Felemelhető tengely elektropneumatikus rendszerének meghibásodásával kapcsolatos biztonságtechnikai kutatási projekt
Felemelhető tengely elektropneumatikus rendszerének meghibásodásával kapcsolatos biztonságtechnikai kutatási projekt
A korszerű haszongépjármű technikai széles körben elterjedt megoldása a különböző járműtengelyek elektropneumatikus működtetésű felemelhető tengely kialakítása. Ezeket a megoldásokat úgy a vontató mint pedig a többtengelyű pótkocsikon is alkalmazzák.
A kutatás során egy DAF XF 6×2 nyerges vontató esetében vizsgáltuk az egyes jármű tengelyek légrugóinak nyomás szabályozását és a jármű optimális szintszabályzásának folyamatát, menet közbeni statikus (rakodáskori ill. alacsony sebességű haladás) valamint dinamikus hatások (útegyenetlenségeken való áthaladás, ívmenet, fékezés és gyorsítás) esetében is.
A 6×2 hajtásképletű vontatóknál a B1 és a B2 tengely is felemelhető lehet a döntően háromtengelyes félpótkocsiknál a C1 és C3 tengelyeket alakítják ki(természetesen vagy-vagy) felemelhető kivitelűként.
Ezen liftberendezések elsődleges célja a vontató járműveknél a hajtási trakciós jellemzők javítása a nagyobb addicionális kerékterhelés következtében, a félpótkocsiknál az optimális tengelyterhelés kialakítása és az abroncskopás csökkentése céljából.
A közúti közlekedési balesetek illetve havaria események vizsgálata során kiemelt fontossággal bír, hogy az ilyen un.liftberendezések működésbiztonsága szempontjából az elektropenumatikus és elektromechanikus szerkezeti elemek vizsgálatára a szakemberek gyors, de ennek ellenére megbízható és pontos vizsgálati eljárással rendelkezzenek és erre vonatkozóan a jelen kor technikai színvonalának megfelelő szakmai ismeretanyag álljon rendelkezésre.
A kutatás/fejlesztés első szakaszában áttekintettük a meghatározó felemelhető tengely megoldások technikai palettáját, különös tekintettel a szerviztechnika követelményei oldaláról.Ennek részeként esettanulmányokat végeztünk a megtörtént közlekedési balesetek és havariák területére vonatkozóan.
Végezetül kifejlesztettünk meghatározóan Wabco ECAS(Electronically Controlled Air Suspension – elektronikusan szabályozott sűrített levegős rugózás) légrugó liftrendszer működésbiztonságát ellenőrző helyszíni vizsgálati eljárást.
Előbbi széles körben elterjedt kialakítás jellegzetessége, hogy a vontató jármű B” tengelyén lévő z-irányú terhelés érzékelő segítségével nem engedi a hajtótengely terhelésének növelését 11,5 t fölé. (un. útkímélő tengely funkció)Amennyiben a hajtótengely terhelése eléri a 11.500 daN nagyságot akkor az automatika leengedi a B1 tengelyt. A hajtókerék trakciós jellemzőinek időszakos javítását, a B2 tengely z- irányú terhelésének növelésével növeli az átvihető kerületi abroncserő nagyságát, amely lehetővé teszi a B1 tengely kismértékben és rövid ideig való felemelését. A felemelés során a hajtótengely terhelés átterhelődése azonban nem haladhatja meg a 11.500 daN + 30 % értékhatárt.
Külön témakörként vizsgáltuk az ECAS berendezés három szintű beállítását lehetővé tevő elektromechanikus berendezés működési és vizsgálati folyamatát:
- Az un. normál szinten ,azon működési mód működésvizsgálatát vizsgáltuk , amely alkalmazásával a jármű a közúton nagyobb haladási sebességgel tud haladni
II-III. normál szintek az I. szinttől lefelé és felfelé eltérnek. A vizsgálat esetében az SR 1347 típusjelű hajtótengely esetében a max. emelési magasság tartomány 150 mm. Az I. magasságról pozitív (emelés) irányban 80 mm, negatív (süllyesztés) irányban 70 mm a vontató hajtótengelyétől mérhető z- irányú elmozdulások értéke.
A trakciós terhelés áthelyezését az ECU max. 90 s időtartamig engedi ,előbbi időtartam után a trakciós segítség 50 s után zárul.Ugyancsak deaktiválja a trakciós segítséget az a menetállapot, amelynek során a gépjármű túllépi a 30 km/h-ás sebesség határt. Előbbi működési folyamatok vizsgálatára vonatkozó gyors mérési módszert fejlesztettünk ki és kidolgoztuk az országúti ellenőrzések technológiáját és oktatási anyagát is.
