Безпека використання автомобіля на дорогах

1. Загальна характеристика безпека автомобіль передньоприводний Основними факторами є: активна, пасивна, інформаційна, екологічна, дорожня та після аварійна безпека автомобіля, яку Mazda з кожним року удосконалює .

Підвищення безпеки дорожнього руху є серйозною проблемою в усіх країнах світу. Щорічно на дорогах Європейського союзу гинуть близько 27 тис. чоловік і приблизно 2,4 млн. чоловік отримують поранення. Близько 60% дорожньо-транспортних подій від їх загальної кількості відбуваються в містах, більше половини з них — на перехрестях вулиць і доріг в одному рівні.

Це підкреслює необхідність розробки ефективних заходів з підвищення безпеки руху саме на цих ділянках вулично-дорожньої мережі міста. Першим кроком на шляху підвищення безпеки дорожнього руху є дослідження факторів, які зумовлюють підвищення ступеня аварійності певної ділянки. Тобто аналіз всіх видів дорожньо-транспортних подій на перехрестях не можливий без виявлення факторів та причин, що їх викликають.

Все більш суворі стандарти пасивної та активної безпеки є предметом постійного, граничної уваги конструкторів Mazda. В області безпеки пасажирів та інших учасників руху компроміс неможливий. В автомобілі Mazda 3 тільки найсучасніші технології.

2.Активна безпека транспортних засобів Активна безпека автомобіля — комплекс його властивостей, що знижують можливість виникнення дорожньо-транспортних пригод.

Властивості активної безпеки Безвідмовність — здатність вузлів, агрегатів та систем автомобіля працювати без збоїв в роботі довгий час. Безвідмовність є визначальним фактором активної безпеки.

Переваги передньоприводного автомобіля:

— краща стійкість і керованість при русі на великих швидкостях, особливо по мокрій і слизькій дорозі;

— забезпечення необхідного вагового навантаження на привідні колеса;

— менший рівень шуму, чому сприяє відсутність карданного валу.

Недоліки передньоприводного автомобіля:

— при повному навантаженні погіршується розгін на підйомі і мокрій дорозі;

— в момент гальмування занадто нерівномірний розподіл ваги між осями (на колеса передньої осі припадає 70−75% ваги автомобіля) і відповідно гальмівних сил;

— на шини передньопривідних керованих коліс навантажені більше, відповідно більше схильні до зносу; привід на передні колеса вимагає застосування складних вузлів — шарнірів рівних кутових швидкостей

— об'єднання силового агрегату (двигун і коробка передач) з головною передачею ускладнює доступ до окремих елементів.

Тягові властивості

Сила тяги на колесі не повинна бути більше зчеплення з дорогою, в іншому випадку воно почне пробуксовувати. Запобігає це антиблокувальна система (АБС). При розгоні автомобіля вона пригальмовує колесо, швидкість обертання якого більше, ніж у решти, а при необхідності зменшує потужність, що розвивається двигуном.

Стійкість автомобіля Стійкість — це здатність автомобіля зберігати рух по заданій траєкторії, протидіючи силам, що викликає його занесення і перекидання в різних дорожніх умовах при високих швидкостях руху. Стійкість може бути повздовжньою та поперечною.

Фактори які впливають на стійкість автомобіля:

1) швидкість руху;

2)радіус повороту та стану дороги;

3) кут косогору для перекидання автомобіля вбік або назад;

4) висоти та центра ваги автомобіля;

5) бази, колії автомобіля, розміру шин та стану покришок;

6) характер вантажу та його кріплення.

Керованість автомобіля Керованість — здатність автомобіля рухатися в напрямку, заданому водієм. Фактори які впливають на керованість автомобіля:

1) швидкість руху;

2) стан дороги;

3) стабілізація керованих коліс;

4) стан рульового керування;

5) станом, еластичністю та балансуванням шини.

У стандартне устаткування Mazda3 входять: антиблокувальна система

/ ABS /, електронний регулятор гальмівних сил / EBD /, гальмівний підсилювач, протибуксувальна система / TCS / і система динамічної стабілізації / DSC /. Крім того, в базовій комплектації автомобіль оснащений системою попередження про екстрене гальмування / ESS /. Якщо водій Mazda3 різко натискає на педаль гальма, то ESS включає аварійну світлову сигналізацію, яка починає блимати зі збільшеною частотою. Це попереджає водіїв, наступних ззаду, про потенційно небезпечної ситуації. Потім, після того як автомобіль зупинився, ліхтарі аварійної сигналізації продовжують блимати зі звичайною частотою.

Додатково підвищує безпеку оновленої Mazda3 система пріоритетного гальмування / BOS /, яка розроблена Mazda і вперше представлена?? в минулому році на моделі Mazda5. Функція цієї системи полягає в тому, що при одночасному натисненні педалей гальма і акселератора завжди буде працювати тільки педаль гальма. Це дозволяє безпечно уповільнити і зупинити автомобіль.

Антиблокувальна система (ABS) — система, що запобігає блокуванню коліс транспортного засобу при гальмуванні. Основне призначення системи — запобігання блокування гальм і збереження контролю над курсовою стійкістю і обертальністю. Тим не менш, ABS не гарантує зменшення гальмівного шляху.

Рис 2.1. антиблокувальня система автомобіля.

Система розподілу гальмівних зусиль (англ. Electronic brakeforce distribution, EBD) — продовження розвитку системи ABS. Принципово відміну EBD і інших систем від базової ABS, у тому що вони допомагають водієві керувати автомобілем постійно, а не тільки при екстреному гальмуванні, коли водій ударяє по педалі гальма.

3.Пасивна безпека транспортних засобів Пасивна безпека — сукупність конструктивних та експлуатаційних властивостей автомобіля, спрямованих на зниження небезпеки дорожньо-транспортної пригоди^[1]. Включає в себе:

· подушки безпеки;

· м’яті або м’які елементи передньої панелі;

· складається рульову колонку;

· травмобезпечний педальний вузол — при зіткненні педалі відокремлюються від місць кріплення і зменшують ризик пошкодження ніг водія;

· інерційні ремені безпеки з преднатяжителями;

· енергопоглинаючі елементи передньої та задньої частин автомобіля, мнуться при ударі — бампери;

· підголівники сидінь — захищають від серйозних травм шию пасажира при ударі автомобіля ззаду;

· безпечне скло: загартоване, яке при руйнуванні розсипається на безліч негострих осколків та триплексів;

· дуги безпеки, посилені передні стійки даху і верхня рамка вітрового скла в родстерах та кабріолетах;

· поперечні бруси в дверях, тощо.

