Analiza Dinamicii Si Modelarea Accidentelor In Care Sunt Implicate Autotrenuri

ANALIZA DINAMICII ȘI MODELAREA ACCIDENTELOR ÎN CARE SUNT IMPLICATE AUTOTRENURI

INTRODUCERE

În lucrarea ce urmează se încearcă într-o mică măsură să se abordeze problematica coliziunilor în care sunt implicate autotrenuri, rolul pe care îl joacă conducătorul auto la desfășurarea evenimentelor rutiere și funcția importantă ce o deține expertul tehnic în elaborarea expertizei tehnice, din care rezultă modul cum s-a produs accidentul rutier, cauzele și vinovații.

Expertiza tehnică auto, este menită să pună, cu înalt simț de răspundere, la dispoziția organelor de urmărire penală și instanțelor judecătorești, date apte să elucideze tot ce vizează construcția, exploatarea, întreținerea și reparația autovehiculelor, dând de asemenea răspunsuri calificate la probleme fundamentale de circulație rutieră și tehnică auto.

În primul capitol al proiectului sunt prezentate pe scurt bazele teoretice ale coliziunilor autovehiculelor precum și forțele care acționează asupra unui autocamion cu semiremorcă. Tot în acest capitol putem găsi informații despre maniabilitatea în viraj a autotrenurilor dar și elemente despre semiremorci.

În al doilea capitol sunt analizate sistemele de înregistrare a activității conducătorilor auto și a deplasării autovehiculelor; tahograful cu disc și tahograful digital.

În al treilea capitol este prezentat un calcul dinamic al unui autocamion.

În capitolul patru am prezentat studiul de caz și obiectivele expertizei.

În ultimul capitol sunt prezentate concluziile trase în urma realizării acestui studiu.

MODELAREA MATEMATICĂ A ACCIDENTELOR ÎN CARE ESTE IMPLICAT AUTOTRENUL

1.1 Bazele teoretice ale coliziunilor autovehiculelor

În cursul desfășurării unui conflict rutier deosebim trei faze:

Antecoliziunea

Coliziunea

Postcoliziunea

Antecoliziunea este perioada de dinaintea producerii accidentului (are loc până în momentul în care cele două autovehicule vin în contact).

Coliziunea corespunde perioadei în care cele două autovehicule sunt în contact. În acest interval are loc deformarea caroseriei, proces prin care o parte din energia cinetică inițială se transformă în energie de deformație.

Postcoliziunea are loc din momentul desprinderii celor două autovehicule până la oprirea lor. În anumite cazuri au loc coliziuni multiple, adică un corp vine în contact de mai multe ori cu alte corpuri (de exemplu, după o ciocnire frontală un autoturism lovește un copac.)

Perioada coliziunii are o durată foarte scurtă (de ordinul milisecundelor), ca urmare, la studiul acestei perioade se va apela la relațiile specifice din teoria ciocnirilor. În cursul fazei de antecoliziune și a celei de poscoliziune se pot aplica metodele cunoscute din mecanica teoretică pentru determinarea parametrilor mișcării corpurilor rigide. La studiul acestor faze se caută de obicei determinarea ecuației de mișcare a autovehiculelor implicate în coliziune.

1.2 Teoria ciocnirilor

Figura1.2 Ciocnire centrală

Figura1.3

1.2.1Legea impulsului:

1.1

– masa

– forța

– forța înainte de faza de coliziune

– forța de restituire

– timpul

– viteza inițială

– viteza finală

1.2

1.3

Coeficientul de restituire: 1.4

Vitezele finale:

1.5

1.6

Energia cinetică consumată la deformare: 1.7

– Energia cinetică înainte de impact

– Energia cinetică după impact

1.8

1.9

1.10

În cazul impactului perfect plastic:, , 1.11

1.12

În cazul impactului parțial elastic:, 1.13

În cazul impactului perfect elastic: ,, 1.14

Pe baza noțiunilor teoretice ale ciocnirilor se pot determina unii parametri cinematici și dinamici care caracterizează mișcarea autovehiculelor în timpul impactului. Primele încercări de modelare a accidentelor au avut loc încă din anii 1960 – 1970.

Pentru o reconstrucție ale acestora cât mai fidelă a accidentelor și a posibilelor consecințe ale acestora este necesară determinarea precisă a parametrilor cinematici și dinamici care le descriu. Numărul mare de factori perturbatori care influențează variația acestor parametri fac imposibilă determinarea lor cu metodele obișnuite. Din această cauză se apelează la ajutorul calculatoarelor, utilizând diferite metode numerice.

Modelarea accidentelor se referă în general la:

Modelarea cinematică și dinamică – modelarea mișcării autovehiculelor înainte, respectiv după impact.

Modelarea deformațiilor – modelarea deformațiilor caroseriei

Aceste domenii nu se pot delimita clar deoarece ele sunt interdependente: parametrii cinematici și dinamici ai autovehiculelor înainte de coliziune determină gradul de deformare al caroseriilor, iar gradul de deformare determină coeficientul de restituire, al cărui valoare determină la rândul său parametrii cinematici după impact.

1.3 Forțele care acționează asupra unui autocamion cu semiremorcă

Figura1.4 Forțele care acționează asupra unui camion cu semiremorcă

– sarcina normală la puntea din față a autotractorului

– sarcina normală la puntea din spate a autotractorului

– sarcina normală la puntea semiremorcii

– sarcina normală la autotractor

– sarcina normală la semiremorcă

– sarcina normală în punctul de ancorare a semiremorcii

– rezistența aerodinamică la autotractor

– rezistența aerodinamică la semiremorcă

– rezistența la rulare la puntea din față a autotractorului

– rezistența la rulare la puntea din spate a autotractorului

– rezistența la rulare la puntea semiremorcii

– forța de tracțiune

– forța orizontală care acționează în punctul de ancorare

– înălțimea punctului de aplicare a rezistenței aerodinamice față de sol la autotractor

– înălțimea punctului de aplicare a rezistenței aerodinamice față de sol la semiremorcă

– înălțimea centrului de greutate la autotractor

– înălțimea centrului de greutate la semiremorcă

– distanța între puntea din față și centrul de greutate al autotractorului

– distanța între puntea din spate și centrul de greutate al autotractorului

– ampatamentul autotractorului

– distanța de la punctul de ancorare până la puntea semiremorcii

– raportul dintre puterea de frânare și sarcina normală la puntea din față a autotractorului

