6.Вплив геометричних та вагових параметрів автомобіля на показники безпеки руху

Усі сили, що діють на автомобіль під час прямолінійного руху на підйомі, розділяються на три групи:

1. Сили опору руху:

а) Р_f– сила опору коченню;

б) Р_п– сила опору повітря;

в) Р_і– сила опору підйому;

г) Р_j– сила опору розгону.

2. Рушійні силиР_к– колова сила на ведучих колесах.

3. Нормальні до опорної поверхні сили:

а) нормальні реакції опорної поверхні;

б) складова ваги, нормальна до опорної поверхні.

Візьмемо допущення:

- дорожні умови під колесами однойменних мостів однакові;

- равнодіючі нормальних реакцій опорної поверхні прикладені в центрі контактного відбитка, а їх зсув ураховано моментами опору коченню коліс переднього і заднього мостів.

На підставі викладеного розрахункову схему автомобіля колісної формули 4х2 наведено на рис. 5.1.

Рис. 6.1. Розрахункова схема автомобіля

Точка О – центр мас автомобіля, у якій прикладено вагу автомобіля G_а;

h_g– відстань від центру мас до опорної поверхні;

h_п– відстань від центру парусності (точка прикладання рівнодіючої сил опору повітря) до опорної поверхні;

а,b –відстані відповідно від передньої та задньої вісей до центру мас автомобіля;

L– база автомобіля;

P_f1, P_f2– сили опору коченню коліс відповідно передньої та задньої вісей автомобіля;

R_z1; R_z2– рівнодіючі нормальних реакцій опорної поверхні відповідно передньої та задньої вісей;

M_f1, M_f2– моменти опору коченню коліс відповідно передньої та задньої вісей автомобіля;

Р_к– колова сила на ведучих колесах

7. Графо-аналітичний аналіз інформативності автомобіля

В системі ВАДС відбувається безперервний обмін інформацією: від автомобіля і дороги до водія надходить інформаційна, а від водія до автомобіля - командна. Після виконання керуючих дій водій по каналах зворотного зв'язку отримує інформацію про результати цих дій і відповідно до обстановкою, що змінилася виконує наступні, необхідні керуючі дії.

Надійність водія як оператора системи ВАДС залежить від його здатності сприймати і переробляти інформацію, що поступає. Прийом і передача інформації здійснюються через органи чуття: зір, слух, суглобово-м'язову, вестибулярне і тактильне почуття, нюх, а також вісцеральний аналізатор, від якого кора головного мозку отримує інформацію з боку внутрішніх органів. Однак в певних умовах він не встигає переробити необхідну йому інформацію, пропускає її або приймає рішення занадто пізно, в результаті чого виникає дорожньо-транспортна пригода. Такий же результат можливий, коли в полі зору водія відсутня достатня кількість інформації, необхідної за умовами склалася дорожньо-транспортної ситуації.

Інформативність - це властивість автомобіля забезпечувати учасників руху інформацією, необхідною для динамічного функціонування системи ВАДС. Інформативність є одним з експлуатаційних властивостей автомобіля, що визначають його безпеку.

Всі учасники дорожнього руху умовно можуть бути розбиті на дві групи: водії-оператори та інші (зовнішні) учасники руху (пішоходи, водії інших транспортних засобів, регулювальники). У процесі дорожнього руху водій виступає в двох якостях одночасно: водія-оператора і зовнішнього учасника руху, і повинен реагувати на інформацію, витікаючу як від керованого ним автомобіля - внутрішня інформативність, так і від інших транспортних засобів - зовнішня інформативність.

Інформативність автомобіля може бути візуальною (форма і розміри автомобіля, колір кузова, система автономного освітлення, світлосигнальне обладнання, елементи щитка приладів, параметри оглядовості), звуковий (звукові сигналізатори, несуча хвиля, шум двигуна, трансмісії і т.д.), тактильної ( реакція органів управління на дію водія).

Візуальна інформативність - це властивість транспортного засобу видавати візуальну інформацію про його місце розташування на дорозі, стані та режимі руху. Візуальна інформативність ділиться на зовнішню і внутрішню.

