Témata
Reklama

Servohydraulické katapultovací zařízení pro crash testy

Experimentálně získaná data umožňují výpočtářům a konstruktérům navrhnout řadu úprav, které zdokonalí konstrukci vozidla pro zvýšení odolnosti proti nárazu na tuhou překážku. Výsledky experimentů zkoumají i lékaři posuzováním účinků sil měřených senzory umístěnými na vhodných místech figuríny (např. hlava, krční páteř).

Zvětšující se provoz rychlých automobilů vyžaduje dokonalejší ochranu života a zdraví jejich pasažérů. Pasivní ochranný systém, jehož prvky (napínané i nenapínané popruhy, sedadla, podpěra hlavy a zvláště vzduchové polštáře - airbagy) zadrží při nárazu automobilu na tuhou překážku cestující na místě, zabrání jejich nárazu na tvrdé části automobilu, které mohou být při srážce deformovány. Při návrhu katapultovacího zařízení je věnována pozornost konstrukci figuríny a jejím kritickým místům, na kterých jsou umístěny senzory. Statistiky prokazují, že optimálně provedený pasivní systém ochran zachrání ročně desetitisícům pasažérů život. Jeho optimalizace je dosaženo především pomocí experimentů.
Reklama
Reklama
Reklama

Stručný popis experimentálního zařízení pro crash testy

Pasivní systém ochrany je vyvíjen se značnou podporou velmi náročných experimentů na výkonných servohydraulických systémech, jež v laboratoři simulují náraz vozidla na tuhou překážku při různých rychlostech a hmotnostech i dalších okolnostech provázejících náraz. Tyto zkoušky se nazývají crash testy. Jsou nyní už bez výjimek prováděny jako součást vývoje nejen všech moderních automobilů, ale i některých dalších silničních mobilních prostředků. Servohydraulické systémy nahradily dříve používané pneumatické systémy.
Velké síly působící při skutečných nehodách jsou simulovány katapultovacím hydromotorem urychlujícím vyšetřovaný předmět - nejčastěji skelet automobilu s figurínami řidiče a vedle sedícího pasažéra - na saních klouzajících po kolejích. Například hydromotor působí jmenovitou dynamickou silou 2500 kN s normovaným zdvihem pístnice 1000 až 1500 mm. K dosažení rychlosti až 34 m.s-1 (122,4 km.h-1) je hydromotor ovládán čtyřstupňovým servoventilem při provozním tlaku 280 barů a průtoku oleje až 90 000 l.min-1. Katapultovací hydromotory jsou nabízeny ve více velikostech, například pro nominální síly 2500, 1600 a 1720 kN.

Simulace nárazu

Předpokládané simulace nárazu vozidla na tuhou překážku je dosaženo, jestliže na figuríny a prvky systému pasivní ochrany a vybrané části automobilu působí při experimentu ekvivalentní síly a zrychlení jako v případě skutečné nehody, při které na pasažéry jedoucí původně konstantní rychlostí (setrvačné síly a zrychlení jsou nulové) působí velké setrvačné síly a zrychlení určené rychlou změnou původní rychlosti trvající několik desítek milisekund, během nichž rychlost klesne na nulu. Působení těchto setrvačných sil a zrychlení na figurínu spojenou s pístnicí a obrácenou čelem proti směru jejího pohybu lze simulovat tím, že ji z klidu při spuštění katapultovacího zařízení uvedeme do pohybu, jehož průběh je řízen tak, aby bylo dosaženo ekvivalentního průběhu zrychlení a setrvačných sil jako při skutečné nehodě. Dráhu urychlované části katapultovacího zařízení lze rozdělit např. na dráhu o délce 1,7 m sloužící k simulaci nehody, na ni navazující dráhu uklidňovací o délce 8,3 m a za ní dráhu brzdicí o délce 34 m.

Vyhodnocení crash testu

Správně provedený crash test umožňuje konstruktérům a výpočtářům přístup k řešení těchto problémů:
  • zkoumat působení nárazu na pasažéry;
  • optimalizovat prvky systému pasivní bezpečnosti;
  • provést pevnostní analýzu vybraných částí vozidla;
  • posoudit působení volantu a přední části vozidla na pasažéry;
  • získat komplexní obraz o působení nárazu prostřednictvím většího počtu snímačů mechanických veličin umístěných na figuríně a zkoumaných částech vozidla.
  • Na servohydraulickém katapultovacím zařízení firmy Schenck (nyní IST) lze uskutečňovat normované experimenty (podle norem ECE 16 a ECE 17) a rovněž experimenty s průběhem zrychlení simulujícím specifický náraz automobilu na tuhou překážku při různých rychlostech. Katapultovací zařízení je přehledně řízeno pomocí PC vybaveného programy simulace se dříve nedosažitelnou přesností regulace. Katapultovací zařízení je při zkoušce řízeno tak, aby bylo dosaženo libovolně definovaného průběhu zrychlení vyšetřovaných objektů, a současně je měřen skutečný průběh zrychlení vyšetřovaného objektu. Pomocí počítače jsou rovněž evidována a vyhodnocována experimentálně získaná data.
    Průběh experimentu je ještě sledován stacionární kamerou a kamerou umístěnou na vyšetřovaném objektu, která exponuje až 3000 snímků za sekundu. Průběžně jsou digitalizovány grafické záznamy aktuálních průběhů zrychlení, deformací, sil atd. Samozřejmým předpokladem je, že experimenty lze připravit rychle a s vysokou reprodukovatelností. Součástí experimentálního zařízení je rychlá měřicí ústředna umožňující současně měřit stovky údajů z kovových a křemíkových tenzometrů, snímačů zrychlení, dráhy, tlaku a dalších neelektrických veličin, které jsou zpravidla off-line číslicově zpracovány pro pevnostní analýzu vybraných částí katapultovaného vozidla. Z několika laboratoří hodnověrných automobilek je prokázáno, že ročně lze na jednom zkušebním zařízení uskutečnit více než 1000 crash testů.
    Jiří Černohorský
    060420
    pc-hardware@seznam.cz
    Katapultovací zařízení se skeletem vozidla a figurínou za volantem
    Katapultovací zařízení
    Reklama
    Vydání #4
    Kód článku: 60420
    Datum: 12. 04. 2006
    Rubrika: Automobilový průmysl / Zajímavosti
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Made in Česko: Kde rostou srdce laserů