Подушка безпеки — система пасивної безпеки (SRS, Supplementary Restraint System) в транспортних засобах. Являє собою еластичну оболонку, яка наповнюється повітрям або іншим газом. Подушки безпеки широко використовуються для пом’якшення удару у разі автомобільного зіткнення.

Ремені безпеки, запобіжний пристрій, що утримує водія і пасажирів легкового автомобіля на своїх сидіннях в разі дорожньо-транспортного випадку. Вживання Р. би. значно знижує тягар наслідків при зіткненнях, перекиданнях і різких уповільненнях руху автотранспортних засобів.

Фундаментом оновленої Mazda3 служить міцна несуча конструкція кузова з інтегрованою системою перерозподілу і поглинання енергії зіткнення/MAIDAS /. Вона містить підсилювальні елементи та внутрішні вставки з високоміцної сталі - в передніх / А / стійках, середніх стійках / де розташовані петлі бічних дверей /, а також в порогах. Завдяки збільшенню кількості точок зварки, використовуваних при з'єднанні внутрішніх бічних панелей кузова з передніми і середніми стійками, утворюються надзвичайно міцні зварні з'єднання.

У двері вбудовані бруси, що захищають салон при бічному ударі. У конструкцію їх передньої частини додані спеціальні підсилювальні елементи. Тому двері добре протистоять ударам при аварії. Що стосується задньої частини кузова, то задній підрамник відштампований особливим чином з високоміцної сталі і містить більш товсті і прямі поперечки. Така конструкція покликана розсіювати енергію зіткнення, передаючи її вперед і відводячи від паливного бака.

У базову комплектацію Mazda3 входять: фронтальні і бічні подушки безпеки і шторки безпеки, активні передні підголівники, які запобігають травми шийного відділу хребта; а також ремені безпеки з подвійними натягами і обмежувачами зусилля натягу / LLR /, зменшуючи навантаження на грудну клітку пасажирів при спрацьовуванні ременя. Для захисту водія передбачені гальмівна педаль і накладки в зоні ніг водія, які руйнуються в разі аварії. Тій же меті служить рульова колонка, яка при зіткненні деформується, поглинаючи енергію удару.

Крім того, оновлена Mazda3 успадкувала від попередньої моделі системи захисту пішоходів. Капот має енергопоглинаючу конструкцію, як і кронштейни крил, щоб знизити ризик травм пішоходів при зіткненні з автомобілем. Бруси бампера заповнені спіненим матеріалом, а нижня частина бампера зроблена з енергопоглинаючої пластмаси.

4.Оцінка впливу компоновочних параметрів автомобіля на безпеку руху Рис. 4.1. Габарити автомобіля Компоновочна схема легкового автомобіля визначається насамперед відносним розташуванням двигуна і ведучих коліс і визначає розміри автомобіля, його масу, розподіл осьових навантажень на дорогу, комфорт пасажирів, стійкість руху.

Основними компонувальними схемами є: класична (рис. 1, а), коли двигун розташований попереду, а ведучими колесами є задні; задньопривідна (рис. 1, б), із заднім розташуванням двигуна; передньопривідна (рис. 1, б), з переднім розташуванням двигуна. Класична схема компонування. Понад півстоліття більшість легкових автомобілів компонувати за класичною схемою. У процесі її розвитку зусилля конструкторів були спрямовані на зменшення висоти автомобіля і зсув пасажирського приміщення вперед, в зону комфорту.

Рис 4.2. Основні компоновочні схеми автомобілів Введення незалежної передньої підвіски, що було обумовлено вимогами підвищення стійкості автомобіля, внесло корективи в класичну схему. Виявилося можливим розподіляти осьові навантаження по мостах порівну, що значно поліпшило комфортабельність і стійкість автомобіля. Крім того, з’явилася можливість знизити висоту центру ваги автомобіля за рахунок наближення двигуна до поверхні дороги без зменшення дорожнього просвіту.

Зрушення кузова вперед супроводжувався переміщенням двигуна вперед разом з першим рядом сидінь, що стало можливим із зменшенням його маси і довжини. Створення V-образних двигунів дозволило ще більше поліпшити можливості компоновки за класичною схемою за рахунок зсуву заднього сидіння вперед від осі задніх коліс в так звану зону комфорту, тобто всередину бази.

Однак в результаті вдосконалення класичної схеми вже не можна було отримати рівномірного розподілу осьових навантажень, що не могло негативно не позначитися на прохідності, керованості і стійкості автомобіля. Застосування ж незалежних підвісок на задніх колесах або зменшення навантаження на передні колеса за рахунок перенесення коробки передач назад і об'єднання її в один блок з головною передачею кілька покращує названі властивості автомобіля, однак це ускладнює конструкцію задньої підвіски.

Відмінною особливістю класичної компоновки є значна загальна довжина автомобіля, що позначається на масі автомобіля, яка безпосередньо впливає на собівартість, паливну економічність та динаміку автомобіля.

До недоліків класичної схеми слід віднести наявність тунелю для карданного валу, що погіршує умови розміщення пасажирів на задньому сидінні, а також їх вхід в автомобіль і вихід з нього.

До переваг класичної схеми компонування можна віднести наступні: простоту конструкції передньої підвіски, можливість установки двигуна більшої довжини, простоту ізоляції салону від шуму двигуна, рівномірне зношування шин, а також високу ефективність опалення в результаті наявності коротких повітряних і водяних теплових трас, ефективне охолодження двигуна завдяки розташуванню радіатора в передній частині автомобіля, можливість отримати просторий богажнік, простоту приводу перемикання передач і ін Крім того, при повному завантаженні автомобіля основне навантаження припадає на провідні задні колеса, що важливо для автомобілів-фургонів, пікапів.

