pozytywny

Tabela 4.

Wyniki badan ciçzkiego samochodu ratowniczo-gasniczego na podwoziu Mercedes - Benz

Jedn. Wynik badania

Lp. Nazwa parametru miary Pomiar I (przed zmianami) Pomiar II (po zmianach)

MASY I NACISKI

1 G - maksymalna masa rzeczywista (MMR) kg 24890 25350

2 Ra - nacisk osi przedniej kg 6580 6750

3 Rb - nacisk osi tylnych kg 18310 18600

WSPOLRZÇDNE SRODKA MASY

4 c - odleglosc srodka masy od plaszczyzny pionowej osi przedniej mm 3595 3586

5 d - odleglosc srodka masy od plaszczyzny pionowej osi tylnej mm 1967 1976

6 e - odleglosc srodka masy od podluznej plaszczyzny symetrii mm 10 5

STATECZNOSC STATYCZNA

7 5gr - graniczny k^t przechylu bocznego (na stronç lew^/na stronç praw^) 0 25,8 / 25,3 27,7 / 26,6

STATECZNOSC DYNAMICZNA

8 a - maksymalny k^t wzniesienia przy zjezdzie 0 60,7 62,0

9 ß - maksymalny k^t wzniesienia przy podjezdzie 0 44,2 46,0

10 Statecznosc podczas hamowania - pozytywny pozytywny

Porownanie uzyskanych wynikow badan przed- i po zmianach uwidacznia znaczenie poprawnego rozmieszczenia i zamocowania stalego wyposazenia pozarniczego w samochodzie. Mniejszego znaczenia nabiera mocowanie poszczegolnych pozycji sprzçtowych wewnotrz samych skrytek.

5 PODSUMOWANIE

CNBOP w trzech ostatnich latach wzbogacilo siç o dwa nowe i wazne stanowiska badawcze. Pozwolilo to na rozszerzenie zakresu badan samochodow pozarniczych oraz zwiçkszenie jakosci i dokladnosci badan. Stosowane procedury badawcze posiadajo akredytacjç, co potwierdza spelnienie odpowiednich wymagan pozwalajocych zachowac powtarzalnosc i odtwarzalnosc badan. Przeprowadzona walidacja metod w sposob kompleksowy wyszczegolnia czynniki wplywajoce na wynik badania oraz szacuje ich wielkosc.

Samochody pozarnicze poddawane so kompleksowym badaniom stanowiskowym w zakresie bezpieczenstwa i parametrow technicznych wplywajocych na ich funkcjonalnosc. W ten sposob CNBOP realizuje swojo misjç ukierunkowano na eliminowanie zlych konstrukcji, zagrazajocych bezpieczenstwu strazakow i bezpieczenstwu na drodze.

Wymiernym efektem prowadzonych badan jest rowniez zwiçkszenie trwalosci pojazdow pozarniczych, w szczegolnosci ich elementow jezdnych.

6 WNIOSKI

1. Istnieje koniecznosc prowadzenia badan w zakresie statecznosci dla wszystkich typow pojazdow pozarniczych, w celu wyeliminowania konstrukcji nie spelniajocych podstawowych wymagan, zawartych w Zaloczniku nr 2 do Rozporzodzenia Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 20 czerwca 2007 r. w sprawie wykazu wyrobow sluzocych zapewnieniu bezpieczenstwa publicznego lub ochronie zdrowia i zycia oraz mienia, a takze zasad wydawania dopuszczenia tych wyrobow do uzytkowania (Dz. U. z 2007 r. Nr 143, poz. 1002).

2. CNBOP dysponuje stanowiskami badawczymi do oceny statecznosci bocznej pojazdow pozarniczych w warunkach statycznych.

3. W celu uzyskania pelnego obrazu statecznosci samochodow pozarniczych konieczne jest rozszerzenie badan w warunkach ruchu.

