Blacharskie naprawy nadwozi cz. VIII: Prostowanie szkieletu kadłuba (cd.)

Fot. C.T.S.

Współpraca rozpieracza z zaczepami przytwierdzonymi do progu

Podczas kolizji drogowych niemal równie często, jak z omawianymi ostatnio uderzeniami w przód lub tył pojazdu, mamy do czynienia ze zderzeniami bocznymi, odkształcającymi progi, płyty podłogowe i słupki nadwozi.

W żargonie blacharskim kadłub odkształcony na skutek uderzenia w bok nazywany jest „bananem”. Naprawa tego rodzaju uszkodzeń wydaje się bardzo prosta, ponieważ kierunek siły działającej podczas kolizji jest wyraźnie widoczny i przez to łatwy do wyznaczenia. Takie przeświadczenie prowadzi jednak do poważnych błędów popełnianych nie tylko w warsztatowej praktyce, lecz także w inżynierskich opracowaniach teoretycznych. Wiele zagranicznych instrukcji powypadkowych napraw pojazdów sugeruje możliwość wyprostowania tak uszkodzonych szkieletów za pomocą jednego, poprzecznie ustawionego dozera, po sztywnym zamocowaniu pojazdu w uchwytach progowych ramy naprawczej. Jest to z punktu widzenia kinematyki oczywisty błąd. Z kolei zamieszczony tu schemat rzekomo optymalnej metody, opartej na równoczesnym użyciu trzech dozerów, pochodzi z bardzo popularnego, wielokrotnie wznawianego niemieckiego podręcznika, poświęconego nowoczesnym nadwoziom samochodowym, w którym wykorzystywany jest w niezmiennej od lat postaci, chociaż przedstawia rozwiązanie bardzo niewygodne w praktyce.

Kosztowne i pracochłonne prostowanie odkształcenia bocznego 5 kolumnami teleskopowymi i 1 siłownikiem wektorowym

Rys.: Kosztowne i pracochłonne prostowanie odkształcenia bocznego 5 kolumnami teleskopowymi i 1 siłownikiem
wektorowym

Kolizja jako ciąg zdarzeń

Ogólnie słuszna jest koncepcja prostowania odkształceń siłą o tej samej wartości i kierunku, lecz odwrotnym zwrocie w stosunku do siły, która te odkształcenia spowodowała. Pamiętajmy jednak, że zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona każdej sile towarzyszy przeciwdziałająca jej reakcja, więc dla pełnego odwrócenia procesów zachodzących w trakcie kolizji drogowej konieczne jest także wywołanie odwrotnych reakcji. Poza tym występujące tu zjawiska nie mają charakteru statycznego, lecz stanowią ciąg zdarzeń przebiegających w określonym czasie. W momencie kolizji czas ten jest bardzo krótki, a w procesie naprawczym może być dowolnie długi, jednak sekwencja poszczególnych faz odkształcania powinna zostać dokładnie zidentyfikowana i następnie maksymalnie wiernie odtworzona w odwrotnej kolejności.

Przy uderzeniu jednego samochodu w bok drugiego siła odkształcająca jest konsekwencją energii kinetycznej pojazdu uderzającego. Jeśli powierzchnia kontaktu zderzających się mas była stosunkowo niewielka, dopuszczalne jest pewne uproszczenie zakładające, iż punkt przyłożenia tej siły znajduje się w geometrycznym środku, a kierunek jej działania jest zgodny z osią symetrii powstałego odkształcenia. Co jednak było źródłem towarzyszących tej sile reakcji? Jakie były ich punkty przyłożenia, wartości i kierunki?

Otóż reakcje powodowane były bezwładnością całej masy uderzonego pojazdu.

Za punkty przyłożenia uznać trzeba wszystkie węzły konstrukcyjne, łączące element bezpośrednio uderzony z pozostałą częścią nośnego szkieletu nadwozia. Wartość tych reakcji była odwrotnie proporcjonalna do sztywności poszczególnych węzłów, a kierunki wytyczyć można na podstawie przemieszczeń punktów kontrolnych znajdujących się przy tych węzłach i sprawdzonych systemem pomiarowym w układzie trzech współrzędnych.

Przy odkształceniach typu banan punkty te są zawsze przesunięte w stronę centralnej strefy powstałego wgniecenia. Dzieje się tak, ponieważ podczas uderzenia w pierwszej kolejności następuje zgniecenie zewnętrznego profilu progowego, potem ulega wygięciu wewnętrzne usztywnienie progu. Wówczas siła odkształcająca dzieli się na dwie składowe, działające wzdłuż części progu położonych z obu stron wgniecenia. Tworzą one stopniowo zaostrzający się kąt, więc połączone z progiem węzły ściągane są coraz bardziej ku wnętrzu pojazdu. Równocześnie zmiażdżeniu w strefie uderzenia ulega wewnętrzny profil progowy i połączona z nim część podłogi.