– raportul dintre puterea de frânare și sarcina normală la puntea din spate a autotractorului

– raportul dintre puterea de frânare și sarcina normală la puntea semiremorcii

– coeficientul de rezistență la rulare

– coeficientul de aderență

– accelerația, decelerația

– accelerația gravitațională

– unghiul de înclinare al pantei

Sarcina normală la puntea semiremorcii:

1.15

Pentru simplificarea ecuațiilor:

1.16

Forța orizontală care acționează în punctul de ancorare:

1.17

1.18

Sarcina normală în punctul de ancorare a semiremorcii:

1.19

Sarcina normală la puntea din spate a autotractorului:

1.20

Pentru simplificarea ecuațiilor:

1.21

Forța de tracțiune:

1.22

Forța de tracțiune maximă:

1.23

1.24

1.3.1 Caracteristicile de frânare ale autocamionului cu semiremorcă

Pentru autotractor:

1.25

Pentru semiremorcă:

1.26

Pentru autocamion cu semiremorcă:

1.27

Figura1.5Forțele care acționează asupra unui autocamion cu semiremorcă în timpul frânării

– forța de frânare la puntea din față

– forța de frânare la puntea din spate

– forța de frânare la puntea semiremorcii

Sarcina normală la puntea din față:

1.28

Sarcina normală la puntea din spate:

1.29

Sarcina normală la puntea semiremorcii:

1.30

Pentru simplificarea ecuațiilor:

1.31

1.32

1.33

1.34

1.4 Maniabilitatea în viraj a autotrenurilor

Figura1.6 Adaptarea la infrastructură a autocamioanelor

Figura 1.7 Sistemul european modular de cuplare a semiremorcilor și remorcilor

Maniabilitatea autovehiculelor reprezintă capacitatea acestuia de a se deplasa cât mai exact în direcția comandată de conducător, adică de a executa virajele dorite, sau de a menține mersul rectiliniu. Maniabilitatea are o mare importanță pentru securitatea circulației rutiere și depinde de caracteristicile constructive ale autovehiculului, de caracteristicile căii de rulare, precum și de felul mișcării.

Pentru un viraj corect, fară alunecări laterale este necesar ca toate roțile autovehiculului să descrie cercuri concentrice cu centrul în O, numit centrul instantaneu al virajului.

Figura 1.8

Figura 1.9

1.5 Virajul autotrenului când se ia în considerare devierea laterală a pneurilor

Dacă asupra roții autovehiculului acționează o forță transversală Fy, determinată de o forță centrifugă, un vânt lateral sau de înclinarea transversală a drumului, roata începe să ruleze sub un unghi α față de planul de simetrie, numit unghi de deviere laterală.

Unghiul de deviere laterală a pneului α depinde demărimea forțelor tranversale, normale și tangențiale, care acționează asupra roții și de elasticitatea transversală a pneului.

Figura 1.10

Parametrii care urmează să fie determinați experimental:

– rigiditatea pneurilor în viraj

– viteza unghiulară de rotație a roților din față

– raportul de amortizare a anvelopelor din față

Lista constantelor cunoscute:

– masa autotractorului

– momentul de inerție a autotractorului

– masa semiremorcii

– momentul de inerție a semiremorcii

– distanța de la CG până la puntea de direcție

– distanța de la CG până la puntea față tandem

– distanța între punțile motoare ale autotractorului

, – distanțele de la CG pentru punțile semiremorcii

– distanța de la CG al autotractorului până la punctul de ancorare

– distanța de la punctul de ancorare până la CG al semiremorcii

Alte variabile în ecuații:

– viteza inițială a autotractorului

– viteza laterală a autotractorului

– accelerația laterală a tractorului

– viteza inițială a semiremorcii

– viteza laterală a semiremorcii

– accelerația laterală a semiremorcii

– unghiul de alunecare pentru n punți

– derivata întâi a unghiului de alunecare pentru puntea față

– derivata a doua a unghiului de alunecare pentru puntea față

– forța laterală la n punți

– devierea laterală a autotractorului

– accelerația laterală a autotractorului

– devierea laterală a semiremorcii

– accelerația laterală a semiremorcii

– unghiul de virare la puntea față

– unghiul de articulare între autotractor și semiremorcă

Ecuațiile de mișcare pentru autotractor sunt:

Însumând forțele pe direcția laterală:

1.35

Însumând momentele față de centrul de masă:

1.36

Ecuațiile de mișcare pentu semiremorcă:

Însumând forțele pe direcția laterală:

1.37

Însumând momentele față de centrul de masă:

1.38

Ecuația pentru cuplarea semiremorcii la autotractor:

1.39

1.40

Unghiurile de alunecare la punțile autotractorului și semiremorcii sunt:

Punte față autotractor: – model de bază

1.41

Punte față autotractor: – model îmbunătățit

1.42

Punți spate autotractor:

, 1.43

Punți semiremorcă:

, 1.44

Forțele laterale aplicate la fiecare punți:

, , , 1.45

, 1.46

1.6 Răsturnarea

Răsturnarea autovehiculelor se produce datorită pierderii echilibrului transversal- pierdere cauzată fie de acțiunea forțelor centrifuge la deplasarea cu viteză ridicată a autovehiculelor în viraj, fie datorită deplasării autovehiculelor pe un teren cu înclinație transversală, fie datorită acțiunii forțelor de impact, fie datorită combinației acestori factori. În cazul răsturnărilor cea mai solicitată parte a caroseriei este pavilionul (și stâlpile acesteia), care trebuie să reziste la greutatea totală al autovehiculului fără deformații majore ce ar putea periclita viața ocupanților. Acest tip de coliziune are efecte grave la autovehiculele grele.

Figura 1.11

Figura 1.12

– accelerația laterală 1.47

– unghiul de înclinare transversală

– lățimea autotrenului

1.7 Model de remorcă

În PC-Crash se folosește cuplarea bazată pe forță între vehicul și remorcă. Forța necesară cuplării este calculată pe toată durata simulării pentru a avea siguranța că accelerațiile remorcii și vehiculului tractor sunt identice în punctul de cuplare. Prin folosirea acestui model poate fi verificată stabilitatea conducerii.De asemenea, modelul poate fi folosit și pentru calculul spațiului necesar vehiculului tractor și remorcii la viteze reduse.