A B2 tengely légrugó nyomásának alakulása a hátsó tengelycsoport terhelésváltozásának függvényében
Haszongépjármű fékrendszer elektromechanikai elemek biztonság- és szervíztechnikai vizsgálati rendszerének kísérleti fejlesztése
Az 1996 –ben bemutatott első megoldások után forgalomba hozott haszonjárművek már elektronikus fékrendszerrel készülnek. Az Actros tehergépkocsi család fékberendezése volt az első sorozatban beépitett elektronikus fékrendszer az ún. Telligent rendszer.
Az Actros tehergépkocsi család fékberendezése volt az első sorozatban beépitett elektronikus fékrendszer az ún. Telligent rendszer. (1998-tól az Actroson kívül a Renault Magnum és a Scania nyerges vontatója is EBS-es fékrendszerű volt.
Ezeknél a járműveknél a fékrendszer nyomását a korábbi típusoknál használatos 8,3 bar üzemi nyomásról 10 bar-ra növelték. Előbbiek következtében a fékrendszer ún. megszólalási sebessége és hatásossága jelentősen javul. A sűrített levegővel működtetett kerékfék berendezések vezérlését elektromos jellel végezték , amelyet a nyomáskörben aktiválnak és így növelik a teljesítőképességet, a működtetési komfortot és az egész fékberendezés gazdaságosságát. A TELLIGENT rendszernél a vontató gépkocsi és a pótkocsi egyes tengelyterheléseinek megfelelően történik a fékerők tengelyenkénti felosztása. A teljes járműszerelvény terhelése alapján folyamatosan optimalizált fékezőnyomások valósulnak meg mindkét fékkörben. A nagy rakomány, illetve terhelés-különbözőség ellenére az elektropneumatikus fékrendszerrel felszerelt haszongépjármű olyan adhéziós viszonyok mellett és olyan komfort szinten fékeződik, mint egy személygépkocsi.
A vontató gépkocsi kerék- fékberendezésének kopását az elektropneumatikus fékrendszer feldolgozza, a kritikus betétkopás-nagyságok esetén a kivezérelt nyomás értékeit korrigálja. Az elektromos adatátvitel következtében különösen a hátsó tengely fékmegszólalási ideje csökken jelentősen. Az ún. „Brake-bay-wire” vezérlésre vonatkozó esetleges emocionális kételyeket elkerülendő, az elektropneumatikus – EPB – fékrendszer kétkörös kialakítású, azaz az elektronikus vagy elektromos rendszer meghibásodása esetén a fékberendezés működtetése pneumatikus úton is lehetséges.
Előbbi megoldások a mai időszakban már teljesen standard kivitelek Előbbi gépkocsiknál illetve járműszerelvényeknél széles körűen alkalmazottak a különböző elektronikus működtetésű fékszerkezetek , illetve a mechatronika alkalmazása. Az automatikus működési módok és a különböző járművezetőt segítő asszisztens rendszerek nemcsak a jármű vezetését könnyítik meg, hanem hatékonyan növelik a közlekedésbiztonság szintjét is.
Utóbbi a fékkésedelmi idők csökkentésében és ezáltal a fékút csökkentésében valamint a magasabb szintű működésbiztonságban manifesztálódik. A korábbi időszakban a műszaki okok miatt bekövetkezett közlekedési balesetek jelentős részét a haszongépjárművek sűrítettlevegős fékrendszerének meghibásodásai és ennek következtében megnyilvánuló fékezési- és iránytartási jellemzők kritikus szintre csökkenése okozták.
Ebben a kutatási-fejlesztési munkánkban áttekintettük a sűrített levegős fékrendszerek valós baleseteket megelőző fékrendszerbeli anomáliáit különös tekintettel az elektromechanikus szerkezeti részek biztonságspecifikus jellemzőire tekintettel és kidolgoztuk ezen főbb elemek – praxisközeli,gépjármű szakértői vizsgálati rendszerét.
Vizsgálataink első részében áttekintettük az ENSZ EGB 13.számú előírásának gyakorlati vizsgálati témájára vonatkozó követelményeit és módszereit.(4. melléklet fék mérések,6.melléklet fékkésedelmi idők ,10. melléklet fékezési kompatibilitás és mérési módszerek,valamint az elektronikus fékrendszerekre , azok vizsgálatára vonatkozó követelményeket.
Vizsgáltuk a különböző elektromos és hibrid hajtású haszonjárművek kompresszorainak működésbiztonságát különös tekintettel az elektromos meghajtású kompresszorokra vonatkozóan. A kísérleti méréseink során a Wabco gyártómű un. e-comp elektromos motoros hajtású , elektronikus vezérlésű fokozatmentesen állítható haszongépjármű kompresszorának működésbiztonságát és ellenőrzési módjait is elvégeztük.
