Разработка и построение дерева эргономических свойств для оценки эргономических качеств легкового автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Выбор направления исследований

2. Теоретические и экспериментальные исследования

3. Описание автомобиля Ford Fusion

4. Эксплуатационные показатели транспортного средства

5. Профессиональная надежность водителя

6. Психофизиологические и психологические качества водителя

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Термины, определения и сокращения

Термины, определения и обозначения, применяемые в настоящей курсовой работе, приведены ниже в таблице 1.

Таблица 1 - Термины, определения и обозначения

Термин и его обозначение	Определение
Свойство	Характеристика, черта технического средства, проявляющаяся при его создании и использовании по назначению
Простое эргономическое свойство	Эргономическое свойство, однозначно характеризующее промышленное изделие, которое не может быть разделено (разложено) на два и более других, менее сложных эргономических свойств
Квазипростое (квази - якобы) эргономическое свойство	Сложное эргономическое свойство, которое в условиях решаемой задачи (оценки) может быть охарактеризовано однозначно.
Сложное эргономическое свойство	Эргономическое свойство, которое может быть разложено (разделено) на два и более простых или менее сложных эргономических свойств. В зависимости от сложности эти свойства могут называться обобщенными
Комплексное эргономическое свойство	Сложное эргономическое свойство, определяемое различными по своей природе составляющими
Показатель эргономичности - K (для простых свойств - коэффициент качества щ)	Относительный показатель, оценивающий насколько данное изделие (эргономическое свойство) удовлетворяет предъявленным к нему эргономическим требованиям. Изменяется в пределах от 0 до 1
Дерево эргономических свойств	Графическое изображение разветвляющейся структуры эргономических свойств, показывающее взаимосвязи между комплексными, сложными и простыми (квазипростыми) эргономическими свойствами. Является расчетной схемой определения (оценки) показателя эргономичности сложных и комплексных свойств, а также промышленного изделия в целом
Автомобиль легковой	Самодвижущееся четырехколесное транспортное средство с двигателем, предназначенное для перевозок небольших групп людей по автодорогам. Легковой автомобиль (далее называемый просто автомобилем) обычно имеет бензиновый двигатель внутреннего сгорания, опирается на четыре колеса с пневматическими шинами, снабжен дверями и отличается разнообразными типами кузова (седан, кабриолет, фаэтон, универсал и спортивное купе)

В настоящей курсовой работе использованы следующие сокращения:

АВТ - автомобиль

АКП - автоматическая коробка передач

ДТП - дорожно-транспортное происшествие

ДУ - дистанционное управление

МКП - механическая коробка передач

ОКР - опытные конструкторские работы

ОУ - орган(ы) управления

ПВК - профессионально-важные качества

ПС - психологический

ПСФ - психофизиологический

СОИ - средство отображения информации

ТО - технический осмотр

ТС - транспортное средство

Эл-т - элемент

Введение

Задача разработки и построения дерева эргономических свойств стала особенно актуальной в последние годы в связи с применением квазиметрического метода оценки эргономичности промышленных изделий.

Основанием для разработки настоящей темы курсовой работы является задание, выданное преподавателем.

Необходимость проведения данной работы обусловлена недостаточно полной проработкой исходных эргономических данных для оценки эргономичности легковых автомобилей.

Актуальность темы обусловлена повышением требований к оценке эргономичности легковых автомобилей на ранних стадиях их создания.

Новизна темы заключается в том, что впервые комплексно рассмотрены принципы разработки и построения эргономических свойств легкового автомобиля.

1. Выбор направления исследований

Характерной чертой эргономических исследований является тесное объединение ранее разобщенных исследовательских методик. Квалиметрия (от лат. qualis - качество и метрия) - область практической и научной деятельности, связанная с разработкой теоретических основ и методов измерения и количественной оценки качества продукции. Квалиметрический метод сочетает в себе элементы экспертного и расчетного методов оценки промышленных изделий, в результате чего он дает более достоверную оценку эргономичности.

Для оценки эргономичности квалиметрическим методом любого промышленного изделия на стадии жизненного цикла, в том числе и при проведении опытно-конструкторских работ (ОКР), требуется разработка и построение дерева эргономических свойств.

Разработке и построению дерева эргономических свойств легкового автомобиля Ford Fusion 1.6 и посвящена данная курсовая работа.

2. Теоретические и экспериментальные исследования

Для оценки эргономичности легкового автомобиля требуется построить дерево эргономических свойств.

Дерево эргономических свойств (приложение А) строится слева направо. Крайние правые окончания ветвей представляют собой простые (квазипростые) эргономические свойства, а остальные - сложные и комплексные свойства.

При оценке эргономичности легкового автомобиля в целом дерево должно быть полным, т.е. расчлененным на все составляющие эргономические свойства. В случае оценки отдельного эргономического свойства дерево может быть неполным, т.е. расчлененным на составляющие только этого свойства.