Calculul procesului:

În primul rând, deplasările vehiculului tractor și remorcii sunt calculate separat, fără forțele de tractare.

În afara soluției ecuațiilor de mișcare pentru vehiculul tractor și remorcă sunt calculate și accelerațiile în punctul de cuplare a acestora.

Sunt determinate forțele de prindere necesare pentru menținerea punctului de cuplare dintre vehiculul tractor și remorcă.

Sunt calculate accelerațiile suplimentare ale punctului de cuplare, datorate acestor forțe suplimentare.

Trebuie îndeplinite două condiții. Prima condiție este că forțele de cuplare între vehiculul tractor și remorcă trebuie să fie egale și direct opuse. A doua condiție este că accelerațiile vehiculului tracor și remorcii trebuie să fie identice. Pe baza acestor două condiții este format un sistem de ecuații lineare. Acest sistem poate fi inversat, putând fi imediat calculate forțele din punctul de cuplare.

Deplasările vehiculului tractor și remorcii sunt modificate prin adăugarea componentelor accelerației vehiculului tractor și remorcii necuplate la cele rezultate din forțele de cuplare.

Deoarece deplasările vehiculului tractor și remorcii sunt calculate separat în PC-Crash, pot apărea unele diferențe minore datorate rotunjirilor numerice care nu sunt corectate în mod automat. Prin urmare, se poate întâmpla ca în urma unei simulări lungi, punctul de cuplare al vehiculului tractor să nu fie exact în aceeași poziție cu cel al remorcii.

Dacă o remorcă este legată de un vehicul, forța de cuplare influențează deplasarea ambelor. Direcția și mărimea acestei forțe depind de tipul de remorcă și de prindere. La anumite remorci (majoritatea remorcilor cu direcție), direcția forței de cuplare depinde, în principal, de configurația geometrică a remorcii. Pentru celelalte tipuri, o importanță deosebită o prezintă mișcările instantanee.

PC-Crash consideră cuplările ca netransmițând nici un moment.

Accelerația unui punct de pe un vehicul (cum este punctul de cuplare) poate fi definită direct din deplasarea vehiculului prin :

1.48

unde

este accelerația punctului ales al vehiculului, în sistemul global

este accelerația centrului de greutate al vehiculului în sistemul global

este viteza unghiulară a vehiculului

este accelerația unghiulară a vehiculului

definește vectorul punctului selectat către centrul de greutate.

Accelerațiile de translație și rotație ale centrului de greutate sunt calculate explicit din ecuațiile de mișcare ale vehiculului tractor și remorcii.

1.7.1 Remorca fără direcție

În ceea ce privește remorcile fără direcție, nu există nici o limitare geometrică referitoare la direcția forțelor de cuplare. Întrucât punctul de cuplare este fixat rigid pe remorcă și pe vehiculul tractor, accelerațiile acestui punct pot fi calculate direct.

Există o dependență lineară între accelerația și forța de cuplare la remorcare.Sunt derivate ecuațiile lineare obținute, care definesc relația între accelerațiile punctului de prindere și forțele de cuplare.

Figura 1.13 Remorcă fără direcție

Accelerațiile vehiculului tractor rezultă din:

1.49

1.50

1.51

Accelerațiile remorcii rezultă din:

1.52

1.53

1.54

unde

sunt accelerațiile punctului de cuplare al vehiculului tractor (definite în sistemul global)

sunt accelerațiile punctului de cuplare al remorcii (definite în sistemul global)

sunt componentele forțelor de cuplare ale vehiculului tractor

sunt componentele forțelor de cuplare ale remorcii

sunt coeficienții matriciali ai vehiculului tractor

sunt coeficienții matriciali ai remorcii.

Coeficienții matriciali și sunt obținuți prin calcularea accelerațiilor punctului de cuplare, o dată cu luarea în considerare a componentei forței de cuplare în punctul de prindere și o dată fără luarea acesteia în considerare. Deoarece aceste matrici țin seama de orientarea geometrică a vehiculului tractor și a remorcii, ele trebuie recalculate la fiecare secvență de timp.

În plus, trebuie îndeplinite următoarele condiții pentru forțele de cuplare:

1.55

1.56

1.57

precum și echilibrarea accelerațiilor vehiculului tractor și remorcii în punctul de cuplare.

1.58

1.59

1.60

Acestea conduc la un sistem de 12 ecuații care pot fi rezolvate direct.

Drept rezultat se pot calcula cele trei componente ale forței de cuplare. Forțele de cuplare sunt tratate ca forțe externe și deplasarea vehiculului tractor și a remorcii în următoarea secvență de timp pot fi calculate explicit.

Integrarea se efectuează separat pentru vehiculul tractor și pentru remorcă. Identificarea poziției punctului de cuplare este controlată automat.

1.7.2 Semiremorca

În PC-Crash, semiremorcile intră în categoria celor fără direcție iar transmiterea momentului de cuplare este ignorată. Poziția punctului de cuplare la tractor este definită prin valoarea negativă a consolei de prindere.

Figura 1.14

Definirea condițiilor inițiale pentru remorci

Cu ecuațiile descrise, pot fi controlate numai accelerațiile în punctul de cuplare. Deci, condițiile inițiale trebuie astfel definite încât coordonatele și vitezele punctului de cuplare să corespundă pentru vehiculul tractor și remorcă.

1. Coordonate

Remorci fără direcție

Coordonatele centrului de greutate pentru remorcile fără direcție sunt calculate din :

1.61

unde

sunt coordonatele centrului de greutate al remorcii în sistemul global

sunt coordonatele centrului de greutate al vehiculului tractor în sistemul global

este vectorul distanței dintre centrul de greutate și punctul de cuplare pentru vehiculul tractor în sistemul global

este vectorul distanței dintre centrul de greutate și punctul de cuplare pentru remorcă în sistemul global

Unghiul de direcție definit al remorcii rămâne neschimbat iar poziția centrului de greutate al acesteia este calculată pe baza poziției vehiculului tractor.