    Že se dá pěstovat kdeco, je jasné – žampiony ve sklepě počínaje a vzácnou orchidejí konče. A není vůbec vyloučeno, že se snadno stanete světově proslulými pěstiteli. Stačí, aby vaše orchidej chytila nějak výjimečnou, netypickou barvu nebo byla větší než jiné, a je to, budete v novinách a stanete se světově známým pěstitelem. Existuje však jedno pěstování, které na hobby úrovni realizovat a dosáhnout v něm světového věhlasu nelze. Jde o pěstování monokrystalů pro vědu, výzkum, inovace a průmysl.

    Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

    Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

    Stroje v pohybu:
    Divoká jízda sondy Pathfinder

    Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

    Související články
    Stroje v pohybu: Protipožární letadlo

    Uprostřed letošního léta byl národní park České Švýcarsko zasažen rozsáhlým lesním požárem, proti němuž zasahovali hasiči z celé republiky. Velké pozornosti se v této souvislosti dostalo mimo jiné protipožárním letadlům Canadair CL-415, zapůjčeným z Itálie. Pojďme si tento letoun blíže představit.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Stroje v pohybu: Raketa, která změní svět

    Americký podnikatel Elon Musk se od založení své firmy SpaceX v březnu 2002 netají tím, že jeho dlouhodobým cílem je kolonizace Marsu člověkem. Již letos přitom plánuje uskutečnit premiérový start orbitální rakety Starship, která mu má tento cíl pomoci splnit.

    Stroje v pohybu:
    Fotoprůzkumné družice

    Za druhé světové války přinášely informace z fronty filmové týdeníky, při první válce v Perském zálivu vysílala živě CNN z bombardovaného Bagdádu – a nyní na Ukrajině má veřejnost poprvé v historii k dispozici prakticky v reálném čase družicové snímky. Navíc neskutečné kvality. Každopádně jde o materiál, který umožňuje potvrdit, nebo naopak vyvrátit mnohá tvrzení válčících stran.

    Stroje v pohybu:
    Webbův teleskop ve vesmíru

    Pětadvacátého prosince loňského roku odstartovala z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně raketa Ariane 5, v jejímž nákladovém prostoru byl na svou misi připraven vesmírný dalekohled Jamese Webba. Právě začala nová etapa poznávání vesmíru. Vědci si od ní slibují nové informace o vzniku vesmíru, černých dírách a temné hmotě.

    Stroje v pohybu – Pražská mobilní zvonohra

    Tentokrát vám představíme stroj veskrze zvláštní a jedinečný. Vlastně jde o hudební nástroj. Je to však takový nástroj, jehož schopnost hýbat se je jen velmi obtížně představitelná, i když má v názvu slovo „mobilní“. Je to totiž zvonohra, jejíž hlavní součástí je soubor 57 zvonů. Jen samy zvony váží dohromady bezmála pět tun, hmotnost celého nástroje je 12 000 kg. Takový kolos byste čekali spíš v mohutných zdech chrámové věže než na korbě nákladního automobilu.

    Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

    Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

    Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 7. díl: Bezpečnost trakčních baterií

    V tomto díle se zaměříme na další problematickou stránku elektromobilů, na jejich bezpečnost. Oč nám půjde především, jsou rizika spojená s možným vzplanutím trakční baterie. Jak totiž v rozhovoru pro KdeNabíjet.cz uvedl plk. Mgr. Rudolf Kramář, mluvčí Hasičského záchranného sboru ČR, pokud požár elektromobilu nezasáhne trakční baterii, pak neexistuje významnější rozdíl mezi požárem bateriového elektrického vozidla a toho s klasickým spalovacím motorem. Jakmile však baterie vzplane, ať už jsou toho příčiny vnější anebo vnitřní, vyžaduje si uhašení elektromobilu rozdílné, a nutno říct, že komplikovanější a nákladnější hasičské techniky a další navazující postupy.

    Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

    V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

    Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

    S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

    Made in Česko - Vodu nejen pro poušť

    S.A.W.E.R. To je název vskutku geniálního zařízení na hranici skutečnosti a sci-fi, které bude ve velmi suchých oblastech generovat ze vzduchu vodu a posléze kultivovat místní půdu v úrodnou zemi. Zařízení již existuje a veřejnosti bude představeno na výstavě Expo 2020 v Dubaji. A stejně jako další neuvěřitelné patenty, které vám představujeme v tomto seriálu, i S.A.W.E.R. je výhradně dílem českých hlav a českých rukou.

    Vyvíjí se nový solný reaktor

    Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit