Jak prawidłowo mocować zbiorniki LPG?

fot. gazeo.plWalcowy zbiornik LPG w samochodzie uderzającym po próbie zderzeniowej

Taką sytuację symulowaliśmy właśnie w czasie testu zderzeniowego. Z danych, które otrzymaliśmy po próbie od pracowników PIMOTu wynikało, że maksymalne opóźnienie samochodu uderzającego przy zderzeniu z prędkością 54 km/h osiągnęło wartość 16 g (średnio 7 g).

Zatem na zamontowany w przestrzeni bagażowej samochodu uderzającego walcowy zbiornik LPG firmy STAKO działała siła bezwładności o wartości prawie 16 razy większej od jego ciężaru (nacisku jaki wywiera na podłogę bagażnika w związku ze swą masą). Oznacza to, że na zbiornik o masie 35 kg (wraz z osprzętem i gazem) w momencie zderzenia (opóźnienie 16 g) działała siła bezwładności o wartości blisko blisko 5500 N, skierowana do przodu samochodu.

Siła ta była przyłożona do środka ciężkości zbiornika, czyli mniej więcej w połowie jego średnicy. Mniej więcej, ponieważ aby środek ciężkości znajdował się w połowie średnicy zbiornika musiałby on być wypełniony ciekłym gazem w 100 %, a jak wiemy zbiorniki z uwagi na konieczność zapewnienia rozszerzalności termicznej LPG są napełniane w 80 %. Zatem siła 5500 N działająca na ramieniu 135 mm starała się wyrwać z nadwozia śruby mocujące zbiornik LPG (szczególnie te w tylnej części ramki).

Śruby mocujące zbiorniki LPG są liczone właśnie na zrywanie, ich ścinanie jest pomijane z uwagi na moment, którym się je napina i wynikające z tego tarcie występujące w połączeniu pomiędzy zbiornikiem (jego ramką), a podłogą przestrzeni bagażowej. Jest ono na tyle duże, że w obliczeniach nie uwzględnia się ścinania śrub.

fot. gazeo.plToroidalny zbiornik LPG po próbie zderzeniowej

Mocowanie zbiornika walcowego w samochodzie uderzającym nie było obciążone nawet minimalnymi siłami wynikającymi z regulaminu (20 g). Z pewnością jednak zastosowanie 4 śrub M10 o klasie wytrzymałości 8.8 z odpowiednimi podkładkami i wymaganym napięciem (odpowiedni moment dokręcenia) spełnia wymagania stawiane przez regulamin.

Co ciekawe większe przyspieszenia zanotowano w samochodzie uderzanym. Ponieważ przyspieszał on od prędkości 0 km/h wartości przyspieszeń były znacznie większe. Według danych PIMOTu maksymalne przyspieszenie zanotowane w czasie próby miało wartość 38 g (średnie 10 g), co oznacza, że obciążenia elementów mocujących zbiornik toroidalny (wzdłuż osi podłużnej samochodu) w samochodzie uderzanym były chwilowo blisko 2-krotnie większe w stosunku do wymagań (20 g) wynikających z regulaminu 67.

fot. gazeo.plMocowanie toroidalnego zbiornika LPG

Oznacza to, że na zamontowany w samochodzie uderzanym zbiornik toroidalny mający masę 40 kg (wraz z osprzętem i paliwem), w momencie wystąpienia największego przyspieszenia (38 g), co miało miejsce praktycznie w chwili zderzenia, działała siła bezwładności o wartości blisko 15000 N (prawie 3-krotnie większa niż w przypadku zbiornika walcowego w samochodzie uderzającym). W momencie zderzenia zbiornik oddziaływał na połączenie z nadwoziem siłą bezwładności odpowiadającą ciężarowi 1,5 tony. Jeśli zbiornik nie byłby odpowiednio zamocowany można sobie tylko wyobrazić jego zachowanie w momencie zderzenia. Mógłby on wyrwać się z mocowania w stosunkowo cienkiej blasze nadwozia (przed tym zabezpieczają podkładki o odpowiedniej powierzchni). Przemieszczający się przez wnętrze samochodu zbiornik, na który działa siła bezwładności odpowiadająca masie 1,5 t z pewnością jest w stanie zniszczyć lub zabić wszystko i wszystkich na swojej drodze.

Mocowanie torusa za pomocą dwóch śrub M12 (8.8) sprostało obciążeniu 38 g, pomimo znacznej deformacji podłogi bagażnika. Oznacza to, że spełniło z dużym zapasem wymagania homologacyjne.

Przeprowadzony w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji test zderzeniowy wykazał, że występujące w czasie zderzenia pojazdów przyspieszenia osiągają bardzo duże wartości, nawet przy prędkościach, z którymi powinniśmy poruszać się w miastach.

Prędkość pojazdu uderzającego wynosząca jedynie 54 km/h wygenerowała przyspieszenie pojazdu uderzanego o wartości 38 g. To bardzo duża wartość, przewyższająca wymagania odnośnie wytrzymałości mocowania zbiornika do nadwozia. Przy wyższych prędkościach przyspieszenia byłyby jeszcze większe, zatem odpowiednie mocowanie zbiorników to bardzo ważna sprawa.

fot. gazeo.plMontaż toroidalnego zbiornika LPG w samochodzie

Zasady montażu zbiorników LPG:

• stosowanie elementów złącznych (śrub) zalecanych przez producenta zbiornika. Z reguły są to śruby M10 lub M12 o klasie wytrzymałości 8.8 (dla zbiorników walcowych) i M12 8.8 (dla zbiorników toroidalnych),
• stosowanie odpowiednio dużych (30-40 mm) i grubych (3-4 mm) podkładek, które zapobiegają wyrwaniu śrub z nadwozia,
• stosowanie odpowiednich, określonych przez producentów zbiorników momentów dokręcania śrub mocujących,
• mocowanie zbiorników LPG we wszystkich miejscach przewidzianych przez producenta,

• nie podwyższanie mocowania zbiornika do nadwozia, ponieważ zwiększa to obciążenie śrub.

Wszystkie przedstawione wymagania, wobec w.w. wartości przyspieszeń i będących wynikiem ich działania sił bezwładności wcale nie są przesadzone, choć z pozoru mogłoby się tak wydawać. Pamiętajmy, właściwie zamontowany zbiornik LPG to gwarancja bezpieczeństwa dla kierowcy i pasażerów samochodu. Zbiornik z całą pewnością nie wybuchnie (za to odpowiadają zabezpieczenia działające samoczynnie) jednak źle wykonane jego mocowanie może być przyczyną dużego nieszczęścia, zgodnie z zasadą, że to nie nadmierna prędkość zabija tylko gwałtowna jej utrata.