2. Viteze

Remorca fără direcție

Pentru remorca fără direcție, PC-Crash consideră că viteza centrului geometric al suprafeței care înconjoară toate punctele de contact ale pneurilor () se deplasează în direcția de deplasare a remorcii.Centrul de rotație al remorcii se află pe o linie normală la direcția remorcii în centrul geometric al tuturor punctelor de contact ale pneurilor ().

Viteza punctului de cuplare al vehiculului tractor este calculată din :

1.62

unde

este viteza centrului de greutate al vehiculului tracor în sistemul global

este viteza de rotație a vehiculului tractor

este vectoruldistanței între centrul de greutate și punctul de cuplare pentru vehiculul tractor în sistemul global

Viteza centrului de greutate al remorcii poate fi calculată din următorul set de ecuații :

Vectorul din centrul de greutate spre punctul de cuplare al remorcii și vectorul din centrul de greutate spre centroidul punctelor de contact ale pneurilor () :

1.63

Vitezele punctului de cuplare și viteza centroidului punctelor de

contact ale pneurilor pentru remorcă sunt calculate cu :

1.64

1.65

Utilizând ipotezele menționate anterior și vitezele în coordonatele

aferente vehiculului se pot obține următoarele ecuații pentru viteza centrului de greutate și rotația pentru remorcă în sistemul de coordonate aferent vehiculului.

1.66

1.67

1.68

1.69

1.70

1.71

1.72

1.73

1.74

Rezolvarea ecuațiilor de mai sus conduce la ecuațiile vitezei și rotației centrului de greutate privind remorca, în sistemul de coordonate aferent vehiculului. Pentru simplificare, este prezentată numai soluția 2D.

1.75

1.76

1.77

SISTEME DE ÎNREGISTRARE A ACTIVITĂȚII CONDUCĂTORILOR AUTO ȘI A DEPLASĂRII AUTOVEHICULELOR

2.1 Dispozitiv analog – Tahograf cu disc

Legislația reglementează următoarele:

Șoferul din momentul în care preia autovehiculul în fiecare zi folosește cartela când conduce. Cartela nu trebuie scoasă în timpul programului de lucru în afara cazurilor când acest lucru e permis.Nici o cartelă nu poate fi folosită peste valabilitatea acesteia.

Explicație: Diagrama trebuie introdusă în tahograf la începutul zilei de lucru și nu trebuie scoasă de acolo până la terminarea zilei de lucru, sau dacă petreceți timpul de odihnă în autovehicul în maximum 24 de ore de la încheiere – deoarece nu poate să fie aceeași diagramă în tahograf mai mult decât atât. La începutul timpului de odihnă nu este interzis să se introducă o diagramă nouă în tahograf dar acest lucru e necesar dacă vreți să petreceți în camion timpul de odihnă și în această perioadă nu vreți sau nu puteți schimba diagrama după încheierea celor 24 de ore. Dacă nu petreceți timpul de odihnă în autovehicul nu trebuie să fie diagrama în tahograf.

Șoferul păstrează diagramele în condiții bune și nu utilizează diagrame murdare sau deteriorate.

Explicație: Diagramele trebuie păstrate timp de 28 de zile calendaristice la șofer. La schimbarea autovehiculului șoferul trebuie să păstreze la el diagramele. După cele 28 de zile, diagramele trebuie predate la angajator care o să le pastreze timp de 365 de zile. În cazul unui control trebuie prezentat diagrama din ziua curentă și cele 28 de diagrame din zilele precedente. Atenție: autoritațile pot controla și diagramele mai vechi de 28 de zile și să administreze amenzi dacă e cazul. Să păstrați în condiții bune diagramele utilizate!

În cazul în care autovehiculul e dotat cu un tahograf analog, pe diagramă trebuie notat manual, automat sau în alt mod citeț, timpii de odihnă sau alte activități atunci când șoferul părăsește autovehiculul și nu poate folosi tahograful.

Explicație: În zilele nostre tahograful analog înregistrează timpii de condus în mod automat iar celelalte trei activități se înregistrează după ce dispozitivul este pus în starea respectivă. Dacă ați terminat activitatea în ziua respectivă și nu rămâneți în autovehicul atunci nu păstrați diagrama în tahograf.

Țările membre nu pot cere șoferului să justifice timpul petrecut după ce a părăsit autovehiculul.

Explicație: După data de 02.03.2015,nu aveți obligația să aveți document justificativ asupra activităților dvs. după ce ați părăsit autovehiculul. În cazul unui control nu sunteți obligați să aveți asupra dvs documentul justificativ. Activitățile respective trebuie să fie înscrise manual pe diagramă. Nu uitați că pentru perioada anterioară datei de 02.03.2015 trebuie să aveți documentul justificativ al activităților dvs..

2.1.1 Lista de sarcini la începutul zilei de activitate – completarea corectă a diagramei

La începutul activității șoferul trebuie să completeze pe diagramă următoarele :

Numele și prenumele, data și locația unde a început folosirea diagramei, numărul de

înmatriculare al autovehiculului, numărul de km de la care se pornește. Atenție: înscrisurile nu trebuie să atingă alte câmpuri.

Figura 2.1 Model diagramă analog

2.2 Tahografe digitale omologate:

Tahograf L2000 – Actia e2 25 30 / e2 29 ADR

Figura 2.2

Tahograf 1381 – Siemens VDO e1 84

Figura 2.3

Tahograf SE 5000 – Stoneridge Electronics e5 0002

Figura 2.4

2.2.1 Carduri pentru tahografele digitale:

Figura 2.5

2.2.2 Introducerea hârtiei în imprimantă:

Tahograful Actia

Figura 2.6 Introducerea hârtiei in tahografele model Actia

La tahograful Siemens VDO 1381 imprimanta se deschide prin apăsarea butonului din dreapta-sus, iar ansamblul doar se rabate, nu se detașează complet:

Figura 2.7 Introducerea hârtiei in tahografele model Siemens VDO 1381

Tahograful Stoneridge Electronics SE 5000:

Figura 2.8 Introducerea hârtiei in tahografele model Stoneridge Electronics SE 5000

Atenție: Nu se admite decât folosirea hârtiei omologate pentru tahograful respectiv, în caz contrar este posibilă defectarea imprimantei. Folosirea forței excesive poate deteriora imprimanta.

