Эксплуатационная безопасность транспортных средств — Системный анализ проблем обеспечения безопасности дорожного движения автотранспорта

БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Безопасность автомобилей и транспортных средств состоит из комплекса конструктивных и эксплуатационных свойств, которые обеспечивают уменьшение вероятности возникновения ДТП, и не только. Одной из главных задач обеспечения безопасности транспортных средств является уменьшение отрицательного влияния на окружающую среду и снижение тяжести последствий.

Безопасность транспортных средств бывает нескольких видов:

1) Активная безопасность;

2) Пассивная безопасность;

3) Послеаварийная безопасность;

4) Экологическая безопасность;

Все страны-производители автомобилей обязаны разрабатывать документы и законодательные акты, которые регулируют отношения различных элементов безопасности автомобилей и транспортных средств.

Существующая Европейская Экономическая Комиссия Организации Объединенных Наций создала специальный комитет, который отвечает за урегулирование вопроса безопасности транспортных средств и автомобилей на международном уровне. В 1958 году был подписано и принято соглашение о принятии единообразных условий официального утверждения. В соответствии с этим соглашением, страны участники обязаны:

1) Разрабатывать и принимать единые рекомендации по требованиям к параметрам транспортных средств и узлам установленных на автомобиле, а также методики по испытанию безопасности транспортных средств.

2) В соответствии с установленным порядком, проводить испытания и проверки узлов, и агрегатов на автомобиле по соответствующей принятой методике, на соответствие нормативным требованиям.

3) По результатам испытаний присваивать утвержденные знаки официального утверждения (знак официального утверждения наносится на агрегаты и узлы автомобиля). Знак содержит информацию о стране, где производилось испытание, номер официального документа проведенного испытания, номер правил ЕЭК ООН.

ЧТО ТАКОЕ АКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ ИЛИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА?

Активная безопасность транспортного средства это свойства автомобиля или транспортного средства, которые используются для снижения вероятности возникновения ДТП (дорожно-транспортного происшествия).

Для обеспечения активной безопасности транспортное средство наделено несколькими свойствами, которые помогают водителю управлять автомобилем безопасно (разгоняться, тормозить, маневрировать без особых усилий).

Свойства активной безопасности:

— тяговые свойства автомобиля;

— тормозные свойства автомобиля;

Совокупность тяговых и тормозных свойств автомобиля называют динамическими свойствами автомобиля (динамичность автомобиля).

ЧТО ТАКОЕ ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ ИЛИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА?

Пассивная безопасность транспортного средства это свойства автомобиля или транспортного средства, которые используются для снижения тяжести последствий ДТП.

Пассивная безопасность бывает внешней и внутренней.

Требования, предъявляемые к внешней пассивной безопасности автомобиля:

1) Конструктивное выполнения сборки корпуса автомобиля и его составных частей таким образом, чтобы при возникновении ДТП вероятность повреждения человека свести к минимуму.

2) Выполнение внешних элементов конструкции автомобиля в соответствии с правилами пассивной безопасности, например: травмобезопасный бампер, утопленные ручки дверей, безопасная форма профиля капота автомобиля, уменьшение количества захватывающих элементов автомобиля до минимума, применение пластмассовых частей.

Требования, предъявляемые к внутренней пассивной безопасности автомобиля:

1) Создать условия, при которых человек спокойно может выдержать значительные перегрузки в движении.

2) Максимально исключить травмоопасные элементы в салоне автомобиля.

Анализ ДТП показал, что основное большинство погибших во время столкновения транспортных средств приходится на людей, сидящих на передних сиденьях. Поэтому при обеспечении безопасности внутри салона автомобиля основное внимание уделяется переднему пассажиру и водителю.

Для сохранения зоны жизнеобеспечения конструкция и жесткость кузова выполняются таким образом, чтобы деформация салона была минимальной.

Для обеспечения внутренней безопасности принимаются следующие меры:

— Возможность перемещения рулевого колеса и рулевой колонки с поглощением удара с равномерным распределением по поверхности груди водителя.

— Надежность замков дверей для исключения возможности выпадения пассажиров.

— Наличие удерживающих и защитных средств (ремни безопасности, подголовники, воздушные подушки).

— Отсутствие травмоопасных элементов в салоне.

— Установка травмобезопасных стекол.

ЧТО ТАКОЕ ПОСЛЕАВАРИЙНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ?

