Влияние конструкции автомобилей на безопасность движения
Тема 2. Конструктивные особенности транспортных средств, обеспечивающие безопасность дорожного движения.
Тема 2. Конструктивные особенности транспортных средств, обеспечивающие безопасность дорожного движения.
Тема 1.2. Конструктивные особенности транспортных средств, обеспечивающие безопасность дорожного движения.
Безопасность автотранспортных средств (АТС) определяется их конструктивными свойствами, реализованными при проектировании и изготовлении промышленностью, а также эксплуатационными свойствами, связанными с уровнем технической эксплуатации АТС.
Конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, определяющие безопасность, подразделяют на несколько групп по различным аспектам обеспечения безопасности движения: активная, пассивная, послеаварийная и экологическая.
Активная безопасность — конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, способствующие предотвращению ДТП при возникновении опасных дорожно-транспортных ситуаций, а также предотвращению возникновения таких ситуаций.
Пассивная безопасность — конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, влияющие на предупреждение, либо уменьшение тяжести травмирования участников дорожного движения, а также снижение тяжести всех видов механических повреждений при возникновении ДТП.
ПБ подразделяют на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя ПБ направлена на предупреждение или снижение травматизма пассажиров, водителя и обеспечение сохранности грузов.
Внешняя ПБ уменьшает травматизм других участников движения — пешеходов, водителей и пассажиров, других транспортных средств, вовлеченных в ДТП, а также сокращает механические повреждения других транспортных средств.
Послеаварийная безопасность — конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, уменьшающие тяжесть последствий после остановки АТС в результате ДТП. Это свойства, позволяющие быстро эвакуировать пассажиров, погасить пожар, ликвидировать последствия ДТП и предотвратить возникновение новых аварийных ситуаций.
Замки дверей должны выдерживать большие перегрузки, не открываясь, чтобы предотвратить выпадение пассажира при ДТП (пассивная безопасность). Вместе с тем, они не должны заклиниваться и препятствовать эвакуации пострадавших из автомобиля (послеаварийная безопасность).
Экологическая безопасность — конструктивные и эксплуатационные свойства АТС, определяющие уровень вредного воздействия на участников движения и окружающую среду в процессе эксплуатации автомобиля. Экологическая безопасность, проявляющаяся во время повседневной работы автомобиля, коренным образом отличается от перечисленных выше трех видов безопасности, которые проявляются лишь при ДТП.
Взаимосвязь различных видов безопасности и противоречивость требований, предъявляемых к конструкции автомобиля, вынуждают конструкторов и технологов принимать компромиссные решения. При этом неизбежно ухудшаются одни свойства, менее существенные для автомобиля данного типа, и улучшаются другие, имеющие большее значение.
К важнейшим компоновочным параметрам АТС, оказывающим влияние на активную безопасность, относят: габаритные и весовые параметры.
Габаритная длина и ширина АТС оказывают влияние на параметры транспортного потока, а, следовательно, на возникновение различных опасных дорожно-транспортных ситуаций (ДТС).
Габаритная длина крупнотоннажных грузовых автомобилей с прицепами в сочетании с более низкой по сравнению с легковыми автомобилями тяговой динамикой приводит к опасным ситуациям при обгонах. Кроме того, необходимо рассматривать длину АТС в связи с его тормозной динамикой, т.к. сочетание этих параметров определяет, так называемый, динамический габарит (по длине).
Габаритная ширина АТС оказывает наряду со скоростью определяющее влияние на ширину габаритного коридора, которым называют ширину, занимаемую АТС в движении. Во время прямолинейного движения автомобиль все время совершает небольшие «рыскания» относительно основной траектории. Водитель все время подруливает, выполняя задачу стабилизации траектории. В результате автомобиль движется по вытянутой синусоидальной кривой (с небольшими переменными амплитудами и относительно большими, также переменными, периодами).
Соответственно, ширина динамического коридора превышает ширину автомобиля. На рис. 1 приведена зависимость приращения динамического коридора от скорости движения автомобиля.
Чем больше длина автомобиля, чем больше число прицепов, тем более увеличивается динамический габарит.
Еще более динамический габарит увеличивается при прохождении поворотов и составляет 1,5 — 2 ширины автомобиля. Задние колеса при повороте движутся по меньшему радиусу, чем передние (рис. 2).
На рис. 3 (А, Б, В, Г, Д, В) приведены примеры ДТП, связанные, в основном, с габаритными параметрами АТС.
Б. Столкновение при встречном разъезде. Габаритный коридор увеличен из-за «рыскания» прицепа грузового автомобиля
В Касательное столкновение, Габаритный коридор увеличен при повороте длинномерного грузового автомобиля.
Д. Столкновение при встречном разъезде с негабаритным транспортным средством. Сочетание повышения габарита транспортного средства и сужения проезжей части
Высокие автомобили при движении имеют значительные поперечные колебания, что также может сократить зазор безопасности, например, при встречном разъезде, и привести к касательному столкновению либо задеванию столбов опор и т.д. (рис. 4) (А, Б).
Вероятность совершения ДТП и тяжесть его последствия существенно зависит от скорости автомобиля. На рис. 5 (А, Б) приведены характеристики влияния скорости автомобиля на вероятность возникновения и тяжесть последствий ДТП.
Как видно из представленных зависимостей, тяжесть последствий ДТП возрастает с увеличением скорости. Вместе с тем, большой процент ДТП совершается не только на повышенных, но и на пониженных скоростях. Тяговая динамичность автомобиля оценивается следующими основными показателями:
- максимальная скорость;
- максимальное ускорение;
- максимальное время разгона до 100 км/ч.
Р — сила тяги на ведущих колесах автомобиля (пропорциональна мощности двигателя, зависит от передаточного числа и коэффициента полезного действия трансмиссии, обратно пропорциональна радиусу шин);
Ри — приведенная сила инерции автомобиля (^пропорциональна массе автомобиля с учетом вращающихся масс и ускорения); Рк — сила сопротивления качению (зависит от сцепных качеств шин и состояния дороги, с увеличением скорости возрастает пропорционально квадрату скорости);
Рв — сила сопротивления воздуха (зависит от лобовой площадки автомобиля, его формы, обтекаемости и качества поверхности). Названные силы при движении автомобиля связывает соотношение баланса сил:
То, как водитель использует скоростные качества автомобиля в конкретных дорожных условиях, определяет уровень безопасности. Вместе с тем, тяговая динамика накладывает существенные ограничения на тактику и технику управления автомобилем в зависимости от скоростных качеств автомобиля предполагает определенный стиль управления автомобилем, обеспечивающий безопасность.
Перечислим основные ситуационные механизмы влияния тяговой динамичности автомобиля на безопасность движения:
- — превышение скорости, безопасной для данных дорожных условий. Высокие скоростные свойства автомобиля позволяют недисциплинированным водителям превышать безопасную скорость;
- — «тихоход» (автомобиль с низкими характеристиками тяговой динамичности) в транспортном потоке увеличивает число обгонов и тем самым число конфликтных ситуаций и ДТП;
- — неоднородность характеристик тяговой динамичности автомобилей в транспортном потоке приводит к обгонам, объездам, перестроениям и увеличению числа конфликтных ситуаций и ДТП;
Какой тип кузова авто наиболее безопасный
Многие водители уверены в том, что чем крупнее транспортное средство, тем оно безопаснее, надежнее и более устойчиво на дорогах, особенно во время движения на большой скорости.
Но это лишь идея, навязанная подсознанием, которое не всегда бывает логичным и разумным. По сути, человек просто обманывает себя, считая, что чем больше металла вокруг него, тем он более защищен.
Но если изучить показатели краш-тестов, то даже самые миниатюрные машины получают высокие баллы по безопасности и надежности. Американские специалисты неоднократно проводили различные тесты, сравнивая большие и маленькие машины. По результатам тестов стало известно о том, что большие автомобили намного опаснее маленьких транспортных средств.
При увеличении массы автомобиля на 500 кг, процент безопасности увеличивается на 19%. Это доказывается проводимыми тестами. Однако, тут многое зависит от того, какие технологии используют производители при создании машин. Так, порой даже самые крупные автомобили созданы не из качественной стали, поэтому не могут быть безопасными. Но все же, масса автомобиля играет роль, поэтому в дорожно-транспортных происшествиях у водителей крупных транспортных средств шанс выжить возрастает аж в четыре раза.
Получается, что даже несмотря на результаты тестов, безопасность грузовиков и внедорожников все же выше. Хотя, конечно, водители часто стараются сделать все для того, чтобы снизить риск возникновения аварийных ситуаций. Так, если водитель гонится за безопасностью, то не всегда нужно верить результатам тестов, нужно самостоятельно ознакомиться с машинами различных производителей и понять, какой вариант транспортного средства больше подходит.
В доказательство всех вышесказанных слов можно привести простой пример — на трассе столкнулись два автомобиля, один из которых внедорожник, его масса составляет 2500 килограмм, а второй — обычная легковушка, чей вес слегка превышает 1300 килограмм. Дополнительное условие: столкнулись они на скорости 60 километров в час. Из-за столкновения воздействие удара у внедорожника в два раза выше, чем у легковой. Поэтому внедорожник ударит мощнее, нанесет второй машине больше повреждений, а сам будет практически невредим. Также роль в безопасности при аварии играет и месторасположение центра тяжести. Чем выше авто, тем больше повреждений при ДТП получит, так как на него воздействует большее количество сил.
Влияние конструкции автомобилей на безопасность пешеходов
Водолагина, А. А. Влияние конструкции автомобилей на безопасность пешеходов / А. А. Водолагина, А. И. Рябчинский. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2011. — № 4 (27). — Т. 3. — С. 120-122. — URL: https://moluch.ru/archive/27/3123/ (дата обращения: 08.08.2022).
В настоящее время в РФ, как и во многих других развитых странах, установлены правила в области конструкции и безопасности дорожных транспортных средств. Цель значительного большинства этих предписаний заключается в том, чтобы конструкция транспортных средств обеспечивала водителям и пассажирам требуемый уровень конструктивной и эксплуатационной безопасности для снижения степени их травмирования и уменьшения числа смертных случаев. Однако статистика дорожно-транспортных происшествий свидетельствует о том, что наиболее многочисленной и самой уязвимой группой участников дорожного движения являются пешеходы. За последние 8 лет количество пешеходов, погибших в результате дорожно-транспортных происшествий, увеличилось на треть. Всего за этот период погибли свыше 100 тыс. и ранены свыше 500 тыс. пешеходов. Основные травмы пешеходы получают в результате удара, наносимого передней частью транспортного средства. При этом большинство таких ДТП совершается в городских районах, где скорости наезда чаще всего достаточно невелики. Следовательно, существует возможность для снижения степени тяжести травм, наносимых пешеходам, путем совершенствования конструкции передней части механических транспортных средств. В Российской Федерации нет разработанной классификации транспортных средств по форме их передней части. Однако опровергнуть тот факт, что форма передней части автомобиля напрямую влияет на весь механизм наезда на пешехода, а также на последствия, в частности, травмы пешехода, сложно. Проанализировав формы передней части выпускающихся в настоящее время автомобилей, предлагается следующая классификация автомобилей по форме их передней части (схематичное изображение этих форм представлено в табл. 1).
Таблица 1 – Классификация транспортных средств по форме передней части
Клинообразная форма
Трапециевидная форма
Форма «понтона»
Форма «бокса» (коробки)
Крутой капот
Эллипсовидный капот
Как было сказано выше, в большинстве случаев удар при наезде наносится деталями передней торцовой поверхности автомобиля. В момент удара энергия автомобиля передается телу пострадавшего. Характер перемещения пешехода при наезде зависит от того, какого типа автомобилем и какой его частью был нанесен удар. Положение пешехода в момент удара существенно влияет на ход дальнейших событий. Пешеход может находиться в стоячем, сидячем или же лежачем положении. В последнем случае практически нет отдачи после удара, а автомобиль просто переезжает пешехода, как лежачее препятствие. Кроме того, значение имеет даже тот факт, находился ли пешеход в движении или же был неподвижен. При движении у человека изменяется высота его центра масс. Расстояние от поверхности дороги до центра масс пешехода при движении определяется следующим образом: где 0.57 – коэффициент, определяющий среднее расстояние центра масс человека в неподвижном состоянии; h p – рост человека, м; –изменение высоты центра масс пешехода в зависимости от характера его движения: 0.03 0.04 м –для нормальной походки, 0.05 м –для быстрой походки, 0.10 м –для бега. Разница между высотой результирующей силы автомобиля и высотой центра масс пешехода , определяет дальнейшую динамику наезда (рис.1).
Рисунок. 1. Соотношения высот воздействия результирующей силы автомобиля и центра масс пешехода
Можно выделить три возможных варианта: h h =0 – тело пешехода после удара отклоняется назад и по инерции отлетает по ходу движения автомобиля с последующим падением на дорогу. h >0 – сначала первый удар ниже центра масс пешехода, затем второй удар о капот автомобиля. Учитывая важность влияния значения импульса силы на дальнейший ход событий, следует различать так же три основных состояния транспортного средства в момент удара: автомобиль находится в неподвижном состоянии, автомобиль двигается равномерно и автомобиль находится в состоянии экстренного торможения. Мы рассмотрели возможные случаи механизмов наезда на пешехода и теперь перейдем непосредственно к определению зон контакта пешехода с автомобилем при наезде. Итак, при наезде транспортных средств на взрослого пешехода первый удар обычно наносится передней частью бампера транспортного средства в области колена пешехода. Поскольку зона первоначального контакта ниже центра тяжести пешехода, верхняя часть тела начинает в этом случае смещаться в направлении транспортного средства. В результате импульса, придаваемого пешеходу транспортным средством, происходит линейное ускорение тела пешехода относительно земли. Второй контакт обычно происходит между верхней частью решетки радиатора или передним краем капота и областью таза пешехода. В этот момент ноги и таз пешехода достигают линейной скорости транспортного средства, а верхняя часть тела (голова и грудная клетка) продолжает смещаться в направлении транспортного средства. Конечный этап столкновения — это удар головой и грудной клеткой о транспортное средство с линейной скоростью, близкой к начальной скорости удара. Исследования показали, что линейная скорость удара головой составляет около 80% от начальной скорости в момент контакта. Принимая во внимание состояние движения автомобиля, можно определить длину линии от поверхности дороги до места контакта пешехода и элементов транспортного средства. Если это расстояние м, то можно вычислить это длина дуги охвата, учитывая изменение высоты воздействия результирующей силы автомобиля во время торможения (рис. 2).
Рисунок 2. Зона наиболее вероятного контакта головы пешехода с капотом автомобиля
Расстояние больше, чем длина : где r p – радиус головы. Эта разница составляет: и зависит: от места воздействия результирующей силы, определяемой формой передней части автомобиля; от размеров пешехода; от скорости пешехода во время удара и от скорости транспортного средства во время удара. Соответственно, у автомобилей с клиновидной передней частью при больших значениях Δh s трудно определить, потому что тело пешехода скользит по передней части кузова и лобового стекла. Кроме того, нет возможности определить величину в зависимости от скорости удара у автомобилей с формой передней части «бокс». Таким образом, возможность определить величину возможно только для случаев наезда на пешехода автомобилей двух типов передней части автомобиля – трапециевидной и понтон. Но, проведя классификацию отечественных автомобилей по форме передней части, согласно классификационным признакам, следует, что на российском рынке преобладают именно автомобили с трапециевидной и «понтон» формой передней части. Следовательно, именно они заслуживают особого внимания. Таким образом, зоны удара головой на капоте в значительной мере определяются высотой стоящего пешехода и фронтальной геометрией транспортного средства, совершающего наезд. Измерение дуги охвата производится с учетом, как роста пешехода, так и конфигурации транспортного средства. Использование дуги охвата позволяет на разумных основаниях оценить место на транспортном средстве, в котором произойдет удар головой взрослого пешехода. Рассматривая зоны контакта ног пешехода с транспортным средством при наезде, было обращено внимание на фактические размеры выпускаемых в настоящее время отечественных транспортных средств и росту взрослого человека. Исследования, проведенные в России, показали, что средний рост современного человека составляет приблизительно 176 см. Согласно пропорциям человеческого тела расстояние от мыска ноги до коленной чашечки равно четверти роста. То есть, это расстояние равно 176/4=44 см. Соответственно, при наезде на пешехода автомобили с высотой нижней кромки бампера до 440 мм контактируют с нижней частью ноги человека. А при наезде на пешехода автомобиля с высотой нижней кромки бампера свыше 440 мм контакт происходит с верхней частью ноги. На основании вышеизложенного делаем вывод, что конструкция транспортных средств, в частности форма передней части автомобиля, непосредственно оказывает влияние на весь механизм ДТП, а также на возможные последствия от ДТП. В связи с этим необходимо в наикротчайшие сроки принимать меры по снижению тяжести травмирования пешеходов при наезде. Зная зоны контакта пешехода с автомобилем при наезде, этого можно добиться за счет введения требования относительно более эффективного поглощения энергии капотами и бамперами транспортных средств в возможных зонах контакта при наезде на пешеходов. Кроме того, проанализировав формы передней части автомобилей, а также ДТП с участием различных автомобилей, необходимо отметить, что автомобили с эллипсовидным капотом (трапециевидная передняя часть автомобиля) способствуют меньшей степени травмирования пешеходов при наезде. Соответственно, именно ее можно рекомендовать как наиболее безопасную. В настоящее время имеется лишь один норматив, регламентирующий внешнюю пассивную безопасность автомобиля. Это Правила №26 ЕЭК ООН, которые регламентируют требования к наружным выступам легковых автомобилей с целью уменьшения вероятности травмирования пешеходов при их контакте с наружными выступами автомобиля. Соответственно, для повышения безопасности пешеходов при наезде, необходимо расширять и нормативную базу, вводить регламенты, которые бы позволили оценить эффективность функционирования системы обеспечения внешней пассивной безопасности автомобиля, направленную на снижение степени травмирования пешеходов.
Основные термины (генерируются автоматически): транспортное средство, автомобиль, пешеход, форма передней части, наезд, капот автомобиля, момент удара, передняя часть, результирующая сила автомобиля, центр масс пешехода.
Источник https://www.sites.google.com/site/donkaidhrf/dorozno-transportnaa-avarijnost/tema-2-konstruktivnye-osobennosti-transportnyh-sredstv-obespecivausie-bezopasnost-doroznogo-dvizenia
Источник https://car.ru/news/automobili/218211-kakoy-tip-kuzova-avto-naibolee-bezopasnyiy/
Источник https://moluch.ru/archive/27/3123/