Figura 2.9 Model de hârtie omologată

2.2.3 Interfața tahografului digital

Figura 2.10

Butonul ,,Enter” se folosește pentru accesarea meniului principal, confirmarea opțiunii selectate sau a mesajului afișat de tahograf în funcționare.

Butonul ,,Anulare” folosește la ieșirea din meniul principal sau din opțiunea curentă a acestuia.

Butoanele selectoare de activități ,,1” și ,,2” au duble funcțiuni: prin apăsări scurte sunt selectate activitățile șoferilor, iar prin apăsări îndelungate sunt scoase cardurile, cu excepția tahografului VDO Siemens 1381, la care butoanele sunt separate pentru aceste două funcțiuni.

La modelul 1381, comenzile ,,Enter” (OK), navigarea și anularea se execută cu același buton, multidirecțional:

Figura 2.11

Cardurile se introduc în tahograf cu contactele cipului în partea superioară, spre interiorul tahografului. În situația conducerii vehiculului de către doi sau mai mulți șoferi, cardul șoferului care conduce va fi introdus întotdeauna în slotul nr. 1.

Atenție: Din motive de siguranță rutieră, se interzice manevrarea tahografului în timpul deplasării vehiculului.

Pentru imprimarea raportului, se va accesa meniul principal cu butonul ,,Enter”, după care folosind butoanele de navigare se va selecta meniul de imprimare a raportului (Print/Display), apoi se va selecta tipul de raport dorit si se va imprima.

2.2.4 Tipuri de rapoarte:

Tipurile de rapoarte (conf. Reg. CE1360/2002) care pot fi imprimate de tahografele digitale, sunt cele cuprinse în tabelul de mai jos:

Figura 2.12 Tipuri de rapoarte care pot fi imprimate de tahografele digitale

În lipsa cardurilor, vor putea fi listate doar rapoartele din memoria tahografului.

Atenție: Întotdeauna ora de pe rapoarte va fi cea corespunzătoare UTC (Universal Time Coordinated) și este aproximativ echivalentă cu ora GMT. Aceasta este cu două ore în urma orei din România (iarna) și nu se schimbă în funcție de anotimp (vara ora din România este cu trei ore înaintea orei UTC).

Ora setată de către sofer apare doar pe ecranul tahografului și nu are nici un efect asupra raportului.

Pentru citirea rapoartelor imprimate de tahografele digitale, este necesară cunoasterea pictogramelor utilizate. Acestea sunt explicate în tabelele următoare:

Figura 2.13 Pictograme utilizate

Figura 2.14 Pictograme utilizate

În afară de aceste pictograme, stabilite prin Reg. CE 1360/2002, fabricanții de tahografe digitale au adoptat și alte pictograme, specifice fiecărui model de tahograf.

Figura 2.15

2.2.5 Obligațiile conducătorilor auto:

– Respectarea timpilor de conducere și odihnă, conform legislației în vigoare.

– Înainte de a începe conducerea vehiculului, conducătorul auto își va introduce cardul în slotul ,,1”.

– După introducerea cardului, conducătorul auto va introduce manual datele referitoare la activitățile neînregistrate automat, precum și locația de început al zilei de lucru (țara, sau în cazul Spaniei regiunea).

– Utilizarea corectă a selectorului de activități. AtenŃie: la oprirea vehiculului, tahograful digital comută automat pe ,,Alte activități” , timp care evident nu va fi considerat odihnă.

– La controlul în trafic, conducătorul auto va prezenta cardul împreună cu diagramele tahograf dacă a condus vehicule cu tahograf analog, precum și formularul de concediu (dacă este cazul), pentru întreaga perioadă de timp necesară conform legislației în vigoare.

– În cazul defectării echipamentului de înregistrare în timpul cursei, conducătorul auto își va înregistra manual activitățile pe verso-ul hârtiei de imprimantă:

Figura 2.16

– Este interzisă conducerea vehiculelor echipate cu tahograf digital fără a deține și utiliza cardul de conducător auto.

– Este interzisă utilizarea unui card eliberat altei persoane. Se sancționează cu amendă contravențională și se reține cardul de către agentul de control.

– În situația pierderii, furtului sau deteriorării cardului, conducătorul auto va depune în termen de 7 zile o cerere de înlocuire a acestuia, la sediul oricărei agenții ARR, însoțită (după caz) de dovada declarării furtului.

Dacă un astfel de eveniment are loc în timpul efectuării unei curse, conducătorul auto va imprima câte un raport la începutul și respectiv sfârsitul fiecărei zile, pe care își va înscrie numele în clar și-l va semna; aceste rapoarte vor fi prezentate la solicitarea autorităților și vor fi arhivate la sediul operatorului de transport. Dacă vehiculul este condus în echipaj, rapoartele vor fi imprimate la fiecare schimbare a șoferilor la postul de conducere.

– La expirarea cardului, conducătorul auto va depune cererea de reînnoire a acestuia cu cel puțin 15 zile înainte de data expirării, în caz contrar va plăti tariful pentru o cartelă nouă.

– La ridicarea noii cartele, conducătorul auto va returna cardul vechi, în caz contrar va plăti tariful pentru o cartelă nouă.

2.3 Determinarea vitezei autovehiculului cu ajutorul diagramei tahograf

Majoritatea autovehiculelor de transport mărfuri și transport interurban de persoane sunt dotate cu dispozitive de înregistrare automată a vitezei de deplasare în raport de ora înregistrării. Din diagramă rezultă grafic valoarea vitezei din momentul începerii frânării, precum și ora la care s-a efectuat manevra (fig.1).

Întrucât viteza înregistrată pe diagrama tahografului este direct proporțională cu constanta raportului de transmisie a mișcării de rotație de la roți la cablul tahografului, se impune a se verifica dacă constanta raportului de transmisie este diferită de valoarea 1,0.

În cazul în care această constantă este diferită de 1,0 se impune corecția vitezei cu valoarea reală a constantei.

Determinarea coeficientului de corecție se realizează prin scoaterea capului cablului flexibil de antrenare din tahograf și măsurarea distanței parcurse de autovehicul corespunzătoare efectuării a "n" rotații complete ale cablului.

Se recomandă efectuarea unei fotografii mărite de 3-4 ori a diagramei tahograf în zona interesată și determinarea vitezei pe această fotografie.