Задньопривідна схема компонування із заднім розташуванням двигуна. Пошук компонувальних схем, що забезпечують найбільш високі споживчі якості автомобіля, привів до створення задньопривідних автомобілів з двигуном, розташованим позаду. Поява такої компоновки зумовило створення загального силового агрегату, в який входили б двигун, зчеплення, коробка передач і головна передача при розрізної задньої ведучої осі. Розташування двигуна ззаду дозволило поліпшити оглядовість, зменшити базу і габаритні розміри автомобіля, підвищити його маневреність при зниженні маси. При передньому звисі звичайної довжини автомобіль із заднім розташуванням двигуна коротше автомобіля, сконструйованого за класичною схемою компонування, на 10%. Вартість його менше, пасажири розташовуються в зоні комфорту.

До переваг задньопривідною схеми компонування із заднім розташуванням двигуна, крім згаданих вище, можна також віднести: простоту конструкції передньої підвіски, можливість розгону на мокрій дорозі, при ожеледі і на підйомі, а також відсутність тунелю в підставі кузова. Проте досвід експлуатації автомобілів показав, що дана схема компонування має і ряд суттєвих недоліків, практично майже не усунених. Основні з них такі: зайва обертальність і нестійкість руху на поворотах і при прямолінійному русі через значну перевантаження задніх коліс і шин, обмежені розміри багажника, складність комунікацій між механізмами управління та силовим агрегатом, погана керованість при ожеледі у зв’язку з малим навантаженням передніх коліс, підвищена чутливість автомобіля до дії бічного вітру та ін.

Передньопривідна схема з переднім розташуванням двигуна. Більшість автомобілів, що випускаються в даний час, виконані по передньопривідною схемою з переднім розташуванням двигуна. Такі автомобілі випускаються у всіх класах — від особливо малого до вищого.

Пояснюється це насамперед можливістю значного поліпшення стійкості автомобіля. Автомобілям з переднім приводом властива «недостатня» обертальність, так як на передні колеса доводиться значно більше навантаження, ніж на задні і, крім того, передні, а не задні колеса працюють у провідному режимі. Автомобіль цього типу, рухаючись з високими швидкостями по прямій траєкторії, не вимагає частого впливу водія на рульове колесо для збереження прямолінійного руху.

При приводі на передні колеса автомобіль менш схильний до заносу на поворотах і на слизькому дорожньому покритті і, крім того, занос легко запобігається збільшенням тягового зусилля, тобто за рахунок збільшення швидкості руху; автомобіль, сконструйований по передньопривідною схемою, в порівнянні з автомобілем із заднім приводом приблизно в два рази менш чутливий до впливу бокового вітру.

Прохідність автомобіля з переднім приводом при русі по м’яким грунтам вище, ніж автомобіля із заднім приводом (передні колеса, накочуючись в провідному режимі на перешкоду, легко долають його, в той час як у веденому режимі вони чи деформують грунт, якщо він м’який, або просто впираються в нього, стискаючи шину). Задні колеса, рухаючись у веденому режимі, йдуть по ущільненої колії передніх.

У виробництві передньопривідна схема компонування автомобіля дає можливість знижувати його масу або матеріаломісткість на 6 … 10% (максимальне зменшення маси забезпечується при поперечному розташуванні двигуна). Цьому сприяє скорочення загальної довжини автомобіля, виключення з його конструкції карданного валу, використання менш металлоемкого заднього моста, об'єднання в один блок головної передачі і коробки передач. Номенклатура деталей передньопривідного автомобіля також скорочується. Крім того, при поперечному розташуванні двигуна конічні шестерні головної передачі замінюють циліндричними, завдяки чому знижується трудомісткість їх виготовлення, усувається необхідність у регулюванні при збірці на заводі і в експлуатації. Більш того, при поперечному розташуванні двигуна і відмову від конічних шестерень можна використовувати загальну мастильну систему для коробки передач і головної передачі.

Конструювання автомобіля по передньопривідною схемою компоновки стримувалося відсутністю довговічною конструкції карданних шарнірів передніх ведучих і керованих коліс, а також невдалим розподілом навантаження між передніми провідними (45%) і задніми (55%) колесами, пов’язаних зі збереженням компоновки пасажирського салону за зразком салону автомобіля, створеного за класичною схемою компонування. Внаслідок цього при повному завантаженні салону погіршувалася прохідність автомобіля, особливо під час подолання слизьких підйомів.

Для автомобілів з переднім приводом одні фірми вибирали схему компоновки з поперечним розташуванням двигуна, інші - з двигуном, розташованим по осі автомобіля. Перша забезпечувала отримання всіх переваг від застосування переднього приводу, друга — лише поліпшення ходових якостей автомобіля і комфорту для пасажирів. Провідні зарубіжні фірми в основному прийняли більш раціональну компоновку — з поперечним розташуванням двигуна. Найбільш сучасними в компонувальному відношенні є автомобілі «Audi 50», «Ford Fista», «Fiat 127» і «Volkswagen Polo» з поперечним розташуванням двигуна. Розподіл навантаження осьових навантажень цих автомобілів складає 61 і 39%. За такою ж схемою виконані і автомобілі ВАЗ-2108 і ЗАЗ-1102.

На легкових автомобілях в ненавантаженому стані розподіл осьових навантажень залежить в першу чергу від типу приводу: при розташуванні двигуна в задній частині автомобіля збільшується задня осьова навантаження, а в передньопривідних — передня. У табл. 1 наведені середні значення розподілу осьових навантажень та залежність їх від завантаженості автомобіля.

Як видно, вага двох чоловік, що знаходяться на передніх сидіннях, майже не впливає на розподіл осьових навантажень автомобіля передньопривідною схеми компонування (дані у %).

Табл. 4.1. Середні значення розподілу осьових навантажень на дорогу для різних схем компоновки і навантажувальних станів автомобілів, %

При повному завантаженні автомобіля на розподіл осьових навантажень впливають розміри і розташування багажника, тобто задній звис. Щоб не погіршувалися динамічні якості автомобіля і його здатність долати підйоми в зимових умовах, відносне розвантаження передніх коліс має бути незначним.

