Radiobil)

Kromad främre stötfångare på en 1958 Ford Taunus

Bakre stötfångare med integrerade baklyktor och ett gummibelagt skydd på en 1970 AMC Ambassador

En stötfångare är en struktur fäst vid eller integrerad med de främre och bakre ändarna av ett motorfordon , för att absorbera stötar vid en mindre kollision, idealiskt minimera reparationskostnaderna. Styva metallstötfångare dök upp på bilar så tidigt som 1904 som hade en huvudsakligen prydnadsfunktion. Många utvecklingar, förbättringar av material och teknologier, samt större fokus på funktionalitet för att skydda fordonskomponenter och förbättra säkerheten har förändrat stötfångare under åren. Stötfångare minimerar idealiskt höjdfel mellan fordon och skyddar fotgängare från skador . Regulatoriska åtgärder har antagits för att minska reparationskostnaderna för fordon och, på senare tid, påverkan på fotgängare.

Historia

Stötfångare var först bara styva metallstänger. George Albert Lyon uppfann den tidigaste bilstötfångaren. Den första stötfångaren dök upp på ett fordon 1897, och den installerades av Nesselsdorfer Wagenbau-Fabriksgesellschaft, en tjeckisk biltillverkare. Konstruktionen av dessa stötfångare var inte tillförlitlig eftersom de endast hade en kosmetisk funktion. Tidiga bilägare fick den främre fjäderbulten ersatt med sådana som var tillräckligt långa för att kunna fästa en metallstång. GD Fisher patenterade ett stötfångarfäste för att förenkla monteringen av tillbehöret. Den första stötfångaren designad för att absorbera stötar dök upp 1901. Den var gjord av gummi och Frederick Simms fick patent på denna uppfinning 1905.

1955 Cadillac Eldorado med kraftigt kromad " Dagmar " eller "bullet" stötfångare

Stötfångare lades till av biltillverkare i mitten av 1910-talet, men bestod av en remsa av stål fram och bak. Stötfångare, som ofta behandlas som ett valfritt tillbehör, blev allt vanligare på 1920-talet eftersom bildesigners gjorde dem mer komplexa och omfattande. Under de följande decennierna blev förkromade stötfångare tunga, utarbetade och allt mer dekorativa fram till slutet av 1950-talet när amerikanska biltillverkare började etablera nya stötfångartrender och märkesspecifika mönster. På 1960-talet användes lättare förkromade bladliknande stötfångare med en målad metallkappa som fyllde utrymmet under den. Konstruktion i flera delar blev normen eftersom biltillverkare införlivade galler , belysning och till och med bakre avgaser i stötfångarna.

På 1968 års Pontiac GTO inkorporerade General Motors en "Endura"-kroppsfärgad främre stötfångare i plast designad för att absorbera stötar i låg hastighet utan permanent deformation. Det var med i en TV-reklam där John DeLorean slog stötfångaren med en slägga och ingen skada resulterade. Liknande elastomeriska stötfångare fanns på fram- och baksidan av 1970-71 Plymouth Barracuda . 1971 Renault en plaststötfångare ( plåtformningsmassa ) på Renault 5 .

Nuvarande designpraxis är att stötfångarstrukturen på moderna bilar består av ett plasthölje över en förstärkningsstång gjord av stål, aluminium, glasfiberkomposit eller plast. Stötfångare för de flesta moderna bilar har tillverkats av en kombination av polykarbonat (PC) och akrylnitrilbutadienstyren (ABS) som kallas PC/ABS. ^{[ citat behövs ]}

Ford Model A (1927–31) med stötfångare i metall

1953 Mercury Monterey med stor kromad stötfångare

1968 Pontiac GTO med en elastomer främre stötfångare

Fysik

Stötfångare erbjuder skydd till andra fordonskomponenter genom att avleda den kinetiska energin som genereras av en kollision . Denna energi är en funktion av fordonets massa och hastighet i kvadrat . Den kinetiska energin är lika med 1/2 produkten av massan och kvadraten på hastigheten. I formelform:

E_{\text{k}}={\tfrac {1}{2}}mv^{2}

En stötfångare som skyddar fordonskomponenter från skador i 5 miles per timme måste vara fyra gånger starkare än en stötfångare som skyddar vid 2,5 miles per timme, med kollisionsenergiförlusten koncentrerad längst fram och bak på fordonet. Små ökningar av stötfångarskyddet kan leda till viktökning och minskad bränsleeffektivitet .