При делении (расчленении) комплексных (сложных) эргономических свойств на менее сложные (простые) необходимо соблюдать следующие правила:

1) признак деления комплексных (сложных) эргономических свойств на менее сложные (простые) должен быть единым, смешивать разнородные свойства в одной группе нельзя;

2) в группе должно быть не более семи однородных эргономических свойств, при большем их числе можно вводить новые уровни.

Все группировки свойств делятся на уровни. Свойства одного уровня размещаются на одной вертикали. Уровни нумеруются слева направо, начиная с нулевого уровня - эргономичности легкового автомобиля и заканчивая крайним правым уровнем - простыми (квазипростыми) эргономическими свойствами.

Свойства нумеруются сверху вниз, последовательно, начиная с простых (квазипростых) эргономических свойств самого правого уровня (в данной курсовой работе - с 6-го уровня).

После построения дерево эргономических свойств должно быть представлено экспертной группе. Экспертная группа проверяет:

· правильность построения дерева эргономических свойств;

· соответствие построенного дерева задачам оценки;

· наличие достоверных значений показателей простых (квазипростых) эргономических свойств или возможность их получения при проведении эргономической экспертизы;

· наличие в составе дерева дублирующих друг друга свойств и их исключение;

· наличие в составе дерева эргономических свойств, практически не влияющих на эргономичность легкового автомобиля, а также свойств, которые невозможно оценить количественно, и их исключение.

Результатом работы экспертной группы должен стать окончательный состав дерева, включающий оптимальный перечень эргономических свойств, необходимых для оценки эргономичности.

3. Описание автомобиля Ford Fusion

Ford Fusion - принципиально новый автомобиль, которой своим появлением в 2002 году положил начало новому классу машин UAV (Urban Activity Vehicle или «Автомобиль для городского образа жизни»). Именно в мегаполисе Ford Fusion проявляет свои лучшие качества универсального автомобиля.

Ford Fusion, действительно, может служить олицетворением типичного городского автомобиля. У него стильный, но практичный дизайн, компактные размеры (длина 4013 мм, ширина 1950 мм, высота 1543 мм), отличная маневренность, высокий клиренс. Также немаловажное значение имеют высокая посадка водительского сиденья и прекрасная обзорность. В совокупности все это позволяет обладателю Fusion комфортно и уверенно чувствовать себя в городском трафике.

В автосалонах Ford Fusion предлагается в кузове 5-дверный универсал с двигателями 1,4 и 1,6 л, с механической и автоматической трансмиссией, в разных вариантах окраски кузова.

Можно выбрать один из двух вариантов двигателей: 1,4-литровый Duratec 16V или такой же, но объемом 1,6 литра. В обоих случаях мотор будет 4-цилиндровый рядный, с электронной системой впрыска топлива, электронной системой управления и бесконтактной системой зажигания с датчиком детонации. В первом случае максимальная мощность составит 58 кВт при 5700 об/мин, во втором - 74 кВт при 6000 об/мин. Максимальный крутящий момент: 124 Нм при 3500 об/мин и 146 Нм при 4000 об/мин, соответственно.

В базовой комплектации на Ford Fusion ставится 5-ступенчатая механическая КПП Durashift. Опционально можно поставить усовершенствованную 5-ступенчатую механику Durashift EST (только с 1,4-литровым двигателем) или 4-ступенчатый автомат (только с движком 1,6).

Также в базовой комплектации предлагается независимая передняя подвеска типа «Мак-Ферсон» с L-образными рычагами на подрамнике, стабилизатор поперечной устойчивости, задняя подвеска - с торсионной балкой и спиральными пружинами.

Тормозная система Ford Fusion - двухконтурная диагональная, с двухкамерным усилителем - гарантия надежности автомобиля. Обязательная ABS с электронной системой распределения тормозных усилий.

Вообще, конструкторы уделили безопасности водителя и пассажиров должное внимание. Кузов Ford Fusion оснащен специальным силовым каркасом, призванным поглощать энергию удара при столкновении. Продумана и защита от угрозы деформации: в двери встроены усилительные стальные брусья. Автомобиль имеет передние подушки безопасности водителя и пассажира, боковые подушки безопасности. Все посадочные места оборудованы трехточечными ремнями безопасности с инерционными катушками. Передние ремни приятно радуют пиротехническими преднатяжителями, устраняющими слабину ленты при столкновении, а ограничители натяжения уменьшают вероятность травмы грудной клетки. Общая оценка безопасности автомобиля - 4 звезды EuroNCAP и 25 из 37 возможных баллов.

Ford Fusion имеет три базовые комплектации, которые продаются в России. Это Core, Trend и Elegance. Fusion Core может похвастать регулировкой сиденья водителя по высоте, увеличенными боковыми молдингами, передними противотуманными фарами, иммобилайзером, рулевой колонкой, регулируемой по углу наклона колеса, наружными зеркалами заднего вида с ручной регулировкой из салона, освещением багажника.