При класичній схемі компоновки вага двох чоловік, що сидять на передніх сидіннях, практично не змінює розподіл осьових навантажень на дорогу ненавантаженого автомобіля, при якому на передні колеса припадає 48 … 56% ваги автомобіля і 44 … 52% - на задні. Можна вважати, що при максимальному навантаженні відносно легких автомобілів відбувається збільшення задньої осьового навантаження на дорогу на 3 … 10% (і, відповідно, таке ж зменшення передньої осьового навантаження), так що в середньому припадає 43% ваги автомобіля на передню вісь і 57% - на задню.

Більш важкі легкові автомобілі менш чутливі до навантаження, розподіл осьових навантажень у них змінюється приблизно на 4%.

У зв’язку зі зменшенням навантаження від переднього моста при максимальному завантаженні автомобіля раніше на автомобілях середнього класу прагнули збільшити навантаження на дорогу від передніх коліс ненавантаженого автомобіля (до 56% ваги автомобіля), але такі автомобілі мають на задньому мосту всього 44% ваги автомобіля, що не забезпечує ні прохідності, ні хорошої керованості на слизьких дорогах взимку і влітку.

В даний час осьові навантаження в автомобілів з класичною схемою компонування прагнуть розподіляти по 50% ваги автомобіля в ненавантаженому стані, що поліпшує стійкість і керованість автомобіля при частковому навантаженні.Межа, який в даний час може бути прийнятий для класичної схеми компонування — 53% навантаження на передній міст в ненавантаженому стані.В автомобілях із заднім розташуванням двигуна осьові навантаження з точки зору забезпечення безпеки руху розподіляються гірше.

5.Характеристика гальмівної динамічності автомобіля Гальмові властивості автомобіля являються головним фактором запобігання ДТП особливо при інтенсивному гальмуванні в критичних ситуаціях і повинно мати такі гальмові властивості, щоб забезпечити ефективне уповільнення автомобіля та його зупинку в будь-якій дорожній ситуації та погодних умовах. На сучасних автомобілях використовується антиблокувальна система гальм (АБС), в якої вона корегує силу гальмування кожного колеса і запобігає їх ковзанню. Взимку і влітку стан дорожнього покриття різне, тому для найкращої реалізації гальмівних властивостей необхідно застосовувати шини, що відповідають сезону. Під час гальмування з блокованими колесами кінетична енергія поступальної маси автомобіля, що рухається, перетворюється на роботу сил тертя в контактах коліс з опорною поверхнею. Якщо колеса не заблоковані, тоді ця енергія перетворюється на теплову енергію частково в гальмівних механізмах і частково — в контакті коліс з дорогою. Графіки залежностей уповільнення і швидкості руху від часу гальмування називаються гальмівною діаграмою автомобіля.

Під часом гальмування будемо розуміти час з моменту, коли водій помітив перешкоду і до повної зупинки автомобіля.

Час гальмування складається з часу реакції водія tр, часу запізнювання привода tз, часу наростання уповільнення tн, часу гальмування з постійним уповільненням tт.

tp — час реакції водія — це проміжок часу з моменту, коли водій помітив перешкоду і до моменту торкання ногою педалі гальма.

За час реакції водія tр, який складається з часу психічної та фізичної реакцій, водій оцінює обставини і переносить ногу на педаль гальма. Залежно від індивідуальних особливостей людини, її стану, часу року і доби він коливається tр= 0,3…1,5 с. Проте в розрахунках беруть середнє значення часу реакції водія 0,8…1 с. За цей час вважається, що швидкість автомобіля не змінилася, а уповільнення дорівнює нулю.

tз — час запізнювання привода — час, починаючи з передачі зусилля від гальмівної педалі до появи тиску в гальмівних механізмах. За цей час вибираються зазори в приводі, відкривається клапан у гальмівному крані й тиск передається по трубопроводах до гальмівних циліндрів. Величина цього часу залежить від типу привода (гідравлічний, пневматичний), конструкції гальмівних механізмів (дискові, барабанні). Беруть для гідропривода з дисковими механізмами tз=0,05…0,07 с., а з барабанними — tз =0,07…0,15 с. Якщо привід пневматичний tз = 0,15…0,3 с. За час tз швидкість не змінюється, а уповільнення дорівнює нулю.

tн — час наростання уповільнення — за цей час уповільнення змінюється від нульового значення до максимального, обмеженого зчіпними можливостями коліс з опорною поверхнею. Прийнято, що прискорення за час tн наростає за лінійним законом, а тому графіком прискорення буде похила лінія. Графіком швидкості на цій ділянці буде крива, описувана параболою. Величина часу tн залежить насамперед від привода. Якщо привод гідравлічний, тоді tн =0,05…0,15 с, якщо привод пневматичний tн =0,15…0,4 с.

Рис 5.1. Гальмівна діаграма автомобіля Сума tн + tз = tс називається часом спрацьовування гальмівної системи Згідно із Правилами № 13 ЄЕК ООН ця сума повинна бути менш ніж 0,6 с (tс 0,6 с).

tг — час гальмування з постійним уповільненням. Графіком уповільнення на цій ділянці буде пряма, паралельна осі абсцис. Якщо уповільнення постійне, тоді швидкість руху автомобіля на цій ділянці буде похила лінія;

to — час розгальмування — час від початку відпускання педалі гальма до появи зазорів між фрикційними елементами.

Рис 5.2. «Лосиний тест» автомобіля

6.Вплив геометричних та вагових параметрів автомобіля на показники безпеки руху Усі сили, що діють на автомобіль під час прямолінійного руху на підйомі, розділяються на три групи:

1. Сили опору руху:

а) Р_f — сила опору коченню;

б) Р_п — сила опору повітря;

в) Р_і — сила опору підйому;

г) Р_j — сила опору розгону.

2. Рушійні сили Р_к — колова сила на ведучих колесах.

3. Нормальні до опорної поверхні сили:

а) нормальні реакції опорної поверхні;

б) складова ваги, нормальна до опорної поверхні.