Послеаварийная безопасность автомобиля или транспортного средства — это свойства конструкции автомобиля не препятствовать эвакуации пассажиров и водителя, обеспечивая наименьшую травмоопасность.

Послеаварийная безопасность состоит из:

1) Противопожарные мероприятия;

2) Эвакуация людей;

3) Аварийная сигнализация.

Наиболее страшным и тяжелым последствием ДТП является возгорание автомобиля. Возгорание происходит обычно при тяжелых ДТП. Возгорание автомобиля вызывает полное разрушение автомобиля и увеличивает вероятность гибели людей при невозможности их эвакуации.

Поэтому при конструировании транспортного средства придерживаются следующих правил:

1) Бак располагается дальше от двигателя, сзади;

2) Устанавливают автоматическое отключение источника элктричества при ДТП;

3) Обеспечивают пожаробезопасность топливных баков и топливопроводов;

4) Устанавливают устройства для аварийной эвакуации людей из автомобиля после ДТП;

5) Установка огнетушителей.

ЧТО ТАКОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ?

Экологическая безопасность автомобиля – это свойство снижать степень вредного влияния на окружающую среду.

Экологическая безопасность автомобиля состоит из следующих принципиальных частей:

Эксплуатационная безопасность транспортных средств

Характеристики отдельных элементов и транспортного средства в целом в процессе использования автомобиля могут снижаться и оказываться в области, когда у водителя снижается (теряется) способность предотвратить

ДТП, а специальные конструктивные элементы автомобиля не снижают тяжести последствий ДТП.

Поэтому значения параметров технического состояния автомобиля, влияющих на БДД, в процессе эксплуатации ТС не должны выходить за безопасные пределы.

В ряде Правил ЕЭК ООН и соответствующих нормативных предписаниях в Российской Федерации (ГОСТы, ПДД, технические регламенты) приводятся допустимые пределы изменений отдельных свойств (параметров) автомобиля в процессе эксплуатации, но наиболее комплексным документом, регламентирующим эксплуатационную безопасность ТС, является ГОСТ Р 51709—2001 «Автомобильные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки».

Указанным нормативом регламентируются требования к техническому состоянию:

• — тормозного управления;
• — рулевого управления;
• — внешних световых приборов и светоотражающей маркировки;
• — стеклоочистителей и стеклоомывателей;
• — шин и колес;
• — двигателя и его систем;
• — прочих элементов конструкции (в том числе требования к зеркалам заднего вида, ветровым стеклам, звуковым сигналам, буксирным устройствам, ремням безопасности и другим частям автомобиля).

Рассмотрим подробнее основные требования к техническому состоянию тормозных систем. Проверка тормозных систем в условиях эксплуатации автомобиля может осуществляться с использованием тормозных (роликовых) стендов или при проведении испытаний в дорожных условиях.

Рабочая тормозная система оценивается по показателям эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении, а запасная, стояночная и вспомогательная тормозные системы — по показателям эффективности торможения согласно табл. 2.3 и 2.4.

Рабочая тормозная система АТС должна обеспечивать выполнение нормативов эффективности торможения на стендах согласи о табл. 2.5 либо в дорожных условиях по табл. 2.6 или 2.7. Начальная скорость торможения при проверках в дорожных условиях — 40 км/ч. Масса АТС при проверках не должна превышать разрешенной максимальной.

В дорожных условиях при торможении рабочей тормозной системой с начальной скоростью торможения 40 км/ч АТС не должно ни одной своей частью выходить из нормативного коридора движения шириной 3 м. Примечание : знак «+» означает, что соответствующий показатель должен использоваться при оценке эффективности торможения или устойчивости АТС при торможении, знак «-» — не должен использоваться.

При проверках на стендах допускается относительная разность тормозных сил колес оси (в процентах от наибольшего значения) для осей АТС с дисковыми колесными тормозными механизмами не более 20 %, а для осей с барабанными колесными тормозными механизмами — не более 25 %. Для АТС категории М, до окончания периода приработки допускается применение нормативов, установленных изготовителем в эксплуатационной документации.

Стояночная тормозная система считается работоспособной в том случае, если при приведении ее в действие достигается:

— для АТС с технически допустимой максимальной массой: или значение удельной тормозной силы не менее 0,16;

или неподвижное состояние АТС на опорной поверхности с уклоном (16±1)%;

— для АТС в снаряженном состоянии: или расчетная удельная тормозная сила, равная меньшему из двух значений: 0,15 отношения технически допустимой максимальной массы к массе АТС при проверке или 0,6 отношения снаряженной массы, приходящейся на ось (оси), на которые воздействует стояночная тормозная система, к снаряженной массе.