Fram till 1959 sågs sådan styvhet som fördelaktigt för passagerarnas säkerhet bland bilingenjörer . Moderna teorier om fordons krocksäkerhet pekar i motsatt riktning, mot fordon som skrynklas gradvis . Ett helt styvt fordon kan ha utmärkt stötfångarskydd för fordonskomponenter, men skulle erbjuda dålig säkerhet för passagerarna .

Fotgängares säkerhet

Stötfångare utformas i allt högre grad för att lindra skador på fotgängare som blir påkörda av bilar, till exempel genom användning av stötfångarskydd gjorda av flexibla material. Framförallt har de främre stötfångarna sänkts och tillverkats av mjukare material, såsom skum och krossbar plast, för att minska svårighetsgraden av stötar på benen.

Olika höjder

Skador från en lågfart men på hög nivå; det energiabsorberande främre stötfångarsystemet är helt förbikopplat och orört.

För personbilar är höjden och placeringen av stötfångare lagligt specificerade enligt både amerikanska och EU-regler. Stötfångare skyddar inte mot kollisioner i måttlig hastighet, eftersom fjädring vid nödbromsning ändrar stigningen på varje fordon, så att stötfångare kan kringgå varandra när fordonen kolliderar. Att förhindra över- och underkörning kan åstadkommas med extremt höga stötfångarytor. Aktiv fjädring är en annan lösning för att hålla fordonet plant.

Stötfångarhöjden från vägbanan är viktig för att koppla in andra skyddssystem. Sensorer för utlösning av krockkuddar utlöses vanligtvis inte förrän i kontakt med ett hinder, och det är viktigt att främre stötfångare är de första delarna av ett fordon som får kontakt vid en frontalkollision, för att ge tillräckligt med tid för att blåsa upp skyddskuddarna.

Energiabsorberande krosszoner är helt ineffektiva om de fysiskt förbikopplas; ett extremt exempel på detta inträffar när den upphöjda plattformen på en traktor-släp helt missar den främre stötfångaren på en personbil, och den första kontakten är med glasvindrutan i passagerarutrymmet.

Lastbil vs bil

Underkörningskollisioner , där ett mindre fordon som en passagerarsedan glider under ett större fordon som en traktor-släp, resulterar ofta i allvarliga skador eller dödsfall. Plattformsflaket på en typisk traktorsläp är i huvudhöjd för sittande vuxna i en typisk personbil och kan därför orsaka allvarliga huvudtrauma även vid en kollision med måttlig hastighet. Omkring 500 människor dödas på detta sätt i USA årligen.

Jayne Mansfields död i juni 1967 i en bil-/lastbilsolycka, rekommenderade US National Highway Traffic Safety Administration att kräva ett bakre underkörningsskydd, även känd som en "Mansfield-stång", en " ICC- stång" eller en "DOT ( Department of Transportation) stötfångare". Dessa får inte vara mer än 56 cm från vägen. Den amerikanska lastbilsindustrin har varit långsam med att uppgradera denna säkerhetsfunktion, och det finns inga krav på att reparera ICC-stänger som skadats under drift. Men 1996 uppgraderade NHTSA kraven för den bakre underkörningsförhindrande strukturen på lastbilssläp, och Transport Canada gick längre med ett ännu strängare krav på energiabsorberande underkörningsskydd bak. I juli 2015 utfärdade NHTSA ett förslag om att uppgradera de amerikanska prestandakraven för underkörningsskydd.

Många europeiska länder har också krävt sidounderkörningsskydd för att mildra dödliga kollisioner där bilen stöter på lastbilen från sidan. En mängd olika typer av sidounderkörningsskydd av detta slag används i Japan, USA och Kanada. De krävs dock inte i USA.

FN-föreskrifter 58 ställer krav på bakre underkörningsskydd (RUPD) och deras installation, bland annat att lastbilar och släpvagnar av olika typer måste ha sådana anordningar med en höjd över marken högst 45 cm (17,7 tum), 50 cm ( 19,7 tum) eller 55 cm (21,7 tum).

SUV vs bil

Oöverensstämmelse mellan SUV- stötfångarhöjder och sidokrockbalkar för personbilar har möjliggjort allvarliga skador vid relativt låga hastigheter. I USA studerar NHTSA hur man åtgärdar detta problem från och med 2014.