Autóbusz ráfutásos ütközés passzív biztonságtechnikai vizsgálata
Autóbusz ráfutásos ütközés passzív biztonságtechnikai vizsgálata
A kísérlet elsődleges célja az volt, hogy jól dokumentált kísérleti eredményeket szolgáltasson az ilyen típusú balesetek szakértői vizsgálataihoz.A tipikusnak mondható un .ráfutásos balesetek során az elől haladó járművek valamilyen forgalmi akadály miatt lassítanak, vagy megállnak és ekkor a hátulról nagyobb sebességgel, többnyire rövid követési távolsággal jövő jármű nekik ütközik. A hátsó ráfutásos balesetek során, amennyiben az utasok biztonsági övet használnak és az utastér nem deformálódik, ekkor elsősorban a nyakcsigolya igénybevételek okoznak maradandó személyi sérüléseket. A kísérletben és egy IKARUS 250 típusú autóbusz ütközött kettő előtte álló személygépkocsira. Az ütközési kísérlet kezdetekor a két személygépkocsit behúzott kézifékkel – az első gépkocsi az ütközés utáni elgurulást meggátolandó 1. sebességfokozatban – egymástól mintegy 3 m-es távolságban lévő helyzetben volt. Az üres autóbusz 50 km/h sebességre felgyorsulva és ütközés előtt kezdett lassítással V= 41,5 km/h sebességgel ütközött a személygépkocsikra. Az autóbusz ütközési paramétereinek valamint a kísérlet fénykép és video anyaga képezte a mérési dokumentációt.
Autóbusz utaskiesés kísérleti vizsgálata
A kérdéses időszakban a nem gyakran, azonban súlyos következményekkel járó, menetközbeni autóbuszból történt utaskieséses balesetek indokolták a balesettípus kísérleti vizsgálatát.
A vizsgálatot indukáló konkrét esetben a balra nagyívben kanyarodó szóló autóbuszban álló utas egyensúlyát vesztve a középső ajtó alsó részének esett, melynek rögzítő kereke a vezetősínből kiugrott és az ajtó felfelé kinyílt, majd az autóbuszból ki is esett. A baleset során az utas megsérült, majd később a kórházban elhalálozott.
A balesetben részes autóbusz műszaki állapotának szakértői szemléje, majd ezt követően a balesetben részes járművel megegyező típusú és kialakítású autóbusz baleset helyszínén végzett menetdinamikai vizsgálata és a gyalogos dummyval szintén a balesetkori menetviszonyokra vonatkozó jármű utasterében az elesési –felütközési kísérlet szimulációja. A vizsgálat során nagysebességű kamerák felvételeivel történt az utast helyettesítő gyalogos dummy mozgásának rögzítése és elemzése. A dummyban elhelyezett UDS berendezéssel annak x-y-z tengely mentén kialakuló gyorsulás lefutásának rögzítésére is sor került. A kísérletek során az autóbusz oldalajtó a dinamikus elmozdulása mellett nem nyílott ki, a dummy annak felütközve az utastérben maradt.
Az elvégzett kvázistacionárius erőmérések során az ajtó rögzítő keretében maradt, nem nyílott ki.A vizsgálat során megállapítást nyert, hogy az ilyen kivitelű autóbuszok oldalajtók utas-kiesés megakadályozásának ellenőrzésére ill. egyéb kinyílást ellenőrző vizsgálataira sem hazai sem pedig nemzertközi előírás-szabvány nem rendelkezik. Meghatározható cél volt tehát egy ílyen követelményrendszer és vizsgálati módszer kidolgozása.