Использование показателей эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении при проверках на роликовых стендах

без АБС или с АБС с порогом отключения выше скорости стенда

с АБС с порогом отключения ниже скорости стенда

Устойчивость АТС при тооможении

Устойчивость АТС при торможении

Удельная тормозная сила

Относительная разность тормозных сил колес оси

Блокирование колес АТС на роликах или автоматическое отключение стенда вследствие

проскальзывания колес по роликам

Усилие, прикладываемое к органу управления стояночной тормозной системы для приведения ее в действие, не должно превышать:

— в случае ручного органа управления: 392 Н — для АТС категории Мц 589 Н — для АТС остальных категорий.

Вспомогательная тормозная система, за исключением моторного замедлителя, при проверках в дорожных условиях в диапазоне скоростей 25.

35 км/ч должна обеспечивать установившееся замедление не менее 0,5 м/с 2 — для АТС разрешенной максимальной массы и 0,8 м/с 2 — для АТС в снаряженном состоянии с учетом массы водителя.

Использование показателей эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении при проверках в дорожных условиях

Устойчивость АТС при торможении

Устойчивость АТС при торможении

Установившее ся замедление

Уклон дороги, на котором АТС

Прямолинейн ость движения АТС при торможении

Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной

системы при проверках на роликовых стендах

Усилие на органе управления Р_П,Н

Удельная тормозная сила у_т, не менее

Пассажирские и грузопассажирские автомобили

Прицепы с двумя и более осями

Прицепы с центральной осью и полуприцепы

Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы в дорожных условиях с использованием прибора для проверки

Усилие на органе управления Р_П,Н

Тормозной путь АТС S_T, м, не более

Пассажирские и грузопассажирские автомобили

Легковые автомобили с прицепом без тормозов

Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной

системы в дорожных условиях с регистрацией параметров торможения

Усилие на органе управления Рп Н

jycx, м/с 2 , не менее

Время срабатывания тормозной системы т_ср, с, не более

Пассажирские и грузопассажирские автомобили

Легковые автомобили с прицепом без тормозов

Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной

системы при проверках на стендах

Усилие на органе управления P_n, Н

Удельная тормозная сила у_т, не менее

Пассажирские и грузопассажирские автомобили

Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной системы в дорожных условиях с использованием прибора для проверки

Усилие на органе управления Р_п, Н

Тормозной путь АТС S_T, м, не более

Пассажирские и грузопассажирские автомобили

Запасная тормозная система, снабженная независимым от других тормозных систем органом управления, должна обеспечивать соответствие нормативам показателей эффективности торможения АТС на стенде согласно табл. 2.8 либо в дорожных условиях — согласно табл. 2.9 или 2.10. Начальная скорость торможения при проверках в дорожных условиях — 40 км/ч.

Расчет показателей эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении в условиях стендовых испытаний производится следующим образом.

Удельную тормозную силу у_т рассчитывают по результатам проверок тормозных сил Р_т на колесах АТС раздельно для тягача и прицепа (полуприцепа) по формуле:

где Ц Рт — сумма тормозных сил Р_т на колесах тягача или прицепа (полуприцепа), Н; т — масса тягача или прицепа (полуприцепа) при выполнении проверки, равная частному от деления суммы всех реакций опорной поверхности на колеса АТС в неподвижном состоянии на ускорение свободного падения, кг; g — ускорение свободного падения, м/с 2 .

Относительную разность F, %, тормозных сил колес оси рассчитывают для каждой оси АТС по результатам проверки тормозных сил Р_т на колесах по формуле

где Р_т.пр, Ртлев» тормозные силы на правом и левом колесах проверяемой оси АТС, измеренные одновременно в момент достижения максимального значения тормозной силы первым из этих колес, Н; Р_ттах — наибольшая из указанных тормозных сил.

При проведении дорожных испытаний допускается вычисление тормозного пути S_T, м, для начальной скорости торможения г₀по результатам проверок показателей замедления АТС при торможении по формуле

где г₀— начальная скорость торможения АТС, км/ч; т_с— время запаздывания тормозной системы, с;т_н — время нарастания замедления, с; j_yCT — установившееся замедление, м/с 2 .

Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной системы при проверках в дорожных условиях с регистрацией параметров

Безопасность автомобиля, ее измерители и показатели

Безопасность автомобиля в широком понимании этого определения есть совокупность его конструктивных особенностей, характеризующих приспособленность к движению с минимальной вероятностью дорожно-транспортных происшествий и сведения к минимуму возможных их последствий, а также безвредность его использования для окружающей среды.

Безопасность является комплексным качеством, определяемым отдельными, взаимно не связанными конструктивными особенностями и свойствами автомобиля.

К основным из них относятся следующие:

устойчивость — совокупность свойств, обеспечивающих движение автомобиля без бокового скольжения, опрокидывания или отклонения от требуемого направления;

тормозные свойства — возможность остановить автомобиль на минимальном расстоянии;

обзорность — пространство, хорошо видимое с места водителя;

сигнализация — наличие и эффективность действия световых и звуковых приборов на автомобиле, предупреждающих о его движении и маневрированиях;

травмозащита — сведение к минимуму травмирования водителя и пассажиров в случаях дорожно-транспортных происшествий;

отсутствие токсичности — отсутствие загрязнения и отравления атмосферного воздуха автомобильным двигателем;

бесшумность и отсутствие радиопомех при движении автомобиля — совершенство конструкции его двигателя, трансмиссии, электрооборудования и других агрегатов.

Безопасность и безвредность использования автомобиля в большой степени зависят от надежности и безотказности действия всех органов управления, механизмов, сигнализационного и другого оборудования, определяющего названные выше свойства.

Устойчивость. Изучением устойчивости автомобиля занимались многие исследователи. Практическое значение этих исследований заключается в том, что они могут быть полезными конструкторам при проектировании новых автомобилей. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили установить конструктивные особенности, от которых зависит устойчивость автомобиля.

Обычно нарушение устойчивости движения автомобиля происходит под воздействием боковых сил. Такими силами могут быть: центробежная сила при движении автомобиля на повороте; боковая составляющая веса автомобиля при движении по поверхности с поперечным уклоном, сила ветра, боковые оставляющие от ударов колес о неровности дороги. Эти силы могут вызывать боковое скольжение, или опрокидывание автомобиля, или же отклонение траектории его движения от задаваемой водителем.

Боковому скольжению противодействует сила сцепления шин с дорогой. В случае одновременного бокового скольжения всех колес эта сила равна произведению массы автомобиля на коэффициент сцепления шин с дорогой в поперечном направлении.

Обычно занос начинается с бокового скольжения одной из осей автомобиля — передней или задней. Для установления условий возникновения заноса необходимо рассмотреть действие сил на отдельное колесо автомобиля.

На рисунке 2.1 показано автомобильное колесо, на которое действуют следующие силы: вертикальная составляющая от массы автомобиля G_к, боковая сила F_у и крутящий момент автомобиля М_к. Эти силы вызывают реакции X и Y в опорной плоскости и реакцию Z, нормальную к ней. Сила R является равнодействующей сил X и Y и равна их геометрической сумме:

Рисунок 2.1 — Схема сил, действующих на колесо при наличии боковой составляющей

При отсутствии боковой силы, т. е. F_у=Y=0 колесо может катиться с использованием максимальной силы сцепления ZЧц₁. При появлении и увеличении боковой силы F_у ZЧц₁для качения колеса без бокового скольжения необходимо, чтобы сила его сцепления с дорогой была бы больше равнодействующей R, т. е.

Таким образом боковая сила, которая может действовать на колесо, не вызывая его скольжения, тем больше, чем больше сила сцепления ZЧц₁ и чем меньше касательная реакция X. Наиболее устойчивы против бокового скольжения колеса передней не ведущей оси, у которых касательная реакция X представляет собой силу сопротивления качению и мала в сравнении с ZЧц₁. Наименее устойчивы против бокового скольжения колеса задней не ведущей оси, особенно при передаче колесом больших величин тягового или тормозного усилия.

При X=ZЧц₁ сцепление колеса с дорогой полностью используется касательной реакцией и для возникновения заноса достаточно небольшой боковой силы. Таким образом, колесо, передающее тяговую или тормозную силу, хуже противостоит заносу, чем ведомое колесо. Поэтому чаще происходит занос задней ведущей оси автомобиля.

Занос задней оси автомобиля более опасен, чем передней, так как он сопровождается появлением центробежной силы, направленной в сторону заноса, т. е. способствующей его увеличению. Занос же передней оси сопровождается появлением центробежной силы, которая, наоборот, противодействует заносу.

