Активная безопасность автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Активная безопасность автомобиля

1.1 Габариты автомобиля

2. Расчет ширины динамического коридора

Заключение

Список литературы

Введение

активная безопасность автомобиль динамический коридор

Безопасность дорожного движения складывается из четырех взаимодействующих частей: человек, автомобиль, дорога и среда (ЧАДС). Необходимо изучать и совершенствовать каждый элемент системы.

Из 4-х элементов системы ЧАДС наибольшей потенциальной опасностью обладает транспортное средство. Созданный для передвижения с высокой скоростью автомобиль представляет собой источник повышенной опасности.

Введено понятие конструктивной безопасности автомобиля как свойства предотвращать ДТП, снижать тяжесть его последствий и не причинять вреда людям и окружающей среде.

Конструктивная безопасность автомобиля делится на следующие составляющие: активная, пассивная, послеаварийная и экологическая.

Активная безопасность - свойство автомобиля предотвращать ДТП (снижать вероятность его возникновения). Активная безопасность проявляется в период начальной фазы ДТП, когда водитель в состоянии изменить характер движения автомобиля.

Пассивная безопасность - свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП. Пассивная безопасность проявляется в период, когда водитель, несмотря на принятые меры безопасности, не может изменить характер движения автомобиля и предотвратить ДТП.

Послеаварийная безопасность - свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП после его остановки. Это свойство характеризуется возможностью быстро ликвидировать последствия происшествия и предотвращать возникновение новых аварийных ситуаций.

Экологическая безопасность - свойство автомобиля, позволяющее уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе его нормальной эксплуатации.

1. Активная безопасность автомобиля

Активная безопасность, составляющая конструктивной безопасности автомобиля, является комплексным эксплутационным свойством, непосредственно связанным с эффективным использованием ТС по назначению - перевозке грузов и пассажиров. Преимущества перевозок автотранспортом: сокращение времени доставки - требует возможности движения ТС большой грузоподъемности (пассажировместимости) с высокой скоростью; возможности осуществления периодических остановок и маневрирования; движение в любое время суток.

Активную безопасность АТС определяют: информационная обеспеченность, тормозные свойства, тягово-скоростные свойства, управляемость, устойчивость.

Косвенное влияние на активную безопасность оказывают: надежность и эргономичность автомобиля, параметры дороги, с которыми должны согласовываться компоновочные, весовые и другие параметры автомобиля.

К параметрам являющемся условием и основой дифференцированных требований активной безопасности для отдельных групп АТС (категорий) относятся: габариты, масса, а также тяговая динамичность автомобиля, формирующиеся потребностями общества в эффективной провозке пассажиров и грузов.

1.1 Габариты автомобиля

Габариты автомобиля - наибольшие размеры внешних очертаний ТС. Это - длина Z_a, ширина В_а, высота Н_а. Габариты автомобиля, а также база L и масса М_а автомобилей определяют физические характеристики транспортного потока и имеют большое значение для безопасности движения. Требования, ограничивающие размеры и массу ТС, во всех странах устанавливаются в законодательном порядке.

При движении автомобиль подвергается воздействию случайных возмущений, стремящихся изменить характер движения. К таким возмущениям относятся удары колес о неровности покрытия, изменение поперечного уклона дороги, боковой ветер, случайный поворот передних колес и т. п. Вследствие этого даже на строго прямолинейных участках дороги автомобиль находится под углом к оси дороги, и размер полосы, потребной для его движения - динамический коридор, превышает его габаритную ширину.

Ширина динамического коридора зависит от габаритных размеров автомобиля и его скорости. На рисунке 1 приведены экспериментальные зависимости поперечного смещения центра тяжести автомобилей у_с от их скорости х.

Из графиков следует, что, чем меньше ширина полосы движения на дороге и чем больше габаритные размеры ТС, тем ниже должна быть скорость движения.

Рисунок 1. Поперечное смещение центра тяжести автомобилей в зависимости от скорости: 1 - ЗИЛ 43141; 2 - ГАЗ 3309; 3 - ГАЗ 3110; 4 - ВАЗ 2110

Для автопоездов ширина динамического коридора с увеличением скорости возрастает быстрее, чем для одиночного автомобиля, вследствие угловых колебаний («виляния») прицепов или полуприцепов в горизонтальной плоскости. При определенной скорости «виляния» прицепа становятся настолько большими, что водитель не может устранить их поворотом рулевого колеса и должен снизить скорость. Поэтому в конструкции силовой установки тягачей предусмотрены устройства, ограничивающие скорость движения.

В расчетах ширину динамического коридора ТС рекомендуется принимать: легковые автомобили 2,8-3,1 м; среднетоннажные грузовые автомобили, автобусы и троллейбусы 3,5-4,3 м; крупногабаритные грузовые автомобили, автобусы большой вместимости и автопоезда 3,7-4,5 м. Минимальные значения характеризуют ширину коридора при скоростях до 11 м/с, максимальные значения - при скоростях до 30 м/с.

Более весомо влияние геометрических параметров АТС при криволинейном движении. Хотя при крутых поворотах скорости автомобиля обычно невелики и случайные возмущения незначительны, ширина динамического коридора может быть достаточно большой, рисунок 2.

Рисунок 2. Динамический коридор при повороте автомобиля

Ширину динамического коридора при повороте можно определить по формулам:

1) для одиночного автомобиля

где R_н и R_B - соответственно наружный и внутренний габаритные радиусы поворота автомобиля;

L' =L + С - расстояние от заднего моста до передней части автомобиля (L - база автомобиля, С - передний свес);

2) для автопоезда

где R₀ - радиус кривизны круговой траектории, по которой движется середина заднего моста тягача;

B_a, Z и С - соответственно, габаритные ширина, база и передний свес тягача;

С_к - сдвиг заднего моста прицепа относительно моста тягача.

При движении автомобиля, когда его передние колеса повернуты на максимальный угол, ширина динамического коридора примерно в 1,5 раза больше его габаритной ширины, а у городских автобусов категории М₃ примерно в 2 раза.

ГОСТ Р 41.36-99 (Правила №36 ЕЭК ООН) регламентирует маневренность автобусов вместимостью более 22 пассажиров. При движении ТС на повороте вправо или влево оно должно полностью вписываться по наиболее выступающей точке в круг радиусом поворота 12,5 м. Если наиболее выступающие точки ТС находятся в пределах круга поворота с радиусом 12,5 м, то в таком случае ТС должно вписываться на повороте вправо или влево в полосу движения R_H - R_B = 7,2 м, рисунок 3. Максимальный вылет крайней точки U при повороте указывается на задней части кузова автобуса.

Рисунок 3. Схема маневренности автобуса:

а - жесткое ТС; б - сочлененное ТС

Ширина динамического коридора автопоезда зависит от числа прицепных звеньев, их базы и длины дышла, поэтому значительно больше, чем у одиночного автомобиля с той же габаритной шириной. Так, например, для грузового автомобиля с прицепом при R₀ = 6 м и С_к = 1 м максимальная ширина коридора может достигать 6 м, т. е. более, чем вдвое превосходит габаритную ширину тягача. Большая ширина полосы движения, занимаемой автопоездами, наряду с их неудовлетворительной динамичностью является одной из причин обозначения автопоездов по требованиям безопасности специальными опознавательными знаками: спереди - «Автопоезд», сзади - «Длинномерное транспортное средство».

Для улучшения маневренности и уменьшения ширины динамического коридора в составе автопоездов применяют прицепы с управляемыми передними колесами, в ходовой части автобусов особо большой вместимости устанавливают заднюю подруливающую ось.

Габаритная высота Н_а имеет значение при проезде автомобилей под путепроводами и проводами контактной сети. ТС (например, двухэтажные троллейбусы или автобусы, полуприцепы панелевозы или автомобили-фургоны) с высоко расположенным центром тяжести испытывают значительные угловые колебания в поперечной плоскости. При движении по неровной дороге они могут верхним углом задеть за столб или мачту. Максимально допустимая габаритная высота ТС составляет 3,8 м.

Габариты ТС (длина, ширина и высота) и минимальный радиус поворота указываются изготовителем в Руководстве по эксплуатации ТС.

2. Расчет ширины динамического коридора

Под динамическим коридором автотранспортного средства понимается ширина полосы дороги (проезжей части), необходимой для его безопасного движения с заданной скоростью.

На прямолинейном участке динамический коридор определяют по эмпирическим формулам следующего типа:

(1)

где: - коэффициент, зависящий от квалификации водителя и его психофизиологического состояния, 0,015 - 0,054;

- габаритная ширина автомобиля. ;

- скорость движения автомобиля, .

Значения В_а принимаем равную ширине автомобиля ВАЗ-21099 - 1,65 . Скорость движения задается в интервале от 10 до 100 км/ч.

Расчетные значения , , полученные по формуле (1), указаны в таблице 1, по ним построен график зависимости динамического коридора от скорости автомобиля - .

Таблица 1

Значения в зависимости от

График 1. График зависимости динамического коридора от скорости автомобиля

На криволинейном участке дороги ширину проезжей части (динамический коридор) можно вычислить на основе данной схемы движения одиночного автомобиля на криволинейном участке

Из этой схемы очевидно, что

(2)

где: и , - наружный и внутренний габаритные радиусы поворота автомобиля;

- габаритная ширина проезжей части дороги в статике, т.е. без учета скорости и поправочного коэффициента (запаса), принимаемого в расчетах равным 0,3 .

Как известно, средний радиус поворота (траектория движения точки пересечения оси заднего моста и продольной оси автомобиля) определяется по формуле

(3)

где: - база автомобиля, . В нашем случае для автомобиля ВАЗ-21099 она составляет 2,46;

- угол поворота управляемых колес, град.

Задаваясь величиной угла , по формуле (3) определяем

Полученные значения заносим в таблицу 2.

Из схемы видно, что

;

(4)

где: - передний свес автомобиля.

В нашем случае для автомобиля ВАЗ-21099 он составляет 0,785.

Расчетные значения , и , вычисляем по формулам (2-4)

Для угла поворота управляемых колес 2^о:

Для угла поворота управляемых колес 4^о:

Для угла поворота управляемых колес 8^о:

Для угла поворота управляемых колес 12^о:

Для угла поворота управляемых колес 16^о:

Для угла поворота управляемых колес 20^о:

Для угла поворота управляемых колес 24^о:

Полученные данные заносим в таблицу 2.

Для расчета динамического коридора на криволинейном участке, в зависимости от скорости и угла поворота управляемых колес, значения задаются с учетом показателей устойчивости АТС, а предельное значение задается по техническим характеристикам автомобиля.

Значения , рассчитываются по формуле (1), подставляя вместо значения .

Для скорости движения 10:

Для скорости движения 20:

Для скорости движения 40:

Полученные данные заносим в таблицу 2 и строим графики зависимости динамического коридора от угла поворота управляемых колес при разных значениях скорости автомобиля

Таблица 2

Расчетные значения параметров для определения , на криволинейном участке дороги

График 2. График зависимости ширины динамического коридора от угла поворота управляемых колес автомобиля при скорости 40 км/ч.

Заключение

Из графика зависимости ширины динамического коридора от скорости автомобиля видно, что существует практически прямая зависимость этих показателей. Чем выше скорость, тем больше расчетная ширина динамического коридора, например, на скорости 100 , ширина коридора 2,9. Следовательно, для безопасного движения на высоких скоростях необходимо обеспечить достаточную ширину полос для движения.

Из графика зависимости ширины динамического коридора от угла поворота управляемых колес автомобиля четко видно, что по мере увеличения угла поворота управляемых колес ширина динамического коридора так же увеличивается, при скорости 40 км/час начиная со значения 2,35 до 2,55.

Список литературы

1. Вахламов В.К. «Автомобили: Эксплуатационные свойства»: Учебник для студ. высш. учеб. заведений.-М.: Издательский центр «Академия», 2005.

2. Гудков В. А., Комаров Ю. Я., Рябчинский А. И., Федотов В. Н. / Безопасность транспортных средств (автомобили). Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2010. - 431 е.: ил.

3. Кравец В. Н. «Теория автомобиля»: учеб. Пособие / В. Н. Кравец. Нижний Новгород: НГТУ, - 2007.

Размещено на Allbest.ru