Зовнішня візуальна інформативність автомобіля

Зовнішньої візуальної інформативністю володіють кузов автомобіля, світлоповертачі, система автономного освітлення і система зовнішньої світлової сигналізації.

У темний час доби особливо добре видно поверхні, на які нанесені фарби з включенням кульової катадіоптричні оптики або металевих світлоповертаючих частинок. Значно збільшується дальність виявлення автомобіля в світлі фар (до 100 м) за наявності на кузові світлоповертаючих ділянок, створюваних шляхом нанесення спеціальних фарб.

До кольорографічне обробці зовнішньої поверхні автомобіля пред'являються дві вимоги: сигнальні, тобто виділення автомобіля з транспортного потоку; опознаваемость, тобто позначення за допомогою кольору і маркування призначення автомобіля (наприклад, автомобілі спецслужб).

Кольори високої чистоти з великими коефіцієнтами відображення (яскраві), а також багатокольорова гамма при короткочасному спостереженні діють збудливо на водія, що сприяє виділенню автомобіля в транспортному потоці. При тривалому спостереженні такі кольори надають різко стомлює дію. Таким чином, червоний і жовтий кольори і їх основні відтінки слід застосовувати для фарбування невеликих за розміром автомобілів. Вантажні автомобілі, автопоїзди і автобуси необхідно фарбувати в так звані холодні кольори (зелений, блакитний, синій і їх відтінки) або темні кольори. Це знижує напруга зору і зменшує стомлюваність водіїв зустрічних автомобілів. З цією ж метою слід фарбувати в темні кольори з малим коефіцієнтом відбиття частини автомобілів, що знаходяться постійно в полі зору водія (капот, задня частина кузова).

Рис 7.1. Ближнє та дальне

світло фар автомобіля

Світлоповертачі

У темний час доби рухомий склад автомобільного транспорту може знаходитися на проїжджій частині вулиць або доріг або в безпосередній близькості від них. Наявність перешкоди, яким є автомобіль, що стоїть на проїзній частині та не позначений засобами активної світлової сигналізації, становить значну небезпеку для всіх учасників руху в нічний час.

Найбільш ефективним і економічним засобом збільшення інформативності автомобілів на дорозі в темний час доби є оснащення їх спеціальними світлоповертаючими знаками, розміщеними по контуру або спереду, ззаду і збоку корпусу автомобіля, і складаються з оптично щільних прозорих катодіоптрів. Вони, згідно з ГОСТ 8769-75 та Правилами № 3 ЄЕК ООН, призначені для позначення габаритів автомобілів в темний час доби шляхом відображення світла, випромінюваного джерелом, що знаходяться поза цього транспортного засобу.

Для автомобіля обов'язкова наявність двох задніх червоних світловідбивних пристосувань нетрикутноїформи. У транспортних засобів довжиною вище 8 м, а також у причепів та напівпричепів на бічних поверхнях встановлюються додатково по два світловідбивачі оранжевого кольору. Причепи та напівпричепи, крім задніх та бокових світлоповертачі, повинні мати спереду два світлоповертачі білого кольору.

Система автономного освітлення автомобіля

При описі системи ВАДС слід розрізняти фізіологічну і геометричну видимість (дальність і кути видимості). При русі автомобіля, особливо в темний час доби, водієві необхідна видимість не тільки в межах кута гострого зору, але і в межах так званих інформативних зон.

Інформативними зонами видимості водія називаються зони, в межах яких йому необхідно отримувати вичерпну зорову інформацію про навколишнє обстановці (напрямку дороги; розташуванні основних геометричних елементів і елементів облаштування дороги, що регулюють дорожній рух; перешкодах у вигляді пішоходів та інших учасників руху; руйнування, вибоїнах і випадкових предметах на проїжджій частині). Перераховані джерела інформації зазвичай знаходяться на деякій відстані від осі зору водія, тому забезпечення фізіологічної та геометричної видимості необхідно не тільки по оптичної осі, але і в межах необхідних для водія кутів видимості.

Якщо розглядати з позиції безпеки європейську та американську системи ближнього світла, то можна зробити висновок на користь європейської.