Fusion Trend более ориентирован на комфорт, чем предыдущая модификация. Базовая комплектация включает (помимо того, чем обладает Core) отделку кожей рулевого колеса, центральный замок с ДУ, передние электростеклоподъемники, аудиосистему с радиоприемником и проигрывателем компакт-дисков, возможность складывания спинки переднего пассажирского сиденья.

Fusion Elegance оправдывает свое название. Это автомобиль для тех, кто ценит роскошь и выразительность. Разумеется, в базовом варианте он оснащен всеми техническими решениями, которые присущи Trend, но еще дополнен кондиционером, подлокотником, дистанционным управлением аудиосистемой с руля, лампами индивидуального освещения для водителя и переднего пассажира, а рукоятка рычага переключения передач отделана кожей.

3. Эксплуатационные показатели транспортного средства

Автомобили характеризуются следующими основными параметрами:

1. Габаритные параметры: длина, высота, ширина, база, дорожный просвет, наименьший радиус поворота.

2. Параметры массы:

· максимально допустимая полная масса;

· грузоподъемность (полезная нагрузка) - наибольшая масса перевозимого груза, указанная в технической характеристике;

· сухая масса - масса незаправленного и неснаряженного ТС;

· снаряженная масса - масса ТС без нагрузки полностью заправленного и подготовленного к работе;

· коэффициент использования массы - отношение грузоподъемности ТС к его собственной массе.

3. Тяговые свойства - характеризуют способность транспортного средства двигаться с высокой скоростью или преодолевать участки дорог с повышенным сопротивлением движению (максимальная скорость движения, время разгона до определенной скорости, время прохождения заданного участка с места, наибольший преодолеваемый уклон и т.п.).

4. Тормозные свойства: тормозной путь, остановочный путь, замедление.

5. Устойчивость - свойство транспортного средства противостоять заносу, скольжению и опрокидыванию.

6. Управляемость - свойство транспортного средства обеспечивать движение в направлении, заданном водителем.

7. Проходимость - свойство транспортного средства двигаться по неровной труднопроходимой местности, не задевая за неровности нижним контуром кузова.

8. Топливная экономичность - характеризуется количеством топлива, израсходованном на участке пути и количеством топлива, израсходованным на единицу транспортной работы.

9. Информативность - свойство транспортного средства обеспечивать водителя и других участников движения информацией о его состоянии, режиме движения и предполагаемых маневрах.

10. Обитаемость - уровень комфорта и эстетичности рабочего места водителя и пассажирского салона.

Тормозная динамичность автомобиля. Характеризует способность автомобиля быстро уменьшать скорость и его готовность к экстренной остановке.

Автомобили имеют четыре тормозных системы: рабочую, запасную, стояночную и вспомогательную.

Рабочая система предназначена для постоянного пользования во время движения автомобиля.

Запасная тормозная система предназначена для замедления и остановки автомобиля при выходе из строя рабочей системы (выпуск воздуха из энергоаккумуляторов).

Вспомогательная тормозная система предназначена для создания малой тормозной силы в течение длительного времени, например на спуске (отключение подачи топлива и работа двигателя как компрессора).

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля от самопроизвольного движения во время установки.

Рисунок 1 - Схема тормозной диаграммы

Остановочный путь автомобиля, м:

где: К_з - коэффициент эффективности торможения (легковые 1,1 - 1,15; грузовые и автобусы 1,3 - 1,5);

ц _x - коэффициент сцепления колес с дорогой.

Тормозной путь автомобиля, м:

Устойчивость автомобиля - его свойство сохранять направление движения, противостоять опрокидыванию и поперечному скольжению. Различают продольную и поперечную (курсовую) устойчивость.

Курсовая устойчивость - свойство автомобиля двигаться в нужном направлении без корректирующих воздействий со стороны водителя, т.е. при одном положении рулевого колеса.

Управляемость - свойство автомобиля обеспечивать движение в направлении, заданном водителем. Характеризуется показателями: предельное значение кривизны траектории при круговом движении автомобиля, предельное значение скорости изменения кривизны траектории, количество энергии, затрачиваемой на управление автомобилем, величина самопроизвольного отклонения автомобиля от заданного направления движения. Управляемость автомобиля зависит от технического состояния его ходовой части и рулевого управления.

Поворачиваемость автомобиля - его свойство изменять направление движения без поворота управляемых колес. Различают шинную и креновую поворачиваемость.

Проходимость автомобиля - его свойство двигаться по неровной и труднопроходимой местности не задевая за неровности нижним контуром кузова.

Геометрические показатели проходимости:

1. Дорожный просвет - расстояние между низшей точкой автомобиля и поверхностью дороги.

2. Радиусы продольной и поперечной проходимости - радиусы окружностей, касательных к колесам и низшей точке автомобиля, расположенной внутри базы (колеи). Характеризуют высоту и очертания препятствия, которое может преодолеть автомобиль, не задевая за него.