Візьмемо допущення:

— дорожні умови під колесами однойменних мостів однакові;

— равнодіючі нормальних реакцій опорної поверхні прикладені в центрі контактного відбитка, а їх зсув ураховано моментами опору коченню коліс переднього і заднього мостів.

На підставі викладеного розрахункову схему автомобіля колісної формули 4×2 наведено на рис. 5.1.

Рис. 6.1. Розрахункова схема автомобіля Точка О — центр мас автомобіля, у якій прикладено вагу автомобіля G_а;

h_g — відстань від центру мас до опорної поверхні;

h_п — відстань від центру парусності (точка прикладання рівнодіючої сил опору повітря) до опорної поверхні;

а, b — відстані відповідно від передньої та задньої вісей до центру мас автомобіля;

L — база автомобіля;

P_f1, P_f2 — сили опору коченню коліс відповідно передньої та задньої вісей автомобіля;

R_z1; R_z2 — рівнодіючі нормальних реакцій опорної поверхні відповідно передньої та задньої вісей;

M_f1, M_f2 — моменти опору коченню коліс відповідно передньої та задньої вісей автомобіля;

Р_к — колова сила на ведучих колесах

7. Графо-аналітичний аналіз інформативності автомобіля

В системі ВАДС відбувається безперервний обмін інформацією: від автомобіля і дороги до водія надходить інформаційна, а від водія до автомобіля — командна. Після виконання керуючих дій водій по каналах зворотного зв’язку отримує інформацію про результати цих дій і відповідно до обстановкою, що змінилася виконує наступні, необхідні керуючі дії.

Надійність водія як оператора системи ВАДС залежить від його здатності сприймати і переробляти інформацію, що поступає. Прийом і передача інформації здійснюються через органи чуття: зір, слух, суглобово-м'язову, вестибулярне і тактильне почуття, нюх, а також вісцеральний аналізатор, від якого кора головного мозку отримує інформацію з боку внутрішніх органів. Однак в певних умовах він не встигає переробити необхідну йому інформацію, пропускає її або приймає рішення занадто пізно, в результаті чого виникає дорожньо-транспортна пригода. Такий же результат можливий, коли в полі зору водія відсутня достатня кількість інформації, необхідної за умовами склалася дорожньо-транспортної ситуації.

Інформативність — це властивість автомобіля забезпечувати учасників руху інформацією, необхідною для динамічного функціонування системи ВАДС. Інформативність є одним з експлуатаційних властивостей автомобіля, що визначають його безпеку.

Всі учасники дорожнього руху умовно можуть бути розбиті на дві групи: водії-оператори та інші (зовнішні) учасники руху (пішоходи, водії інших транспортних засобів, регулювальники). У процесі дорожнього руху водій виступає в двох якостях одночасно: водія-оператора і зовнішнього учасника руху, і повинен реагувати на інформацію, витікаючу як від керованого ним автомобіля — внутрішня інформативність, так і від інших транспортних засобів — зовнішня інформативність.

Інформативність автомобіля може бути візуальною (форма і розміри автомобіля, колір кузова, система автономного освітлення, світлосигнальне обладнання, елементи щитка приладів, параметри оглядовості), звуковий (звукові сигналізатори, несуча хвиля, шум двигуна, трансмісії і т.д.), тактильної (реакція органів управління на дію водія).

Візуальна інформативність — це властивість транспортного засобу видавати візуальну інформацію про його місце розташування на дорозі, стані та режимі руху. Візуальна інформативність ділиться на зовнішню і внутрішню.

Зовнішня візуальна інформативність автомобіля Зовнішньої візуальної інформативністю володіють кузов автомобіля, світлоповертачі, система автономного освітлення і система зовнішньої світлової сигналізації.

У темний час доби особливо добре видно поверхні, на які нанесені фарби з включенням кульової катадіоптричні оптики або металевих світлоповертаючих частинок. Значно збільшується дальність виявлення автомобіля в світлі фар (до 100 м) за наявності на кузові світлоповертаючих ділянок, створюваних шляхом нанесення спеціальних фарб.

До кольорографічне обробці зовнішньої поверхні автомобіля пред’являються дві вимоги: сигнальні, тобто виділення автомобіля з транспортного потоку; опознаваемость, тобто позначення за допомогою кольору і маркування призначення автомобіля (наприклад, автомобілі спецслужб).

Кольори високої чистоти з великими коефіцієнтами відображення (яскраві), а також багатокольорова гамма при короткочасному спостереженні діють збудливо на водія, що сприяє виділенню автомобіля в транспортному потоці. При тривалому спостереженні такі кольори надають різко стомлює дію. Таким чином, червоний і жовтий кольори і їх основні відтінки слід застосовувати для фарбування невеликих за розміром автомобілів. Вантажні автомобілі, автопоїзди і автобуси необхідно фарбувати в так звані холодні кольори (зелений, блакитний, синій і їх відтінки) або темні кольори. Це знижує напруга зору і зменшує стомлюваність водіїв зустрічних автомобілів. З цією ж метою слід фарбувати в темні кольори з малим коефіцієнтом відбиття частини автомобілів, що знаходяться постійно в полі зору водія (капот, задня частина кузова).

Світлоповертачі

У темний час доби рухомий склад автомобільного транспорту може знаходитися на проїжджій частині вулиць або доріг або в безпосередній близькості від них. Наявність перешкоди, яким є автомобіль, що стоїть на проїзній частині та не позначений засобами активної світлової сигналізації, становить значну небезпеку для всіх учасників руху в нічний час.

Найбільш ефективним і економічним засобом збільшення інформативності автомобілів на дорозі в темний час доби є оснащення їх спеціальними світлоповертаючими знаками, розміщеними по контуру або спереду, ззаду і збоку корпусу автомобіля, і складаються з оптично щільних прозорих катодіоптрів. Вони, згідно з ГОСТ 8769–75 та Правилами № 3 ЄЕК ООН, призначені для позначення габаритів автомобілів в темний час доби шляхом відображення світла, випромінюваного джерелом, що знаходяться поза цього транспортного засобу.

