Inżynier nie boi się maszyn

Z PROF. MARIANEM DUDZIAKIEM, DŁUGOLETNIM KIEROWNIKIEM KATEDRY PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN POLITECHNIKI POZNAŃSKIEJ ORAZ AKTUALNIE KIEROWNIKIEM KATEDRY MECHANIKI I BUDOWY MASZYN W PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOLE ZAWODOWEJ W KALISZU, ROZMAWIA SŁAWOMIR GÓRZYŃSKI

- Panie profesorze nadal jest pan ekspertem sądowym. Ma pan dużą w tej dziedzinie wiedzę i doświadczenie.

- Zgadza się. Jestem ekspertem od wypadków drogowych, rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych oraz oceny konstrukcji.

- Może pan zdradzić trochę z tej eksperckiej kuchni. Na czym polega ta praca? Czy pamięta pan jakieś szczególnie interesujące przypadki? Co jest bardziej zawodne człowiek czy sprzęt, którego używa?

- Zazwyczaj człowiek, który często wprowadza w błąd innych ludzi. Nie zawsze robi to świadomie. Niekiedy wynika to z braku wiedzy. Specjalizuję się w wyjaśnianiu związków fizycznych. Dlaczego coś się stało, jakie były przyczyny danego zdarzenia. Na skutek jakich działań wewnętrznych i zewnętrznych coś się wydarzyło. Szukam takiego czarta, który ma związek z wypadkiem. Niekiedy trafiam na przysłowiowe cuda. Bo jakim sposobem wałek łożyska igiełkowego o średnicy 4 mm i długości 30 mm zabudowany na wale napędowym silnika mógł się przedostać przez szczelinę między korbowodem a wałem o wartości 0,2 mm do karteru przy prędkości 12 tys. obrotów. Jak to jest możliwe? W trakcie rozprawy powołany inny biegły stwierdził, że łożysko zostało źle wykonane. Ja natomiast staram się dojść od strony fizycznej do sedna problemu.

- I jakie były tego przyczyny?

- Mamy do czynienia ze stalą stopową łożyskową, która w temperaturze powyżej 250 st. Celsjusza zaczyna zmieniać strukturę wewnętrzną, według zasady wykresu żelazo-węgiel. W temperaturze kilkuset stopni ta stal może zachowywać się jak ciasto. Tłumaczę sądowi jak to mogło się stać, że przy temperaturach 300, 400, 500 i więcej stopni w stali zmienia się struktura wewnętrzna. Dowodem zewnętrznym jest osadzony na korbach wału nalot barwny w formie kolorowej tęczy. Każdy kolor oznacza inną wartość temperatury. Każdy inżynier mechanik znający się na właściwościach fizycznych różnych rodzajów stali wie, że tak jest, i że do opisanego wyżej przypadku mogło faktycznie dojść. Tak samo dzieje się w przypadku opon.

- No właśnie, guma jest również podatna na działanie wysokiej temperatury. Jeśli opona nagrzeje się powyżej 160-170 stopni, wtedy zacznie się rozpadać, bowiem guma stanowiąca jej zasadniczy budulec zacznie się degradować?

- Wystarczy, że w aucie nie odbiją szczęki hamulcowe na bębnie hamulcowym. Za chwilę poczuje się zapach przypalanej gumy. Oznacza to, że guma w oponie zaczyna tracić swoje pierwotne właściwości, które uzyskuje podczas wulkanizacji. W okolicach stopki opony pojawia się biało-szary nalot. W innych sprawach zasadne jest przeprowadzenie opracowanych eksperymentów.

- Czy rozpatruje pan sprawy związane z oponami? Jaki najbardziej drastyczny wypadek pan pamięta, czy można było go uniknąć?

- Wielokrotnie z panem Jerzym Warszczyńskim, z OBR Stomil w Poznaniu, takie przypadki badaliśmy. OBR ma urządzenia do badania trakcji i można tam eksperymentalnie sprawdzić stan ogumienia. Mieliśmy kilka takich trudnych przypadków, gdzie kierowcy tłumaczyli dlaczego według nich opona „strzeliła” albo uległa rozerwaniu. W niektórych wypadkach inęli ludzie. Wykonywaliśmy na przykład otwór w oponie i sprawdzaliśmy na urządzeniu do trakcji po jakim czasie ujdzie z niej powietrze, czy opona zostanie zniszczona. Czy taki otwór mógł skutkować natychmiastowym wybuchem? Tę moją wiedzę pożytkowałem do badania tego typu spraw.

