NABI
GYÁRTMÁNYÚ AUTÓBUSZOK
SZILÁRDSÁGI
VIZSGÁLATAI
Tatai Zoltán,
Vincze-Pap Sándor (AUTÓKUT Rt.)*
A NABI és az
AUTÓKUT kapcsolata hagyományosan erős és már jó másfél évtizedre nyúlik
vissza; még a NABI Rt. megalakulása előtti időkre. Ennek magyarázata
abban rejlik, hogy az Észak Amerikai Járműgyártó Vállalkozás
megalakulásakor "hozományként" az Ikarus Rt. által az amerikai piacra
bevezetett IK 416 típusú autóbuszokat kapta és ezek amerikai elírások
szerinti legfontosabb vizsgálatai már 1988-89-ben megtörténtek az
AUTÓKUT-ban: ekkor végzetük el pl. az első személyautó-autóbusz
oldalütközési tesztet is, amelyet azóta már négyszer megismételtünk.
Ebben a dolgozatban az AUTÓKUT tervezésével és kivitelezésében
elkészült vizsgálatokból mutatunk be szemelvényeket. Az elvégzett
vizsgálatok körét két csoportra bontjuk, a teljes autóbuszokon illetve
a buszvázakon elvégzett vizsgálatokra és a részegység vizsgálatokra.
Az amerikai autóbuszokra vonatkozó, az amerikai piac követelményeit
rendszerező specifikációkat az APTA (American Public Transport
Association) által kiadott és különböző kivitelű autóbuszokra
részletezett Standard Bus Procurement Guidelines kiadványok tartalmazzák.
1. Teljes autóbuszon
végzett vizsgálatok
1.1 Autóbuszok
oldalütközéses vizsgálatai
1.1.1 Műanyag (ún. kompozit
anyagú) autóbusz oldalütközéses vizsgálata
Elsőként a legújabb,
különleges, az autóbuszépítésben szokatlan
anyagból és építési technikával készült gázüzemű, alacsonypadlós NABI
45 CLFW típusú ún. kompozit autóbusz oldalütközés-állóság
vizsgálatát
mutatjuk be, amelynek követelményeit az APTA Low Floor CNG
(Technical Specifications 04/14/00) 5.4.1.2 pontja részletezi.
A követelmény szerint 4000 font (1814,4 kg) tömegű, 1973 után gyártott
amerikai személyautót 25 mph (40,2 km/h) sebességgel kell ütköztetni az
autóbusznak és az ajtókat kivéve bármely ponton az utasok
csípőcsontjának ("R" pont) magasságában mérve a deformáció 3-nál
(76,2 mm) nem lehet több. Az ütközés következtében nem
keletkezhetnek az autóbusz belsejében éles sarkok, kitüremkedések.
Az autóbusz tengelyterheléseit a tényleges autóbusz terheléseire
öntöttvas súlyokkal állítottuk be. Az "A" tengely terhelése: 4599 kg, a
"B" tengely terhelése: 9317 kg és így az össztömeg: 13916 kg (30680
lbs) volt.
Az előírt deformációs követelmény messzemenően teljesült: a mért
legnagyobb deformáció 14 mm (3/5") volt. Az autóbusz az ütközés
következtében oldalirányban elcsúszott:
- az első tengelynél 340
mm;
- a hátsó tengelynél 105
mm
elcsúszást mértünk.
1.1.2 Csuklós NABI 60 LFW
autóbusz oldalütközéses vizsgálata
Az elmúlt évben került sor
a csuklós NABI 60 LFW autóbusz
oldalütköztetéses vizsgálata. A 17762 kg össztömegre terhelt csuklós
busz első tagjának bal oldalán a harmadik és negyedik ablakmező között
volt az ütközési zóna. A mért legnagyobb deformáció 64 mm (kb. 2 1/2")
volt. Az autóbusz az ütközés
következtében történő elcsúszása
- az "A" tengelynél 714 mm
- a "B" tengelynél 261 mm
volt.
1.2 Kompozit autóbusz
tetőszilárdságának amerikai elírás szerinti vizsgálata
A vizsgálati követelményeket
az említett SBPG 5.4.1.2 pontja
tartalmazza. Eszerint minden az USA-ban forgalomba kerülő autóbusz
tetőszerkezetének el kell
viselnie a tetőt egyenletesen megoszló
statikus igénybevételként terhelő, az önsúly másfélszeresét kitevő
terhelést, miközben a busz belső terében a maximális deformáció nem
lehet nagyobb 6"-nál (152,4 mm). A terhelés alatt az ablakoknak a
helyükön kell maradniuk, illetve nem nyílhatnak ki. Az autóbusz kerekei
a vizsgálat alatt vízszintes síkon álltak; a buszváz a kerekein kívül
az emelési pontokon és a fenékváz egyes csomópontjaiban is alá volt
támasztva; a buszváz üres volt, ülések, kapaszkodók, ajtók nem voltak
beszerelve.
A tető deformációját hét keresztmetszetben mértük, egy-egy mérőkeret
segítségével, keretenként három pontban. A középső a szimmetriasíkban,
az oldalt lévők a középtől 595 mm-re. A keretek talppontjai alul a
hossztartók vonalában voltak. Hosszirányban a kereteket a várhatóan
legnagyobb mértékben deformálódó helyekre szereltük be. A keretek
egymástól való távolsága 1200-1900 mm között változott.
A NABI 45 CLFW típusú kompozit autóbusz vizsgálatakor a
terhelést
átlagosan 25,9 kg-os öntöttvas súlyok felrakásával hoztuk létre. A
súlyok fa raklapokra voltak rögzítve. A raklapokat, a motortér feletti
részt kivéve, két oszlopban helyeztük el. Minden raklap tömegét külön
megmértük és úgy csoportosítottuk, hogy azok kismértékű
tömegeltérésének hatásaként a hátsó tengelyen keletkezzen kissé nagyobb
tengelyterhelés, ezáltal is közelítve a valóságos terheléseloszlást.
A deformációmérés eredményeképpen kapott elmozdulások lényegesen alatta
maradtak a megengedettnek. A legnagyobb deformáció a hatodik keret bal
szélénél volt: 31 mm: ez a lehetséges 6" (152,4 mm) értéknek mindössze
20%-a...
1.3 EGB 66. számú
előírás szerinti vizsgálat
A NABI 40 CLFW (40
láb
hosszú) kísérleti járművön a NABI Rt. budapesti
telephelyén egy európai előírás szerinti borítóvizsgálatot hajtottunk
végre. Az 1986-ban hatályba lépett EGB 66. számú előírás
komplett önsúlyos autóbusz 800 mm magasról betonfelületre történő
lebillentését írja el. A vizsgálóberendezés könnyen mobilizálható fő
elemeit számítógéppel vezérelt két hidraulikus teleszkópikus henger
jelentette. A vizsgálatot a teljes terhelés háromnegyed részével
terhelt kísérleti kompozit buszon végeztük el és a műanyag karosszéria
jól ellenállt a fellépő
igénybevételeknek.
1.4 Szélvédő beépítés
szilárdságának vizsgálata
A vizsgálatot a NABI 60
LWF
típusú csuklós autóbuszon végeztük el. Sem
európai, sem amerikai elírások nem foglalkoznak ilyen jellegű
követelményrendszerrel. Az AUTÓKUT a NABI-val egyeztetve gyakorlati
baleseti körülményekből kiindulva a következő vizsgálati követelményt
dolgozta ki:
A dinamikus vizsgálatnál
kiindulási egy alapvető baleseti szituációnak
tekintjük, ha egy átlagos tömeg kb. 75 kg (150 font) tömeg utas
vészfékezés esetén a szélvédőnek csapódik. A vizsgálat következtében a
szélvédőnek a helyén kell maradnia: ütközési sebesség 8 km/h. A
vizsgálatnál elsősorban nem a szélvédő, hanem a beépítés tesztelése a
cél, ezért biztosítani kell, hogy a vizsgálat során a szélvédő ne
törjön be. A terhelőberendezés ablakkal kapcsolatba kerülő része egy
500 mm átmérjű falap, amely félkemény poliuretán habbal van borítva. Az
ütköző súly ennek a terhelőfelületnek csapódik neki.
A vizsgálathoz egy
speciálisan kialakított állványt - tkp. egy
anti-lökd meg a kecskét... (a webmaster :-) - használtunk. Az
állvány ferde szakasza
biztosítja a dinamikus vizsgálatnál szükséges ütközési sebességet. A
lejtő végén vízszintes szakasz van, amely a tömeg becsapódási irányát
adja meg. Az állványon egy görgőzött kocsi gurult, amely egy utast
helyettesítő tömeggel rendelkezett.
A dinamikai vizsgálat előtt statikus terhelő erővel -egy kézi
hidraulika szivattyú segítségével- is megmértük a beépítés
szilárdságát. Addig pumpáltuk az olajat a terhelő hengerbe, amíg a
kezdeti emelkedés után a terhelés el nem kezdett csökkenni. A beépítés
ekkor már tovább nem terhelhető. Az eredmény: 3480 N maximum és 38,4 mm
maximális elmozdulás.
1.5 Statikus
borulási határ ellenőrzése a NABI 700 SE típusú autóbuszon
A 40/2002 GKM rendelet 8.
számú melléklete (vagy "közismertebben" :-) a
6/1990 KÖHÉM rendelet A. függelékének 52. számú melléklete) előírja,
hogy minden autóbusz stabilitása olyan legyen, hogy a vízszinteshez
képest 28o-al bármely irányban megdöntve nem
borulhat fel.
Ennek ellenőrzése történhet kísérleti ill. számításos úton is. A
menetkész tömegű járművet az ülő és álló utasok valamint a
csomagterhelés szimulációjával, súlypont azonosan terheltük meg.
