Побочным эффектом автомобилизации является тенденция к увеличению человеческих и материальных потерь вследствие аварий, связанных с транспортными средствами. Автомобиль представляет собой потенциальный источник повышенной опасности для людей, которая резко возростает с ростом мощностей двигателей и скорости движения, и отставанием транспортной инфраструктуры и законодательства от темппов роста автомобилизации. Одним из путей снижения последствий автомобилизации является ужесточение требований к конструктивной безопасности транспортных средств.
Безопасность транспортного средства подразумевает такие эксплуатационные и динамические качества, которые уменьшают вероятность ДТП, а в случае его возникновения — исключение травм водителя, пассажиров, других участников движения и снижение их последствий.
Конструктивная безопасность транспортного средства включает в себя активную, пассивную, послеаварийную и экологическую безопасность транспортного средства.
· Активная безопасность — свойства транспортного средств предотвращать ДТП и снижать вероятность его возникновения. Активная безопасность проявляется в период, соответствующий начальной фазе ДТП, когда водитель в состоянии изменить характер движения транспортного средства.
Активная безопасность определяет комплекс конструктивных мероприятий, таких как обеспечение хорошей управляемости и устойчивости автомобиля, эффективного и стабильного замедления его при резком торможении, наличие хороших динамических качеств, долговечности узлов и деталей, эргономических качеств рабочего места водителя и мест пассажиров (хорошая обзорность с места водителя, вентиляция, уровень вибрации и шума) и т.д.
Тягово-скоростные свойства. Для транспортных средств тяго-воскоскоростные свойства определяются параметрами двигателя и трансмиссии, массой и расположением центра тяжести, аэродинамическими качествами и характеризуются следующими показателями:
• максимальная скорость движения по прямому горизонтальному участку дороги с твердым покрытием в сухом состоянии;
• время достижения заданной скорости движения;
• скоростная характеристика разгона на каждой из передач;
• максимальный подъем, преодолеваемый при движении с постоянной скоростью на низкой передаче;
• длина пути движения по инерции до полной остановки. Тягово-скоростные свойства оказывают решающее влияние на такой сложный и опасный маневр, как обгон. Заложенные в конструкции автомобилей большие динамические возможности, с одной стороны, противоречат требованиям ПДД о допустимых максимальных скоростях 60 и 90 км/ч в населенных пунктах и вне их, с другой — обеспечивают эффективное маневрирование автомобиля с улучшенной динамикой и позволяют предотвратить случаи возникновения ДТП на дороге.
Совершенствования конструкции автомобиля с целью улучшения его тяговой динамики возможны путем уменьшения массы автомобиля за счет применения легких сплавов и пластмасс, повышения удельной мощности на 1 л рабочего объема двигателя, уменьшения габаритных размеров, повышения качества обработки деталей трансмиссии и подбором надлежащих сортов масел.
Для улучшения аэродинамических характеристик автомобилей выступающие части делают минимальных размеров, придают автомобилю более совершенную форму.
Тормозные свойства. Необходимая эффективность тормозных систем транспортных средств обеспечивается следующими требованиями:
• минимальная длина тормозного пути;
• наименьшее время срабатывания тормозной системы;
• одновременное начало торможения колес по мостам автомобиля;
• высокая эффективность торможения во всех условиях эксплуатации и при разных нагрузках (в пределах допустимой);
• сохранение устойчивости и управляемости транспортного средства при экстренном торможении;
• сохранение эффективности тормозной системы во влажном или нагретом состоянии;
• высокая надежность, эффективность действия тормозной системы должна быть постоянной в течение всего срока службы, а вероятность отказа — минимальной;
• необходимая интенсивность торможения при незначительных усилиях на педали тормоза.
Различают служебное и экстренное торможение.
Служебным называют торможение, заранее предусмотренное водителем с целью планируемой остановки или снижения скорости. В таких случаях торможение производится плавно, торможению содействуют сопротивление деформации пневматических колес, инерция вращающихся масс автомобиля, в том числе возможно использование сопротивления, создаваемого двигателем, выхлопными газами.
Экстренное торможение выполняется с целью остановки транспортного средства для предотвращения наезда на неожиданно появившееся препятствие. Экстренное торможение характеризуют остановочным и тормозным путем.
Остановочный путь — расстояние, которое проходит транспортное средство с момента обнаружения водителем опасности до момента полной остановки:
SО = SР + SСР + SН+ S Т,
где SР , SСР , SH — путь, проходимый транспортным средством соответственно за время реакции водителя, срабатывания тормозной системы, нарастания замедления; SТ — путь торможения.
Значения слагаемых SQ определяются по формулам
SР = tРvа; Scp = tcpva; SH = 0,5tHva; ST = v2a / (2gφ),
где tр — время реакции водителя (зависит от его возраста, квалификации, состояния здоровья и других факторов, изменяетсяв достаточно широких пределах от 0,2 до 2,5 с, в среднем для расчета может быть принято 0,6...0,8 с); va — скорость автомобиля, м/с; tср — время срабатывания тормозного привода (зависит главным образом от типа привода и его технического состояния, в среднем для гидравлического привода составляет 0,05... 0,15 с, для пневматического привода — 0,2...0,4 с); tn — время нарастания замедления (зависит от типа тормозного привода, состояния дорожного покрытия, массы автомобиля, в среднем для сухого твердого покрытия может быть принято 0,4...0,6 с); g — ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2; φ — коэффициент сцепления шин с дорогой (зависит от состояния шин и дорожного покрытия).
Тормозной путь — часть остановочного пути, расстояние, проходимое транспортным средством от начала до конца торможения:
SТОРМ = SСР + SН + SТ ;
Правила дорожного движения регламентируют тормозной путь и максимальное замедление автомобилей (для легковых автомобилей максимальное замедление равно 6,8 м/с2, тормозной путь равен 12,2 м при скорости 40 км/ч и 38 м — при скорости 80 км/ч).
Согласно международным и отечественным требованиям в конструкции автомобиля должны быть предусмотрены рабочая, запасная, стояночная и вспомогательная тормозные системы. Рабочая тормозная система является основной и предназначена для регулирования скорости автомобиля в любых условиях движения. Запасная тормозная система используется в случае отказа рабочей системы, а стояночная удерживает неподвижный автомобиль на месте. Вспомогательная тормозная система нужна для поддержания скорости движения автомобиля постоянной в течение длительного времени. Часто на автомобилях в качестве запасной тормозной системы используют один из контуров рабочих тормозов, а во вспомогательной — двигатель. Для безопасности автомобиля наибольшее значение имеет рабочая тормозная система.
Для обеспечения безопасности автомобиля тормозная система должна удовлетворять следующим требованиям:
• время срабатывания тормозной системы должно быть минимальным, а замедление автомобиля — максимальным при всех условиях эксплуатации;
• тормозные силы на колесах должны нарастать плавно;
• работа тормозной системы не должна вызывать потери устойчивости автомобиля;
• усилия, необходимые для приведения тормозной системы в действие и перемещения рабочих органов управления (педали, рычаги), не должны превышать физических возможностей водителя.
Для улучшения тормозных свойств и активной безопасности автомобиля применяют регуляторы, обеспечивающие более полное использование сцепления с дорогой каждым колесом. Это достигается перераспределением тормозных усилий на колесах за счет изменения усилий в тормозных механизмах в зависимости от скольжения колес.
Для уменьшения времени срабатывания и увеличения тормозного момента на автомобилях применяют усилители тормозов, автоматическую регулировку зазоров между тормозными накладками и диском (в дисковых тормозах) и между накладками и барабаном (в барабанных тормозах), а также антиблокировочные системы, позволяющие эффективность торможения за счет предотвращения полной блокировки колес при торможении. В большинстве легковых автомобилей в настоящее время применяют передние дисковые и задние барабанные тормоза в силу большей эффективности дисковых тормозов и увеличения опорных реакций на передних колесах при торможении.
Надежность шин является важным элементом активной безопасности. Основным требованием к использованию шин является остаточная высота рисунка протектора, которая должна быть не менее:
1,6 мм для легковых автомобилей;
1 мм для грузовых автомобилей;
2 мм для автобусов.
Для прицепов и полуприцепов нормы остаточной высоты рисунка протектора шин устанавливают аналогично нормам для шин тягачей.
Безопасность автомобиля достигается также информированностью водителя о состоянии тормозной системы автомобиля. На панели приборов в поле зрения водителя располагают сигнальные устройства, информирующие о состоянии тормозной системы. Примером может служить контрольная лампа уровня тормозной жидкости. На контрольную лампу могут быть выведены также сигналы от индикаторов износа тормозных накладок. Сигнальное устройство (световое и (или) звуковое) информирует водителя о неисправности тормозов и способствует предотвращению ДТП.
Устойчивость. Способность сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающим скольжение или опрокидывание, называется устойчивостью транспортного средства.
Критерием оценки продольной устойчивости служит максимальный уклон подъема, преодолеваемый с постоянной скоростью без пробуксовывания ведущих колес.
Критический угол подъема зависит от вида транспортного средства и значения коэффициента сцепления φ, например для автопоездов при φ = 0,3 критический угол подъема не превышает 4...6°.
Критериями поперечной устойчивости являются максимально возможные скорости движения по окружности и углы поперечного уклона дороги (косогора). Поперечная.устойчивость оценивается:
критической скоростью движения на кривой в плане, соответствующей началу заноса или скольжения транспортного средства;
критической скоростью движения на кривой в плане, соответствующей началу опрокидывания;
критическим углом косогора, при котором возникает поперечное скольжение транспортного средства;
критическим углом косогора, соответствующим началу опрокидывания транспортного средства.
Критическое значение угла косогора по условиям опрокидывания транспортного средства составляет для легковых автомобилей 40...50°, для грузовых — 30...40°, для автобусов — 25...30°.
Критические (максимальные) скорости движения по условию опрокидывания (vОПР) и заноса (vЗАН) определяют по формулам
где kД — коэффициент, учитывающий поперечный крен кузова вследствие деформации подвески, kД = 0,85...0,95; g — ускорение свободного падения; b — ширина колеи автомобиля, м; RП — радиус поворота, м; hЦ — высота центра масс автомобиля, м; φ — коэффициент сцепления шин с дорогой.
Потеря устойчивости автомобилем может быть вызвана неправильными режимами управления (торможение, разгон, резкий поворот рулевого колеса), а также неправильным выбором скорости движения (без учета состояния дорожного покрытия и влияния окружающей среды).
Конструктивно улучшить устойчивость автомобиля можно путем оптимального выбора геометрии подвески колес, применением широкопрофильных шин, равномерным распределением массы автомобиля по осям.
Управляемость. Способность изменять направление движения в соответствии с воздействием водителя на рулевое управление при наименьших затратах механической и физической энергии называется управляемостью транспортного средства. Управляемость транспортного средства подразумевает выполнение следующих требований:
• качение управляемых колес при криволинейном движении должно происходить без бокового скольжения;
• углы поворотов управляемых колес должны иметь необходимое соотношение;
• должна быть обеспечена стабилизация управляемых колес;
• должны быть исключены произвольные колебания управляемых колес;
• углы увода передней и задней осей должны иметь определенное соотношение.
Один из наиболее важных компонентов управляемости — чувствительность автомобиля к повороту руля, которая характеризует степень изменения траектории движения автомобиля
при определенном повороте руля и зависит от передаточного отношения рулевого управления, кинематики и жесткости подвески, колес, параметров шин.
На управляемость автомобиля прежде всего влияет техническое состояние ходовой части и органов управления.
С точки зрения компоновочной схемы предпочтительными являются переднеприводные автомобили, однако на скользкой дороге большая устойчивость характерна для заднеприводных автомобилей.
Информативность. Важную роль в обеспечении активной безопасности играет информативность транспортного средства как свойство транспортного средства, позволяющее обеспечивать участников дорожного движения необходимой информацией. Различают внешнюю и внутреннюю информативность.
Внешняя информативность — обеспечение водителя внешнем информацией (пространственное положение и состояние дороги в поле зрения водителя, транспортные ситуации в потоке), обеспечение информацией других участников дорожного движения об изменениях траектории и скорости движения транспортного средства, его габаритах и т.д. Внешняя информативность определяется системой освещения, световой и звуковой сигнальными системами (активная информативность), обзорностью (условия видимости из кабины), формой, размерами и окраской кузова, наличием катафотирующих (светоотражающих) устройств (пассивная информативность).
Внутренняя информативность — обеспечение водителя информацией о состоянии транспортного средства.
Обязательным элементом автономной системы освещения транспортных средств являются головные фары, обеспечивающие дальнее и ближнее освещение. Минимальный комплект приборов световой сигнализации современных транспортных средств включает в себя:
сигнал торможения;
габаритные огни (передние и задние);
указатели поворотов (передние и задние);
фонарь освещения номерного знака;
знак автопоезда.
Дополнительно на транспортном средстве могут устанавливаться широкоугольные противотуманные фары, фары-прожекторы, фары заднего хода.
Основные параметры приборов внешней световой сигнализации (цвет, размеры, сила света, режим работы), их число и расположение, углы видимости регламентируются стандартами, в которых определены требования к обеспечению надежного восприятия передаваемой информации, исключению ослепления и дискомфортности зрительного восприятия.
Существуют исследования влияния на БДД окраски автомобиля, которая должна обеспечивать световой и цветовой контраст с дорожным покрытием. Цвета с большим коэффициентом отражения (яркие), а также многоцветовая гамма при кратковременном наблюдении возбуждающе действуют на водителя, что способствует выделению автомобиля в транспортном потоке. При длительном наблюдении такие цвета оказывают резко утомляющее действие. Тем не менее встречающийся в литературе вывод о том, что красный и желтый цвета и их оттенки следует применять для окраски небольших по размеру автомобилей является спорным. Так школьные автобусы во многих странах окрашиваются в жёлтый цвет, что стимулирует повышенную внимательность других участников движения. В Казани весь общественный транспорт окрашен в оранжевый цвет, а в Норильске муниципальные автобусы жёлтого цвета, позволяющего легче обнаружить автобус в условиях недостаточной видимости.
Большое значение для БДД имеет обзорность с места водителя. Обзорность определяется размерами окон, расположением водителя (т.е. высотой положения глаз водителя относительно поверхности дороги), расположением стоек кабины, формой и высотой капота, расположением и размерами стеклоочистителей, устройств обдува и обогрева ветрового стекла, числом и размерами зеркал заднего вида. Для районов с температурами ниже -20°С актуальна проблема парового шлейфа отработавших газов, образуеющегося при движении автомобиля. Поэтому в ряде районов Сибири и Дальнего востока руководители предприятий на уровне составления технического задания на производство автомобилей для организации включают требование вывода выхлопной трубы за верхний габарит автомобиля.
Рабочее место водителя. Рациональная организация рабочего места водителя имеет большое значение для БДД, повышения производительности труда, сохранения здоровья водителя.
Обитаемость — характеристики среды, определяющие уровень комфорта (микроклимат, загазованность, эргономические свойства, шум и вибрации, плавность хода) и эстетические качества рабочего места водителя.