- A czy nie udało się wyjaśnić jakiejś sprawy związanej z oponami, mimo posiadanych narzędzi badawczych i olbrzymiej wiedzy?

- Owszem były takie przypadki, że nie doszliśmy do przyczyny. Niekiedy były inne okoliczności niż wskazywał kierowca. Nie było to spowodowane np. stanem technicznym pojazdu ani opon. W drodze eksperymentów dochodziliśmy czy były możliwe takie przyczyny o jakich mówił kierowca. A trzeba to było sprawdzić, bo zginęli ludzie. Trzeba było wyjaśnić zjawisko i dowiedzieć się jakie były rzeczywiste przyczyny zaistniałego wypadku. Robiliśmy często eksperymenty procesowe, czy to na zlecenie sądu, czy też z mojej własnej potrzeby dojścia do sedna sprawy. Sama ocena przydatności opony, jak to robią niektórzy biegli, rzeczoznawcy, to jest słaby materiał do wnioskowania. Nasz zespół interdyscyplinarny wykonywał niekiedy wiele prób by dojść do prawdy. Składała się na to suma wiedzy posiadanej przez wszystkich członków zespołu.

- W Katedrze Podstaw Konstrukcji Maszyn przeprowadzaliście interesujące badania i eksperymenty, m.in. związane z hamowaniem na śniegu, z założonymi na koła łańcuchami i bez. Czy coś z tych badań wdrożono do produkcji opon lub łańcuchów?

- Chyba nie, bo w tej chwili nie ma sprzężenia pomiędzy jednostkami badawczymi a przemysłem oponiarskim. Za czasów dawno minionych przedsiębiorstwa miały odpisy od podatku, które uzyskiwały w wyniku współpracy z uczelnią lub instytutem badawczym. Zakład zastanawiał się czy przeznaczyć te pieniądze na projekt badawczy, czy wydatkować inaczej. Były to takie dzisiejsze granty. Robiliśmy niedawno takie badania pt. Zwiększenie właściwości trakcyjnych samochodu w zimowych warunkach drogowych. Chodziło o udowodnienie, że niektórzy kierowcy są w stanie poradzić sobie lepiej bez zainstalowanego TCS (Traction Control System) niż z nim. I o dziwo są tacy ludzie. Badania wykazały, że na ubitym śniegu przez pojazd wyposażony w łańcuchy przeciwpoślizgowe powoduje wzrost zdolności przyspieszania auta o 50 proc. w porównaniu z jazdą bez łańcuchów. Natomiast na podstawie analizy wyników badań stwierdzono, że działanie TCS w niewielkim stopniu ogranicza przyspieszanie samochodu wyposażonego w łańcuchy. W przypadku ruchu auta bez łańcuchów system kontroli trakcji działa korzystnie zwiększając wartości uzyskanych przyspieszeń w stosunku do pojazdu bez włączonego układu TCS. Natomiast podczas fazy hamowania zakres uzyskanych wartości opóźnień hamowania samochodu wyposażonego w łańcuchy był mniejszy niż bez nich. To są tematy związane z bezpieczeństwem. Jeśli chodzi o wykorzystanie wiedzy związanej z produkcją opon, mieszanek gumowych, producenci nie są zainteresowani współpracą z naszymi uczelniami.

- Czym to jest spowodowane? Mają własne ośrodki badawcze?

- To też, ale nie chcą się dzielić swoją wiedzą. Przed laty w Stomilu wykonywane były bardzo prestiżowe badania. Zakłady te wykonywały bardzo zaawansowane badania związane z ogumieniem dla wojska i policji. Wykonywano specjalne gumowe odbojniki do tłumienia wibracji w okrętach podwodnych. To była strzeżona tajemnicą technologia. Robiliśmy najróżniejszego rodzaju eksperymenty, które mogły być przydatne do wytworzenia nowocześniejszych produktów. W przemyśle oponiarskim badamy jak dobrać składniki mieszanek gumowych, aby powstawały coraz lepsze opony.

- Jak na przykład przygotować mieszankę, aby miała niskie opory toczenia i zarówno sprawnie hamowała?

- Producenci nie chwalą się tym jaka jest wartość twardości w oferowanej oponie, jak ona się zachowuje po przejechaniu 10, 20, 50 tys. km. Czy to jest nadal tak samo sprawna opona jak po zakupieniu? Czy zmieniła się struktura wewnętrzna, czy zachodzą procesy relaksacji chemicznej? Główny problem polega na zatrzymaniu relaksacji chemicznej. Są łączenia, łańcuchy chemiczne, które związały się przypadkowo i w trakcie eksploatacji one pękają. Trzeba doprowadzić do wytworzenia takiej mieszanki, aby te nietrwałe łańcuchy (łączenia poprzeczne) ujawniły się na początku eksploatacji opony, czyli w tzw. treningu wstępnym. Obecnie budowę karkasu opony radialnej stanowi także siatka z drutu talowego. Jeśli między gumą i drutówką nie będzie adhezji, to opona się rozsypie. Wystarczy, że siatka druciana będzie skorodowana. Adhezja musi być jak największa.

- W 2005 roku opublikowano pracę zbiorową pt. „Proces hamowania samochodu a bezpieczeństwo w ruchu drogowym”. Czy wyniki tych badań przekazane zostały producentom opon? Czy nie mieli obaw, że poddając swoje opony naukowej obróbce ryzykują, iż uzyskane wyniki nie będą zbyt budujące?

- Jak już powiedziałem, nie mamy kontaktów z producentami. Może jakieś incydentalne. Więcej o tym mógłby powiedzieć kolega Warszczyński. Nie mamy takich możliwości. Poznański OBR ma dobre notowania w krajach bałtyckich, Słowacji, Czechach oraz na Ukrainie. I wspiera tamtejsze inicjatywy badawcze. Jak mamy mieć dobre kontakty z zagranicą, gdy wiele instytucji albo zlikwidowano, albo zawieszono ich działalność. Na przykład Polski Komitet Normalizacyjny został zlikwidowany i na szczęście po kilku latach przywrócony do życia. Mówi się, że niby w UE nie obowiązują normy. Ale norma ma być zharmonizowana. Co to znaczy? Że są pewne wartości techniczne, które zostały ustalone i powinny być przestrzegane przez wszystkich. Jak jest coś dobrego, to się to stosuje, a nie niszczy.

- Jak pan ocenia współczesne opony - mowa o osobówkach, ale i ciężarowych także - czy są lepsze, a może gorsze od tych sprzed 10-15 lat?

- Producenci wytwarzają opony do określonych typów pojazdów. Ten proces produkcji jest coraz bardziej zaawansowany technicznie. Istotną rzeczą jest to, że opona nie jest dostosowywana do rodzaju pojazdu. A ten składa się przecież z masy, dynamiki, odporności zachowania się w określonym paśmie obciążeń dynamicznych. Jest przyjęte - sam to stwierdziłem - w badaniach dynamicznych elastomerów gumowych, że guma nie zachowuje się jak stal. Guma jest uzależniona od częstotliwości drgań. Do tego dochodzi obciążenie, masa. Gdy pojazd ma inną masę, środek ciężkości, te same opony zachowują się inaczej. Według mnie każdy komplet opon powinien być dobrany indywidualnie do określonej onstrukcji pojazdu. Praktyka jest jednak taka, że producenci samochodów uzgadniają z producentami opon jakieś uśrednione parametry, które muszą spełnić opony. Czasami nie ma to nic wspólnego z optymalizacją potrzeb rzeczywistych z właściwościami gumy. Ona nie lubi, gdy podnosi się jej temperatura. Powoduje to, że opona traci lub znacznie obniża parametry techniczne. Moduł sprężystości, odkształcenia postaciowego, jak moduł odkształcenia objętościowego - guma jest wprawdzie nieściśliwa - ale ma to wpływ na tłumienie. A to oznacza zdolność przyjęcia na siebie obciążenia zewnętrznego. Jeśli materiały są źle dobrane, wtedy następuje mocne nagrzewanie się jakiejś warstwy gumy w oponie i co za tym idzie - szybsze zużywanie. Stąd też zgodnie z zaleceniami producentów na oponach zimowych powinniśmy jeździć w okresie jesienno-zimowym, a nie także latem.

- W kilku ostatnich latach sporo dyskutuje się - zarówno w branży oponiarskiej jak i wśród kierowców - co jest lepsze jazda latem na oponach letnich, zimą na zimowych czy może cały rok na oponach wielosezonowych? Czy to nie jest dyskurs czysto akademicki i czy w ogóle ma sens?