A NABI 700SE (17430 kg-ra felterhelt) autóbuszon végeztük el az
autóbusz bal oldalára történő billentést. (Miután az autóbusz
súlypontja a középsíktól 80 mm-re balra van, ezért a balra billentés a
veszélyesebb.)
A fényképeken
tanulmányozható a vizsgálat.
2. Autóbusz
vázrészeken végzett vizsgálatok
2.1
Folyékonygáz-tartály beépítés vizsgálata
A feladat a NABI 40 LFW 23
autóbusz gáztartályai
beépítésének statikus
szilárdsági vizsgálata volt. A vizsgálati követelményeket a California
Highway Patrol által kiadott motoros jármvekre vonatkozó
követelményrendszer 936. paragrafus (2) és (3) bekezdés tartalmazza. A
vizsgálat céljára a NABI Rt. a vizsgált típusú autóbusz hátsó részét
gyártotta le, a tartályrögzítés és környezete szempontjából mindenben a
valóságosnak megfelelően. A követelmény szerint a teljesen töltött
tartály tömege nyolcszorosának megfelelő (35 kN) statikus terhelést
kell
működtetni bármely irányban. A felfüggesztés minden elemének ellen kell
állnia ennek a terhelésnek.
A tartályok megtámasztására szolgáló bölcsők, rögzítő hevederek,
csavarok, támasztékok gyártása és szerelése teljes mértékben megfelelt
a beépítési rajz elírásainak. A tartályok a vizsgálat alatt üresek
voltak, önmagukban álltak, a csatlakozó csövezés hiányzott.
A terheléseket a fő irányokban külön-külön működtettük, mindegyik
irányban húzó és nyomó irányítottsággal. A terhelést lassan, kb. 60 s
alatt növeltük a maximális értékre, majd 1-2 perces szinten tartás után
szüntettük meg a terhelő erőt. A rögzítések megfelelően ellenálltak, a
tartálybeépítés megfelelt az elvárt szilárdsági követelményeknek.
2.2
Ajtó szétfeszítés vizsgálat
Az AUTÓKUT elvégezte a NABI
40 LFW típusú autóbusz hátsó utasajtajának
speciális szilárdsági ellenőrzését.
Amerikai vevői igények alapján a
vizsgálatot megrendelő NABI Rt.-vel egyeztetve a vizsgálati
követelményeket az alábbiakban határoztuk meg:
- elsődleges
követelményként a kétszárnyas ajtó mindkét szárnyára
külön-külön működtetett 890 N (200 lbf) terhelés hatására az ajtó és az
ajtómozgató mechanizmus nem szenvedhet maradó deformációt és az
ajtószárnyak között nem keletkezhet akkora rés, amelyen egy utas feje
kiférhet;
- a terhelést egy 200 mm
(8") átmérjű gumival borított félhengerrel
kellett az ajtó függőleges felezősíkjában, a vízszintes osztóbordán
működtetni;
- az elsődleges
követelmény kielégítése után a terhelés
tönkremenetelig történő növelésével kellett meghatározni az egész
szerkezet gyenge pontjait.
Ezt a követelményt az egyik
ajtómozgató rúd nagyobb átmérőjűre való
cserélése után az ajtószerkezet maradéktalanul teljesítette. Tovább
terhelve az ajtót az elvárt 890 N (200 lbf) terhelés több, mint
2,5-szeresénél 2460 N-nál (553 lbf) tapasztaltunk számottevő
tönkremenetelt. Ekkor az ajtó 150 mm résnyire nyílt ki. Az ajtóbeépítés
tehát megfelelőnek bizonyult az utasok biztonsága szempontjából.
2.3 Egyéb vizsgálatok
Miután csak áttekintést
kívántunk adni a két cég tartalmas és
terjedelmes együttműködéséből, ezért eélsődlegesn csak a
közérdeklődésre számot
tartó témákat szemeltük
ki. A fentebb ismertetett vizsgálatokon kívül természetesen még számos
egyéb
fejlesztő és
minősítő vizsgálat is elvégzésre került, amelyek közül
felsorolásszerűen megemlítünk néhányat:
- motortartó-keret
vizsgálatok;
- motorkeret felfüggesztő
gumielem statikus és dinamikus vizsgálatai;
- utasajtó (felfüggesztés
és működtető mechanizmus) fárasztó
vizsgálata;
- légrugótartó C keret
elcsúszási nyomatékának kimérése;
- stb.
Ugyancsak meg kell említsük
azokat a vizsgálatokat is, amelyek
semmilyen
formában nem kapcsolódnak az autóbusz vázához, de mint önálló -amerikai
előírások szerint történő- minősítő
vizsgálatok kiemelt jelentőséggel bírnak:
- üzemanyagtartály;
- aluminium légféktartály;
- stb.
vizsgálatai.
__________________________________________________________________
* az 34. AUTÓBUSZ SZAKÉRTŐI TANÁCSKOZÁS-on
elhangzott előadás alapján
KAPOSVÁR, 2003. AUGUSZTUS 28-29.