3. Передний и задний углы свеса образованы поверхностью дороги и плоскостью, касательной к передним или задним колесам и к выступающим низшим точкам передней или задней частей автомобиля.

4. Максимальная высота порога, который может преодолевать автомобиль.

5. Минимально необходимая ширина проезда при минимальном радиусе поворота автомобиля характеризует возможность маневрировать на малых площадках.

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

7. Сцепной вес - сила тяжести автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса.

8. Удельное давление шин на опорную поверхность - отношение вертикальной нагрузки на шину к площади контакта, замеряемой по контуру пятна контакта шины с дорогой.

9. Коэффициент совпадения колеи - отношение колеи передних колес к колее задних колес.

Информативность автомобиля - его способность обеспечивать участников движения необходимой информацией. Информативность может быть:

1. Внешняя визуальная информативность:

- пассивная - потенциальные свойства транспортного средства передавать информацию без затрат энергии (форма, размеры, цветографические свойства автомобиля и световозвращающие устройства;

- активная - потенциальные свойства транспортного средства передавать информацию с определенными энергетическими затратами (системы освещения и т.п.)

2. Внутренняя визуальная информативность - определяется количественными и качественными характеристиками приборов и световых сигнализаторов, скомпонованных на панели приборов.

3. Звуковая информативность - свойство транспортного средства обеспечивать водителя необходимой звуковой информацией.

4. Тактильная информативность - свойство объекта формировать ощущения на кожной поверхности при действии механических стимулов (давление, вибрация).

Обитаемость транспортного средства - свойства окружающей водителя и пассажиров среды, определяющие уровни комфортабельности места труда и отдыха водителя. Характеризуется микроклиматом, эргономическими характеристиками кабины (салона), шумом и вибрациями, загазованностью и плавностью хода.

Микроклимат характеризуется совокупностью температуры, влажности и скорости воздуха. Оптимальная температура воздуха в кабине автомобиля - 18-24 ^°С. Оптимальная скорость движения воздуха в кабине около 1 м/с.

Системы вентиляции, отопления, кондиционирования, средства теплоизоляции должны обеспечивать поддержание в кабине (салоне) транспортного средства параметры микроклимата, указанные в таблице 2, не позднее чем через 30 минут после начала непрерывного движения транспортного средства с прогретым двигателем (пункт 1.1)

Таблица 2 - Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в кабине транспортного средства

Сезон года	Температура воздуха, ° С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный и переходный периоды года	20-23/19-25	60-40/75	0,2/0,2
Теплый период года	20-25 / не более чем на 3°С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не более 28°С	60-40 / при: 28°С не более 55, 27°С не более 60, 25 °С не более 70, 24°С и ниже - не более 75	0,2/0,2-0,5

Примечания:

1. В числителе указаны оптимальные параметры, в знаменателе - допустимые;

2. В теплый период года нижние границы допустимых температур не могут приниматься ниже указанных для холодного периода года;

3. Большая скорость движения воздуха соответствует наибольшей температуре воздуха, меньшая - минимальной температуре воздуха;

4. Для 4-ой климатической зоны в теплый период года допускается повышение температуры воздуха до 31°С в кабине легковых автомобилей и до 30°С в кабине грузовых автомобилей и автобусов, скорость движения воздуха не должна превышать 1 м/с.

1.2. Перепад температуры по высоте кабины не должен превышать 3°С.

1.3. Температура внутренних поверхностей кабины не должна отличаться от температуры воздуха в кабине более чем на 3°С.

1.4. Кабина должна быть оборудована защитными козырьками, жалюзи и другими средствами защиты от солнечной радиации, а также средствами теплозащиты от работающего двигателя, обеспечивающими остаточную тепловую облученность водителя от обшивки кабины - не более 35 Вт/м², от окон - не более 100 Вт/м²

1.5. Системы вентиляции, отопления, кондиционирования воздуха должны обеспечивать регулирование воздушных потоков в кабине транспортного средства с обеспечением параметров по пункту 1.1 и устранять запотевание и обмерзание стекол кабины.

1.6. Контроль состояния воздушной среды в кабине транспортного средства должен осуществляться с учетом вида используемого топлива и концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны водителя не должна превышать при работе двигателя на бензине - углеводородов в пересчете на С - 300 мг/м³, окиси углерода - 20 мг/м³, окислов азота - 5 мг/м³; а также: свинца - 0,01 мг/м³ (среднесменная ПДК не выше 0,07 мг/м³) для этилированного бензина; метанола - 5 мг/м³, формальдегида - 0,5 мг/м³ для метилированного бензина или чистого метанола; акролеина -- 0,2 мг/м³ для дизельного топлива. Контроль воздушной среды в кабине автомобиля должен включать в себя оценку запыленности.

1.7. Транспортное средство не должно допускаться к эксплуатации, если его кабина не имеет предусмотренных технической документацией утеплителей или ковриков.