4. Badania wykonywane na stanowiskach maj o na celu podniesienie bezpieczenstwa ruchu na drogach publicznych oraz ograniczenie przedwczesnego zuzycia ukladow nosnych, jezdnych i hamulcowych, powodowanego przeciozeniem pojazdu lub niepoprawnym obciozeniem osi.

5. Srodki gasnicze i sprzçt w samochodach ratowniczo-gasniczych stanowio 25-30% masy pojazdu, dlatego ich rozmieszczenie ma znaczocy wplyw na statecznosc statyczno pojazdu, wyrazono granicznym kotem przechylu bocznego. W miarç mozliwosci nalezy projektowac skrytki w taki sposob, aby srodki mas najciçzszego sprzçtu nie znajdowaly siç wyzej niz gorna krawçdz ramy pomocniczej pojazdu. Takie ulozenie sprzçtu pozwala na zwiçkszenie wartosci granicznego kota przechylu bocznego w samochodach ratowniczo-gasniczych o okolo 1,0°; w przypadku ciçzkich samochodow sprzçtowych bçdo to wartosci wiçksze.

6. Zachowanie roznicy naciskow na strony pojazdu nie przekraczajocej 3% gwarantuje statecznosc pojazdu podczas gwaltownego hamowania na suchej nawierzchni. W sytuacjach krytycznych (np. rozna przyczepnosc kol, mokre podloze, wymuszenie boczne) moze wystopic poslizg i zmiana toru jazdy, dlatego zaleca siç, aby pojazdy pozarnicze byly wyposazone w uklad stabilizacji toru jazdy (ESP).

7. Niezaleznie od konstrukcji i wyposazenia pojazdu, dla zachowania bezpieczenstwa, nalezy zawsze stosowac podstawowe zasady jazdy: dostosowac prçdkosc do warunkow panujocych na drodze, unikac gwaltownego hamowania, zakrçty pokonywac bez szybkich i gwaltownych ruchow kierownicy, dostosowac prçdkosc do promienia krzywizny drogi, nie uzywac hamulcow oraz gwaltownie nie przyspieszac i nie przeloczac biegow przy pokonywaniu zakrçtow.

Literatura

1. PN-EN 1846-1:2000 - „Samochody pozarnicze. Czçsc 1: Podzial i oznaczenie".

2. PN-EN 1846-2:2005/A1:2005 (U) - „Samochody pozarnicze. Czçsc 2: Wymagania ogolne. Bezpieczenstwo i parametry".

3. PB/BS/6 - „Badanie samochodow ratowniczo-gasniczych", edycja II, listopad 2006,

4. PB/BS/4 - „Pomiary mas i wyznaczenie polozenia srodka masy pojazdu pozarniczego", edycja II, listopad 2006.

5. PB/BS/10 - „Badanie nosników kontenerowych oraz kontenerów z wyposazeniem", edycja II, listopad 2006.

6. PB/BS/34 - „Pomiar granicznego k^ta przechylu bocznego pojazdu pozarniczego", edycja II, listopad 2006.

7. PN-ISO 10392:1997 - „Pojazdy drogowe dwuosiowe. Okreslenie polozenia srodka masy".

8. IS/BS/35 - „Instrukcja wyznaczania wspólrz^dnych polozenia srodka masy samochodu pozarniczego oraz szacowania zdolnosci do pokonywania wzniesien", edycja I, 30.08.2007 r.

9. S. Arczynski: Mechanika Ruchu samochodu. WNT, Warszawa 1993.

10. S. Orzelowski: Eksperymentalne badania samochodów i ich zespolów. WNT, Warszawa1995.

11. Rozporz^dzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 20 czerwca 2007 r. w sprawie wykazu wyrobów sluz^cych zapewnieniu bezpieczenstwa publicznego lub ochronie zdrowia i zycia oraz mienia, a takze zasad wydawania dopuszczenia tych wyrobów do uzytkowania (Dz. U. z 2007 r. Nr 143, poz. 1002).

12. Sprawozdania z badan - roczniki 2000-2008. CNBOP - BS.