До останнього часу при русі автомобіля в місті використовувався або ближнє світло, або габаритні вогні. І той і інший варіанти невдалі по ряду причин. Ближнє світло засліплює інших учасників руху, особливо правою частиною пучка, піднятої над горизонтом. Порівняно малий кут розсіювання в горизонтальній площині не дозволяє належним чином висвітлювати бічні вулиці, перехрестя, повороти і тротуари. Габаритні вогні, маючи малу силу світла (4-60 кд), не освітлюють дорогу перед автомобілем і не покращують умови видимості дороги та об'єктів водієві. Для інших учасників руху габаритні ліхтарі є точковими вогнями, орієнтуючись на які неможливо судити про відстань до автомобіля, швидкості його руху і маневрах.

Світлорозподілення ширококутньо-протитуманних фар є близьким до ідеального для руху неосвітленими вулицями міст. Він забезпечує водієві задовільну для подібних дорожньо-транспортних ситуацій дальність видимості і швидкість руху (8-14 м / с), не сліпить інших учасників руху, добре висвітлює повороти і перехрестя, служить надійним орієнтиром для пішоходів..

Удосконалення роботи системи автономного освітлення автомобіля йде сьогодні по ряду напрямків, деякі прилади вже сьогодні встановлюються на автомобілях масового виробництва - фари з галогенними лампами, компенсатори навантаження, інші поки встановлюються на найбільш комфортабельні автомобілі - пристрої, що полегшують роботу водія (автоматичні перемикачі світла, очисники та омивачі стекол фар), решта ще не вийшли зі стадії експериментів - поляризоване світло, світлові прилади з використанням рідких кристалів або волоконної оптики.

Система зовнішньої світлової сигналізації автомобіля

Передана за допомогою світлосигнальних приладів інформація повинна відповідати наступним вимогам: надійно сприйматися в будь-який час доби і при будь-яких метеорологічних умовах; бути зрозумілою для всіх учасників руху, включаючи і пішоходів; повністю виключати подвійне тлумачення; бути надійною.

Крім перерахованих вище обов'язкових сигналів, існують додаткові світлові сигнали і ліхтарі: сигнал, що означає збільшення габариту автомобіля при відкриванні дверей; світловий сигнал, який вказує на раптово виникло аварійний стан автомобіля (одночасне миготіння всіх чотирьох покажчиків попорота); стоянкові світлові сигнали; ліхтарі заднього ходу; ліхтарі, що позначають автопоїзд; протитуманні задні ліхтарі; бічні габаритні вогні на довгих автомобілях.

Для найкращого сприйняття кожен з сигналів повинен відрізнятися від інших принаймні двома ознаками з наступних трьох: розташуванням ліхтарів (на відстані не менше 10 см один від одного); кольором; яскравістю світиться поверхні (для близько розташованих ліхтарів співвідношення яркостей повинно бути не менше 5 : 1).

Крім перерахованих, можна назвати ще ряд ознак, що визначають досконалість ліхтарів: компактність, роздільність світлових камер (при використанні загального корпусу для сигнального пристрою); положення покажчиків повороту (як можна ближче до бічного габариту автомобіля); роздільне розташування камер габаритних вогнів і сигналу гальмування; відстань між габаритними вогнями (якомога більше); висота розташування сигналів гальмування і покажчиків поворотів (як можна вище).

Шляхи вдосконалення сигнальних ліхтарів. Триває вивчення доцільності введення на автомобілях систем гальмування зі змінною яскравістю (або мінливими квітами, змінною частотою миготіння), що характеризують вид та інтенсивність гальмування: рівномірний рух, гальмування двигуном, екстрене гальмування. Крім того, досліджується доцільність застосування сигнальних ліхтарів з автоматичним регулюванням сили світла в залежності від зовнішньої освітленості.

Внутрішня візуальна інформативність

До пристроїв внутрішньої візуальної інформативності відносяться панель приладів і пристрої, що поліпшують оглядовість автомобіля.

Рис.7.2. Панель приладів автомобіля

Панель приладів, як засіб відображення інформації, найбільшою мірою визначає внутрішню візуальну інформативність автомобіля. Панель приладів складається з різних інформаційних індикаторів, які повинні

забезпечувати водія інформацією про стан систем і агрегатів, про перебіг процесів у них, про швидкість руху автомобіля у формі, придатній для сприйняття. Дані пристрої відображення необхідно конструювати з урахуванням законів, керуючих сприйняттям, тобто повинно забезпечуватися швидке прочитання і безпомилкове (однозначне) розуміння водієм візуальної інформації, яка виноситься на панель приладів.