Требования к освещению кабины транспортного средства. Общая освещенность в кабине на уровне щитка приборов должна быть не менее 10 лк. Освещенность шкалы приборов должна быть не менее 1,2 лк.

Требования по шумо- и виброизоляции кабины транспортного средства. ГОСТ Р 51616-2000. «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний» устанавливает допустимые уровни шума, которые воздействуют на водителя в кабине и пассажиров в пассажирском помещении автотранспортных средств, и методы испытаний. Уровни шума (звука) в салоне легкового автомобиля не должны превышать 80 дБА.

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

Предельно допустимый уровень шума в кабине автомобиля должен быть в пределах 80 - 85 дБ.

Загазованность характеризуется концентрацией отработавших газов, паров топлива и других вредных примесей в воздухе. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Общее количество загрязняющих веществ, поступивших в атмосферный воздух на территории Российской Федерации от выхлопов газа автомобильного транспорта, в 2000 г. составило 11 824,2 тыс. т.

Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем - в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды C_mH_n, окислы азота (NO и NO₂) обычно обозначаемые NO_x. Кроме перечисленных веществ вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдегиды. В таблице 3 приведено содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей.

Таблица 3 - Содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей

Токсичные вещества	Содержание
Окись углерода %	до 10,0
Углеводороды, %	до 3,0
Окислы азота %	до 0,5
Альдегиды %	0,03
Сажа г/м	до 0,04
Бензапирен мкг / м	до 20
Двуокись серы %	0,008

Основным токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углерода топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях.

Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизеле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расширения газы содержат небольшое количество углеводородных соединений, являющихся источником загрязнений атмосферы. Примерное содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля приведено в таблице 4.

Таблица 4 - Содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля

Токсичные вещества	Содержание
Окись углерода %	0,2
Углеводороды, %	0,01
Окислы азота %	0,25
Альдегиды %	0,002
Сажа г/м	0,01 - 1,1
Бензапирен мкг / м	до 10
Двуокись серы %	0,03

Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Техническое состояние двигателя непосредственно влияет на экологические показатели выбросов. Отработавшие газы бензинового двигателя с неправильно отрегулированными зажиганием и карбюратором содержат оксид углерода в количестве, превышающем норму в 2-3 раза.

Таким образом, отработавшие газы автомобилей с карбюраторными двигателями в числе наиболее токсичных компонентов содержат оксид углерода, оксиды азота и углеводороды, а газы дизелей - оксиды азота, углеводороды, сажу и сернистые соединения. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т. кислорода, выбрасывая при этом с отработавшими газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Снижению токсичности и нейтрализации отработавших газов уделяется основное внимание, и в этом направлении ведется постоянный поиск эффективных технических решений. Картерные газы вносят свою долю в загрязнение атмосферного воздуха. Их количество в двигателе возрастает с увеличением износа. Кроме того, оно зависит от условий движения и режимов работы двигателя. На холостом ходу система вентиляции картерных газов, которой снабжены практически все современные двигатели, работает менее эффективно, что ухудшает экологические показатели автомобилей.

Коэффициент сцепления колес с дорогой характеризует состояние дороги и шин. При увеличении шероховатости дороги коэффициент сцепления возрастает. У новой шины коэффициент сцепления с дорогой больше, чем у изношенной. От сцепления колес с дорогой зависит максимально возможная сила тяги и безопасность при торможении автомобиля. Коэффициент сцепления колеблется в пределах от 0,05 - 0,1 (сухой лед) до 0,6 - 0,8 (сухой асфальт).

Если сила тяги меньше силы сцепления, то ведущие колеса катятся без пробуксовки. В противном случае автомобиль двигается с пробуксовкой ведущих колес.

При смачивании твердого покрытия коэффициент сцепления заметно уменьшается, что объясняется образованием пленки из слоя частиц грунта и воды, которая разделяя трущиеся поверхности, ослабляет взаимодействие шины и покрытия и уменьшает коэффициент сцепления.

Вода ухудшает сцепление шин с дорогой из-за оставшейся пленки влаги в месте их контакта и образования водяного клина. По мере увеличения скорости движения и количества воды шина все больше всплывает над дорогой. Когда скорость достигнет критического значения и между силой и покрытием останется слой воды, автомобиль потеряет контакт с дорогой и станет неуправляемым. Это явление называется аквапланированием. При его возникновении необходимо немедленно снизить скорость, по возможности не прибегая к тормозам. Чем прямее, шире, глубже и чаще расположены канавки на шине, тем больше удаляется воды из зоны контакта шины с дорогой, тем лучше их сцепление. Особенно опасно аквапланирование в начале дождя.