Utöver dödliga interaktioner kan reparationskostnaderna för kollisioner med personbil/SUV också vara betydande på grund av höjdfelet. Denna oöverensstämmelse kan leda till att fordon skadas så allvarligt att de inte fungerar efter kollisioner i låg hastighet.

förordning

I de flesta jurisdiktioner är stötfångare lagstadgade på alla fordon. Regler för stötfångare till bilar har implementerats av två skäl – för att tillåta bilen att uthärda en lågfartskollision utan att skada fordonets säkerhetssystem, och för att skydda fotgängare från skador. Dessa krav står i konflikt: stötfångare som tål stötar väl och minimerar reparationskostnaderna tenderar att skada fotgängare mer, medan fotgängarvänliga stötfångare tenderar att ha högre reparationskostnader.

Även om ett fordons stötfångarsystem är utformade för att absorbera energin från kollisioner i låga hastigheter och hjälpa till att skydda bilens säkerhet och andra dyra komponenter som finns i närheten, är de flesta stötfångare utformade för att endast uppfylla minimikraven.

Internationella standarder

Internationella säkerhetsföreskrifter , som ursprungligen utformades som europeiska standarder under FN:s överinseende, har nu antagits av de flesta länder utanför Nordamerika. Dessa anger att en bils säkerhetssystem fortfarande måste fungera normalt efter en rak pendel eller en rörlig barriärkollision på 4 km/h (2,5 mph) fram och bak, och till de främre och bakre hörnen på 2,5 km/h (1,6 mph) på 45,5 cm (18 tum) över marken med fordonet lastat eller olastat.

Fotgängares säkerhet

Europeiska länder har infört regler för att ta itu med frågan om 270 000 dödsfall årligen i världsomspännande fotgängare/bilolyckor .

Bull bars

1978 Holden Kingswood Utility med "roo bar"

Specialiserade stötfångare, kända som " bullar " eller "roo bars", skyddar fordon i lantliga miljöer från kollisioner med stora djur. Studier har dock visat att sådana bommar ökar risken för dödsfall och allvarliga skador för fotgängare i stadsmiljöer, eftersom bullbaren är stel och överför all kraft av en kollision till fotgängaren, till skillnad från en stötfångare, som absorberar en del kraft och skrynklar. Inom Europeiska unionen har försäljning av styva tjurstänger av metall som inte uppfyller de relevanta säkerhetsstandarderna för fotgängarskydd förbjudits.

Terrängstötfångare

Terrängfordon använder ofta eftermarknaden terrängstötfångare gjorda av tung metall för att förbättra frigången (höjd över terrängen), maximera avgångsvinklarna, rensa större däck och säkerställa ytterligare skydd. Liknande eller identiska med bullbars, terrängstötfångare har en styv konstruktion och absorberar inte (genom plastisk deformation) någon energi vid en kollision, vilket är farligare för fotgängare än fabriksplastknäpare. Lagligheten av eftermarknadens terrängstötfångare varierar beroende på jurisdiktion.

Förenta staterna

Stötfångarföreskrifter i USA fokuserar på att förhindra låghastighetsolyckor från att försämra säker fordonsdrift, begränsa skador på säkerhetsrelaterade fordonskomponenter och begränsa reparationskostnaderna efter en krock.

Första standarderna 1971



Främre och bakre stötfångare på Chrysler A-plattformsbilar före (vänster, 1971) och efter (höger, 1974) trädde den amerikanska 5-mph-standarden för stötfångare i kraft. 1974 års stötfångare sticker ut längre från karossen och den bakre innehåller inte längre baklyktorna .

1971 utfärdade USA:s National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) landets första förordning som gäller för stötfångare för personbilar. Federal Motor Vehicle Safety Standard No. 215 (FMVSS 215), "Exterior Protection", trädde i kraft den 1 september 1972 – då de flesta biltillverkare började tillverka sina bilar från 1973 års modell . Standarden förbjuder funktionsskador på specificerade säkerhetsrelaterade komponenter såsom strålkastare och bränslesystemkomponenter när fordonet utsätts för barriärkrocktester i 5 miles per timme (8 km/h) för fronten och 2,5 mph (4 km/h) för bakre stötfångarsystem. Kraven eliminerade effektivt bilstötfångardesigner som innehöll integrerade fordonsbelysningskomponenter som baklyktor.

I oktober 1972 antog den amerikanska kongressen Motor Vehicle Information and Cost Saving Act (MVICS), som krävde att NHTSA utfärdade en stötfångarstandard som ger "den maximala möjliga kostnadsminskningen för allmänheten och konsumenten". Faktorer som beaktades var bland annat kostnaderna och fördelarna med implementeringen, standardens effekt på försäkringskostnader och juridiska avgifter, besparingar i konsumenternas tid och besvär, samt hälso- och säkerhetsaspekter.

Personbilarna från 1973 års modell som såldes i USA använde en mängd olika mönster. De sträckte sig från icke-dynamiska versioner med solida gummiskydd till "återställbara" design med olje- och kvävefyllda teleskopiska stötdämpare.

Standarderna skärptes ytterligare för personbilar av 1974 års modell, med standardiserade främre och bakre stötfångare som kunde ta emot vinkelkrockar i 8 km/h utan skador på bilens ljus, säkerhetsutrustning och motor. Det fanns ingen bestämmelse i lagen om att konsumenter skulle "välja bort" från detta skydd.

Reglerande effekt på design

Reglerna specificerade stötfångarens prestanda; de föreskrev inte någon speciell stötfångardesign. Ändå var många bilar för den amerikanska marknaden utrustade med skrymmande, massiva, utskjutande stötfångare för att uppfylla standarden för stötfångare på 5 mil per timme som gällde från 1973 till 1982. Detta innebar ofta ytterligare total fordonslängd, såväl som ny front och bakre design för att införliva de starkare energiabsorberande stötfångarna, vilket ger tyngd till fordonets extremiteter. Personbilar hade gap-döljande flexibla påfyllningspaneler mellan stötfångarna och bilens kaross, vilket gjorde att de fick ett "massivt, blockigt utseende". Men även andra stötfångarkonstruktioner uppfyllde kraven. 1973 års AMC Matador- kupé hade fristående stötfångare med enbart gummidamasker för att dölja de infällbara stötdämparna. "Endura"-stötfångare, kompatibla med bestämmelserna men ändå tätt integrerade i den främre karossen, användes på modeller som Pontiac Grand Am från 1973 och Chevrolet Monte Carlo från 1978, med betydligt lägre massa än tunga stötfångare i kromat stål med separata stötdämpare.




USA (vänster) och resten av världen (höger)
Främre stötfångare på Mercedes-Benz W116 (överst), BMW E28 5-serien (mitten), Lamborghini Countach (nederst). De amerikanska stötfångarna är större och sticker ut längre från karossen.

Stötfångarbestämmelserna gällde alla personbilar, både amerikansktillverkade och importerade. Med undantag, inklusive Volvo 240 , Porsche 911 och Rolls-Royce Silver Shadow , tenderade europeiska och asiatiska biltillverkare att endast sätta kompatibla stötfångare på bilar avsedda för den amerikanska och kanadensiska marknaden där reglerna gällde. Detta innebar att deras nordamerikanska bilar tenderade att se annorlunda ut än versioner av samma modell som säljs någon annanstans.

USA:s krav på stötfångarhöjd gjorde att vissa modeller, såsom Citroën SM , inte kvalificerade för import till USA. Till skillnad från internationella säkerhetsföreskrifter skrevs amerikanska föreskrifter utan bestämmelser om hydropneumatisk upphängning .

Noll-skada standarder 1976

Kraven som utfärdats under MVICS konsoliderades med kraven i Federal Motor Vehicle Safety Standard Number 215 (FMVSS 215, "Exterior Protection of Vehicles") och utfärdades i mars 1976. Denna nya stötfångarstandard placerades i United States Code of Federal Regulations på 49 CFR 581, separat från Federal Motor Vehicle Safety Standards vid 49CFR571. De nya kraven, som gäller för av årsmodell 1979 , kallades "Fas I"-standarden. Samtidigt stiftades ett nollskadekrav, "Fas II", för stötfångarsystem på 1980 och nyare bilar. De mest rigorösa kraven gällde för 1980 till 1982 års modellfordon; 8 km/h (8 km/h) fram och bak barriär och pendelkrocktester krävdes, och inga skador tillåts på stötfångaren utöver en 3 ⁄ 8 tum (10 mm) buckla och 3 ⁄ 4 tum ( 19 mm) förskjutning från stötfångarens ursprungliga position.

Fristående 5 mph stötdämpande noll-skada stötfångare på 1976 AMC Matador coupe

Allhjulsdrivna "cross-over"-bilar som AMC Eagle klassificerades som multi-purpose fordon eller lastbilar, och därmed undantagna från personbils stötfångare standarder.