Viteza determinată cu ajutorul diagramei are abateri maxime de la valoarea reală între -6 km și +3 km/h.

Figura 2.17 Diagramă tahograf și detaliu

2.4 Determinarea vitezei inițiale după urmele de frânare

În procesul verbal de constatare a accidentului de circulație este menționat spațiul de frânare, precum și descrierea amprentei benzilor de rulare ale anvelopelor imprimate pe suprafața părții carosabile a drumului public.

Procesul de frânare se produce în două etape distincte:

prima etapă începe din momentul în care apare decelerația și până în momentul imprimării urmelor de frânare pe îmbrăcămintea drumului.

etapa a doua începe în momentul apariției urmelor de frânare și se termină odată cu oprirea autovehiculului sau încetarea procesului de frânare.

Pentru ca valoarea vitezei calculate să fie cât mai aproape de valoarea reală, se recomandă diferite relații de calcul.

Eficacitatea frânării depinde de coeficientul Ke, în raport de mijlocul de transport și de încărcătură.

Tabelul 1 Valoarea coeficientului Ke

2.5 Determinarea vitezei inițiale, frânare cu toate roțile, urmele de frânare continui, profilul longitudinal al drumului înclinat

Calculul vitezei în această situație se face în ipoteza că autovehiculul este oprit după parcurgerea spațiului de frânare.

Pe baza urmelor de pneuri se pot afla în afară de traiectoria și poziționarea autovehiculului, viteza acestuia. Relația clasică prin care se calculează viteza este:

2.1

unde: g = 9,81 m/s – accelerația gravitațională;

t3 = [s] – durata întârzierilor mecanice necesare sistemului de frânare pentru a realiza un regim constant, raportată la coeficientul de eficiență al frânării;

fmax = – coeficientul maxim de aderență al pneurilor la carosabil;

fred = – coeficientul redus de aderență al pneurilor la carosabil;

Sal = [m] – lungimea urmelor de frânare;

Ke = – coeficientul de eficacitate al sistemului de frânar

CALCULUL DINAMIC AL AUTOCAMIONULUI

3.2 Repartizarea greutatii pe punti si alegerea pneurilor

Coordonatele centrului de greutate:

Coeficient de utilizare a greutății:

Se adoptă: Axă față cu roți simple, axă spate cu roți duble.

Anvelope standard 295/80R22.5 cu jante 8.25 x 22.5

3.2.1 Stabilirea razei dinamice:

Coeficientul de deformare a pneului: λ = 0,945 – 0,95

Se adoptă λ = 0.95

Lățimea pneului (B): 295 mm

Din raportul înălțime/lățime determinăm:

Înălțimea pneului (H):

Diametrul interior (d):

Diametrul exterior (D):

Raza nominală (rn):

Raza de lucru (r):

Raza statică (rs):

Raza dinamică (rd):

3.3 Calculul caracteristicii externe a motorului

Tabelul 1

Cunoașterea caracteristicii externe a motorului este necesară pentru efectuarea calculului de tracțiune si pentru studierea performanțelor autocamionului.

În cazul în care nu se cunoaște caracteristica exterioară determinată experimental, aceasta poate fi calculată cu ajutorul relațiilor de mai jos:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

(3.4)

(3.5)

unde α1, α2, α3 sunt parametrii dependenți de coeficientul de elasticitate ai motorului și se calcuează astfel:

(3.6)

(3.7)

(3.8)

Rezultatele calculelor sunt prezentate în tabelul 2, 3 și diagrama de mai jos.

Tabelul 2

Tabelul 3

Turația de moment maxim (nM):

Momentul maxim (MM):

Turația de putere maximă (nm):

Momentul la puterea maximă (Mm):

3.4 Stabilirea vitezei maxime a autovehiculului

Se calculează din bilanțul de putere pe un drum orizontal rezultând o ecuație de gradul III care rezolvată prin metoda analitică dă urmatoarea soluție:

Factorul:

Factorul:

3.5 Determinarea rapoartelor de transmitere

Se determină din condiția obținerii vitezei maxime în priza directă a cutiei de viteze cu relația:

Coeficientul maxim al rezistenței totale a drumului:

Viteza critică în treapta I:

Raportul de transmitere pentru treapta I:

Se adoptă numărul de trepte n: 6

Calculul rației seriei geometrice a rapoartelor de transmitere din cutia de viteze

(3.9)

Tabelul 4

Turația minimă de schimbare a treptelor

Determinarea vitezelor maxime

(3.10)

(3.11)

Tabelul 5

Caracteriristicile de tracțiune se trasează cu ajutorul relației:

(3.12)

Curbele factorului dinamic se trasează cu ajutorul relației:

(3.13)

Viteza autobasculantei se determină pentru fiecare treaptă de viteză în funcție de turație

3.6 Performantele autovehiculului

Se adoptă:

(Im) Momentul de inerție al motorului (kgm2) = 2

(ΣI) Momentul de inerție al roților autobasculantei (kgm2) = 45

Coeficienții maselor de rotație corespunzători treptelor de viteză alese se calculează cu relația:

(3.14)

3.7 Bilanțul de putere pe treptele autocamionului:

Bilanțul de putere al autovehiculului reprezintă echilibrul dintre puterea la roată și suma puterilor necesare învingerii rezistențelor la înaintare.

Relația bilanțului de putere este:

(3.15)

unde:

– puterea consumată pentru învingerea rezistențelor la rulare

– puterea necesară învingerii rezistenței la urcarea pantei

– puterea necesară învingerii rezistenței aerului

– puterea necesară învingerii rezistenței la demarare

Tabelul 6

Calculul timpului minim de frânare:

(3.16)

Tabelul 7

Spațiul minim de frânare:

(3.17)

Tabelul 8

Decelerația:

(3.18)

Tabelul 9

3.9 Stabilitatea autovehiculului

Se determină viteza critică de răsturnare, respective viteza critică de derapare pentru 3 inclinări transversale diferite respectiv pentru 4 tipuri de drumuri.

