Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра "ТЭРА"

Выполнил:

Проверил:

Введение

Установлено, что заболевания с временной утратой трудоспособности у водителей встречаются чаще, чем у представителей большинства других профессиональных групп. Какие же факторы влияют на состояние здоровья водителей, их работоспособность, а, следовательно, и безопасность движения?

Уровень работоспособности находится в прямой зависимости от условий труда, быта, медицинского обслуживания и ряда других факторов. Одно из основных мест среди них занимает нервно-эмоциональное напряжение во время управления автомобилем, определяемое обстановкой на дорогах. Водитель современного автомобиля в условиях крупного города воспринимает множество производственно значимых раздражителей: 6 - 7 за каждую минуту. На эмоциональное напряжение водителя, кроме обстановки на магистралях, существенно влияет и тип автомобиля, его конструкция, интерьер кабины и ее цветовое оформление, расположение и компоновка органов управления, система подачи информации.

Одним из наиболее очевидных путей снижения напряжения трудовой деятельности водителей является коренное улучшение условий их труда. Они характеризуются постоянно перемещающимся рабочим местом, не удовлетворяющим современным требованиям к его организации и оснащению, неблагоприятным микроклиматом, загрязненностью воздушной среды токсичными и канцерогенными веществами, повышенным шумом и вибрацией.

Первые несколько десятилетий своего существования автомобиль воспринимался людьми, как роскошь. Сейчас он уже и не средство передвижения, а неотъемлемый элемент человеческого бытия. Автомобиль сегодня можно уподобить внешней оболочке человека. Меняться будет только форма. При этом нужно четко разделить транспортные средства для частных лиц и автомобили, как средство производства - грузовики, тракторы, автобусы и т.д., и здесь мы обращаемся именно к последнему направлению.

При конструировании кабин в нашей стране явно недостаточно учитываются физиологические, психологические и антропометрические особенности человека. Существующие государственные стандарты ряд важных параметров или не нормируют вообще, или задают нормативы, не соответствующие научно-обоснованным требованиям. В частности, ныне действующий государственный стандарт на рабочее место водителя грузового автомобиля ОСТ 37.001.413-86 уже устарел и требует дальнейшей доработки. Приведенные в этой статье результаты исследований подтверждают это.

Общий вид салона кабины автомобиля «Урал 4320-01»

Габаритные размеры автомобиля Урал 4320-01

1. Инструментальные исследования конструкции сидений, рабочего места водителя, а также органов управления

Инструментальным исследованиям конструкции сидений, рабочего места водителя, а также органов управления подвергся автомобиль с капотным типом кабины по четырем основным направлениям:

- общая компоновка рабочего места водителя, включающая в себя основные размеры: между сиденьем водителя - рулевым колесом - педалью подачи топлива - рычагом переключения передач (таблица 2);

- рабочая поза водителей с уровнями репрезентативности: 10% (рост 162±5 см) и 95% (рост 182±5 см.) (таблица 1);

- основные размеры сиденья водителя и его возможные регулировки (таблица 3);

- расположение педалей и механизмов управления (таблица 4; Рисунок 2).

Рисунок 1

Как видно из приведенной схемы размещения водителя высокого роста на рабочем месте исследуемого автомобиля и таблицы, угловые размеры между основными антропометрическими частями тела человека, характеризующие рабочую позу, соответствуют предъявляемым требованиям. Тогда как в действительности (по экспертной оценке), для автомобиля «Урал»-4320-01, рабочая поза не совсем удобна.

Дело здесь заключается в том, что при составлении нормативного документа и соответственно при конструировании кабины недостаточно учитывались физиологические, психологические и антропометрические особенности человека. А поскольку рабочее место в «среде движения» требует комплексного подхода, из поля зрения разработчиков автоматически выпали и другие направления, определяющие работу и жизнедеятельность водителя. Это конструкция и организация панели приборов, досягаемость органов управления, форма подушки и спинки сиденья, форма педалей, усилия на органах управления.

Для экспертной (органолептической) оценки были привлечены три специалиста. Два из них соответствуют уровню репрезентативности 10% (рост 162+5 см), но различаются весом тела и комплекцией, и еще один соответствует уровню репрезентативности 95% (рост 182+5 см).

Рабочее место водителя автомобиля «Урал»-4320-01, хоть и соответствует ОСТ 37.001.413-86, имеет ряд недостатков, сказывающихся, в первую очередь, на физическом состоянии человека. Сиденье не имеет пневмоподрессоривания, из-за чего появляются боли в пояснице. Водитель может отрегулировать посадку за рулем под себя, однако это займет огромное количество времени. Само сиденье не имеет боковой поддержки ни на нижней подушке, ни на спинке. А это немаловажный фактор для комфортной работы в условиях бездорожья, для которых данный автомобиль с колесной формулой 4х4 и предназначен. Но, даже имея удобную посадку за рулем, водителю приходится дотягиваться рукой до приборной панели, на которой установлены многие включатели. Еще здесь добавляется неудобное расположение рычага коробки передач.

К сожалению, приходится констатировать тот факт, что до настоящего момента нормативная документация, касающаяся организации рабочего места водителя автомобиля, не пересматривалась и не претерпевала изменений и дополнений, а новые конструкции кабин не проходили исследований по указанным свойствам.

Бесспорно, что грузовой транспорт необходимо разрабатывать в стране самостоятельно, так как это дает независимость от давления внешнего мира и возможность производить собственный валовый внутренний продукт. Но, к сожалению, выпускать самостоятельно качественный отечественный транспорт мы исторически не умеем. Русский автомобиль, как его не назови, в ближайшем будущем не станет удобной машиной. И дело не в советском менталитете, и не в бездарности отечественных конструкторов. Главная проблема - финансирование, а вернее, его отсутствие. Сегодня все автозаводы России, выпускающие грузовики, не могут ничего придумать для улучшения качества работы водителя в кабине, поскольку нет денег на такие разработки.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Рисунок 1: Механизмы управления:

1-колесо рулевое; 2-панель приборов; 3-дефлекторы управления; 4-крышка люка блока предохранителей; 5-рычаг переключения передач раздаточной коробки; 6-рычаг блокировки дифференциала раздаточной коробки; 7-педаль управления подачей топлива; 8-щиток управления самосвальной установкой; 9-педаль тормоза; 10-кнопка насоса омывателя стекла; 11-кнопка включения вспомогательного тормоза; 12-педаль сцепления; 13-переключатель ножной света фар; 14-выключатель пневматического сигнала; 15-рычаг стояночного тормоза; 16-рукоятка привода наружного люка; 17-розетка для переносной лампы; 18-рычаг переключения передач; 19-цепь управления шторой радиатора; 20-переключатель указателей поворота.

2. Приборная панель. Расположение приборов в приборной панели

Рисунок 3. Таблички, помещенные в кабине на панели приборов:

I-схема положений рычагов: коробки передач и раздаточной коробки; II-схема положений рычажков управления отоплением и обдувом ветрового стекла.

Рисунок 4. Блоки контрольных ламп: I -- левый; II -- правый

В блоках контрольных ламп расположены (рисунок 5):

сигнализаторы:

1 -- стояночного тормоза, при включении загорается прерывистым красным светом;

2 -- аварийного повышения температуры охлаждающей жидкости;

3 -- неисправности тормозов;

4 -- минимального давления воздуха в пневмосистеме автомобиля. При падении давления воздуха в баллонах ниже 450 кПа загорается красный свет, и включается звуковой сигнализатор;

5 -- засорения масляного фильтра;

8 --включения электрофакельного устройства. Загорание лампы указывает на готовность устройства к пуску двигателя;

9 -- указателей поворота автомобиля. Загорается прерывистым зеленым светом при включении указателей правого или левого поворота автомобиля и служит для контроля за исправностью ламп указателей;

10 -- указателей поворота прицепа. Загорается прерывистым зеленым светом при включении указателей правого или левого поворота прицепа и служит для контроля за исправностью ламп указателей прицепа;

11 -- включения фонарей знака автопоезда. Кнопки: 6 -- проверки исправности сигнализаторов левого блока. При нажатии на кнопку загораются все исправные контрольные лампы левого блока; 7 -- проверки исправности сигнализаторов правого блока. При нажатии на кнопку загораются все исправные контрольные лампы правого блока.

Рисунок 5. Панель приборов:

1 -- манометр двухстрелочный; 2 -- сигнализатор аварийного падения давления масла; 3 -- указатель температуры охлаждающей жидкости; 4 -- указатель давления масла в системе смазки двигателя; 5 -- тахометр; 6 -- спидометр; 7 -- лампа сигнальная включения дальнего света фар; 8 -- указатель тока; 9 -- указатель уровня топлива; 10-- манометр шинный; 11 -- выключатель платформа кабины; 12 -- выключатель фонарей знака автопоезда; 13 -- переключатель электродвигателя отопителя кабины; 14 -- ручка тяги останова двигателя; 15 -- рычаг привода внутреннего люка; 16 -- рычаг привода заслонок распределителя воздухообогрева; 17 -- кнопка включения электрофакельного уетройства; 18 -- выключатель аварийной сигнализации; 19 -- переключатель света центральный; 20 -- ручка тяги ручного управления подачей топлива; 21 -- блок контрольных ламп правый; 22 -- рычаг крана управления давлением воздуха в шинах; 23 -- блок контрольных ламп левый; 24 -- выключатель стеклоочистителя; 25 -- выключатель стартера и приборов; 26 -- кнопка выключения аккумуляторных батарей; 27 -- выключатель реостатный подсветки приборов. Привязка приборов и размеры в приложении А.

3. Рулевое колесо. Конструкция, размеры. Ориентировка в пространстве рабочего места. Травмобезопасность

Рулевое управление (рисунок 6), состоящее из рулевого механизма и рулевого привода, рулевого колеса служит для поддержания и изменения направления движения автомобиля путем поворота передних управляемых колес. Для облегчения управления и повышения активной безопасности автомобиль оборудован гидравлическим усилителем рулевого привода. Наличие усилителя значительно уменьшает усилие, которое водитель прикладывает к рулевому колесу при управлении автомобилем, смягчает удары, передающиеся от неровностей дороги, позволяет сохранить контроль за направлением движения автомобиля в случае прокола шины переднего колеса. На исправном автомобиле величина усилия на ободе рулевого колеса, при движении груженого автомобиля по дороге с твердым покрытием не превышает 150 Н.

Рисунок 6. Рулевое управление

Рулевое колесо двухспицевое, с утопленной ступицей.

Ориентировка в пространстве и размеры (приложение Б).

4. Оценка удобства посадки водителя с помощью шаблона человека среднего роста

Во многом зависит безопасность на дороге в наши дни от удобства посадки водителя. Тем более если слово «водитель» в данном контексте означает профессию, так как водитель-профессионал отличается от любителя тем, что в рабочий день кабина автомобиля является его «кабинетом» на всю смену работы. И удобства на его рабочем месте будут напрямую связаны с моральным и физическим состоянием и так или иначе существенно влиять на безопасность на дороге.

На рассматриваемом автомобиле части тела водителя расположены в основном так, что не могут вызвать излишние напряжения в мышцах. Но вместе с тем есть и такие, которые превышают (хоть и не значительно) норму.

Еще хочется добавить несколько слов про узлы управления автомобилем и детали находящиеся в кабине, которые тоже несут негативное воздействие на комфортность посадки водителя. Рулевое колесо - расположено слишком близко к подушке сидения, рукоятка рычага коробки передач - излишне удалена от водителя, но вместе с тем она слишком близко расположена к сиденьям пассажиров, рычаг блокировки дифференциала и рычаг переключения передач раздаточной коробки расположены далеко от водителя и чтобы воздействовать на них ему придется подать в их сторону всю верхнюю часть тела. На этом внимание особо заострять не стоит, так как этими рычагами приходится пользоваться не часто.

Подробное описание углов и чертеж в масштабе с применением шаблона человека среднего роста в приложении В.

5. Обзорность с рабочего места водителя. Схема определения предельных углов видимости

Езда по городу на длинной и широкой машине осложняется недостаточной обзорностью. Удлиненный капот ограничивает видимость дороги впереди автомобиля, не улучшает ее и вынесенный на правое крыло большой воздушный фильтр. В наружные зеркала видно только край кузова, а вот зона вокруг колес и колея, по которой движешься, не просматриваются.

На данный автомобиль следовало бы поставить дополнительные, более панорамные зеркала и линзу Эйля.

Предельный угол видимости ограниченный краями ветрового стекла б=38є, и угол ограниченный капотом автомобиля в=30є.

Схема предельных углов так же представлена на приложении В.

6. Словесное моделирование возможных травм и перемещений тела водителя при фронтальных столкновениях

Перемещений тела при данном виде столкновений может быть достаточно много, но возможно выделить несколько преобладающих. Не следует забывать, что краш - тестов исследуемой марки автомобиля не проводилось и моделирование перемещений тела может оказаться ошибочным.

При лобовом столкновении с недвижимым препятствием на относительно небольшой скорости примерно 40км/ч и при отсутствии ремней безопасности должно произойти следующее.

Удар головой и грудной клеткой о ступицу рулевого колеса. После резко остановившегося автомобиля тело продолжает двигаться поступательно и происходит мгновенный удар низом живота о рулевое колесо. Далее руки движутся вперед, большие пальцы задевают за спицы или само колесо приводят к вывиху.

При лобовом столкновении с недвижимым препятствием на скорости примерно от 60км/ч и выше при отсутствии ремней безопасности должно произойти следующее.

В течение первых трех секунд водитель получает удар о рулевую колонку и переломы грудной клетки, затем - пробивает лобовое стекло головой и, в зависимости от силы удара, вылетает на капот или разрывает мышцы, пытаясь смягчить удар. Обычно на капот автомобиля выбрасывает уже мертвое тело.

До начала движения надо пристегнуть ремни и убедится, что ремни пристегнули пассажиры - это основное правило, сотрудников ГИБДД. Использование ремня безопасности позволяет в 6-8 раз снизить тяжесть последствий дорожно-транспортного происшествия, а его жертве избежать "полета" над капотом. В случае пренебрежения этой мерой предосторожности, могут повлечь выше перечисленные последствия.

Пример наиболее безопасной траектории движения головы водителя при столкновении. Но он применим только для автомобилей оборудованных подушками безопасности.

7. Предложения по оптимизации рабочего места автомобиля

Рычаг коробки передач расположен довольно далеко от водителя. Учитывая, что передачи включаются туговато, водитель «Урала» должен быть хорошо подготовлен физически. Хотелось бы, чтоб конструкция претерпела изменения в лучшую сторону. Возможно, достаточно было бы изменить форму рычага для увеличения плеча и приближения рукоятки рычага к водителю.

Рулевое управление оснащено гидроусилителем, однако вращать довольно большое колесо с тонким ободом нелегко. Особенно это должно быть ощутимо при парковке и маневрировании в плотном городском потоке. Предложение: утолщение обода рулевого колеса или разработка утолщающего чехла.

Посадку в кабину, равно как и высадку, легкой не назовешь. Ее пол находится почти в 1,3 м от земли. До подножки - около 80 см. Правда, имеется дополнительная, гибкая подножка, подвешенная на тросиках. Ставить ногу на такие «качели» - неприятно. Зато удобные ручки на задней стенке кабины прикручены уже намертво. Предложения: жесткая дополнительная подножка. http://www.autocitychannel.com/news/s14452.html - #

Сиденье в продольном направлении можно установить быстро и легко - достаточно потянуть за небольшую рукоятку, то другие регулировки (угла наклона спинки, наклона и высоты подушки) задействовать сложнее: нужно откручивать шайбы и крутить довольно тугую ручку. Предложения: пересмотр конструкции регулировочных механизмов.

Отдельных слов заслуживает педальный узел. Педаль акселератора очень тугая. Педаль тормоза, наоборот, слишком нежная. Слегка надавил - и машина, благодаря мощному пневмоусилителю, останавливается как вкопанная. Педаль сцепления тоже не назовешь игрушечной: выжимать ее надо всей ступней, при этом водителя вдавливает в спинку сиденья. Предложения: пересмотр конструкции. Возможно замена механической передачи усилия водителя на гидравлическую, и возможность регулировки свободного хода педали.

В опасной близости к педали сцепления расположена напольная кнопка моторного тормоза, перекрывающая подачу топлива: водитель не рассчитал - и при выжиме педали сцепления включится тормоз - мотор заглохнет. Предложения: перенести кнопку на приборный щиток.

Заключение

В заключение можно сказать, что вездеход «Урал» это хороший автомобиль. Несмотря на некоторые конструкторские огрехи и качество изготовления отдельных элементов, это незаменимый грузовик для тяжелого бездорожья и сложных условий эксплуатации, в том числе климатических. При этом вахтовый автомобиль - только одно из многочисленных предназначений машины. Ее можно смело рекомендовать МЧС, военным, а также как шасси для самосвала и другой различной спецтехники.

Список использованных источников

1. Автомобили Урал моделей 4320-01,-5557: Устройство и техническое обслуживание/ С. Л. Антонов, В. А. Трофимов, А. и. Штурюкин и др.-М.: Транспорт, 1994.-245 с., ил., табл.

2. Судебная дорожно-транспортная экспертиза. Судебно-экспертная оценка действий водителей и других лиц, ответственных за обеспечение безопасности дорожного движения, на участках ДТП: учеб. Пособие.- М.: Издательство «Экзамен», издательство «Право и закон», 2003.-208с.

3. ГОСТ 20304-74 трехмерный манекен.

4. ОСТ 37.001.413-86 государственный стандарт на рабочее место водителя грузового автомобиля.

5. Всемирная сеть Internet, в частности ссылка dev.csoft.spb.ru/ (сервер с ГОСТами).

6. Методические указания по выполнению.