	Reakcje podczas prostowania Sile prostującej wywieranej za pomocą poprzecznie ustawionego dozera towarzyszyć muszą równoważne względem niej reakcje. Ich źródłem nie może być jednak dynamiczna bezwładność masy całego pojazdu, gdyż przy powolnym przebiegu prostowania jest ona niewystarczająca. Pozostaje więc wykorzystanie statycznych reakcji stabilnej ramy naprawczej, przenoszonych na pojazd za pośrednictwem zaczepów progowych. Maksymalnie sztywne połączenie naprawianego pojazdu z ramą uzyskuje się przy użyciu wszystkich czterech zamocowań progowych, lecz w omawianej sytuacji dwa z nich należałoby wtedy połączyć z progiem odkształconym, co całkowicie uniemożliwiłoby jego prawidłowe wyprostowanie, czyli przywrócenie właściwej pozycji wszystkich punktów kontrolnych w tej strefie nadwozia. Można próbować rozwiązać ten problem, mocując nadwozie do ramy jedynie zaczepami zaciśniętymi na progu nieuszkodzonym, a dwu pozostałych używając wyłącznie w charakterze podpórek umożliwiających swobodne przemieszczanie się progu prostowanego. Istnieje jednak ryzyko, że znaczna siła prostująca wyrwie nieuszkodzony próg ze szczęk połączonych z nim zaczepów. Niedogodność prostowania banana trzema dozerami wynika nie tylko z nadmiernych kosztów wyposażenia stanowiska naprawczego, lecz także konieczności dokładnej synchronizacji pracy wszystkich użytych tu siłowników hydraulicznych. Dwa z nich, ciągnące za końce progu, muszą wywierać równocześnie identyczne siły, by nie powodować niepożądanych przemieszczeń całego pojazdu i ewentualnych odkształceń progu nieuszkodzonego, połączonego sztywno z ramą. Trzeci, poprzecznie ustawiony dozer może jedynie korygować efekty pracy dwóch pozostałych. Jego przedwczesne użycie, gdy kąt tworzony przez części zgiętego progu jest jeszcze zbyt ostry, nie przynosi przywrócenia prawidłowej pozycji końcowych punktów kontrolnych, a może nawet wywoływać dodatkowe wygięcia, zwrócone na zewnątrz nadwozia.
Rys.: Prostowanie progu za pomocą haka wprowadzającego siłę poprzeczną

Rys.: Kompletny rozpierak pneumatyczny

Ryzykowne bywa również korzystanie z dozerów ciągnących wzdłużnie do uzyskania prawidłowej pozycji końców progu i późniejsze prostowanie poprzeczne. Można bowiem zwiększyć w ten sposób długość całego elementu, czyli go rozciągnąć, przez co po wyprostowaniu nie zmieści się on już w swym poprzednim miejscu.

Możliwe jest, oczywiście, wykorzystanie tylko dwóch, zamiast trzech dozerów, dzięki blokowaniu progu (naciągniętego już wzdłużnie) przez łańcuchy kotwione do ramy. Uwolniony w ten sposób dozer stosowany jest następnie do prostowania poprzecznego. Także do takiego rozwiązania odnoszą się wszystkie uprzednio wspomniane zastrzeżenia.


Rys.: Mocowanie zacisków po obu stronach wgniecenia	Rys.: Współpraca rozpieracza z zaczepami przytwierdzonymi do progu

Bezkonkurencyjne rozpieraki

Najlepsze efekty przy tego rodzaju naprawach daje użycie ramy z jednym tylko dozerem do prostowania poprzecznego oraz prostego rozpieraka wstawionego wzdłużnie w otwór drzwiowy. Podczas takiej operacji, podobnie jak przy poprzednio opisanych metodach, zaciski progowe muszą być sztywno zamocowane do progu nieuszkodzonego, a z uszkodzonym współpracować luźno, bez zaciskania szczęk, tak by prostowany element mógł się w nich odpowiednio przemieszczać. Rozpierak w takim układzie zastępuje dozery ciągnące wzdłużnie, doprowadzając końcowe punkty kontrolne progu do prawidłowych pozycji. Dozer ciągnie próg zwykle nieco powyżej jego górnego spojenia, przy słupku B. Pozostałe zasady prostowania nie ulegają przy tym zmianie.

Rozpieraki stosowane w tej metodzie mogą mieć konstrukcję mechaniczną (śrubową), hydrauliczną lub pneumatyczną (silnikiem rotacyjnym i mechanizmem śrubowym umożliwiającym działanie dwustronne). Muszą charakteryzować się maksymalną siłą rzędu 10 ton. Dostępne na rynku rozpieraki czterotonowe są do prostowania progów za słabe.

Jeśli warsztat nie dysponuje odpowiednio silnymi rozpierakami, można zastosować rozwiązanie pośrednie, polegające na zastosowaniu wstępnego naciągu wzdłużnego za pomocą dozera (dozerów) aż do uzyskania prawidłowej pozycji punktów kontrolnych i późniejszym zamocowaniu dowolnego rozpieraka, pełniącego wówczas rolę blokady.

Ograniczeniem przydatności rozpieraków do usuwania odkształceń progów mogą być ich specjalne formy konstrukcyjne (np. w niektórych modelach Audi progi miewają pionowe lub poziome wygięcia, które rozpierakiem można by uszkodzić).

Niezależnie od zastosowanej metody naciągu wzdłużnego poprzeczne ciągnięcie progu dozerem wymaga wykonania w nim otworu i przetknięcia pręta z odpowiednim elementem oporowym (np. tarczą lub tuleją) i zaczepem do łańcucha. Podczas każdego prostowania progów trzeba stale zwracać uwagę na zachowanie dachu pojazdu, ponieważ tam właśnie mogą się pojawiać dodatkowe odkształcenia wtórne.

ZOBACZ TAKŻE: