Aktualności

Jak eksploatacja wpływa na trwałość konstrukcji naczepy?

Jak eksploatacja wpływa na trwałość konstrukcji naczepy? Dlaczego sposób użytkowania ma dziś większe znaczenie niż kiedykolwiek wcześniej

W branży transportowej często można usłyszeć dyskusje o jakości stali, technologii produkcji czy przewadze jednego producenta nad drugim. W rzeczywistości jednak trwałość naczepy to znacznie bardziej złożone zagadnienie. Nawet najlepiej zaprojektowana konstrukcja może ulegać przyspieszonemu zużyciu, jeśli jest niewłaściwie eksploatowana, podczas gdy pojazd pracujący w podobnych warunkach, lecz użytkowany z większą dbałością, może zachować pełną sprawność przez wiele lat.

Nie bez powodu producenci, firmy transportowe i instytuty badawcze coraz więcej uwagi poświęcają analizie rzeczywistych warunków pracy pojazdów. Współczesna naczepa nie jest bowiem statyczną konstrukcją. Podczas eksploatacji nieustannie pracuje, odkształca się, przenosi obciążenia i reaguje na tysiące czynników występujących każdego dnia na drodze. To właśnie suma tych oddziaływań decyduje o tym, czy po dziesięciu latach użytkowania pojazd nadal będzie w pełni sprawny, czy też stanie się źródłem coraz częstszych awarii i kosztownych napraw.

Konstrukcja naczepy pracuje każdego kilometra

Dla osoby niezwiązanej z branżą transportową naczepa może wydawać się prostą konstrukcją złożoną z ramy, osi i zabudowy. W rzeczywistości jest to zaawansowany układ inżynieryjny, który podczas każdego przejazdu poddawany jest działaniu ogromnych sił.

Według danych Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Pojazdów ciężarowych (ACEA) pojazdy wykonujące transport międzynarodowy pokonują rocznie średnio od 120 do nawet 180 tysięcy kilometrów. Oznacza to, że wiele naczep osiąga przebiegi przekraczające milion kilometrów jeszcze przed pierwszym generalnym remontem.

Każdy kilometr generuje drgania, skręcenia, naprężenia i odkształcenia materiału. Samochód ciężarowy jadący po autostradzie może wydawać się stabilny, jednak z punktu widzenia konstrukcji sytuacja wygląda inaczej. Każda nierówność nawierzchni, każdy zakręt i każde hamowanie powodują powstawanie naprężeń w elementach nośnych.

Inżynierowie określają ten proces mianem zmęczenia materiału. Jest to zjawisko polegające na stopniowym osłabianiu struktury materiału pod wpływem wielokrotnie powtarzających się obciążeń. Co istotne, nie muszą one przekraczać granicy wytrzymałości stali. Wystarczy, że występują odpowiednio długo. W przypadku naczepy mówimy o milionach cykli obciążeniowych realizowanych przez lata eksploatacji.

Badania publikowane w czasopismach zajmujących się wytrzymałością konstrukcji wskazują, że zmęczenie materiału pozostaje jedną z głównych przyczyn uszkodzeń konstrukcyjnych w pojazdach użytkowych. To właśnie dlatego nowoczesne konstrukcje projektowane są dziś z wykorzystaniem zaawansowanych analiz komputerowych pozwalających przewidzieć zachowanie materiału przez cały okres użytkowania pojazdu.

Więcej o konstrukcji przeczytasz tutaj.

Przeciążenie to nie tylko problem z wagą

Wśród wszystkich czynników wpływających na trwałość konstrukcji przeciążenia pozostają jednym z najbardziej destrukcyjnych. W praktyce problem ten jest znacznie bardziej złożony niż mogłoby się wydawać.

Wielu przewoźników kojarzy przeciążenie przede wszystkim z ryzykiem kontroli drogowej, wyższymi mandatami czy szybszym zużyciem ogumienia. Tymczasem skutki dla konstrukcji są znacznie poważniejsze i często pozostają niewidoczne przez długi czas.

Każde zwiększenie masy przewożonego ładunku powoduje wzrost sił działających na ramę, zawieszenie, punkty mocowania osi oraz połączenia konstrukcyjne. Problem dodatkowo nasila się podczas jazdy po nierównych drogach. Wówczas siły dynamiczne mogą wielokrotnie przewyższać wartości wynikające wyłącznie z masy ładunku.

Szczególnie niebezpieczne jest regularne eksploatowanie pojazdu na granicy dopuszczalnej masy całkowitej. Nawet jeśli pojedyncze przeciążenie nie powoduje widocznych uszkodzeń, jego wielokrotne powtarzanie prowadzi do przyspieszonego zmęczenia materiału. Najczęściej skutki pojawiają się w miejscach koncentracji naprężeń – przy mocowaniach zawieszenia, w okolicach sworznia królewskiego oraz na połączeniach podłużnic z elementami poprzecznymi.

Badania dotyczące pojazdów użytkowych pokazują, że przeciążenia są jednym z głównych czynników wpływających na skrócenie żywotności konstrukcji oraz zwiększenie częstotliwości występowania uszkodzeń zmęczeniowych.

Drogi, po których jeździ naczepa, mają ogromne znaczenie

W rozmowach o trwałości pojazdów bardzo często pomijany jest wpływ infrastruktury drogowej. Tymczasem różnica pomiędzy eksploatacją na trasach międzynarodowych a pracą na placach budowy czy drogach lokalnych może być ogromna.

Choć Polska dysponuje dziś jedną z najnowocześniejszych sieci dróg ekspresowych w Europie Środkowo-Wschodniej, znaczna część transportu nadal odbywa się po nawierzchniach dalekich od ideału. Dotyczy to szczególnie dróg dojazdowych do zakładów przemysłowych, gospodarstw rolnych, kopalni, placów budowy czy terminali przeładunkowych.

Badania prowadzone na elementach zawieszenia pojazdów ciężarowych wykazały, że naprężenia występujące podczas jazdy po nierównych nawierzchniach mogą być nawet o ponad połowę wyższe niż podczas poruszania się po drogach dobrej jakości. Co więcej, nie chodzi wyłącznie o głębokie dziury. Równie niebezpieczne okazują się koleiny, uskoki nawierzchni, przejazdy kolejowe czy nierówności występujące na placach manewrowych.

To właśnie dlatego naczepy pracujące w budownictwie, górnictwie czy sektorze rolniczym często wykazują oznaki zużycia znacznie szybciej niż pojazdy wykonujące przewozy dalekobieżne po głównych korytarzach transportowych Europy.

Styl jazdy kierowcy wpływa nie tylko na spalanie

W ostatnich latach ogromną popularność zdobyły szkolenia z ecodrivingu. Ich głównym celem jest ograniczanie zużycia paliwa, jednak korzyści wynikające z odpowiedniego stylu jazdy są znacznie szersze.

Każde gwałtowne hamowanie, agresywne ruszanie z miejsca czy szybkie pokonywanie nierówności powoduje wzrost obciążeń dynamicznych oddziałujących na konstrukcję pojazdu. W praktyce oznacza to większe siły działające na ramę, zawieszenie i połączenia konstrukcyjne.

Dla materiału nie ma znaczenia, czy naprężenie powstało wskutek przeciążenia czy agresywnego stylu jazdy. W obu przypadkach przyspiesza ono proces zmęczenia konstrukcji.

W dużych flotach coraz częściej zauważa się, że pojazdy obsługiwane przez kierowców stosujących płynny styl jazdy osiągają dłuższe przebiegi między naprawami i generują niższe koszty eksploatacyjne. Nie jest to przypadek. Mniejsze obciążenia dynamiczne oznaczają mniejsze zużycie praktycznie wszystkich elementów pojazdu.

Korozja pozostaje jednym z największych zagrożeń dla trwałości

Jeżeli przeciążenia odpowiadają za degradację mechaniczną konstrukcji, to korozja jest odpowiedzialna za jej stopniowe osłabianie od strony materiałowej.

Według szacunków Światowej Organizacji Korozji koszty związane z korozją odpowiadają nawet za 3–4% światowego PKB. W sektorze transportowym problem ten ma szczególne znaczenie ze względu na warunki pracy pojazdów.

Naczepy przez cały rok narażone są na kontakt z wilgocią, błotem, solą drogową oraz substancjami chemicznymi. W okresie zimowym agresywność środowiska eksploatacyjnego wzrasta wielokrotnie. Dodatkowo wiele pojazdów przewozi materiały, które same w sobie mogą przyspieszać procesy korozyjne.

Największy problem polega na tym, że korozja bardzo często rozwija się w miejscach niewidocznych podczas codziennych oględzin. Pojawia się wewnątrz profili zamkniętych, pod elementami wyposażenia czy w miejscach połączeń różnych materiałów. W wielu przypadkach pierwsze oznaki uszkodzeń widoczne są dopiero wtedy, gdy proces degradacji trwa od kilku lat.

Jeszcze groźniejszym zjawiskiem jest tak zwana korozja zmęczeniowa, czyli jednoczesne działanie procesów korozyjnych i cyklicznych obciążeń mechanicznych. W takich warunkach nawet niewielkie ogniska korozji mogą znacząco przyspieszać powstawanie pęknięć konstrukcyjnych.

Dlaczego jakość wykonania ma dziś coraz większe znaczenie?

Współczesny rynek transportowy wymaga od producentów tworzenia pojazdów coraz lżejszych, bardziej ekonomicznych i jednocześnie bardziej wytrzymałych. To ogromne wyzwanie inżynieryjne.

Zmniejszanie masy własnej przy zachowaniu wysokiej trwałości wymaga stosowania zaawansowanych materiałów, precyzyjnych procesów produkcyjnych oraz dokładnej kontroli jakości. Coraz większą rolę odgrywa robotyzacja spawania, automatyzacja produkcji oraz zaawansowane symulacje komputerowe.

Nieprzypadkowo najwięksi producenci inwestują dziś w technologie pozwalające ograniczać miejsca koncentracji naprężeń oraz poprawiać jakość połączeń konstrukcyjnych. Widać to również w rozwiązaniach stosowanych przez producentów takich jak LeciTrailer, gdzie duży nacisk kładziony jest na zrobotyzowane procesy spawalnicze, optymalizację konstrukcji oraz zwiększanie odporności na wieloletnie obciążenia eksploatacyjne. Jest to odpowiedź na oczekiwania rynku, który coraz częściej ocenia pojazdy nie przez pryzmat ceny zakupu, lecz całkowitego kosztu użytkowania.

Trwałość konstrukcji stała się elementem rentowności firmy transportowej

Jeszcze kilkanaście lat temu trwałość naczepy była przede wszystkim zagadnieniem technicznym. Dziś coraz częściej analizowana jest jako jeden z kluczowych czynników wpływających na wynik finansowy przedsiębiorstwa transportowego.

Każda nieplanowana naprawa oznacza przestój. Każdy przestój oznacza utracone przychody. W warunkach rosnących kosztów pracy, paliwa, finansowania oraz serwisu niezawodność pojazdu staje się jednym z najważniejszych elementów przewagi konkurencyjnej.

Dlatego trwałość konstrukcji nie zależy wyłącznie od producenta. Jest efektem współpracy pomiędzy projektantem, producentem, serwisem, kierowcą i właścicielem floty. Nawet najlepsza konstrukcja nie będzie w stanie osiągnąć pełnej żywotności bez właściwej eksploatacji. Z drugiej strony odpowiednio użytkowana i regularnie serwisowana naczepa może przez wiele lat pozostawać niezawodnym narzędziem pracy, generując niższe koszty i wyższą rentowność dla całego przedsiębiorstwa.

Powrót

Czytaj także