Для автомобіля обов’язкова наявність двох задніх червоних світловідбивних пристосувань нетрикутноїформи. У транспортних засобів довжиною вище 8 м, а також у причепів та напівпричепів на бічних поверхнях встановлюються додатково по два світловідбивачі оранжевого кольору. Причепи та напівпричепи, крім задніх та бокових світлоповертачі, повинні мати спереду два світлоповертачі білого кольору.

Система автономного освітлення автомобіля При описі системи ВАДС слід розрізняти фізіологічну і геометричну видимість (дальність і кути видимості). При русі автомобіля, особливо в темний час доби, водієві необхідна видимість не тільки в межах кута гострого зору, але і в межах так званих інформативних зон.

Інформативними зонами видимості водія називаються зони, в межах яких йому необхідно отримувати вичерпну зорову інформацію про навколишнє обстановці (напрямку дороги; розташуванні основних геометричних елементів і елементів облаштування дороги, що регулюють дорожній рух; перешкодах у вигляді пішоходів та інших учасників руху; руйнування, вибоїнах і випадкових предметах на проїжджій частині). Перераховані джерела інформації зазвичай знаходяться на деякій відстані від осі зору водія, тому забезпечення фізіологічної та геометричної видимості необхідно не тільки по оптичної осі, але і в межах необхідних для водія кутів видимості.

Якщо розглядати з позиції безпеки європейську та американську системи ближнього світла, то можна зробити висновок на користь європейської.

До останнього часу при русі автомобіля в місті використовувався або ближнє світло, або габаритні вогні. І той і інший варіанти невдалі по ряду причин. Ближнє світло засліплює інших учасників руху, особливо правою частиною пучка, піднятої над горизонтом. Порівняно малий кут розсіювання в горизонтальній площині не дозволяє належним чином висвітлювати бічні вулиці, перехрестя, повороти і тротуари. Габаритні вогні, маючи малу силу світла (4−60 кд), не освітлюють дорогу перед автомобілем і не покращують умови видимості дороги та об'єктів водієві. Для інших учасників руху габаритні ліхтарі є точковими вогнями, орієнтуючись на які неможливо судити про відстань до автомобіля, швидкості його руху і маневрах.

Світлорозподілення ширококутньо-протитуманних фар є близьким до ідеального для руху неосвітленими вулицями міст. Він забезпечує водієві задовільну для подібних дорожньо-транспортних ситуацій дальність видимості і швидкість руху (8−14 м / с), не сліпить інших учасників руху, добре висвітлює повороти і перехрестя, служить надійним орієнтиром для пішоходів.

Удосконалення роботи системи автономного освітлення автомобіля йде сьогодні по ряду напрямків, деякі прилади вже сьогодні встановлюються на автомобілях масового виробництва — фари з галогенними лампами, компенсатори навантаження, інші поки встановлюються на найбільш комфортабельні автомобілі - пристрої, що полегшують роботу водія (автоматичні перемикачі світла, очисники та омивачі стекол фар), решта ще не вийшли зі стадії експериментів — поляризоване світло, світлові прилади з використанням рідких кристалів або волоконної оптики.

Система зовнішньої світлової сигналізації автомобіля Передана за допомогою світлосигнальних приладів інформація повинна відповідати наступним вимогам: надійно сприйматися в будь-який час доби і при будь-яких метеорологічних умовах; бути зрозумілою для всіх учасників руху, включаючи і пішоходів; повністю виключати подвійне тлумачення; бути надійною.

Крім перерахованих вище обов’язкових сигналів, існують додаткові світлові сигнали і ліхтарі: сигнал, що означає збільшення габариту автомобіля при відкриванні дверей; світловий сигнал, який вказує на раптово виникло аварійний стан автомобіля (одночасне миготіння всіх чотирьох покажчиків попорота); стоянкові світлові сигнали; ліхтарі заднього ходу; ліхтарі, що позначають автопоїзд; протитуманні задні ліхтарі; бічні габаритні вогні на довгих автомобілях.

Для найкращого сприйняття кожен з сигналів повинен відрізнятися від інших принаймні двома ознаками з наступних трьох: розташуванням ліхтарів (на відстані не менше 10 см один від одного); кольором; яскравістю світиться поверхні (для близько розташованих ліхтарів співвідношення яркостей повинно бути не менше 5: 1).

Крім перерахованих, можна назвати ще ряд ознак, що визначають досконалість ліхтарів: компактність, роздільність світлових камер (при використанні загального корпусу для сигнального пристрою); положення покажчиків повороту (як можна ближче до бічного габариту автомобіля); роздільне розташування камер габаритних вогнів і сигналу гальмування; відстань між габаритними вогнями (якомога більше); висота розташування сигналів гальмування і покажчиків поворотів (як можна вище).

Шляхи вдосконалення сигнальних ліхтарів. Триває вивчення доцільності введення на автомобілях систем гальмування зі змінною яскравістю (або мінливими квітами, змінною частотою миготіння), що характеризують вид та інтенсивність гальмування: рівномірний рух, гальмування двигуном, екстрене гальмування. Крім того, досліджується доцільність застосування сигнальних ліхтарів з автоматичним регулюванням сили світла в залежності від зовнішньої освітленості.

Внутрішня візуальна інформативність До пристроїв внутрішньої візуальної інформативності відносяться панель приладів і пристрої, що поліпшують оглядовість автомобіля.

Панель приладів, як засіб відображення інформації, найбільшою мірою визначає внутрішню візуальну інформативність автомобіля. Панель приладів складається з різних інформаційних індикаторів, які повинні

забезпечувати водія інформацією про стан систем і агрегатів, про перебіг процесів у них, про швидкість руху автомобіля у формі, придатній для сприйняття. Дані пристрої відображення необхідно конструювати з урахуванням законів, керуючих сприйняттям, тобто повинно забезпечуватися швидке прочитання і безпомилкове (однозначне) розуміння водієм візуальної інформації, яка виноситься на панель приладів.

