Основы управления транспортными средствами и безопасность движения

• Название: Основы управления транспортными средствами и безопасность движения
• Анкор: outs.doc
• Дата: 13.12.2017
• Размер: 1.29 Mb.
• Имя файла: outs.doc
• Тип: Учебное пособие; #11261
• страница: 7 из 11

5.5. Управляемость автомобиля
Под управляемостью понимают свойство автомобиля обеспе­чивать движение в направлении, заданном водителем. Управляе­мость автомобиля больше, чем другие его эксплуатационные свой­ства, связана с водителем. Для обеспечения хорошей управляемо­сти конструктивные параметры автомобиля должны соответство­вать психофизиологическим характеристикам водителя.

Управляемость автомобиля характеризуется несколькими по­казателями. Основные из них: предельное значение кривизны тра­ектории при круговом движении автомобиля, предельное значе­ние скорости изменения кривизны траектории, количество энергии, затрачиваемой на управление автомобилем, величина само­произвольных отклонений автомобиля от заданного направления движения.

Управляемые колеса под воздействием неровностей дороги постоянно отклоняются от нейтрального положения. Способность управляемых колес сохранять нейтральное положение и возвра­щаться в него после поворота называется стабилизацией управ­ляемых колес. Весовая стабилизация обеспечивается поперечным наклоном шкворней передней подвески. При повороте колес бла­годаря поперечному наклону шкворней автомобиль приподнима­ется, но своим весом стремиться вернуть повернутые колеса в ис­ходное положение (рис. 5.6,а). Скоростной стабилизирующий момент обусловлен продольным наклоном шкворней. Шкворень расположен так, что его верхний конец направлен назад, а ниж­ний вперед. Ось шкворня пересекает поверхность дороги впереди пятна контакта колеса с дорогой. Поэтому при движении автомо­биля сила сопротивления качению создает стабилизирующий мо­мент относительно оси шкворня (рис. 5.6,б). При исправном ру­левом приводе и рулевом механизме после поворота автомобиля управляемые колеса и рулевое колесо должны возвращаться в ней­тральное положение без участия водителя.

В рулевом механизме червяк расположен относительно роли­ка с небольшим перекосом. В связи с этим в среднем положении зазор между червяком и роликом минимален и близок к нулю, а при отклонении ролика и сошки в любую сторону зазор увеличивает­ся. Поэтому при нейтральном поло­жении колес в рулевом механизме создается повышенное трение, спо­собствующее стабилизации колес и скоростного стабили­зирующих моментов

Неправильная регулировка руле­вого механизма, большие зазоры в рулевом приводе могут стать причи­ной плохой стабилизации управля­емых колес, причиной колебания курса автомобиля. Автомобиль с плохой стабилизацией управляемых колес самопроизвольно меняет на­правление движения, вследствие чего водитель вынужден непрерыв­но поворачивать рулевое колесо то в одну, то в другую сторону, чтобы возвратить автомобиль на свою по­лосу движения.

Рис. 5.6. Принцип создания весового

Плохая стабилиза­ция управляемых колес требует зна­чительных затрат физической и пси­хической энергии водителя, повы­шает износ шин и деталей рулевого привода.

При движении автомобиля на по­вороте наружные и внутренние ко­леса катятся по окружностям раз­личного радиуса (рис. 5.7). Для того, чтобы колеса катились без скольжения, их оси должны пересе­каться в одной точке. Л для выпол­нения этого условия управляемые колеса должны поворачиваться на разные углы. Поворот колес авто­мобиля на разные углы обеспечива­ет рулевая трапеция. Наружное ко­лесо всегда поворачивается на меньший угол, чем внутреннее, и эта разница тем больше, чем больше угол поворота колес.

Значительное влияние на поворачиваемость автомобиля ока­зывает эластичность шин. При действии на автомобиль боковой силы (неважно, силы инерции или бокового ветра) шины дефор­мируются и колеса вместе с автомобилем смещаются в сторону действия боковой силы. Это смещение тем больше, чем больше боковая сила и чем выше эластичность шин. Угол между плоско­стью вращения колеса и направлением его движения называется углом увода 8 (рис. 5.8).

При одинаковых углах увода передних и задних колес автомо­биль сохраняет заданное направление движения, но повернут от­носительно него на величину угла увода. Если угол увода колес передней оси больше угла увода колес задней тележки, то при дви­жении автомобиля на повороте он будет стремиться двигаться по дуге большего радиуса, чем та, которую задает водитель. Такое свойство автомобиля называется недостаточной поворачиваемостью.

Если угол увода колес задней оси больше угла увода колес передней оси, то при движении автомобиля на повороте он будет стремиться двигаться по дуге меньшего радиуса, чем та, которую задает водитель. Такое свойство автомобиля называется избыточ­ной поворачиваемостью.

Поворачиваемостью автомобиля можно в некоторой степени управлять, применяя шины разной пластичности, изменяя давле­ние в них, изменяя распределение массы автомобиля по осям (за счет размещения груза).

Рис.5.7. Кинематика поворота автомобиля	Рис.5.8 Схема увода колеса в следствии действия боковой силы

Автомобиль с избыточной поворачивае­мостью более маневренный, но требует большего внимания и вы­сокого профессионального мастерства от водителя. Автомобиль с недостаточной поворачиваемостью требует меньшего внимания и мастерства, но затрудняет работу водителя, так как требует по­воротов рулевого колеса на большие углы.

Влияние поворачиваемости и на движение автомобиля становит­ся заметным и существенным только на высоких скоростях.

Управляемость автомобиля зависит от технического состояния его ходовой части и рулевого управления. Уменьшение давления в одной из шин увеличивает ее сопротивление качению и умень­шает поперечную жесткость. Поэтому автомобиль со спущенной шиной постоянно отклоняемся и ее сторону. Для компенсации это­го увода водитель поворачивает управляемые колеса в сторону, противоположную уводу, и колеса начинают катиться с боковым скольжением, интенсивно изнашиваясь при этом.

Износ деталей рулевого привода и шкворневого соединения приводит к образованию зазоров и возникновению произвольных колебаний колес. При больших зазорах и высокой скорости дви­жения колебания передних колес могут быть настолько значитель­ными, что нарушится их сцепление с дорогой.

Причиной колебания колес может явиться их дисбаланс из–за дисбаланса шины, заплатки па камере, грязи на диске колеса. Для предотвращения колебаний колес их необходимо балансировать на специальном стенде установкой на диск балансировочных грузов.
5.6. Проходимость автомобиля
Под проходимостью понимают свойство автомобиля двигать­ся по неровной и труднопроходимой местности не задевая за не­ровности нижним контуром кузова. Проходимость автомобиля характеризуется двумя группами показателей: геометрическими показателями проходимости и опорно – сцепными показателями проходимости. Геометрические показатели характеризуют веро­ятность задевания автомобиля за неровности, а опорно – сцепные характеризуют возможность движения по труднопроходимым участкам дорог и бездорожью.

По проходимости все автомобили можно разделить на три группы:

– автомобили общего назначения (колесная формула 4x2, 6x4);

– автомобили повышенной проходимости (колесная формула 4x4, 6x6);

– автомобили высокой проходимости, имеющие специальную компоновку и конструкцию, многоосные со всеми ведущими колесами, гусеничные или полугусеничные, автомобили – амфи­бии и другие автомобили, специально предназначенные для работы только в условиях бездорожья.

Рассмотрим геометрические показатели проходимости.

Дорожный просвет – это расстояние между низшей точкой ав­томобиля и поверхностью дороги. Этот показатель характеризу­ет возможность движения автомобиля без задевания за препят­ствия, расположенные на пути движения (рис.5.9).

Рис.5.9 Геометрические показатели проходимости

Радиусы продольной и поперечной проходимости, соответствен­но r_пр и r_поп, представляют собой радиусы окружностей, касатель­ных к колесам и низшей точки автомобиля, расположенной внут­ри базы (колеи). Эти радиусы характеризуют высоту и очертания препятствия, которое может преодолеть автомобиль, не задевая за него. Чем они меньше, тем выше способность автомобиля пре­одолевать значительные неровности без задевания за них своими низшими точками.

Передний и нижний углы свеса, соответственно α_п1 и α_п2, обра­зованы поверхностью дороги и плоскостью, касательной к пере­дним или задним колесам и к выступающим низшим точкам пере­дней или задней части автомобиля.

Максимальная высота порога, который может преодолеть ав­томобиль, для ведомых колес составляет 0,35...0,65 радиуса коле­са. Максимальная высота порога, преодолеваемого ведущим ко­лесом, может достигать радиуса колеса и иногда ограничивается не тяговыми возможностями автомобиля или сцепными свойства­ми дороги, а малыми величинами углов свеса или просвета.

Максимально необходимая ширина проезда при минимальном радиусе поворота автомобиля характеризует возможность манев­рировать на малых площадках, поэтому проходимость автомоби­ля в горизонтальной плоскости часто рассматривают как отдель­ное эксплуатационное свойство маневренность. Наиболее манев­ренными являются автомобили со всеми управляемыми колесами. В случае буксировки прицепом или полуприцепов маневренность автомобиля ухудшается, так как мри поворотах автопоезда прицеп смешается к центру поворота, именно поэтому ширина полосы дви­жения автопоезда больше, чем одиночного автомобиля.

К опорно – сцепным показателям проходимости относятся сле­дующие.

Максимальная сила тяги - наибольшая сила тяги, которую спо­собен развивать автомобиль па низшей передаче.

Сцепной вес – сила тяжести автомобиля, приходящаяся на ве­дущие колеса. Чем больше сцен пой вес, тем выше проходимость автомобиля. Среди автомобилей с колесной формулой 4x2 наи­большую проходимость имеют заднемоторные заднеприводные и переднемоторные переднеприводные автомобили, так как при такой компоновке ведущие колеса всегда нагружены массой дви­гателя.

Удельное давление шин на опорную поверхность определяется как отношение вертикальной нагрузки на шину к площади контакта, замеренной по контуру пятна контакта шины с дорогой q = G : F.

Этот показатель имеет большое значение для проходимости автомобиля. Чем меньше удельное давление, тем меньше разру­шается грунт, меньше глубина образуемой колеи, меньше сопро­тивление качению и выше проходимость автомобиля.

Коэффициент совпадении колеи представляет собой отношение колеи передних колес к колее задних колес. При полном совпаде­нии колеи передних и задних колес задние катятся по грунту, уплотненному передними колесами, и сопротивление качению при этом минимально. При несовпадении колеи передних и задних колес затрачивается дополнительная энергия на разрушение зад­ними колесами уплотненных стенок колеи, образованной передни­ми колесами. Поэтому у автомобилей повышенной проходимос­ти часто на задние колеса устанавливают одинарные шины, умень­шая тем самым сопротивление качению.

Проходимость автомобиля во многом зависит от его конструк­ции. Так, например, в автомобилях повышенной проходимости применяют дифференциалы повышенного трения, блокируемые межосевые и межколесные дифференциалы, широкопрофильные шины с развитыми грунтозацепами, лебедки для самовытаскива­ния и другие приспособления, облегчающие проходимость авто­мобиля в условиях бездорожья.
5.7. Информативность автомобиля
Под информативностью понимают свойство автомобиля обес­печивать необходимой информацией водителя и других участни­ков движения. В любых условиях воспринимаемая водителем ин­формация имеет важнейшее значение для безопасного управле­ния автомобилем. При недостаточной видимости, особенно но­чью, информативность среди других эксплуатационных свойств автомобиля оказывает особенное влияние на безопасность дви­жения.

Различают внутреннюю и внешнюю информативность.

Внутренняя информативность – это свойство автомобиля обес­печивать водителя информацией о работе агрегатов и механиз­мов. Она зависит от конструкции панели приборов, устройств, обеспечивающих обзорность, рукояток, педалей и кнопок управ­ления автомобилем.

Расположение приборов на панели и их устройство должны позволять водителю тратить минимальное время для наблюдения за показаниями приборов. Педали, рукоятки, кнопки и клавиши управления должны быть расположены так, чтобы водитель лег­ко их находил, особенно ночью.

Обзорность зависит в основном от размера окон и стеклоочи­стителей, ширины и расположения стоек кабины, конструкции стеклоомывателей, системы обдува и обогрева стекол, располо­жения и конструкции зеркал заднего вида. Обзорность зависит также от удобства сиденья.

Внешняя информативность – это свойство автомобиля инфор­мировать других участников движения о своем положении на до­роге и намерениях водителя по изменению направления и скорости движения. Она зависит от размеров, формы и окраски кузова, расположения световозвращателей, внешней световой сигнализа­ции, звукового сигнала.

Грузовые автомобили средней и большой грузоподъемности, автопоезда, автобусы благодаря своим габаритам более заметны и лучше различимы, чем легковые автомобили и мотоциклы. Ав­томобили, окрашенные в темные цвета (черный, серый, зеленый, синий), из–за трудности их различения в 2 раза чаще попадают в ДТП, чем окрашенные в светлые и яркие цвета.

Система внешней световой сигнализации должна отличаться надежностью работы и обеспечивать однозначное толкование сигналов участниками дорожного движения в любых условиях видимости. Фары ближнего и дальнего света, а также другие до­полнительные фары (прожектор, противотуманные) улучшают внутреннюю и внешнюю информативность автомобиля при дви­жении ночью и в условиях недостаточной видимости.
5.8. Обитаемость автомобиля
Обитаемость транспортного средства – это свойства окружа­ющей водителя и пассажиров среды, определяющие уровень ком­фортабельности и эстетичное i и места их труда и отдыха. Обитае­мость характеризуется микроклиматом, эргономическими харак­теристиками кабины, шумом и вибрациями, загазованностью и плавностью хода.

Микроклимат характеризуется совокупностью температуры, влажности и скорости воздуха. Оптимальной температурой воз­духа в кабине автомобиля считается 18...24°С. Понижение или повышение температуры, особенно на длительный период време­ни, сказывается на психофизиологических характеристиках води­теля, приводит к замедлении) реакции и умственной деятельнос­ти, к физическому утомлению и, как результат, к снижению про­изводительности труда и безопасности движения. Влажность и скорость воздуха в значительной степени влияют на терморегуля­цию организма. При низкой температуре и высокой влажности повышается теплоотдача и организм подвергается более интен­сивному охлаждению. При высокой температуре и влажности теп­лоотдача резко снижается, что ведет к перегреву организма.

Водитель начинает ощущать движение воздуха в кабине при его скорости 0,25 м/с. Оптимальная скорость движения воздуха в кабине около 1 м/с.

Эргономические свойства характеризуют соответствие сиденья и органов управления транспортного средства антропометричес­ким параметрам человека, т.е. размерам его тела и конечностей.

Конструкция сиденья должна способствовать посадке водителя за органами управления, обеспечивающей минимум затрат энер­гии и постоянную готовность в течении длительного времени.

Цветовая гамма внутри салона тоже оказывает определенное внимание на психику водителя, что, естественно, сказывается на работоспособности водителя и безопасности движения.

Природа шума и вибраций одна и та же – механические коле­бания деталей автомобиля. Источниками шума в автомобиле яв­ляются двигатель, трансмиссия, система выпуска отработавших газов, подвеска. Действие шума на водителя является причиной увеличения его времени реакции, временного ухудшения характе­ристик зрения, снижения внимания, нарушения координации дви­жений и функций вестибулярного аппарата.

Отечественные и международные нормативные документы ус­танавливают предельно допустимый уровень шума в кабине в пределах 80 – 85 ДБ.

В отличие от шума, воспринимаемого ухом, вибрации воспри­нимаются поверхностью тела водителя. Так же, как и шум, вибра­ция наносит большой вред состоянию водителя, а при постоян­ном воздействии в течении длительного времени может повлиять на его здоровье.

Загазованность характеризуется концентрацией отработавших газов, паров топлива и других вредных примесей в воздухе. Осо­бую опасность для водителя представляет окись углерода – газ без цвета и запаха. Попадая в кровь человека через легкие, он ли­шает ее возможности доставлять кислород клеткам организма. Человек погибает от удушья, ничего не чувствуя и не понимая, что с ним происходит.

В этой связи водитель должен внимательно следить за герме­тичностью выпускного тракта двигателя, предотвращать засасы­вание газов и паров из моторного отсека в кабину. Категоричес­ки запрещается пускать и главное прогревать двигатель в гараже при нахождении в нем людей.


6. ДЕЙСТВИЯ ВОДИТЕЛЯ В ШТАТНЫХ (КРИТИЧЕСКИХ) РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ. ДОРОЖНЫЕ УСЛОВИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