Природно-климатические условия.Укрупнённо территория РФ может быть условно разделена на три основные климатические зоны: 1) умеренного климата, 2) холодного климата, 3) жаркого и высокогорного климата. Основной из характеристик этих зон, влияющих на эксплуатационные свойства, является: 1) температура окружающего воздуха; 2) разреженность воздуха; 3) влажность воздуха. (ПОСМОТРЕТЬ и рассказать) Нормальному тепловому режиму двигателей соответствует температура охлаждающей жидкости и масла 80…1000С, обеспечиваемая соответствующими системами при стандартной температуре окружающего воздуха +200С. Существенное отклонение температуры окружающего воздуха от стандартной (как понижение, так и повышение) вызывает нарушение нормального теплового режима двигателя и как следствие – ухудшение показателей тягово-скоростных свойств и топливной экономичности. (При повышении температуры на входе в двигатель на 100С его мощность снижается на 2…3% и увеличивается расход топлива на 1.5%). От температуры окружающего воздуха зависит также время, необходимое для достижения установившейся температуры в агрегатах трансмиссии, а температуры масла в трансмиссии определяет сопротивление, т.е. КПД. При работе автомобилей в высокогорных условиях происходит снижение мощности двигателей вследствие уменьшения коэффициента наполнения цилиндров. В результате средняя скорость движения грузовых автомобилей в горных условиях примерно на 40..50% ниже, а расход топлива на 10..15% выше, чем в равнинных условиях.
Требования безопасности к конструкции автомобилей Конструктивная безопасность – свойство автомобиля предотвращать ДТП, снижать тяжесть его последствий и не причинять вреда людям и окружающей среде. Конструктивную безопасность делят: 1) активную, 2) пассивную, 3)послеаварийную, 4) экологическую. Активная безопасность – свойство автомобиля снижает вероятность возникновения ДТП или полностью его предотвращать. Она проявляется в такой опасной дорожной обстановке, когда водитель еще имеет возможность изменить характер движения. Активная безопасность зависит от: 1) компоновочные параметры автомобиля (габаритные и весовые), К габаритным параметрам автомобиля относятся длина, ширина, высота и база, т. е. расстояние между передней и задней осями. Транспортные средства с большими габаритными размерами затрудняют проезд узких участков дороги, движение под мостами и путепроводами, ухудшают обзорность для других участников движения. Чем больше масса автомобиля, тем труднее им управлять; 2) тяговой и тормозной динамичности, 3) устойчивости и управляемости 4) информативности автомобиля, под которой понимают свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и других участников движения. Водитель в зависимости от конструкции автомобиля получает информацию об окружающей обстановке, характере его движения, режиме работы агрегатов и систем. Другие участники движения благодаря информативности автомобиля имеют возможность определить его тип, скорость и направление движения и прогнозировать на ближайшее будущее расположение его на дороге и расстояние до других транспортных средств. 5) оборудование рабочего места водителя, его соответствие требованиям эргономики, т.к. от этого зависит возможность реализации эксплуатационных свойств, заложенных в конструкцию автомобиля. Пассивная безопасность – свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП. Различают: 1. внутреннюю пассивную безопасность, снижающую травматизм пассажиров, водителя и обеспечивающую сохранность грузов, перевозимых автомобилем; 2. внешнюю безопасность, которая уменьшает возможность нанесения повреждений другим участникам движения. Она проявляется непосредственно при столкновениях, наездах, опрокидывании и обеспечивается: 1. конструкцией и тяжестью кузова, 2. ремнями безопасности (система пассивной безопасности современного автомобиля строится “от ремня”: функция каждого из остальных элементов и устройств предполагает, что все находящиеся в машине будут надежно пристегнуты, правильное использование ремней уменьшает число травм на 50–70%). Ремни безопасности бывают: 1) инерционные саморегулирующиеся: плавно тянешь – ремень разматывается с катушки, резко – держит. Принцип их работы - при достижении определенного числа оборотов грузики на катушке расходятся и стопорят ее. Такие ремни уважающие себя фирмы давным-давно не применяют, т.к. они срабатывают только при резких ускорениях или замедлениях автомобиля. А они не всегда сопровождают аварию – занос и переворот машины происходят довольно плавно, и тело человека в таких ремнях может перемещаться куда угодно, на всю длину ремня. 2) Инерционные ремни на сегодня – это те, в конструкции которых имеется нечто вроде отвеса, который при малейшем отклонении от вертикали наглухо запирает катушку. Ремни такого типа запираются при любом разгоне и торможении, даже тогда, когда вы заезжаете одной стороной автомобиля на бордюр или поднимаете ее домкратом. 3) Пиротехнический натяжитель ремня безопасности.
При срабатывании пиропатрона (1) ремень (3) подтягивается поршнем (2), которые срабатывают в том случае, если величина ускорения превышает значение, заложенное в датчик. Сейчас начинают применяться датчики ускорения пятого поколения, работающие с двухрежимными газогенераторами и пиротехническими патронами для натяжения ремней безопасности. Компьютер учитывает даже вес и рост каждого пассажира! В качестве заряда используется экологически чистая водородно-кислородная смесь (гремучий газ). Только таким дорогостоящим образом удалось полностью “воспроизвести” обычный регулируемый ремень без потери его свойств. 3. трамвобезопасными рулевыми колонками (рулевой вал стал карданным – как правило, теперь он состоит из двух- трех несоосных частей, соединенных карданными шарнирами или с перфорированным защитным элементом или колпачком); 4.пневмоподушками Статистика говорит сама за себя – 27% всех увечий достаются голове. Вообще-то это даже не элемент – целая система, которая работает независимо от других систем. Датчики удара, измеряют либо деформацию деталей, либо замедление автомобиля. Для надежности часто устанавливают два датчика: один на передней части автомобиля, другой внутри кузова. Сигнал датчика через 0,005–0,01с поступает в “детонатор”, воспламеняемый электрической искрой. Генератором газа служат баллоны со сжатым до 200–250 МПа азотом или аргоном, а также пиропатроны с запасом твердого топлива. Надувающаяся в начальной фазе столкновения, подушка, дабы не стать источником травмы, начинает сдуваться уже в момент соприкосновения с телом человека – удар об упругую стенку далеко не безобиден. Поэтому в подушке делаются отверстия, размер и число которых точно рассчитаны. Есть недостатки. И дело не только в том, что в момент их срабатывания водитель и пассажир могут оказаться в очках или с горящей сигаретой. Надувшаяся в течение сотых долей секунды (т.е. взрывообразно) подушка отнимает значительную долю внутреннего объема салона. И, если это не кабриолет или окна не были открыты настежь, происходит резкий скачок давления, который может привести не только к временной контузии, но и к более серьезным травмам слухового аппарата. Чем больше подушек одновременно сработает, тем больше скачок давления. 5. подголовниками; 6. Стекла. а) применение закаленного (подвергнутого специальной термообработке) стекла, которое значительно прочнее обычного, а если и разбивается, то на мелкие осколки с округлыми краями. б) триплекс, стекло трехслойное. Внутренний и наружные слои триплекса – обычное стекло, а между ними – тончайшая и очень прочная синтетическая пленка. При ударе внутренний и наружный слои “расползаются” многочисленными трещинами, но осколков практически нет – они “приклеены” к синтетической пленке, стекло практически не теряет прозрачности. Но ранний триплекс был хрупок и недостаточно упруг, осколки имели острые углы и режущие кромки. При ударе головой водитель мог получить сотрясение мозга, а если пробивал “лобовик” – серьезные, порой смертельные порезы шеи (так называемый гильотинный эффект). Увеличив толщину соединительной пленки, само стекло сделали тонким, более упругим. 7. дуги безопасности (кабриолет, родстер); 8. Для увеличения безопасности могут быть использованы амортизирующие устройства (в виде сеток), устанавливаемые между передним бортом грузовой платформы и грузом., т.к. большую опасность представляет груз, плохо закрепленный на платформе. При встречных столкновениях и наездах автомобилей на неподвижное препятствие груз в процессе удара продолжает двигаться вперед по инерции с той же скоростью, с какой двигался автомобиль перед ударом. Затем, ударяясь о передний борт платформы, груз деформирует его, а затем сминает заднюю стенку кабины. 9. Наружные выступы автомобилей Были скруглены острые углы облицовки радиатора, устранены выступавшие предметы. Прекращена установка фигурных фирменных эмблем на передней части капота. Правила №26–01, 61 ЕЭК ООН содержат требования к травмобезопасности выступающих элементов наружной поверхности кабины, таких как декоративные детали, фары, детали стеклоочистителя и стеклоомывателя, бамперы, лебедки, ручки, кнопки замков и петли дверей, крышек, гайки крепления и декоративные колпаки колес, аэродинамические обтекатели и другие. 10. Приспособления для защиты пешеходов. Во время наезда автобуса или грузового автомобиля пешеход отбрасывается в сторону. При наезде же легкового автомобиля пешеход сначала падает на капот и некоторое время движется вместе с автомобилем, после чего падает на дорогу. Смертельный исход в обоих случаях наступает при скорости автомобиля около 11 м/с. Для уменьшения травматизма предложены защитные приспособления, удерживающие пешехода после удара и предохраняющие его от падения на дорогу. Для оценки пассивной безопасности автомобиля предложено несколько измерителей (на западе). Наиболее простой измеритель – фактор тяжести: Fт = Nc / Np представляет собой отношение числа погибших Nс во время ДТП к числу раненых Np:. По данным официальных отчетов, фактор тяжести Fт в различных странах находится в пределах 1:5–1:40. Иногда тяжесть ДТП определяют по отношению числа тяжело раненых Nт и погибших Nc к общему числу ДТП Nдтп: F'т = (Nт + Nc) / Nдтп. По имеющимся данным, при скорости автомобиля менее 14 м/с F'т» 0,05. При росте скорости F'т увеличивается и при 35 м/с достигает 0,4. В процессе наиболее тяжелых ДТП (столкновения, наезды на неподвижные препятствия, опрокидывания) происходит: 1) первичный удар деформируется кузов автомобиля. Кинетическая энергия автомобиля при этом тратится на поломку и деформацию деталей. Человек внутри автомобиля продолжает движение по инерции с прежней скоростью. Силы, удерживающие тело человека (мышечные усилия конечностей, трение о поверхность сиденья), невелики по сравнению с инерционными нагрузками и не могут воспрепятствовать перемещению. 2) вторичный удар. Когда человек контактирует с деталями автомобиля – рулевым колесом, панелью приборов, ветровым стеклом и т.п. Параметры вторичного удара зависят от скорости и замедления автомобиля, перемещения тела человека, формы и механических свойств деталей, о которые он ударяется. 3) третичный удар (при высоких скоростях), т.е. удар внутренних органов человека (например, мозговой массы, печени, сердца) о твердые части скелета. В 1994 г. в Имоле разбился великий пилот Формулы 1, Айртон Сенна. Находясь в прочном монококе, он не получил опасных для жизни “внешних” травм, а скончался от многочисленных повреждений внутренних органов и головного мозга, вызванных перегрузкой. Монокок остался практически цел, пилота убило почти мгновенное замедление со скорости 300 км/ч до нуля. При распространенных на наших дорогах скоростях большую часть травм водители и пассажиры получают во время вторичного удара. По статистике, самое опасное сиденье в машине – правое переднее, потому что инстинктивно, в самый последний момент, водитель все же отводит удар от себя, причем самые серьезные телесные повреждения получает пассажир, не пользовавшийся ремнем безопасности. На втором месте - водительское. На третьем - заднее правое. А самое безопасное место - сзади, за водителем.
Представьте себе автомобиль, врезающийся в бетонную стенку (столб) на скорости 72 км/ч (20 м/с). Если считать движение равнозамедленным, то при деформации его моторного отсека Sa = 0,8 м среднее замедление составит
то есть человека, весящего 75 кг, “приложит” о приборную доску с силой в 1912 кг! Упираться руками и ногами бесполезно. Кстати, аналогичный расчет показывает, почему прочные джипы более опасны для пассажиров. В подобных условиях мощная рамная конструкция сомнется всего на 0,3–0,4 м. Соответственно, перегрузки и силы, действующие на пассажиров, вырастут в два раза со всеми вытекающими последствиями. По действующим Правилам ЕЭК ООН № 32, 33, 94, 95 жизнь водителя и пассажиров должна быть сохранена при наезде автомобиля на неподвижное препятствие со скоростью 14 м/с; во время столкновения автомобилей при скорости 19,4 м/с; в случае удара сзади по автомобилю предметом массой до 1250 кг со скоростью 22,2 м/с; при боковом ударе (под углом 90°) со скоростью 9 м/с; во время двух- или трехкратного переворачивания автомобиля с начальной скоростью 14 м/с. Слишком жесткая и прочная конструкция не поглощает энергию удара, а передает ее почти полностью тем, кто находится внутри. То есть в любом случае нужно как-то смягчить удар, сделать остановку возможно менее резкой. А, значит, та часть кузова, где находятся люди, в случае аварии должна деформироваться как можно меньше. Первые прототипы оптимального кузова появились уже в 40-х годах, а 30 октября 1952 г. концерн Daimler-Benz получил патент на разработанную Бела Барени (Bela Barenyi) концепцию пассивной безопасности легкового автомобиля, ставшую основой для всего, что и поныне делается в этой области во всем мире. В соответствии с этой концепцией задачу по поглощению кинетической энергии автомобиля выполняет... сам кузов, точнее – его часть.
Принцип прост. В передней и задней частях кузова организуются деформируемые зоны – силовая структура умышленно ослабляется в продольном направлении (рис. 3). Ослабляют лонжероны и поперечины, уменьшая их сечение или толщину стенок, предусматривая отверстия в слабонагруженных местах. Соответственно, при столкновении эти части подвергаются значительному разрушению, но при этом поглощается немалая часть энергии движения – замедление автомобиля становится уже не столь интенсивным, удар “смягчается”. Автомобильный кузов гибнет, спасая людей. Однако мы не должны забывать и о том, что при аварии в салоне автомобиля должно остаться достаточно свободного места для людей. Именно поэтому ослабление силовой структуры в деформируемых зонах сочетается с повышением жесткости центральной части, где деформации крайне нежелательны. Обратите внимание, насколько массивнее за последние годы стали передние стойки кузова, причем нередко – в ущерб обзорности! Большое внимание уделяется дверным проемам: здесь важно избежать заклинивания дверей. В стандартах и Правилах ЕЭК ООН №11 оговаривается, что конструкция замков должна обеспечивать два положения: полностью закрытое и не полностью закрытое. Детали автомобиля, ограничивающие жизненное пространство, должны быть без острых граней и углов, выступающие части (кнопки, выключатели, ручки) должны быть утоплены и покрыты мягкой обивкой. Детали, выступающие над панелью более чем на 9,5 мм, должны под действием горизонтального усилия 390 Н, направленного вперед, утапливаться (так, чтобы высота части детали, выступающей над панелью, была не более 9,5 мм), отсоединяться или обламываться. Послеаварийная безопасность – свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП после остановки и предотвращать возникновение новых аварий. Она обеспечивается: 1. средствами противопожарной безопасности. а) огнетушители, б) установка огнестойкой перегородки между топливным баком и пассажирским салоном, в)элементы системы питания должны быть защищены от коррозии и предохранены от соприкосновения с препятствиями на грунте г) топливопроводы должны располагаться в защищенных местах (но не в салоне автомобиля); д) Топливный бак следует изготовлять из огнестойкого материала; он не должен заряжаться статическим электричеством. е) Заливная горловина не должна располагаться в салоне, багажнике или моторном отсеке и выступать над поверхностью кузова; крышка горловины должна быть огнестойкой 3) Электропроводку следует размещать в специальных каналах или крепить к корпусу; она должна быть защищена от коррозии.
2. надежной конструкцией дверных замков, 3. эвакуационными люками (молотками), 4. аварийной сигнализацией и знаком аварийной остановки, 5. медицинской аптечкой. Экологическая безопасность – свойство автомобиля уменьшать вред, наносимый окружающей среде в повседневной эксплуатации. Основными загрязняющими веществами при эксплуатации автотранспорта являются: – выхлопные газы; – шум; – нефтепродукты при их испарении; – пыль; – продукты истирания шин, тормозных колодок и дисков сцепления, асфальтовых и бетонных покрытий. Она обеспечивается конструктивными мероприятиями 1. по снижению токсичности отработавших газов: 2. совершенствованием рабочих процессов двигателей (+ шум); 3. применением нейтрализаторов отработавших газов; 4. применением топлива, обеспечивающего низкую токсичность отработавших газов
|
м/с2 =25,5 g