Изложенное выше позволяет констатировать, что устойчивость автомобиля против бокового скольжения определяется главным образом величиной коэффициента сцепления шин с дорогой в поперечном направлении. Коэффициент сцепления имеет наименьшие значения при мокром и скользком состоянии дорожной поверхности. Соответственно при этом наиболее велика вероятность заноса автомобиля. Поэтому практическое значение имеют величины коэффициента сцепления шин при мокром и скользком состоянии дороги. Конструкции шин непрерывно совершенствуются в этом направлении, что достигается подбором оптимального рисунка протектора, его глубины, эластичности резины, установкой шипов на зимний период и другими способами.

Большинство современных автомобилей имеют сравнительно низкое расположение центра тяжести и широкую колею, поэтому опрокидывание без предварительного бокового скольжения — заноса происходит очень редко. Известны случаи опрокидывания без предварительного заноса лишь грузовых автомобилей при перевозке легковесных грузов, нагруженных на большую высоту, и неосторожном движении на крутых поворотах или по неблагоустроенным дорогам с большими поперечными уклонами.

Случаи же бокового скольжения — заноса автомобилей при неосторожном движении по скользким, мокрым или обледенелым дорогам бывают значительно чаще. Нередко бывают случаи, когда после начавшегося заноса на пути бокового скольжения колес попадается какое-либо препятствие (край тротуара, неровность) и автомобиль опрокидывается.

Вероятность бокового опрокидывания автомобиля зависит от соотношения ширины его колеи и высоты центра тяжести. Она оценивается коэффициентом боковой устойчивости против опрокидывания з₀, равным тангенсу предельного угла наклона. На рисунке 2.2 изображено предельное наклонное положение автомобиля, определяющее его устойчивость против опрокидывания. Из этого рисунка следует, что

Рисунок 2.2 Схема предельного устойчивого состояния автомобиля при боковом опрокидывании

где б — угол опрокидывания;

B — ширина колеи;

h_g — высота центра тяжести.

Таким образом, устойчивость автомобиля против бокового опрокидывания будет тем больше, чем шире колея и ниже центр тяжести.

Высота центра тяжести в формуле (2.2) не является точным геометрическим ее значением. Она принимается для расчета в несколько измененном виде с учетом бокового крена кузова и смятия шин, т. е. такой, как она определяется по принятому методу наклона автомобиля до предельно устойчивого состояния на стенде Ипатова или непосредственным наклоном автомобиля.

Для грузовых автомобилей и автобусов, имеющих разную ширину колеи передних и задних колес, в расчете принимается средняя арифметическая ее величина.

Высота центра тяжести принимается наибольшая, т. е. при полной нагрузке автомобиля, что соответствует наиболее неблагоприятному случаю с точки зрения возможности опрокидывания автомобиля.

Современным автомобилям свойственны следующие значения коэффициента боковой устойчивости против опрокидывания:

Устойчивость движения автомобиля по задаваемой водителем траектории без отклонения от нее, называется его управляемостью [9, 16].

Практически наибольшее влияние на управляемость оказывает боковая эластичность шин. Причем это влияние становится заметным и возрастает при увеличении каких-либо боковых сил, действующих на автомобиль. Оно может иметь существенное значение при движении автомобиля на криволинейной траектории на поворотах.

Боковая эластичность шины характеризуется углом бокового увода между плоскостью качения диска колеса и осью отпечатка шины на дороге, образуемым под действием боковой силы.

На рисунке 2.3 показана зависимость угла бокового увода колеса д от величины поперечной силы F_у. В начальный период нарастания поперечной силы угол увода увеличивается примерно пропорционально ей (участок ОА). При дальнейшем увеличении поперечной силы начинается проскальзывание отдельных элементов протектора шины в плоскости контакта с опорной поверхностью и пропорциональная зависимость нарушается (участок АВ). При и достижении поперечной силы значений F_у=G_кЧц₁ начинается полное боковое скольжение колеса (участок ВС).

Рисунок 2.3 Зависимость угла бокового увода колеса от боковой силы

Пропорциональная зависимость между поперечной силой и углом увода (участок ОА) сохраняется тем больше, чем больше коэффициент бокового сцепления шин с дорогой ц₁. При скользком состоянии дороги явление увода практически отсутствует. Коэффициентом сопротивления уводу колеса называется поперечная сила, создающая угол увода в 1°. Он выражается в следующем виде:

Для колес легковых автомобилей величина k_у находится в пределах 300…600 Н/град, для колес грузовых автомобилей и автобусов с внутренним давлением в шинах более 0,3 МПа — в пределах 700…1200 Н/град.

Величина коэффициента сопротивления уводу зависит от конструктивных особенностей шины — высоты и ширины профиля, количества слоев кордной ткани, угла наклона нитей корда, жесткости боковины. В значительной степени она зависит также от нагрузки на колесо и внутреннего давления в шине.

Качение колес с боковым уводом может оказать различное влияние на движение автомобилей разных конструкций в зависимости от распределения их массы по осям и коэффициентов увода передних и задних колес. По этому признаку все автомобили подразделяются на три разновидности: автомобили с недостаточной, излишней и нейтральной поворачиваемостью.

Измерителем устойчивости автомобиля, определяемой боковой эластичностью шин является коэффициент поворачиваемости, являющийся отношением величин уводов задних и передних колес и выражающийся в следующем виде:

где G_п и G_з — соответственно передняя и задняя осевые нагрузки, Н;

k_уп и k_уз — коэффициенты сопротивления уводу передних и задних колес.

У автомобилей с недостаточной поворачиваемостью з_п п >1. Чем больше значение коэффициента поворачиваемости автомобиля, тем больше предрасположенность к заносам.

Для двухосных автомобилей с одинаковыми передними и задними колесами, с одинаковыми шинами и внутренним давлением в них коэффициенты сопротивления уводу передних и задних колес одинаковы, т. е. k_уп = k_уз. Для таких автомобилей коэффициент поворачиваемости выражается в виде

Для двухосных автомобилей с двойными колесами на заднем мосту, можно принять допущение, что k_уп=0,5Чk_уз, тогда коэффициент поворачиваемости для них приближенно может приниматься равным:

Я.М. Певзнером разработан метод экспериментального исследования устойчивости путем установления критической скорости устойчивого движения автомобиля по кругу. Однако этот метод не получил широкого применения не только вследствие некоторой его сложности, но главным образом потому, что он не дает достаточно полной оценки устойчивости автомобиля. В нем предусматривается определение устойчивости автомобиля только при малых скоростях движения на повороте по ровному дорожному покрыт v, при возможном наличии неровностей, характерных в зимних условиях и не только на поворотах, но также при прямолинейном движении со скоростями, характерными в эксплуатации. В теории автомобиля пока еще остается неизученным действие инерции поступательного движения автомобиля в случаях нарушения его устойчивости, что имеет существенное значение, особенно при больших скоростях движения.

Таким образом, пока еще для оценки устойчивости автомобиля могут быть использованы только отдельные, названные выше измерители, позволяющие косвенно характеризовать это свойство автомобиля.

Тормозные свойства. Тормозные свойства автомобиля в основном характеризуются длиной тормозного пути или величиной замедлений при торможении.

Теоретически длина тормозного пути современного автомобиля или автопоезда с торможением всех колес определяется зависимостью

где v — начальная скорость движения автомобиля, км/ч;

ц — коэффициент сцепления шин с дорогой;

б — угол продольного уклона дороги, град;

i — продольный уклон дороги, равный tg б;

t₂ — время запаздывания действия тормозного привода и нарастания тормозного усилия на колесах автомобиля, с;

K_э — коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов [7].

Для автомобилей, находящихся во вполне исправном техническом состоянии при торможении на горизонтальном участке дороги с ровным усовершенствованным покрытием в сухом состоянии, могут приниматься следующие значения величин, входящих в формулу (2.7); ц=0,85; i=0; cos б=1; t₂=0,2 с; K_э=1,3 для легковых автомобилей и грузовых на их базе и K_э=1,85 для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов. При этом формула (2.7) будет иметь следующий вид:

Для легковых автомобилей и грузовых на их базе:

для грузовых автомобилей и автобусов с гидравлическим тормозным приводом:

для грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с пневматическим тормозным приводом:

S=0,11Чv+0,0085Чv 2 , м; (2.10)

На рисунке 2.4 изображены зависимости тормозного пути разных видов автомобилей от скорости движения, установленные по этим формулам.

Рисунок 2.4 Зависимость тормозного пути автомобилей на горизонтальном участке дороги в сухом состоянии (ц=0,85) от скорости движения: 1 — легковые автомобили; 2 — грузовые автомобили и автобусы

Величина замедлений автомобиля, средняя за период торможения без учета времени срабатывания привода, определяется по формуле:

При названных выше условиях средние замедления при торможении легковых автомобилей и модификаций грузовых на их базе составляют 6,4 м/с 2 , а остальных грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов — 4,5 м/с 2 .

В зарубежных странах эффективность действия тормозов обычно оценивается путем экспериментально определения средней величины замедлений (в м/с 2 ), по которой расчетным путем устанавливается тормозной путь. Так, например, во Франции принята следующая формула для расчета тормозного пути автомобиля:

В СНГ введен отраслевой стандарт автомобилестроения на тормозные свойства автомобилей, которым установлены технические требования к тормозным механизмам и условия проведения испытаний по оценке их эффективности. Предельно допустимые нормативы эффективности действия рабочей тормозной системы автомобилей, которые установлены этим стандартом, предусматривают существенное увеличение эффективности тормозных систем всех видов автомобилей.

Стандартом предусмотрены три вида испытаний по определению эффективности тормозных систем для всех видов автомобильных транспортных средств: испытания при холодных тормозных механизмах (испытания 0); при нагретом их состоянии (испытания I) и также при нагретых на затяжных спусках (испытания II). Испытания всех типов проводятся на прямом горизонтальном участке дороги с продольным уклоном не более 0,5%. Поверхность этого участка дороги должна иметь ровное усовершенствованное (связанное) покрытие в сухом состоянии. Температура окружающей среды должна находиться в пределах от минус 5° до плюс 30°С, скорость ветра — не более 3 м/с. Автомобиль, подвергающийся испытаниям, должен иметь вполне исправное техническое состояние, тормозные механизмы тщательно отрегулированы, давление в шинах точно соответствовать номинальному. Износ рисунка протектора шин допускается не более 50% по глубине. Тормозные испытания всех трех типов проводятся при полной полезной нагрузке автомобилей.

Нормативные значения тормозного пути для испытаний 0, при холодных тормозных механизмах, рассчитаны в стандарте по следующим формулам:

для легковых автомобилей и автобусов с полной массой до 5 т (М₁ и М₂)

для автобусов с полной массой свыше 5 т (М3)

S0? 0,15Чv0+v0 /156, м;

для всех одиночных грузовых автомобилей (N₁, N₂ и N₃)

для всех грузовых автопоездов (N₁, N₂ и N₃)

Для испытаний типа I нормативные значения тормозного пути определяются как S_I= 1,25Ч S₀ и для испытаний II S_II= 1,33Ч S₀.

Тормозной путь автомобиля может быть меньше расчетного за счет более совершенной конструкции тормозных механизмов, меньших значений времени t₂ и меньшего коэффициента эффективности торможения K_э в формуле (2.7). Чем ближе значение этого коэффициента к единице, тем совершеннее тормозные механизмы автомобиля.

Обзорность. Метод измерения и оценки обзорности заключается в определении геометрических границ пространства, видимого с уровня расположения глаз водителя. При проведении измерений в место расположения глаз водителя устанавливается электрическая лампа мощностью не менее 35 В. Нить лампочки располагается на линии, проходящей на расстоянии 300 мм параллельно к ненагруженной спинке сиденья и на высоте 700 мм от его поверхности, деформированной под нагрузкой в 500 Н (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 Расположение лампы при измерении обзорности с места водителя

Для определения границ невидимого пространства перед автомобилем в плоскости дороги он устанавливается на площадке с нанесенной сеткой так, чтобы лампа в месте расположения глаз водителя находилась над пересечением осевой линии и первой поперечной линии сетки. Контуры площадки, освещенные лампочкой, переносятся в масштабе на диаграмму обзорности (рисунок 2.6). По этой диаграмме определяется наибольшая длина невидимой зоны перед автомобилем L₁ и ширина невидимого пространства, заслоняемого левой боковой стойкой лобового стекла в пределах сетки, нанесенной на площадке x, а также ширина невидимой зоны слева l.

Рисунок 2.6 Схема определения обзорности в плоскости дороги перед автомобилем с места водителя

Верхний край светофора или дорожно-сигнального знака должен располагаться на высоте не более 5 м над дорогой. На рисунке 2.7 изображена схема ограничения обзорности с места водителя легкового автомобиля водителя в вертикальной плоскости. На этой схеме длина невидимой зоны перед автомобилем обозначена L₁ и расстояние видимости светофора (обзорности вверх) обозначено L₂. Названные параметры обзорности являются основными.

Сигнализация. Безопасность автомобиля характеризуется наличием и эффективностью действия следующих видов сигнализационного оборудования, которые стали необходимыми на всех автомобилях: указатели поворотов, стоп-сигнал, сигнал движения задним ходом, габаритные фонари, звуковой сигнал. К числу сигнализационного оборудования относится также опознавательное освещение заднего номерного знака в ночное время.

Ко всем средствам сигнализации существуют нормативные требования, правила их размещения на автомобиле, на их светотехнические или акустические параметры и на методы измерения этих параметров. Соответствие автомобиля нормативам сигнализационного оборудования проверяется при оценке его безопасности [15, 20].

Рисунок 2.7 Схема определения обзорности в вертикальной плоскости с места водителя легкового автомобиля

Травмозащита водителя и пассажиров. Основным способом защиты водителя и пассажиров от травмирования является обеспечение надлежащей прочности и жесткости каркаса кузова или кабины, предотвращающих их смятие в случае удара или опрокидывания автомобиля. Все шире применяются испытания автомобилей на прочность кузова путем ударов при наезде на неподвижное препятствие или опрокидывания при движении на большой скорости. Такие испытания позволяют выявить слабые места в конструкции кузова и производить их усиление. Создаются конструкции легковых автомобилей с увеличенной прочностью средней части, в которой располагаются пассажиры, и с выполнением передней и задней частей кузова в виде демпфирующих систем, поглощающих энергию удара. Вводятся энергопоглощающие упругие элементы в конструкцию бамперов, проводится упрочнение дверей и предотвращение их самопроизвольного открывания в момент аварии, расширяется применение безосколочных стекол с синтетической прослойкой увеличенной толщины (с 0,38 до 0,76 в США).

Токсичность. По наблюдениям, проведенным в США, автомобили загрязняют воздух на 65% отработавшими газами двигателей, на 20% картерными газами и на 15% испарениями бензина из бака, карбюратора и при заправках.

В СНГ установлены предельно допустимые концентрации вредных компонентов в атмосферном воздухе, которые не должны превышать: окись углерода (СО) не более 1 мг/м 3 , окись азота (NO_x) не более 0,085 мг/м 3 , углеводороды (С_mН_n) не более 0,035 мг/м 3 .

На рисунке 2.8 показано содержание токсичных компонентов (в %) у газовых двигателей и дизелей в сравнении с их содержанием в отработавших газах карбюраторных двигателей, принятым за 100%. Из этого рисунка видно, что дизели в сравнении с карбюраторными двигателями значительно менее токсичны по выделению окиси углерода (в 8…20 раз), а также менее токсичны по выделению окислов азота и углеводородов.

Рисунок 2.8 Сравнение автомобильных двигателей по содержанию токсичных компонентов в отработавших газах: 1 — карбюраторный четырехтактный; 2 — газовый; 3 — дизель с непосредственным впрыском; 4 — дизель форкамерный

Наименее токсичны особенно по выделению окислов азота и углеводородов, форкамерные дизели [4]. В то же время недостатком дизелей является значительное содержание сажи в отработавших газах.

Бесшумность. Шум, создаваемый автомобилем, характеризуется величиной уровня звука в децибелах, измеряемым электроакустическим шумомером. Для определения частотного состава звукового давления используются фильтры диапазонов частот.

В легковых автомобилях уровень внешнего шума не должен превышать 84 дБ А и внутреннего 80 дБ А. В грузовых автомобилях и автобусах с полной массой более 3500 кг уровень как внешнего, так и внутреннего звука не должен превышать 85 дБ А. В грузовых автомобилях и автобусах с полной массой более 3500 кг уровень внешнего звука не должен превышать 89 дБ А, а при мощности двигателя более 220 л. С. — 92 дБ А. Внутренний шум в пассажирском помещении автобусов не должен превышать 80 дБ А, а в туристских и международных 75 дБ А.

Источник https://www.autoezda.com/ekspluation/849bezopasnostautomobileu.html

Источник https://studref.com/521427/tehnika/ekspluatatsionnaya_bezopasnost_transportnyh_sredstv

Источник https://studbooks.net/2445155/tehnika/bezopasnost_avtomobilya_izmeriteli_pokazateli