Pentru efectuarea calculelor se utilizează urmatoarele relații:

viteza critică de derapare:

(3.19)

viteza critică de răsturnare:

(3.20)

– unghiul de înclinare transversală a drumului

– coeficientul stabilității transversale autovehiculului

– drum cu polei

– drum de zăpadă

– drum de pământ uscat

– asfalt uscat

Unghiul de bracare (q) și raza minima de viraj (Rv):

(3.21)

(3.22)

(3.23)

(3.24)

Tabelul 10

Tabelul 11

Tabelul 12

Tabelul 13

Tabelul 14

Viteza de răsturnare:

(3.25)

Tabelul 15

Tabelul 16

3.10 Oscilațiile autocamionului:

Deplasarea autovehiculului pe drum este însoțită de apariția unor oscilații și virbații ale maselor suspendate și nesuspendate, ce caracterizează confortabilitatea autovehiculului.

Confortabilitatea este caracterizată de posibilitatea autovehiculului de a se deplasa cu viteze suficient de mari, fără șocuri sau oscilații care să producă obosirea excesivă a pasagerilor.

Oscilațiile sunt caracterizate de:

frecvență

amplitudine

accelerație

variația accelerației

Pentru studiere se folosește modelul dinamic cu 2 grade de libertate împreună cu următoarele relații de calcul:

Autocamionul descărcat:

Greutatea proprie: 51000N

Repartiția greutății pe puntea din față:

Repartiția greutății pe puntea din spate:

Săgețile statice:

Constantele elastice ale pneurilor:

Constantele elastice ale arcurilor:

Constantele elastice echivalente ale arcurilor și pneurilor față/spate:

aef f

aef s

Coordonatele centrului de greutate:

Se fac calcule pentru 4 tipuri de drumuri, calculându-se:

(3.26)

(3.27)

Rezultatele se trec în tabelul 17:

Tabelul 17

Pulsațiile proprii:

Autocamionul încărcat:

Greutatea totală: 209000N

Repartiția greutății pe puntea din față:

Repartiția greutății pe puntea din spate:

Săgețile statice:

Constantele elastice ale pneurilor:

Constantele elastice ale arcurilor:

Constantele elastice echivalente ale arcurilor și pneurilor față/spate:

aef f

aef s

Coordonatele centrului de greutate:

Se fac calcule pentru 4 tipuri de drumuri, calculându-se:

Rezultatele se trec în tabelul 18:

Tabelul 18

Pulsațiile proprii:

STUDIU DE CAZ

4.1 Cauze

Autotrenul cu remorcă marca SCANIA, ciruclând pe DN 13, din direcția Brașov către Sighișoara în zona kilometrului 76+800 m, într-o curbă periculoasă la dreapta, semiremorca descărcată a autotrenului a pătruns pe contra-sens și a intrat în coliziune laterală cu autocarul marca MAN, tipul 402 PRH.

În urma accidentului au fost avariate ambele autovehicule.

4.2 Obiectivul expertizei

Să se stabilească dinamica producerii accidentului.

4.3 Acțiuni întreprinse în vederea efectuării expertizei

Pentru rezolvarea obiectivelor expertizei au fost analizate elementele.

4.3.1 Date reținute legate de locul accidentului:

Caracteristicile carosabilului in zona si la momentul producerii accidentului au fost:

carosabil asfaltic în stare bună, reabilitat, umed si ușor alunecos, cu o aderență medie de 0,4, intr-o succesiune de trei curbe sub formă de S, pe o lungime de 450,500 m ;

circulația se desfășoară pe trei benzi de circulație : două benzi la urcare si una la coborâre;

lățimea benzii de coborâre = 4,6 m cu acostament de 0,6 m si limitat de o balustradă metalică pe lungimea curburii;

lățimea benzilor de urcare = 8 m iar pe zona curburii de mijloc (zona analizată) limitat de un zid de sprijin din beton armat cu șanț colector de ape pluviale;

panta longitudinala apreciata de 3,5 grade, echivalent 6 % iar panta transversală de 1 °40'.

4.3.2 Din analiza diagramei tahograf a autotrenului SCANIA am reținut:

Viteza autotrenului, în momentul în care semiremorca acestuia a acroșat autocarul a fost de aproximativ 78 km/h.

4.4 Datele tehnice ale autovehiculelor implicate în accident

AUTOTRACTOR SCANIA

Tipul: R112 M;

Masa proprie: 6486 kg;

Masa totală maximă autorizată: 17000 kg;

Masa remorcabilă cu dispozitiv de frânare: 40000 kg;

Culoare: Albastru;

Pneuri: 315/80R22.5;

Lungime 5925 mm;

Lățime 2500 mm;

Înălțime 2505 mm;

Anul fabricației: 1986;

Putere motor: 252 kW;

Viteză maximă constructivă : 80 km/h.

SemiremorcĂ BLUMHARDT

Tipul: CONT-SAL40.24E;

Masa proprie: 5900 kg;

Masa totală maximă autorizată: 35500 kg;

Pneuri: 445/ 45 R219,5/60 J;

Lungime 12700 mm;

Lățime 2500 mm;

Înălțime 1400 mm;

Anul fabricației: 1994.

AUTOCAR MAN

Tip: 402 FRH;

Masa proprie: 14200 kg;

Masa totală maximă autorizată: 18000 kg;

Masa remorcabilă cu dispozitiv de frânare: 2000 kg;

Număr total de locuri: 51;

Culoare: Roșu + Bej;

Pneuri: 295/80R22.5 152/148K;

Lungime 12000 mm;

Lățime 2500 mm;

Înălțime 3550 mm;

Anul fabricației: 1996;

Putere motor: 294 kW;

Viteză maximă constructivă: 100 km/h.

4.5 Rezolvarea obiectivului expertizei

Pentru rezolvarea obiectivului expertizei am analizat toate probele. A fost realizată modelarea dinamicii accidentului utilizându-se pachetul software PC Crash 8.0.

4.5.1 Să se stabilească dinamica producerii accidentului.

Autotrenul cu remorcă marca SCANIA circula pe DN 13, din direcția Brașov către Sighișoara. În zona kilometrului 76+800 m, într-o curbă periculoasă la dreapta, semiremorca descărcată a autotrenului a pătruns pe contra-sens și a intrat în coliziune laterală cu autocarul marca MAN, tipul 402 PRH, care circula din sens contrar.

Dinamica producerii accidentului, pentru patru valori diferite ale coeficientului de aderență dintre pneu și calea de rulare (= 0,35, 0,4, 0,45 și 0,5) este prezentată în Anexa 1.

