Параметры, влияющие на безопасность

Все автомобили характеризуются следующими основными параметрами.

Габаритные размеры. Сюда относятся длина, ширина, высота транспортного средства, база колес (расстояние между осями), колея (расстояние между колесами одной оси), дорожный просвет (расстояние между дорогой и низшей точкой автомобиля), наименьший радиус поворота.

 

Длина и ширина транспортного средства оказывают влияние на параметры транспортного потока и, следовательно, на возникновение опасных ДТС, в частности при обгонах.

 

Ширина автомобиля оказывает, наряду со скоростью, определяющее влияние на  ширину так называемого динамического коридора, занимаемого автомобилем в  движении. Даже во время прямолинейного движения автомобиль совершает небольшие «рыскания» — самопроизвольный увод от основной траектории. Водитель  все время подруливает, стабилизируя траекторию, которая в результате является вытянутой синусоидальной кривой.

Чем выше скорость, больше длина автомобиля,  больше число прицепов, тем больше динамический коридор. Еще более он  увеличивается при прохождении поворотов и составляет 1,5—2 ширины автомобиля,  поскольку задние колеса при повороте движутся по иным радиусам, чем передние (рис. 8).

Параметры массы.

Снаряженная масса автомобиля — масса заправленного и укомплектованного  транспортного средства без нагрузки и без водителя. 

Полезная масса — наибольшая масса перевозимого груза, указанная в технической характеристике транспортного  средства.

Полная масса — масса снаряженного транспортного средства с грузом, водителем и  пассажирами, устанавливаемая предприятием-изготовителем в качестве  максимально допустимой.

Тягово-скоростные свойства автомобиля.

Они характеризуют способность  транспортного средства двигаться с высокой скоростью или преодолевать участки  дорог с повышенным сопротивлением движению.
Показатели тягово-скоростных свойств: максимальная скорость, время разгона до определенной скорости, время прохождения заданного участка с места, наибольший преодолеваемый уклон. Максимальную скорость и время разгона до определенной  скорости обычно указывают в технической характеристике автомобиля.

Современные поршневые ДВС не могут самостоятельно обеспечить весь  необходимый диапазон силы тяги на ведущих колесах при разных скоростях  движения. Поэтому между двигателем и ведущими колесами устанавливают коробку передач, которая позволяет изменять силу тяги.
Низшие передачи обеспечивают большую силу тяги, необходимую при троганьи с места и при преодолении труднопроходимых дорог; высшие передачи используются для достижения автомобилем высокой скорости.

То, как водитель использует скоростные качества автомобиля в конкретных  дорожных условиях, в значительной степени определяет уровень безопасности.

 

Тормозные свойства.

Сюда входят свойства автомобиля снижать скорость движения,  быстро останавливаться, а также удерживаться на уклоне во время стоянки.  

Выделяют четыре вида тормозных систем:

рабочая (основная),

запасная (используется в случае отказа рабочей),

стояночная (предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоянии, в том числе на  уклоне),

вспомогательная (применяется при длительном торможении, например на  затяжном спуске или плавном торможении в условиях скользкого покрытия).

В  качестве запасной тормозной системы обычно используют стояночную, а в качестве  вспомогательной - двигатель.

 

Обычно для удержания автомобиля во время стоянки водители включают вместо  стояночного тормоза одну из низших передач. Этим способом можно воспользоваться  на автомобиле с бензиновым двигателем, который при выключенном зажигании не может самопроизвольно пуститься от движения автомобиля.

Автомобиль с  дизельным двигателем оставлять на стоянке с включенной передачей категорически запрещено даже при использовании стояночного тормоза.

Тормозные свойства автомобиля характеризуются такими показателями, как   максимальное замедление, остановочный путь, тормозной путь.

Тормозным путем называют расстояние, которое проходит автомобиль от начала  торможения до полной остановки.

Остановочным путем называют расстояние, которое проходит автомобиль от  момента обнаружения водителем опасности до остановки автомобиля.

Таким  образом, остановочный путь включает в себя тормозной путь и еще некоторое  расстояние, которое проходит автомобиль за время реакции водителя и приведения  тормоза в действие.

Время срабатывания тормозного привода зависит от его конструкции и технического  состояния. Для гидравлических приводов оно составляет от 0,2 до 0,4 с.

Тормозные механизмы, установленные на одной оси, во всех случаях должны иметь  одинаковую эффективность, чтобы обеспечивать курсовую устойчивость автомобиля при торможении. Различная эффективность правых и левых тормозных механизмов создает дестабилизирующий момент, приводящий к заносу автомобиля.

Выход из строя тормозных систем при движении автомобиля очень опасен. Для  повышения надежности рабочие тормозные системы современных автомобилей, как  правило, выполняются двухконтурными. При выходе из строя одного из контуров  другой обеспечивает торможение автомобиля, хотя и с меньшей эффективностью.

 

Устойчивость — свойство автомобиля противостоять заносу, скольжению и  опрокидыванию.

 

Различают продольную и поперечную устойчивость.

Из-за малой  вероятности потери продольной устойчивости обычно рассматривают поперечную  устойчивость автомобиля, которую характеризуют следующими показателями;  

максимальная скорость движения автомобиля по окружности, соответствующая  началу его заноса;

максимальная скорость движения автомобиля по окружности, соответствующая началу его опрокидывания; максимальный угол косогора, соответствующий началу поперечного скольжения колес;

максимальный угол косогора, соответствующий началу опрокидывания автомобиля.

 

Устойчивость движущегося автомобиля зависит от многих факторов:

от высоты его центра тяжести,

от размеров базы, колеи, конструкции,
от состояния и размера шин;

от радиуса кривизны дороги и состояния ее поверхности,

от скорости движения.

 

Так, например, на скользкой дороге занос автомобиля более вероятен, чем  опрокидывание, а на дороге с хорошими сцепными качествами более вероятно  опрокидывание.

 

Значительно повышается устойчивость автомобиля с типами с типами противоскольжения на укатанных снежных дорогах и во время гололеда.

Такие шины на обледенелых дорогах уменьшают тормозной путь в 2—2,5 раза.

 

Управляемость автомобиля — свойство реагировать на перемещение органов  управления. Измеряется отношением реакции автомобиля на управление к  перемещению органа управления.

Характеризуется несколькими показателями:

предельным радиусом поворота внешнего колеса;

предельной скоростью изменения кривизны траектории;

количеством энергии, затрачиваемой на управление автомобилем;

величиной самопроизвольных отклонений автомобиля от заданного курса.

Управляемые колеса под воздействием дороги постоянно отклоняются от  нейтрального положения.

 

Способность управляемых колее сохранять нейтральное  полож.ение и возвращаться в него после поворота называется стабилизацией.  

 

Различают весовую и динамическую стабилизацию управляемых колес.

При повороте  колес автомобиль приподнимается, но своим весом он стремится вернуть повернутые  колеса к исходное положение.

При движении автомобиля стабилизирующий момент  создает сила сопротивления качению. При исправном рулевом приводе и рулевом механизме после поворота автомобиля управляемые колеса и рулевое колесо должны  стремиться запять нейтральное положение.

При движении автомобиля в повороте наружные и внутренние колеса катятся по  окружностям разных радиусов.

Для выполнения этого условия управляемые колеса  поворачиваются на разные углы: наружное — на угол α _μ (рис. 9) меньший, чем  внутреннее (угол α _β).

 

Эта разница тем больше, чем больше угол поворота колес.

 

Значительное влияние на управляемость автомобиля оказывает эластичность шин.  

 

При действии на автомобиль боковой силы в точке контакта шины с дорогой возникает сила реакции R_y дороги, которая смещает шину.

Шина деформируется и смещается в сторону действия этой силы. Смещение тем больше, чем больше боковая  сила и чем выше эластичность шин. При качении шина движется по направлению  стрелки V (рис. 10) под углом β относительно плоскости колеса. Угол между плоскостью вращения колеса и направлением его движения называется углом увода  колеса.

Если на шину воздействует боковая сила, то автомобиль будет двигаться не в  направлении вращения колес, а в направлении бокового увода, т. е. под углом β к  требуемому направлению движения.

 

Это имеет место, например, при прохождении  поворота на участках дороги, имеющих поперечный уклон, или при сильном боковом  ветре.

Если угол увода колес передней оси больше угла увода колес задней оси, то при  движении автомобиля на повороте он будет стремиться двигаться по дуге большего радиуса, по сравнению с дугой абсолютно жестких колесах.

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,, по сравнению с дугой при абсолютно жестких колесах.

Такое свойство автомобиля называется избыточной поворачивамостью.

 

Автомобиль с избыточной поворачиваемостью т ребует большего внимания и  высокого профессионального мастерства водителя, а автомобиль с недостаточной поворачиваемостью требует поворотов рулевого колеса на большие утлы.

 

Влияние поворачиваемости на движение автомобиля возрастает на высоких  скоростях.

 

Явление избыточной поворачиваемости проявляется также, если давление в шинах  передних колес больше, чем в задних, или если смещен центр тяжести автомобиля к  задней оси.

 

В ненагруженном состоянии большая часть автомобилей склонна к недостаточной поворачиваемости.

При полной нагрузке, напротив, автомобили, как правило, имеют избыточную поворачиваемость.

 

При замене шин, вышедших из строя необходимо монтировать шины того же размера и модели, что и у шин, установленных на автомобиле. Шины разных моделей могут иметь неодинаковые типы рисунков протектора, конструкции, радиусы качения, сцепные качества.

Затраты энергии водителя, на управление автомобилем, зависят от конструкции рулевого управления, передаточного числа, рулевого механизма, расположения рулевого колеса относительно водителя и других факторов,

Проходимость — свойство автомобиля, которое определяет возможность его эффективного использования в условиях плохих, дорог и бездорожья.

По этому признаку автомобили делят на автомобили обычной, повышенной и высокой проходимости.

Проходимость характеризуется геометрическими и  опорносцепными показателями, в частности колесной срормулой (4х2, 4х4).

 

Рассмотрим геометрические показатели проходимости.

 

Дорожный просвет П

(рис. 11) — расстояние между наиболее низко  расположенным элементом конструкции автомобиля, исключая колеса, и уровнем дороги или земли (опорной плоскостью), которое характеризует возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных препятствий.

 

Радиусы продольной Р_пр и поперечной Р_поп проходимости — радиусы окружностей,  касательных к колесам и низшей точке автомобиля, расположенной внутри базы  колес и колеи.

 

Эти радиусы характеризуют высоту и очертания препятствия, которое  может преодолеть автомобиль, не задевая за него.

Чем радиусы меньше, тем выше  способность автомобиля преодолевать препятствия.

Передний ап и задний аз углы свеса образуются поверхностью дороги и плоскостью,  касательной к передним или задним колесам и к выступающим низшим точкам  передней или задней части автомобиля.

Максимальная высота порога, преодолеваемого автомобилем, для ведомых колес  составляет 0,35—0,65 радиуса колеса. Максимальная высота порога, преодолеваемого  ведущим колесом, может достигать величины радиуса колеса и иногда ограничивается не тяговыми возможностями автомобиля или сцепными качествами  дороги, а малыми величинами углов свеса или дорожного просвета.

Маневренность характеризует возможность движения автомобиля в стесненных  условиях, например на лесных дорогах, строительных площадках или в карьерах.  Маневренность оценивают наименьшим радиусом поворота и шириной полосы  движения.

Наименьший радиус поворота — радиус траектории внешнего направляющего  колеса. От этого показателя зависят размеры площади, необходимой для  маневрирования, и крутизна поворотов, которые могут быть преодолены  автомобилем.

Шириной полосы движения называется ширина пространства, необходимая для  движения автомобиля.

К опорно-сцепным показателям проходимости относятся следующие:

максимальная сила тяги, которую способен развить автомобиль на низшей  передаче;

сцепной вес — сила тяжести автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса. Чем  больше сцепной вес, тем выше проходимость автомобиля.

 

Ведущие колеса у автомобилей с колесной формулой 4х4 нагружены всей массой  автомобиля.

 

Давление шины на опорную поверхность определяется как отношение вертикальной нагрузки на колесо к площади пятна контакта шины с дорогой.

Чем меньше давление, тем меньше разрушается грунт, меньше глубина образуемой колеи, меньше  сопротивление качению.

 

Коэффициент совпадения колеи представляет собой отношение колеи передних колес к колее задних. Если обе колеи одинаковы, задние колеса-катятся по колее передних, а сопротивление качению минимально.

 

В автомобилях повышенной проходимости помимо полного привода применяют  блокируемые межосевые и межколесные дифференциалы, широкопрофильные шины  с развитыми грунтозацепами, лебедки для самовытаскивания и другие  приспособления, облегчающие эксплуатацию автомобилей в условиях бездорожья; экономичность, которая характеризуется количеством топлива, израсходованного на  участке пути (обычно л/100 км) и определяется мощностью и техническим  состоянием двигателя, конструкцией и состоянием трансмиссии, загрузкой  транспортного средства, режимом движения (равномерный или неравномерный),  дорожными условиями;

информативность автомобиля — свойство обеспечивать водителя и других  участников движения необходимой информацией. Водитель получает информацию  от своего транспортного средства (внутренняя информация) и одновременно   внешнюю информацию.

Информативность может быть визуальной (форма и размеры транспортного  средства, цвет кузова, светосигнальное оборудование), звуковой (звуковые  сигнализаторы, радиоинформация, шум двигателя, трансмиссии и т. д.),  кинестезической (реакция органов управления на действие водителя. Кинестезия —мышечное чувство водителя).

Желательно, чтобы транспортное средство имело по возможности большую контрастность с окружающей средой.

Автомобили, окрашенные в яркие светлые тона, по статистике реже попадают в ДТП.

 

В настоящее время все автомобили оснащаются фарами, имеющими ближний и  дальний свет.

Кроме того, на автомобили могут дополнительно устанавливаться  широкоугольные противотуманные фары, предназначенные для улучшения условий  видимости при движении по горизонтальным кривым малых радиусов, для проезда  пересечений в случае пониженной прозрачности атмосферы (туман, дождь, снег и т. п.). На автомобилях специального назначения могут быть установлены прожекторы. 

 

Задние фонари автомобилей в обязательном порядке состоят из габаритных огней, сигналов торможения, фонарей заднего противотуманного света, указателей  поворотов, фонарей заднего хода, а также светоотражателей, предназначенных для  обозначения габаритов транспортного средства в темное время суток.

 

Все чаще на  автомобилях устанавливаются дополнительные сигналы торможения, расположенные на верхней кромке заднего стекла внутри салона или снаружи на  крыше.

Свет дополнительного сигнала торможения заметен с большего расстояния,  что повышает безопасность движения: водители раньше предупреждены о  торможении или остановке идущего впереди автомобиля.

 

Совершенствование конструктивных параметров автомобиля приводит, с одной  стороны, к облегчению и упрощению процесса управления, с другой — к повышению  информационной нагрузки, связанной с необходимостью контроля состояния систем  и агрегатов, обеспечивающих безопасность и экономичность движения. 

 

Звуковые сигналы в сочетании со зрительными дают лучший результат, чем каждый  из них в отдельности. Шум снижает вероятность обнаружения звукового сигнала, что  необходимо учитывать при формировании звуковой информации. В среднем уровень  звукового сигнала должен превышать уровень шума на 20 дБ.

 

Тактильная информативность — свойство объекта формировать ощущения на коже  человека при действии механических стимулов (давление, вибрация). При управлении  транспортным средством эти стимулы формируются органами управления: рулевым  колесом, педалями, рычагом коробки передач, ручками, кнопками.

Обитаемость транспортного средства — уровень комфорта и эстетичности места  водителя и пассажирского салона. Характеризуется микроклиматом, эргономикой,  шумом, вибрациями, загазованностью.

Оптимальной температурой воздуха в кабине автомобиля считается 18 — 24°С. Ее  понижение или повышение сказывается на психофизиологических процессах  водителя, приводит к физическому утомлению и, как результат, к снижению  безопасности движения.

Эргономические свойства определяются соответствием конструкции и расположения  сиденья и органов управления транспортного средства антропометрическим  параметрам человека, а также соответствующих условий пребывания в кабине  автомобиля — эргономическим требованиям человека. Сиденье должно обеспечивать  минимум затрат энергии и хорошую реакцию в течение длительного времени. Это  достигается возможностью соответствующих регулировок сиденья.

Цветовая гамма внутри салона также оказывает влияние на психику водителя, что в  конечном итоге сказывается на безопасности движения.

Природа шума и вибраций одна и та же — механические колебания деталей  автомобиля. Шум — это комплекс звуков, различных по силе и частоте. Источниками  шума в автомобиле являются двигатель, трансмиссия, система выпуска отработавших  газов, подвеска.

В отличие от шума, воспринимаемого ухом, вибрации воспринимаются телом  водителя. Так же, как и шум, вибрации наносят большой вред состоянию водителя, а  при постоянном воздействии в течение продолжительного времени могут ухудшить  его здоровье.

Загазованность характеризуется концентрацией отработавших газов, паров топлива и  других вредных примесей в воздухе. Основными вредными компонентами в салоне  автомобиля являются угарный газ (СО), углекислый газ (С02), окислы азота,  углеводороды.

Особую опасность для водителя представляет угарный газ, не  имеющий цвета и запаха. Попадая через легкие человека в кровь, он лишает ее  способности доставлять кислород клеткам организма. Отравление происходит  незаметно, в тяжелых случаях человек погибает.

Поэтому водитель должен  внимательно следить за герметичностью системы выпуска отработавших газов, предотвращать их доступ в салон автомобиля.

Категорически запрещено прогревать  или ремонтировать автомобиль с работающим двигателем в закрытом помещении с недостаточной вентиляцией, например в гараже.