5. Профессиональная надежность водителя

эргономический автомобиль водитель

Надежность водителя зависит от профессиональной пригодности, подготовленности и работоспособности. Пригодность зависит от состояния здоровья водителя, его психофизиологических и личностных особенностей. Подготовленность определяется наличием у водителя специальных знаний и навыков. Работоспособность водителя - это состояние, позволяющее ему выполнять работу качественно и с высокой производительностью

Рисунок 4 - Схема профессиональной надежности водителя

Модель деятельности водителя. Информация к водителю поступает со скоростью 10⁹ - 10¹¹ бит/сек. Водитель способен воспринять и переработать только 16 бит/сек.

Функции управления автомобилем:

1. Восприятие ситуации.

2. Оценка ситуации.

3. Принятие решения.

4. Выполнение действия.

Факторы, влияющие на водителя:

- попадающие в кабину отработанные газы;

- холод зимой, жара и духота летом;

- шум и вибрации;

- неудовлетворительное состояние дороги;

- дождь, туман, снегопад и т.п.

Рисунок 2 - Модель деятельности водителя

Прием информации. Вся информация о дороге, расположенных на ней объектах и об автомобиле поступает к водителю через органы чувств, возбуждая у него ощущение - отображение в сознании человека отдельных свойств предметов и явлений окружающего мира.

Различают ощущения зрительные, слуховые, кожно-мышечные, вибрационные, вестибулярные, обонятельные и тепловые.

Основную роль в деятельности водителя играют зрительные ощущения. Благодаря им водителю поступает 80 % информации. 10 % информации поступает от вестибулярного аппарата и нервных окончаний кожи, 6 % приходится на слуховой канал, а оставшиеся 4 % на долю суставной чувствительности.

Большой объем информации или быстрые ее изменения часто лишают возможности своевременно и точно ее воспринимать и перерабатывать, а следовательно, и выработать верное решение. Водителю приходится выполнять большое число действий по управлению автомобилем, часть из которых оказывается ошибочной в следствие недостатка времени для переработки информации.

Статистика ошибок, допускаемых водителем.

Классификация ошибок по функциям:

- водитель не воспринимает ситуацию на дороге - 49%;

- неправильная оценка ситуации водителем и неправильное принятие решений - 41%;

- прочие ошибки - 10%.

Классификация по факторам:

1. Прямые ошибки:

- отвлечение внимания - 36%;

- недооценка опасности - 30%;

- боязливость в манерах поведения и опасные привычки - 25%;

- ошибочный прогноз поведения других участников движения - 18%;

- неправильная оценка обстановки - 12%;

- недооценка собственного ошибочного поведения - 11%;

- осознанное противоправное собственное поведение - 8%.

2. Косвенные ошибки:

- ошибки при прогнозе дорожной обстановки - 36%;

- спешка - 35%;

- настроение - 17%;

- недостаточное владение навыками управления ТС - 16%;

- временное ухудшение функционального состояния в связи с психологическими условиями - 16%;

- бездействие - 5%;

- неудовлетворительное техническое состояние ТС - 4%.

6 Психофизиологические и психологические качества водителя

Основную роль в деятельности водителя играют зрительные ощущения. Благодаря им водитель получает информацию о положении управляемого автомобиля на дороге, объектов на ней, о форме, цвете, размере этих объектов, о показаниях приборов.

Видимое пространство, которое человек может охватывать взглядом при неподвижном глазном яблоке - поле зрения. Для цветных объектов поле зрения значительно меньше, чем для белого фона. Поле зрения двумя глазами составляет 120 - 130^° и практически охватывает все пространство перед автомобилем.

Поле зрения может расширяться и сужаться. При значительном сужении поля зрения водитель может упустить важные детали дорожной обстановки, поэтому допустить серьезные ошибки.

Способность глаз получать отчетливые изображения предметов, находящихся на разных расстояниях, обеспечивается аккомодацией. Способность различать форму предмета даже на значительном удалении от глаза - острота зрения, определяемая минимальным расстоянием между двумя точками или линиями, когда глаз воспринимает их раздельно. Наиболее острое зрение - центральное в конусе с углом 3 - 4^° (конус центрального зрения), хорошая острота зрения - в конусе 7 - 8^°, удовлетворительное - в конусе 12 - 14^° (конус расширенного зрения). Предметы, расположенные за пределами 14^°, обычно видны без ясных деталей и цвета (140 - 160^° - конус периферийного зрения). Острота бокового зрения в 4 раза ниже, чем острота центрального.

Зрительное восприятие объекта зависит от его видимости. Видимость - возможность различать особенности окружающей обстановки, которая зависит от освещенности предметов и прозрачности воздушной среды. Ее характеристиками служат дальности и степень видимости. Дальность видимости - минимальное расстояние, на котором рассматриваемый объект невозможно различить на фоне окружающих предметов. Она зависит от яркости объекта и контрастности его относительного фона, а также скорости движения. Степень видимости - возможность различать отдельные детали наблюдаемого предмета. Она зависит от яркости и контрастности объекта, а также от его освещенности.

В темное время суток невозможно цветоощущение предметов. Они различаются не по цвету, а по контрасту и яркости. При недостаточной яркости и отсутствии контрастности водитель не различает контуров объектов. Поэтому ночью расстояние обнаружения объектов сокращается вдвое по сравнению со светлым временем. На оценку расстояния до предметов влияет цвет окраски этих предметов. Расстояние до автомобиля, окрашенного в темные цвета, кажется водителю больше, а до окрашенного в яркие тона - меньше.

Оценка скоростей движения объектов лежит в основе динамического глазомера, являющегося одним из основных элементов, определяющих мастерство водителя. Движение автомобилей с темной окраской кажется более медленным, чем в действительности. После продолжительной езды с большой скоростью водитель привыкает к ней, вследствие чего может превысить допустимую скорость.

Из-за резких колебаний освещенности дороги в темное время суток зрению водителя приходится приспосабливаться к каждому новому участку дороги. Происходит сильное раздражение сетчатки глаза, из-за чего наступает временное ослепление. В течение времени адаптации способности различать предметы и оценивать их характеристики ухудшаются еще сильнее. Опасными являются темновая и световая адаптация. Время адаптации глаза со света на темноту составляет 30 - 40 секунд, а с темноты на свет от 10 секунд до 4 минут.

Слуховое восприятие является для человека вторым по значению психическим процессом. Оно зависит от трех факторов: слухового анализатора, источника звука и среды, передающей звук от источника к уху. Человек воспринимает звуки в интервале частот от 20 до 20000 Гц.

Уровень звукового давления зависит от амплитуды колебаний и измеряется в децибелах. Допустимым пределом шума в кабине автомобиля считается 75-80 дБ.

Равновесие - способность воспринимать изменения положения тела в пространстве, а также действия на организм ускорений и перегрузок. В сохранении равновесия важную роль играют вестибулярный аппарат, зрение, мышечно-суставное чувство и кожная чувствительность. При движении по криволинейному участку водитель ощущает действие центробежной силы и наблюдает за траекторией автомобиля, сопоставляя вестибулярные ощущения со зрительными.

При увеличении скорости или уменьшении радиуса кривизны водителю трудно удержать автомобиль на заданной траектории. В таких условиях внимание водителя сосредоточено только на наблюдении за траекторией движения автомобиля и ее корректировке.

При изменении скорости или направления движения возникает ускорение: прямолинейное - при увеличении или уменьшении скорости движения, радиальное (центростремительное) - при изменении направления движения. Возникающие в противоположных ускорениям направлениях силы инерции порождают перегрузки. В реальных условиях движения перегрузки, действующие на водителя, невелики. Они не могут вызвать значительных физиологических расстройств. Однако наблюдается изменение тонуса мышц, вследствие чего водитель не всегда может выдержать прямолинейное направление движения. При больших ускорениях наблюдается расстройство зрения. При своевременном прекращении действия перегрузок происходит нормализация всех функций.

В результате длительного периодического воздействия ускорений (подъемы и спуски, крутые повороты) возможно возникновение «морской болезни». Основные проявления: плохое самочувствие, головокружение, тошнота.

Существенное влияние на человеческий механизм оказывает вибрация. Интенсивность и характер ее воздействия зависят от вида колебаний, способа их возбуждения и интенсивности. Под влиянием вибрации в организме происходят различные органические и функциональные изменения, в том числе в системе кровообращения, центральной и вегетативной нервных системах, в мозге, костно-суставной системе и в мышцах. Под действием вибрации ухудшается зрительное восприятие, снижается качество внимания, замедляется реакция, понижается точность действия.

Переработка поступившей к водителю информации и принятие им решения осуществляется на основе мышления. Это высший познавательный процесс, благодаря которому в сознании человека постигается сущность и отражаются внешние особенности воспринимаемых объектов или явлений. Для деятельности водителя характерно оперативное мышление, возникающее в ходе практической деятельности и направленное на достижение ближайшей цели.

При прогнозировании развития дорожной обстановки водитель мысленно приводит в движение все элементы этой обстановки и анализирует результаты своих предполагаемых действий и вырабатывает новое суждение о своих наиболее целесообразных действиях. В основе прогнозирования лежит умозаключение, являющееся высшей формой мышления. Оно позволяет предвидеть изменение дорожной обстановки и с помощью целенаправленных действий предупредить возникновение опасных ситуаций.

Память - свойство нервной системы хранить информацию о событиях внешнего мира и реакции организма на эти события. Память водителя должна отличаться достаточным объемом, быстротой и точностью запоминая, длительностью удержания заученного материала.

Различают три вида памяти:

- непосредственный отпечаток сенсорной информации (доли секунды);

- кратковременная или оперативная память (десятки минут);

- долговременная память (сохраняется в течение всей продолжительности жизни человека).

Лучше усваиваются знания, умения и навыки, в приобретении которых человек заинтересован или которые связаны с его профессиональной деятельностью. Поэтому существует понятие профессиональная память.

Реакция - ответное действие организма на какой-либо раздражитель.

Время реакции - интервал между моментом появления сигнала об опасности и окончанием ответного действия. Включает промежутки времени, необходимые водителю для приема и переработки информации.

Время реакции может изменяться по мере накопления профессионального опыта, а также в результате тренировки. В судебно-следственной практике при экспертизе ДТП время реакции водителя принимают различным в зависимости от дорожной обстановки. Если водитель имел возможность заранее обнаружить признаки возникновения опасности, время реакции принимают минимальным (около 0,6 секунд). Если ситуация, предшествовавшая ДТП, свидетельствовала о минимальной вероятности возникновения опасности и в поле зрения водителя не было объектов, создавших опасную ситуацию, время реакции принимают приблизительно 1,4 секунды.

Изменение времени реакции при утомлении связано с изменением устойчивости внимания и скорости переработки информации. В середине рабочей смены время реакции минимально, а ближе к концу оно может увеличиться более чем в 2 раза. Особенно сильное увеличение времени реакции происходит при движении по свободной от транспортных средств дороге, а также при низкой интенсивности движения, а также в болезненном состоянии и после приема алкоголя.

Подготовленность водителя определяется наличием у него профессиональных знаний, умений и навыков, необходимых для самостоятельного управления автомобилем в разнообразных дорожных условиях.

Знания - совокупность усвоенных водителем сведений, необходимых для управления автомобилем.

Умение - способность целеустремленно и правильно использовать свои специальные знания в практической деятельности.

Навык - способность в процессе деятельности выполнять отдельные действия автоматически без специально направленного внимания, хотя и под контролем сознания.

Навыки подразделяются на:

- двигательные и сенсорные - развиваются при обучении вождению автомобиля и совершенствуются в процессе самостоятельной деятельности водителя. Сенсорные навыки позволяют водителю точно оценивать условия движения;

- мыслительные (умственные) навыки. Зависят от умственных способностей водителя. Помогают поступить правильно в сложной дорожной обстановке, выбрать нужную передачу, оптимальную скорость и т.п.

Утомление - совокупность психофизиологических изменений состояния водителя, которые развиваются в результате его деятельности и ведут к снижению ее эффективности, процесс временного снижения работоспособности.

Фазы утомления:

- инерционность психических процессов. Длится 1,5 - 2 часа с момента начала работы;

- оптимальная работоспособность. Продолжительность до 10 часов;

- после 12 часов работы начинается интенсивное изменение психофизиологических характеристик водителя.

Работоспособность изменяется также в течение рабочей недели. Понедельник соответствует фазе врабатывания, наилучшие показатели наблюдаются от вторника до четверга, а в пятницу и субботу работоспособность наиболее низка.

Надежность водителя в значительной степени зависит от таких его нравственных качеств, как дисциплинированность, чувство ответственности, коллективизм. Водитель должен заботиться не только о личной безопасности, но и безопасности других участников движения.

Заключение

В результате выполнения темы курсовой работы проведен анализ литературных источников по разработке дерева эргономических свойств для различных промышленных изделий. Анализ показал, что этим вопросам уделяется довольно пристальное внимание, как в эргономике, так и в психологии, физиологии, гигиене труда и других науках.

Даны определения различных эргономических свойств.

Разработано и построено дерево эргономических свойств легкового автомобиля Ford Fusion 1.6, включающее в себя простые, сложные и комплексные эргономические свойства. Все группировки свойств разделены на соответствующие уровни.

Построенное дерево эргономических свойств облегчит и упростит проведение эргономической экспертизы легкового автомобиля Ford Fusion 1.6 на различных этапах ее создания.

Задачи, поставленные в теме курсовой работы, выполнены полностью. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых моделей Ford, а также в учебном процессе университета.

Список использованных источников

1 Городецкий И.Г., Турзин П.С., Найченко М.В., Поляков М.В./ Практикум по основам эргономики /Под редакцией А.П. Петрова. - М.: Издательство МАТИ-РГТУ им. К.Э. Циолковского «ЛАТМЭС», 2001.- 152 с.

2 Городецкий И.Г., Турзин П.С., Найченко М.В. Эргономические основы создания человеко-машинных систем: Учебник / под редакцией заслуженного работника высшей школы РФ, профессора А.П. Петрова. - М.: Издательство МАТИ, 2001. - 564 с.

3 Руководство пользователя Ford Fusion, Ford Motor Company, 2007

4 Сервисная книжка Ford Fusion 1.6, Ford Motor Company, 2007

5 Официальный сайт Ford http://www.prevox.ru/autosalon/ford_fusion/

6 Техника управления транспортным средством http://www.lavrovoa.narod.ru/

7 Методика оценки напряженности трудового процесса http://www.niiot.ru/doc/doc113/doc_0716.htm

8 ГОСТ Р 51616-2000. «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний»

9 Специфика влияния автомобильного транспорта на окружающую среду http://revolution.allbest.ru/ecology/00032161_0.html

Размещено на Allbest.ru