Bezpieczeństwo czynne. Część 1

Pod pojęciem bezpieczeństwa czynnego rozumiemy taki zespół szeroko rozumianych czynników, układów i cech konstrukcyjnych pojazdów, które zmniejszają prawdopodobieństwo zajścia kolizji i wypadków samochodowych. Pojęcie bezpieczeństwa czynnego jest bardzo szerokie i cały czas technologie z nim związane bardzo silnie się rozwijają.

O ile do lat pięćdziesiątych dotyczyły one przede wszystkim rozwiązań mechanicznych to od lat siedemdziesiątych można zaobserwować silny wzrost układów opartych na technologiach elektronicznych i informatycznych, Obecnie te technologie związane są w dużej mierze właśnie z problemami bezpieczeństwa stanowią według wielu analiz około jedną trzecią wartości samochodu. W niniejszym artykule odniesiemy się tylko do niektórych elementów bezpieczeństwa czynnego.

Pierwsza grupa odnosi się do problemu zjawisk, które zachodzą w obszarze kontaktu opony z nawierzchnią. Te zjawiska maja kluczowe znaczenie z punktu widzenia prowadzenia pojazdu i bezpieczeństwa. Tutaj niezwykle ważnym elementem jest ogumienie pojazdu, a zatem opony. Opony pośrednicząc w kontakcie pojazdu z nawierzchnią w dużej mierze decydują o bezpieczeństwie ruchu. Opony przenoszą siłę napędowe i hamowania oraz siły poprzeczne. Ich własności fizyczne decydują o granicznych obciążeniach dynamicznych pojazdu. Podstawowymi kryteriami oceny opon są: - zachowanie w ruchu prostoliniowym, stateczność na zakręcie, przyczepność na różnego rodzaju nawierzchniach, sterowalność, komfort jazdy, ekonomia eksploatacji pojazdu. Oczywiście te właściwości korelują z innymi cechami pojazdu jak zawieszenia, elektroniczne układy wspomagania jazdy itd. Podstawą właściwej eksploatacji opon jest ich odpowiedni dobór, zgodnie z zaleceniami producenta pojazdu i producenta opon. W celu zapewnienia maksymalnej trwałości i maksymalnego bezpieczeństwa należy także przestrzegać wskazań producenta dotyczących konserwacji, obsługi, składowania i montażu opon. W odniesieniu do opon zamontowanych na kołach samochodu należy sprawdzić przede wszystkim: czy koła są wyważone, czy na wszystkich kołach zastosowano tego samego typu opony, czy typ opon jest odpowiedni dla danego pojazdu,  dla jakiej maksymalnej prędkości dopuszczone są dane opony,  czy mają dostateczną głębokość rzeźby bieżnika.

Nie wnikając w szczegóły techniczne rozwiązań konstrukcyjnych można powiedzieć, że większość współczesnych opon to opony z bieżnikiem radialnym. Opony mają zapewnić przyczepność kół do nawierzchni. W realizacji tego celu istotnego znaczenia nabierają rowki. Ich ściśle określona wartość graniczna (głębokość rowków nie może być mniejsza od ściśle określonej) zapewnia przyczepność opony do nawierzchni w typowych warunkach ruchu. Opony, pod warunkiem prawidłowego zachowania kierowcy, powodują uniknięcie poślizgu w tym np. poślizgu związanego z tzw. zjawiskiem akwaplaningu czyli utworzenia się w obszarze kontaktu płaszcza wodnego (tworzeniu się tego płaszcza sprzyja też mała głębokość rowków na bieżniku). Należy również zwrócić uwagę na rodzaj materiałów, z którego wykonana jest opona. Nie chodzi przy tym o analizę opon produkowanych przez różne firmy, ale o materiały, z których wykonywane są opony i o podział na tzw. opony zimowe oraz uniwersalne (często mówimy tu o oponach letnich).

Zimowa opona ma inny rodzaj gumy, z której jest wykonana oraz specjalny kształt bieżnika. Tworzywo, z którego zrobiona jest opona letnia, w niskich temperaturach zwyczajnie „zamarza”. Opona robi się twarda i sztywna. W takich warunkach przyczepność opon letnich gwałtownie maleje. Dotyczy to wszystkich opon letnich, ale szczególnie tych przeznaczone do szybkiej jazdy, z indeksami prędkości V,W,V,Z. Opony zimowe w niskich temperaturach nie twardnieją i pozostają elastyczne. Dzięki nim można pewniej poruszać się po śliskich nawierzchniach w niskich temperaturach. Dla samochodu osobowego klasy kompaktowej podczas wykonywania manewru hamowania(droga ośnieżona, prędkość 90 km/godz., samochód wyposażony w układ ABS) różnica dróg hamowania między oponami zimowymi i letnimi waha się między 30 — 45 m. To bardzo dużo i może decydować o zaistnieniu lub nie wypadku samochodowego). Trendy w rozwoju opon, idą w kierunku doskonalenia materiałów, z którego są wykonane. Jedną z najbardziej futurystyczny konstrukcji opon prezentuje firma Good Year (patrz rysunek 1 poniżej).

Rys.1 Opona sferyczna firmy Good Year _ Eagle 360 (z prezentacji W. Choromańskiego wygłoszonej na seminarium organizowanej przez firmę Good Year i Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej)

Opona wykonana jest z „inteligentnego” materiału zmieniającego adaptacyjnie swoje właściwości w zależności od warunków ruchu (np. warunki letnie bądź zimowe). Zastosowanie tego typu opony powoduje konieczność zastosowania zawieszenia magnetycznego. Można zauważyć, że kształt opony zapewnia (przy zastosowani odpowiednie konstrukcji układu napędowego) poruszanie się w kierunku prostopadłym do klasycznego kierunku jazdy pojazdu co rewolucjonizuje wykonywanie takich manewrów jak np.: parkowanie lub wyprzedzanie. Kończąc ten rozdział należy mocno podkreślić, że mimo, iż wspomniane element jakim jest ogumienie i elektroniczne układy np. wspomagające proces hamowania ułatwiają proces kierowania pojazdem i zmniejszają prawdopodobieństwo zajścia wypadków nie będą one skuteczne przy błędach kierowcy (np. nadmierna, niedopasowana do warunków pogodowych prędkość).