При організації потоку зорової інформації необхідно враховувати характеристики просторового бачення людини. Як відомо, повне поле зору людини охоплює у вертикальній площині простір у межах 70 ° нижче і 60 ° вище рівня очей, а по горизонталі 60 ° в ту і іншу сторону від вертикальної площини тіла. У межах цього простору людина може контролювати різні об'єкти тільки за рахунок переміщення очей. Саме в цьому полі зору бажано встановлювати індикаторні прилади. При проектуванні приладової панелі виходять з різних принципів, що визначають компонування приладів. Одним з них є принцип значущості, згідно з яким центральне місце на панелі повинні займати прилади та сигналізатори, що інформують про безпеку, В автомобілі до таких приладів можна віднести спідометр, який, має великі розміри і розташований в центральній частині панелі, а також сигналізатор «stop», що спрацьовує при відмові систем, що забезпечують безпеку руху. Такий сигналізатор розташовується в центральній частині панелі і має збільшені розміри.

Наступний принцип, який дотримують при компонуванні панелі, принцип частоти користування, вимагає зосередження в центральній частині панелі приладів, найбільш часто використовуваних. Загальне число звернень водія до контрольно-вимірювальних приладів в звичайних умовах експлуатації може досягати 60−80 за одну зміну роботи.

Найбільш швидко і точно зчитуються показання шкали приладів типу «відкрите вікно» з з’являються на ній цифрами. Менш точно читаються свідчення кругових і напівкруговими шкал і ще гірше — горизонтальні та вертикальні шкали. При експозиції до 0,5 с точніше читаються свідчення приладів з рухомою шкалою і нерухомою стрілкою, так як при цьому відсутні пошукові рухи очей. Із збільшенням часу пред’явлення, навпаки, краще читаються свідчення з нерухомою шкалою і рухомий стрілкою. Точність відліку показань приладів із збільшенням їх діаметра зростає, а потім падає. Так, наприклад, прилади з діаметром 60 мм читаються краще, ніж прилади з діаметром 80 мм, показання світять приладів чіткіше сприймаються на чорному тлі. Спідометр і тахометр зазвичай мають більші розміри, ніж інші прилади, так як їх показання найбільш часто зчитуються.

Установка деяких приладів і світлових сигналізаторів на автомобілі обов’язкова за вимогами забезпечення безпеки руху. До таких приладів відносяться спідометри, манометр пневматичного приводу гальм, сигналізатори включення габаритних вогнів, перемикання фар з ближнього на дальнє світло, включення покажчиків поворотів, відкритих дверей для автобусів.

На зручність і швидкість показань автомобільних контрольно-вимірювальних приладів великий вплив робить їх підсвічування, так як при зниженні освітленості сприйняття показань приладів різко погіршується. Основна вимога, яка пред’являється до підсвічування приладів, це забезпечення такої ж видимості показань, як і в денних умовах спостереження. З іншого боку, яскравість освітлення шкал приладів не повинна підвищувати рівень яркостной адаптації і засліплювати водія. В якості кольору підсвічування приладів найбільш часто рекомендуються білий, зелений кольори, рідше червоний (у тих випадках, коли необхідно скоротити темпової адаптації зорового аналізатора).

До світлових сигналізаторів панелі приладів, як і до підсвічування приладів, пред’являються ті ж два суперечливих вимоги, що і до висвітлення приладів. Найбільш важливими чинниками, що визначають сприйняття світлових сигналів водієм, є: яскравість адаптації очей водія, яскравість сигналізатора, розміри його світлового отвору, колір, рівномірність світіння і розташування в полі зору.

Контрольні лампи, пов’язані з процесом водіння, встановлюються вгорі, а лампи, які контролюють стан двигуна, — внизу. У зв’язку зі зростаючою надійністю двигунів є тенденція до заміни приладів, що контролюють роботу двигуна, сигнальними лампочками, особливо на легкових автомобілях.

8.Графо-аналітичниа оцінка умов оглядовості водія

Mazda3 може оснащуватися системою моніторингу мертвих зон / RVM /, розробленої Mazda. Ця система відзначена престижною нагородою «Euro NCAP * Advanced» на Міжнародному автосалоні у Франкфурті у вересні 2011 року / IAA /. На експертів Euro NCAP велике враження справили численні переваги системи в області активної безпеки.

Вона допомагає водієві уникати небезпечних ситуацій і навіть зіткнень з іншими автомобілями при зміні ряду руху. Два інфрачервоних датчика, розташованих по обидва боки заднього бампера, безперервно оцінюють дистанцію до інших автомобілів і їх швидкість щодо Mazda3.

При швидкості понад 60 км / год система моніторингу мертвих зон попереджає водія, включаючи світловий індикатор. Цей індикатор, який вказує на близькість іншого автомобіля, розташований на корпусі зовнішнього дзеркала заднього виду / з відповідної сторони /. Він включається, якщо автомобіль виявлений в «мертвій зоні» або якщо він увійде в цю зону в наступні 5 секунд з відстані до 50 м.

Якщо водій включає покажчик повороту з боку автомобіля, що наближається, то індикатор часто блимає, і вмикається звуковий сигнал — попереджаючи про небезпеку перестроювання.

Ця система сконструйована так, щоб працювати практично в будь-яку погоду і виявляти транспортні засоби будь-яких видів, в тому числі, мотоцикли.

9.Аналіз геометричних розмірів робочого місця водія та розташування органів керування автомобіля Бездоганне поєднання стилю та функціональності витримано і в інтер'єрі оновленої Mazda3. Мета модернізації інтер'єру полягала в тому, щоб зробити його більш вишуканим, але при цьому практичним і зручним в експлуатації. Залишивши кокпіт без змін, дизайнери сфокусували увагу на зменшенні рухів очей водія, необхідних для одержання інформації від бортових систем під час руху. Щоб звести їх до мінімуму, вони замінили сріблястий колір / який раніше використовувався для нижньої частини передньої панелі і центральної консолі / на чорний. Крім того, вони оточили прилади і органи управління, якими водій користується найчастіше, яскравою сріблястою окантовкою з атласним блиском, щоб вони стали помітніше.