- W naszej pracy zbiorowej znajduje się wzór empiryczny, którym udowadniamy jakie znaczenie mają odpowiednio dobrane opony. Pojazd użytkowy (dostawczy) w zależności od rodzaju ogumienia z prędkości 50 km/h może mieć nawet o 5 metrów dłuższą drogę hamowania. To wielkość uśredniona. Na razie sądy nie są w stanie sformułować takiego postanowienia. W Niemczech natomiast, mimo że formalnie nie ma nakazu stosowania zimówek, firmy ubezpieczeniowe nie wypłacą odszkodowania jeśli okaże się, że auto poruszało się zimą na letnim ogumieniu. To się także wiąże z ochroną środowiska, bo latem zimówki ścierają się znacznie szybciej. Poza tym niższy bieżnik to gorsze parametry hamowania.

- Jednym słowem ma sens domaganie się przez niektóre środowiska, aby wymóc na ustawodawcy wprowadzenie obowiązku wymiany zimowego ogumienia na nowe, gdy bieżnik osiągnie wysokość 4 mm?

- Jestem za. Tylko wprowadzenie tego do kodeksu drogowego to droga przez mękę. W kraju działa kilka różnych organizacji zajmujących się bezpieczeństwem w ruchu drogowym. odejmujący decyzję nie wiedzą, kto ma rację i która opcja jest tą optymalną. Nie może być bowiem wiele szkół na ten sam temat.

- Szykują się zmiany w szkolnictwie wyższym proponowane przez Jarosława Gowina, wicepremiera i ministra szkolnictwa wyższego. Jak są te propozycje oceniane i odbierane przez środowisko naukowe?

- Nadzieja jest matką cierpliwych. Z tym projektem jest jakiś kłopot. Jestem człowiekiem związanym z przemysłem od bardzo wielu lat. Do habilitacji miałem wdrożone 44 prace, patenty, nagrody za udział w różnych przedsięwzięciach wdrożeniowych. W związku z tym otrzymałem dwie nagrody ministra. W tym środowisku, w którym się wychowałem pod skrzydłami prof. Kręglewskiego, którego ojciec był dyrektorem technicznym w Zakładach Cegielskiego i doktorem nauk technicznych. Jego filozofia była taka, żeby nauczyć się konstrukcji maszyn, projektowania, trzeba zdobyć tę wiedzę przez wykonywanie prac inżynierskich dla przemysłu w środowisku naturalnym, czyli fabryce. Istotną rzeczą było nabycie inżynierskiego doświadczenia w warunkach zakładu przemysłowego. Największą satysfakcję mam z tego, że wychowałem wielu młodych naukowców, którzy wraz ze mną pracowali na rzecz przemysłu lub ogólnie na rzecz gospodarki. Poznali podstawy teorii, ale potrafią tę wiedzę wdrożyć w praktyce. Wiele szkody środowisku naukowemu robią prywatne uczelnie, w których w łatwy sposób i bez większych swoich nakładów finansowych można uzyskać dyplomy licencjatów i innych tytułów zawodowych. Można by żartobliwie powiedzieć, że w każdej gminie wyższa szkoła. Nie liczy się jakość kształcenia. W ostatnich kilkunastu latach bardzo mocno obniżona została poprzeczka w szkolnictwie wyższym. Pan minister Gowin powinien się takimi sprawami zająć. Ma przecież doświadczenie, bo był rektorem jednej z krakowskich uczelni nim został politykiem. Mamy cztery razy więcej inżynierów niż w Niemczech. Ale jaka jest ich jakość. A przecież niskimi kwalifikacjami, brakiem wiedzy, niczego nie osiągniemy.

- Dziękuję za rozmowę.

------------------------------------------------------------

Prof. dr hab. inż. Marian Dudziak - naukowiec, specjalista konstrukcji maszyn, związany z Politechniką  Poznańską. Jest autorem ponad 300 publikacji wydanych w znanych wydawnictwach krajowych i zagranicznych. Napisał lub współtworzył wiele monografii  i podręczników  z tej dziedziny. Jako autor i współautor ma w dorobku 28 patentów krajowych oraz ponad 100 różnych rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych. Warto wspomnieć też o karierze sportowej profesora. Marian Dudziak był sprinterem. Dwukrotnie uczestniczył w igrzyskach olimpijskich - w Tokio (1964) i Meksyku (1968). W Tokio w sztafecie 4 x 100 m wraz z Andrzejem Zielińskim Wiesławem Maniakiem i Marianem Foikiem zdobył srebrny medal.

drukuj  
Ogłoszenia
Brak ogłoszeń do wyświetlenia.
Zamów ogłoszenie

FOTONEWS - GALERIE

© Copyright 2018 Przegląd Oponiarski

Projektowanie stron Toruń