Stringens minskade 1982

Den nyligen valda Reagan-administrationen hade lovat att använda kostnads-nyttoanalyser för att minska regleringsbördan för industrin, vilket påverkade denna standard.

Som diskuterats i detalj under Fysik , före 1959, trodde folk ju starkare strukturen, inklusive stötfångarna, desto säkrare bilen. En senare analys ledde till förståelsen av skrynkelzoner , snarare än stel konstruktion som visade sig vara dödlig för passagerare eftersom kraften från stöten gick rakt in i fordonet och på passageraren.

NHTSA ändrade stötfångarstandarden i maj 1982 och halverade krocktesthastigheterna fram och bak för 1983 och nyare bilstötfångare från 5 miles per timme (8 km/h) till 2,5 miles per timme (4 km/h), och hörnkraschen testhastigheter från 3 miles per timme (5 km/h) till 1,5 miles per timme (2 km/h). Dessutom rullades kravet på nollskador i Fas II tillbaka till skadeersättningarna i Fas I. Samtidigt fastställdes ett personbilsstötfångarhöjd på 16 till 20 tum (41–51 cm) för personbilar.

NHTSA utvärderade resultatet av dess förändring 1987 och noterade att det resulterade i lägre vikt och tillverkningskostnader, uppvägt av högre reparationskostnader.

Trots dessa upptäckter förkastade både konsument- och försäkringsgrupper den försvagade stötfångarstandarden. De presenterade argumentet att 1982 års standard ökade de totala konsumentkostnaderna utan några åtföljande fördelar förutom för biltillverkare. 1986 Consumers Union NHTSA att återgå till Fas II-standarden och avslöja information om stötfångarens styrka till konsumenterna. 1990 avslog NHTSA denna begäran.

Konsumentinformation

I USA utsätter Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) fordon för låghastighetsbarriärtester (6 mph eller 9,7 km/h) och publicerar resultaten, inklusive reparationskostnader. Biltillverkare som gör det bra i dessa tester tenderar att publicera resultaten.

1990 genomförde IIHS fyra krocktester på tre olika årsexempel av Plymouth Horizon . Resultaten illustrerar effekten av ändringarna av de amerikanska stötfångarbestämmelserna (reparationskostnaderna anges i 1990 års dollar ):

1983 Horizon med Phase-II 5-mph stötfångare: $287
1983 Horizon med Phase-I 2,5 mph stötfångare: 918 $
1990 Horizon: $1 476

Stötfångare idag

Stötfångare i dag är utformade för att lindra skador på fotgängare och för att minimera vikten vid fordonets ändar, och därigenom öka passagerarnas skydd mot progressiva skrynkliga vid en allvarlig olycka. De är inte längre gjorda av stål och gummi, utan av en yttre fasad av plast över en lätt, stötdämpande kärna av polystyrenskum .

Kanada

Standarder för bilstötfångare i Kanada antogs först samtidigt som de i USA. Dessa liknade nära 8 km/h (5 mph) USA-förordningen, och de kanadensiska kraven sänktes inte till 4 km/h (2,5 mph) 1982 som gjordes i USA.

Vissa biltillverkare valde att tillhandahålla starkare kanadensiska stötfångare på hela den nordamerikanska marknaden, medan andra valde att tillhandahålla svagare stötfångare på den amerikanska marknaden. Detta begränsade grå importfordon mellan USA och Kanada.

I början av 2009 ändrades Kanadas regelverk för att harmonisera med amerikanska federala standarder och internationella FN-regler . Liksom i USA motsatte sig konsumentskyddsgrupper förändringen, medan kanadensiska tillsynsmyndigheter hävdade att testhastigheten på 4 km/h (2,5 mph) används över hela världen och är mer kompatibel med förbättrat fotgängarskydd vid kollisioner mellan fordon och fotgängare .

Se även

Vidare läsning

Viscusi, Kip (1988). "Regulatory Economics in the Courts: an Analysis of Judge Scalias NHTSA Bumper Decision" . Juridik och samtida problem . 50 (4) . Hämtad 2 juli 2015 .
Claybrook Joan Claybrooks försvar av sin tjänstgöring på NHTSA mot kommentarer från regeringens misslyckande från högsta domstolens domare Stephen Breyer , Joan. "Kritik Run Amok" (PDF) . Hämtad 7 juli 2015 .