Haszongépjárművek kedvezőtlen észlelhetősége miatti balesetek vizsgálata
A távolsági forgalomban résztvevő haszongépjárművek éves átlagos futásteljesítménye meghaladja a 100.000 km-t, amelyből az éjszakai közlekedés aránya ca. 30%, amely részesedés a modern logisztikai módszerek alkalmazásával / ,, just in time,, várhatóan tovább fog növekedni. A haszongépjárművek észlelhetőségi kérdései főképpen rossz látás körülmények közötti haladás során jelentkeznek, tehát sötétben, alkonyatkor és rossz időjárási körülmények között. Jó látási viszonyok mellett a haszongépjárművek szignálképe a jellegzetes kontúrok következtében jól érzékelhető. A közlekedő partnerek egyértelműen tudják azonosítani a nagyméretű járművet. A tehergépkocsik azonosítását tehát a kontúrképük alapján végzik a közlekedés más résztvevői. Ugyanezen érzékelés kedvezőtlenül alakul sötétben, vagy rossz látási viszonyok között. Különösen fontos tehát a tehergépjárművek hátsó és oldal részének a jó láthatósága. A modern, gyors személygépkocsik és a náluk sokkal lassúbb haszongépjárművek közötti nagy sebességkülönbség, különösen rossz látási körülmények között súlyos, ráfutásos balesetekhez vezet. Az elvégzett vizsgálat célja az volt, hogy a sötétben és rossz látási viszonyok között történt haszongépjármű balesetek milyen mértékben mutatnak sajátosságokat a természetes nappali fénynél bekövetkezett balesetekkel összehasonlítva. Az értékelés során több mint száz paraméter szerint, számítógépes elemzéssel vizsgáltunk 4363 Magyarországon és Európában történt közlekedési balesetet. A vizsgálatok eredményei alapján ezen paraméterek kb. 15% hozható közvetlen vagy közvetett kapcsolatba a témafelvetésben meghatározott látási viszonyokkal.Az elvégzett kutatás alapján meg lehetett határozni az ilyen jellegű balesetkből származó nemzetgazdasági veszteségek nagyságát, a jellegzetes baleseti partnereket, a meghatározó baleseti okokat, a járművezetői észlelés jellemzői tés a balesetben részes haszongépjármű vizuális észlelhetőségének fokozatait.Parametrizált műszaki és hatékonysági dokumentáció készült az alkalmazható passzív biztonsági megoldásokról.
Tehergépkocsi borulás balesetrekonstrukciós módszerek kidolgozása
A haszongépjárművek eltérő rakomány méretei- tömegei illetve a tehergépjármű műszaki kialakítása miatt bekövetkező legveszélyesebb balesettípus, a lecsökkent menetsatbilitás következményeként a pályaelhagyásos és borulásos balesetek. A változó tömegű és súlypont helyzetű rakományok meghatározó szerepet játszanak a haszongépjárművek menetstabilitási jellemzőinek alakulása során.Nem minden esetben szükséges a rakomány elmozdulása a rakodó felüketen ahhoz, hogy a különben normálisnak minősíthető menetjellemzőjű haladás során valamilyen vezetéstechnikai manőver során a jármű(szerelvény) kritikus , stabilitásvesztés közeli helyzetbe kerüljön. Közös jellemzője ezeknek a baleseteknek, hogy a gépjármű (a legtöbb esetben járműszerelvény) még az út felületén lecsökkent menetstabilitású helyzetbe kerül (a gépkocsivezetőnek hírtelen kormányoznia, illetve fékeznie kell), amelynek során kitér a haladási nyomvonalból, becsuklik (jackknifing) vagy felborul. A kutatás során áttekintettük ezen balesettípus főbb jellemzőit, különös tekintettel a többtagú járműszerelvények műszaki kialakítása, stabilitási szintje és a járművezetők borulást megelőző aktív –passzív szerepének vizsgálatával és ennek során kidolgozásra kerültek a tehergépkocsi borulásos balesetek rekonstrukciójára alkalmas különböző modellekre vonatkozó( merev, rugózott stb.) kvázistacionárius számítási módszerek.
Rugózott felépítmény momentán centrum elhelyezkedése
A rugózott felépítmény nyomaték viszonyai
Csuklós autóbusz járműdinamikai vizsgálata menetkísérletekkel
Korábbi vizsgálataink is megerősítették , hogy a csuklós autóbuszok menetviselkedése, összehasonlítva a sztenderd szóló autóbuszokéhoz határozott különbséget mutat, amelyet döntően a változó nagyságú terhelés és a kerék-talaj közötti lecsökkent tapadási viszonyok együttes hatására következik be a második csuklós tag belengése révén( sávszélesség növekedés) , valamint extrém esetben a jármű együttes oldalirányú csúszásával és a csuklós jármű becsuklásával. Járműtechnikai oldalról a becsuklás gátlóval felszerelt csuklós autóbuszok menetviselkedését szabványos hossz- és oldaldinamikai vizsgálatokkal lehet elemezni. Egy fejlesztési projekt során új megoldású becsuklásgátló berendezést alakítottak ki, amely megoldás az ilyen berendezéssel felszerelt csuklós autóbusz járműdinamikai jellemzőinek menetkísérletekkel történő vizsgálatát igényelte. A vizsgált jármű Ikarus 435.06 típusú csuklós, városi autóbusz volt, a csuklószerkezet hidraulikus munkahengerrel ellátott becsuklásgátló szerkezet. A tényleges kísérletek során ISO egyes sávváltás, ISO kettős sávváltás, ISO szlalom eszteket végeztünk elA vizsgálati eredményeket fénykép, video, és a mérési eredmények kiértékelésével dokumentáltuk.
Mérőhelyek az autóbuszon:
A nedves pályás sávváltás: