Активная безопасность и техническое состояние автотранспортных средств

Так как боковая сила не может превысить силу оцепления шин с дорогой или величину, необходимую для опрокидывания автомобиля, то заданная траектория определяет безопасную скорость движения.

В связи с тем, что водитель выбирает скорость и оптимальную траекторию на основании прогнозирования перемещений своего автомобиля и автомобилей других участников движения, задача выбора безопасной скорости значительно осложняется, что способствует возникновению аварийных ситуаций и является причиной многих ДТП.

Ухудшение управляемости, приводящее к созданию аварийных ситуаций, всегда увеличивает поток осведомительной информации о реакциях автомобиля на управление и требует изменения алгоритма управления, что затрудняет возможность правильной оценки дорожной обстановки и снижает безопасность движения. Поэтому изучение поведения автомобиля в аварийных ситуациях является крайне необходимым.

С позиции теории управления аварийные ситуации можно разделить на:

ситуации, вызываемые заданным законом движения, когда возмущающее воздействие приложено к регулятору (водителю), причинами которых являются: превышение безопасной скорости на входе в поворот, появление препятствия при прямолинейном или криволинейном движении; превышение заданной величины ускорения над возможной по условиям сцепления или тяговым свойствам автомобиля;

ситуации, вызываемые возмущающим воздействием, приложенным к объекту управления (автомобилю) в результате возникновения боковых сил, вызванных воздействием: бокового ветра, боковой составляющей силы тяжести на поперечном уклоне, неровностей дорожного покрытия, технических неисправностей автомобиля. Схемы перечисленных аварийных ситуаций показаны на рисунках 11 и 12.

Рис. 11 - Схемы аварийных ситуаций, вызванных возмущающим воздействием приложенным к водителю (управляющему звену) L - расстояние до встречи с автомобилем; L1 - расстояние, необходимое для обгона; L2 - расстояние до встречного автомобиля в начале объезда; Vа - скорость автомобиля. Превышение безопасной по условиям движения скорости Vбез: а) на входе в поворот; б) по остановочному пути на прямой; в) по расстоянию объезда на прямой; г) по остановочному пути на повороте; д) по расстоянию объезда на повороте; е) превышение величины заданного ускорения над возможным по условиям движения

Рис. 12 - Схемы аварийных ситуаций, вызванных возмущающим воздействием, приложенным к автомобилю (объекту управления). Fу - тяжести (от поперечного уклона дороги); Vа - скорость автомобиля; Vв - скорость бокового ветра; М0 - поворачивающий момент. Превышение безопасной скорости: а) при действии бокового ветра; б) при действии боковой составляющей силы; в) при движении по неровной дороге или технических неисправностях автомобиля

Подавляющее большинство опасных дорожных ситуаций (до 80- 85%) водитель ликвидирует путем своевременного поворота рулевого колеса и изменения направления движения автомобиля. При этом водитель может, либо, повернув автомобиль, отвести его от опасной зоны под углом к прежнему направлению движения, либо выехать в соседний ряд.

Первый маневр проще, но его выполнению может помещать недостаточная ширина проезжей части, деревья, столбы и другие препятствия, находящиеся за пределами дороги. Второй маневр можно выполнить на любой двухполосной дороге.

Определим параметры движения автомобиля при первом маневре, считая шины жесткими в боковом направлении. Это позволит ограничиться простыми кинематическими зависимостями.

В положении I (рис. 13 а) водитель замечает впереди на расстоянии Sa препятствие. На пути Sр (за время tр) он осознает необходимость маневра и принимает решение о его выполнении. На пути Sр.у (за время tр.у) водитель поворачивает рулевое колесо, но автомобиль продолжает двигаться прямолинейно, так как происходит деформация амортизационных пружин, рычагов и тяг рулевого управления и положение передних колес не меняется (положение II). Время tр.у - время запаздывания рулевого управления - составляет в среднем 0,15 - 0,35c.

В положении III автомобиль начинает двигаться криволинейно. При этом водитель поворачивает колеса вначале в одну сторону, и угол увеличивается (время T1). В опасных ситуациях после поворота колее на угол 1 водитель сразу поворачивает их обратно, вследствие чего угол уменьшается (время T2).

В положении IV = 0, и автомобиль движется прямолинейно под углом м к прежнему направлению движения. Безопасность поворота будет обеспечена, если в конце маневра между автомобилем и препятствием останется некоторый интервал .

Рис. 13 - Схемы для расчета маневра автомобиля: а)- при неограниченной ширине препятствия; б) - при смене полосы движения

Выполняя маневр второго типа - смену полосы движения, водитель должен повернуть рулевое колесо несколько раз (рис. 13, б). Сначала он поворачивает его на угол 1 в одну сторону, затем на угол, равный 21 в другую сторону и, наконец, возвращает колеса в нейтральное положение. Весь маневр, состоящий в этом случае из четырех периодов Т1 - Т4, требует от водителя точного расчета и большего числа действий на том же пути, чем при маневре первого типа. Зато при выполнении маневра второго типа автомобиль меньше смещается в поперечном направлении, и проезжая часть дороги может быть значительно уже. В конце маневра курсовой угол равен нулю и автомобиль движется параллельно прежнему направлению движения.

Изложенный выше анализ маневра проведен для элементарной расчетной схемы, в которой не учитываются многие конструктивные и эксплуатационные факторы. Параметры движения реального автомобиля могут значительно отличаться от расчетных данных, а следовательно требуется глубокое аналитическое и экспериментальное исследование для совершенствования методики расчета маневра АТС.

Библиографический список

1. Дмитриев С.Н. Дорожно-патрульная служба: Пособие для сотрудников ГИБДД / С.Н. Дмитриев. - М.: Спарк, 2010. - 656 с.

2. Зубриський С.Г. Переоборудование АТС и их конструктивная безопасность / С.Г. Зубриський // Автомобильная промышленность. - 2008. - №1 - С. 21.

3. Келдыш М.В. Шимми переднего колеса трехколесного шасси. - М: Бюро новой техники НКАП, 2008. - С. 1-32.

4. Клочков В. Оценка технического состояния рулевого управления / В. Клочков, О. Коликов, А. Окулов // Автомобильный транспорт. - 2008. - №3. - С. 35-36.

5. Кнороз В.И. Работа автомобильной шины / В.И. Кнороз. - М.: Транспорт, 2006. - 238 с.

6. Крамаренко Г. Диагностика и техническое обслуживание переднего моста и рулевого управления / Г. Крамаренко, А. Болдин, В. Коньков // Автомобильный транспорт. - 2006. - №8. - С. 22-24.

7. Крузе В.В. Модель кинематики процесса нагружения шарнирных соединений рулевого привода легковых автомобилей с учётом колебаний. - В кн.: Вопросы теории зацепления и прикладной механики / В.В. Крузе, В.З. Русаков // Депонированный сборник науч. тр. (Новочеркасский политехнический ин-т). - ЦНИИНмаш, ВИНИТИ, 2011. - №7. - С. 84.

8. Лысов М.И. Рулевые управления автомобилей; 2-е изд. переб. и доп. / М.И. Лысов - М.: Машиностроение, 2009. - 344 с.

9. Малюков А.А. Научные основы стендовых испытаний автомобилей на активную безопасность. Дис. … док. тех. наук. - М., 2007. - 546 с.

10. Михлин В.М. Методические указания по прогнозированию технического состояния машин / В.М. Михлин, А.А. Сельцер. - М.: Колос. 2009. - С. 215.

11. Нарбут А.Н. Подвижной состав автомобильного транспорта (рабочие процессы и расчёт механизмов и систем автомобилей) / А.Н.Нарбут. - М.: МАДИ(ГТУ), 2008. - С. 116.

12. Немцов Ю.М. Эксплуатационные качества автомобиля, регламентированные требованиями безопасности движения / Ю.М.Немцов, О.В. Майборода. - М.: Транспорт, 2007. - 144 с.

13. Носенков М.А. К вопросу о нормировании реакции автомобиля на поворот руля / М.А. Носенков, Н.М. Бахмутский, Л.Л. Гинцбург, Б.В. Кисуленко // Автомобильная промышленность. - 2009. - №3. - С. 18-19.

14. Оре О. Теория графов / О. Оре. - М.: Наука, 2008. - С. 352.

Размещено на Allbest.ru