У сучасній Mazda3 на багатофункціональному і рідкокристалічному дисплеях / розташований під козирком панелі управління / графіка виконана в червоному кольорі. На оновленій моделі дизайнери замінили їх чіткими символами білого кольору, які краще видно. Приладова панель з двома головними циферблатами також оптимізована, щоб показання приладів легше читалися, особливо в світлий час доби. Замість «темних» циферблатів пропонуються прилади з постійною підсвічуванням і білими символами на сірому фоні / для базової і «топової» версій / або зі спортивної червоної градуюванням / для Mazda3 MPS /.

В оновленому інтер'єрі з’явився важіль гальма стоянки, обтягнутий шкірою / для всіх версій виконання автомобіля /. Дизайнери запропонували нові графічні малюнки для центральної частини оббивки сидінь, виконаної з високоякісного матеріалу. На базовій версії цей матеріал має чорний або бежевий колір і об'ємний малюнок, утворений хвилястим переплетенням ниток. Це додає відчуття високої якості матеріалу. На «топових» версіях також використовується хвилястий малюнок в чорному або бежевому кольорі, але з додаванням блискучих ниток — така тканина змінює колір, в залежності від кута, під яким на неї падає світло.

10. Основні типи рисунку протектора шин та їх характеристики

Шини можуть мати ненаправлений, направлений і асиметричний рисунок протектора.

Ненаправлений малюнок протектора є найбільш універсальним. Шина володіє однаковими властивостями незалежно від напряму обертання. Шини з таким малюнком, як правило, відносяться до категорії «бюджетних» і мають найбільше розповсюдження. Такими шинами комплектуються багато автомобілів на заводі-виробнику.

Шини направленого обертання володіють кращою здатністю відводити воду із зони контакту Зовнішній вигляд «направленого» протектора сучасної дощової шини представлений на фото. В залежності від напрямку обертання — протектор такої шини абсолютно по-різному працює в умовах, коли дорога покрита водою.

Якщо шина встановлена правильно, вода, що опинилася в плямі контакту не виштовхується вперед по ходу руху, а потрапляє в канавки і видавлюється через них назовні. Якщо ж шина встановлена неправильно, то рух води відбувається у зворотний бік. Вода збирається від країв протектора до його середини. Тим самим сприяє акваплануванню навіть на невисоких швидкостях. Має значення також залишкова глибина протектора — тобто водовідвідних канавок. Саме тому Правила Дорожнього Руху лімітують цей параметр.

Крім шин з направленим малюнком протектора, існують шини з асиметричним і з направленим асиметричним малюнком протектора. Це означає, що протектор складається з двох частин з різним малюнком. Такий малюнок використовується для реалізації різних властивостей в одній шині. Наприклад, зовнішня частина протектора краще працює на сухій дорозі, а внутрішня частина протектора краще працює на мокрій. Виробники шин обов’язково указують на шинах з направленим малюнком напрям обертання, наприклад, стрілкою і написом «Rotation». А на шинах з асиметричним малюнком обов’язково вказується зовнішня і внутрішня сторона покришки. Наприклад, «Outside» або «Side facing out» — зовнішня сторона установки шини. Відповідно, «Inside» або «Side facing in» — внутрішня сторона установки шини. Рекомендації виробника по установці шин засновані на різних дослідженнях дослідах і випробуваннях. При цьому враховується особливості роботи шини в різних умовах. І якщо на шинах є орієнтуюча стрілка або написи, потрібно слідувати рекомендаціям виробника.

Шини підвищеної прохідності

Шини для експлуатації на дорогах з твердим покриттям (асфальт, бетон) мають протектор з неглибоким малюнком. Такий протектор забезпечує хороше зчеплення. Для експлуатації на дорогах без покриття або поза доріг — потрібні шини з іншим малюнком протектора. Протектор шин для м’яких грунтів має малюнок у вигляді рідкісних великих шашок. При русі - шашки занурюються в грунт і забезпечують хороше зчеплення. Така шина може мати вигляд — грунтозацепи по краях і шашки по центру. Крайній ступінь «позашляховий» — рідкісні високі грунтозацепи у вигляді «ялинки». І зрозуміло, спрямоване обертання. Але такі шини при експлуатації на твердому покритті видають сильний шум і викликають вібрацію; у них невисокі зчіпні властивості (за рахунок малого плями контакту). Для піску, слабких грунтів і прохідних боліт існують свої, особливі шини. Так звані, «Шини низького тиску» Вони мають велику ширину, чималий зовнішній діаметр і велика за площею пляма контакту. Працюють при дуже малому внутрішньому тиску (0,2−0,4 Атм) і забезпечують малий тиск на грунт.

Висновок

Під час виконання даного курсового проекту було розглянуто показники безпеки транспортних засобів, на прикладі автомобіля Mazda 3. Відповідно до плану розглянуто активну безпеку автомобіля, що представлена:: антиблокульна гальміна система (ABS), антипробуксовочна система (ASR), електронна система розподілу гальмівних зусиль (EBD), електронна програма стабілізації (ESP), підсилювач рульового керування, та пасивну: представлена 8 подушками безпеки (фронтальна водійська, фронтальна переднього пасажира, бокові передні, шторки, бокові задні) та ременями безпеки. На графічних зображеннях розглянуто основні геометричні, компоновочні та вагові параметри автомобіля Mazda 3.

Оглядовість автомобіля характеризується сумарним кутом оглядовості 279° і сумарним кутом «сліпих» зон — 81°.

Було розглянуто інформативність автомобіля, що представлена зовнішньою візуальною, внутрішньою візуальною та звуковою складовими, що забезпечують водія достатнім обсягом інформації, що надходить від автомобіля, оточуючого середовища та інших учасників дорожнього руху Робоче місце водія автомобіля Mazda 3 характеризується зручністю та ергономічністю, дозволяє без великих зусиль і з легкістю керувати автомобілем.

Таким чином, можна зробити висновок, що автомобіль Mazda 3 є в достатній мірі обладнаним для забезпечення як безпеки автомобіля вцілому, так і водія з пасажирами. В той же час даний автомобіль лишається зручним, що забезпечує максимально комфортне пересування свого власника з тією чи іншою метою, в різних умовах та при різних режимах руху.

Технічні характеристики автомобіля Mazda 3 двигатель

динамические характеристики

трансмиссия

тормоза

подвеска

внешние размеры