Starea de pericol a apărut în momentul în care autotrenul SCANIA, a circulat pe DN13, într-o curbă cu raza de curbură mică (R= 38 m), la km 76+800 m, pe un carosabil umed și alunecos, cu viteza de 78 km/h.

Din cauzele stabilității precare a autotrenului cu semiremorca descărcată, la viteza apropiată de maximul constructiv (80 km/h), a aderenței scăzute și a curbei de rază mică, semiremorca autotrenului a derapat și a pătruns pe contra-sens, acroșând colțul stânga față al autocarului.

În anexa 1 este prezentată dinamica accidentului modelată cu PC Crash V. 8.0 în patru variante distincte, cu patru valori diferite ale coeficientului de aderență. Autocarul a fost modelat fără semiremorca pentru bagaje; am considerat că prezența acesteia nu a influențat dinamica accidentului.

Anexa 3, corespunzătoare unui coeficient de aderență = 0,45, corespunde avariilor înregistrate la cele două autovehicule și stării carosabilului la data și ora accidentului. Varianta ia în considerare starea umedă a carosabilului.

Se poate observa, analizând celelalte variante, că, la valori mai mici ale coeficientului de aderență se deplasează punctul de impact inițial către mijlocul autocarului, penetrația autotrenului având și o valoare mult mai mare.Într-o astfel de situație s-ar fi pus în pericol viețile pasagerilor din autocar.

4.6 Concluzii

Autotrenul cu remorcă marca SCANIA circula pe DN 13, din direcția Brașov către Sighișoara. În zona kilometrului 76+800 m, într-o curbă periculoasă la dreapta, semiremorca descărcată a autotrenului a pătruns pe contra-sens și a intrat în coliziune laterală cu autocarul marca MAN, tipul 402 PRH care circula din sens contrar.

În urma accidentului au fost avariate ambele autovehicule.

Obiectivul prezentului raport de expertiză a fost formulat astfel:

Să se stabilească dinamica producerii accidentului.

Anexa 1

CONCLUZII

În ultimii ani industria auto a suferit schimbări dramatice și este într-o continuă dezvoltare în ceea ce privește elementele ce țin de de siguranța activă și pasivă a participanților la trafic dar și a pietonilor, de costurile de realizare ale produsului final dar și de relația dintre mediul înconjurător și autovehicul.

Pc Crasheste un program de simulare a accidentelor și de analiză a traiectoriilor, program cepermite o analiză rapidă a coliziunilor dintre vehicule, dar și a altor tipuri de incidente din trafic.

Folosind programele de reconstrucție a evenimentelor rutiere, utilizatorul poate altera rezultatele simulării efectuate datorită numărului mare de parametriice sunt luați înconsiderare.

Simularea computerizată dovedește faptul că rezultatele acesteia depind într-o maremăsură de parametrii introduși.

Analiza impactului m-a ajutat să realizez importanța sistemelor de securitate privind calea rutieră și cele destinate conducătorului autovehiculului. Scenariul studiat a dus la rezultate nefavorabile din punctul de vedere al pasagerilor, dar care, consider, că se puteau evita dacă s-ar fi respectat regulile de circulație de pe drumurile publice.

BIBLIOGRAFIE

1. ACCIDENT RECONSTRUCTION – Technology and Animation – VI -SAE SP-1150 –1996.

2. Neptune, J., Flynn, J. and all. – A METHOD FOR QUANTIFYING VEHICLE CRUSH STIFFNESS COEFFICIENTS – SAE Technical Papers, 920607.

3. G George, M., Bonnett – COLLISION TIMES FOUR – JD 1997.

4. J. F. Mitchell – INTERNATIONAL GUIDE BOOK FOR TRAFFIC ACCIDENT RECONSTRUCTION – ACTAR, Canada, 2002.

5. Gaiginschi, R., Filip, I. – EXPERTIVA TEHNICĂ A ACCIDENTELOR RUTIERE – Editura Tehnică, București, 2002.

6. Corpul Experților Tehnici din România – UNELE ASPECTE ALE DINAMICII ACCIDENTELOR RUTIERE ȘI EVALUAREA MIJLOACELOR DE TRANSPORT AUTO – Suport de curs, Brașov 2001.

7. Neptune, A., Flynn, J. and all. – SPEED FROM SKIDS: A MODERN APPROACH – SAE Technical Papers, 950354.

8. C. Gregory Russell – Equations and Formulas for the Traffic Accident Investigator and Reconstruction –– 1999;

9. PC-Crash Manual, Version 6.0, DSD, Linz, Austria, 1999.

10. Brandenburg, R.K. and Lee, J.L., "Fundamentals of Packaging Dynamics," 4th Edition, 1991,L.A.B.

11. J. Lenard, B. Hurley, P. Thomas: The Accuracy of CRASH3 for calcualting collision severity in modern European cars; Vehicle Safety Research Centre, Loughborough University, United Kingdom; NHTSA Paper Number 98-S6-O-08

12. https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/bursatransport-news/stire20150309/Dispozitiv+analog.pdf

13. http://www.untrr.ro/reglementari-tehnice/ordinul-nr-181-13-februarie-2008-pt-aprobarea-reglementarilor-privind-conditiile-de-montare-reparare-si-verificare-a-tahografelor-si-a-limitatoarelor-de-viteza-precum-si-de-autorizare-a-operatorilor-economici-care-desfasoara-astfel-de-activitati.html#HYPERLINK "http://www.untrr.ro/reglementari-tehnice/ordinul-nr-181-13-februarie-2008-pt-aprobarea-reglementarilor-privind-conditiile-de-montare-reparare-si-verificare-a-tahografelor-si-a-limitatoarelor-de-viteza-precum-si-de-autorizare-a-operatorilor-economici-care-desfasoara-astfel-de-activitati.html#&panel1-1"&HYPERLINK "http://www.untrr.ro/reglementari-tehnice/ordinul-nr-181-13-februarie-2008-pt-aprobarea-reglementarilor-privind-conditiile-de-montare-reparare-si-verificare-a-tahografelor-si-a-limitatoarelor-de-viteza-precum-si-de-autorizare-a-operatorilor-economici-care-desfasoara-astfel-de-activitati.html#&panel1-1"panel1-1