При організації потоку зорової інформації необхідно враховувати характеристики просторового бачення людини. Як відомо, повне поле зору людини охоплює у вертикальній площині простір у межах 70 ° нижче і 60 ° вище рівня очей, а по горизонталі 60 ° в ту і іншу сторону від вертикальної площини тіла. У межах цього простору людина може контролювати різні об'єкти тільки за рахунок переміщення очей. Саме в цьому полі зору бажано встановлювати індикаторні прилади. При проектуванні приладової панелі виходять з різних принципів, що визначають компонування приладів. Одним з них є принцип значущості, згідно з яким центральне місце на панелі повинні займати прилади та сигналізатори, що інформують про безпеку, В автомобілі до таких приладів можна віднести спідометр, який, має великі розміри і розташований в центральній частині панелі, а також сигналізатор "stop" , що спрацьовує при відмові систем, що забезпечують безпеку руху. Такий сигналізатор розташовується в центральній частині панелі і має збільшені розміри.

Наступний принцип, який дотримують при компонуванні панелі, принцип частоти користування, вимагає зосередження в центральній частині панелі приладів, найбільш часто використовуваних. Загальне число звернень водія до контрольно-вимірювальних приладів в звичайних умовах експлуатації може досягати 60-80 за одну зміну роботи.

Найбільш швидко і точно зчитуються показання шкали приладів типу "відкрите вікно" з з'являються на ній цифрами. Менш точно читаються свідчення кругових і напівкруговими шкал і ще гірше - горизонтальні та вертикальні шкали. При експозиції до 0,5 с точніше читаються свідчення приладів з рухомою шкалою і нерухомою стрілкою, так як при цьому відсутні пошукові рухи очей. Із збільшенням часу пред'явлення, навпаки, краще читаються свідчення з нерухомою шкалою і рухомий стрілкою. Точність відліку показань приладів із збільшенням їх діаметра зростає, а потім падає. Так, наприклад, прилади з діаметром 60 мм читаються краще, ніж прилади з діаметром 80 мм, показання світять приладів чіткіше сприймаються на чорному тлі. Спідометр і тахометр зазвичай мають більші розміри, ніж інші прилади, так як їх показання найбільш часто зчитуються.

Установка деяких приладів і світлових сигналізаторів на автомобілі обов'язкова за вимогами забезпечення безпеки руху. До таких приладів відносяться спідометри, манометр пневматичного приводу гальм, сигналізатори включення габаритних вогнів, перемикання фар з ближнього на дальнє світло, включення покажчиків поворотів, відкритих дверей для автобусів.

На зручність і швидкість показань автомобільних контрольно-вимірювальних приладів великий вплив робить їх підсвічування, так як при зниженні освітленості сприйняття показань приладів різко погіршується. Основна вимога, яка пред'являється до підсвічування приладів, це забезпечення такої ж видимості показань, як і в денних умовах спостереження. З іншого боку, яскравість освітлення шкал приладів не повинна підвищувати рівень яркостной адаптації і засліплювати водія. В якості кольору підсвічування приладів найбільш часто рекомендуються білий, зелений кольори, рідше червоний (у тих випадках, коли необхідно скоротити темпової адаптації зорового аналізатора).

До світлових сигналізаторів панелі приладів, як і до підсвічування приладів, пред'являються ті ж два суперечливих вимоги, що і до висвітлення приладів. Найбільш важливими чинниками, що визначають сприйняття світлових сигналів водієм, є: яскравість адаптації очей водія, яскравість сигналізатора, розміри його світлового отвору, колір, рівномірність світіння і розташування в полі зору.

Контрольні лампи, пов'язані з процесом водіння, встановлюються вгорі, а лампи, які контролюють стан двигуна, - внизу. У зв'язку зі зростаючою надійністю двигунів є тенденція до заміни приладів, що контролюють роботу двигуна, сигнальними лампочками, особливо на легкових автомобілях.