Микроклимат определяется температурой, влажностью и скоростью воздуха. Приемлемыми значениями температуры являются 17...24°С, а оптимальными — 20...22°С. Температурное воздействие на организм (прежде всего интенсивность теплообмена) существенно зависит от влажности и скорости воздуха. Допустимая относительная влажность воздуха составляет 30...70 %. При повышении влажности в сочетании с температурой выше 25°С происходит перегрев организма, при температуре ниже 17°С наблюдается быстрая усталость мышц, скованность и неточность движений.
Рекомендуемая скорость воздуха в салоне автомобиля примерно 1 м/с. Считается, что вентиляция кабины грузового автомобиля должна обеспечивать при закрытых окнах не менее чем двадцатикратный воздухообмен. При этом подача свежего воздуха в кабину или салон в зимний период должна составлять 0,5...0,8 м3/мин, а летом 1...2,4 м3/мин.
Важным фактором, влияющим на БДД, является чистота воздуха в кабине (салоне) автомобиля. Количество пылеватых частиц ограничивается 150 млн. на кубометр воздуха. К вредным веществам, содержание которых регламентируется нормативами относятся:
· оксид углерода (угарный газ), снижающий внимание, остроту зрения, вызывающий сонливость, а в концентрации более 0,02% способен вызвать отравление;
· диоксид углерода в концентрации более 1% снижает эффективность работы, а в концентрации более 3% затрудняет дыхание;
· Оксид и диоксид азота в концентрации более 0,01% при длительном (более часа) вдыхании способен вызвать заболевания сердца, кровеносных сосудов;
· акролеин - газ, содержащийся в отработавших газах дизельных двигателей. Токсичен, вызывает раздражение слизистых оболочек;
Шум оказывает вредное воздействие на органы слуха, кору головного мозга. Снижается внимание, увеличивается время реакции, затрудняется восприятие сигналов других транспортных средств, слуховой контроль работы агрегатов своего автомобиля. Уровень шума до 75 дБ считается нормальными условиями, уровень 80... 85 дБ является уже вредным. Болевые ощущения возникают при уровне шума 130 дБ и выше. Действие шума определяется не только его интенсивностью, но и частотой. Среднечастотные шумы (350...800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц) более вредны, чем низкочастотные (200...300 Гц). Длительное воздействие громких высокочастотных шумов вызывает головные боли. Нормы предельного уровня шума в кабине составляют от 75 до 85 дБ в зависимости от типа транспортного средства.
Источниками вибраций и колебаний являются работающие двигатель и агрегаты транспортного средства, неровности дороги. Вибрации и колебания характеризуются частотой и амплитудой, скоростью и ускорением колебательного движения. Чем больше частота вибраций, тем меньше может быть допустимая амплитуда колебаний. Собственные частоты колебаний частей человеческого тела составляют 4...5 Гц для области таза, 4...8 Гц для области брюшной полости, до 30 Гц для области головы. Собственная частота колебаний всего тела составляет примерно 5 Гц. Если при движении автомобиль испытывает колебания, кратные частоте колебаний тела человека или его частей, возможны резонансные колебания, что резко повышает утомляемость водителя, так как вызывает общее напряжение тела и увеличивает расход энергии.
Эргономические свойства — показатели, характеризующие соответствие размера, формы сидений и органов управления транспортным средством антропометрическим параметрам.
Управление автомобилем требует высококоординированных действий и движений, быстроты и точности двигательных реакций. Длительное пребывание в условиях ограниченной подвижности, однообразие рабочей позы и движений вызывают нарушение координации. Требуется обеспечение условий, соответствующих физиологическим возможностям человека.
Компоновка кресла водителя должна способствовать удобной посадке водителя (прежде всего правильное положение позвоночника), обеспечивающей наименьшие физические затраты и состояние постоянной готовности в течение длительного времени. Это достигается определенным соотношением размеров элементов сиденья, возможностью регулировки в вертикальной и горизонтальной плоскостях, изменением наклона спинки сиденья, амортизирующими устройствами и материалами сиденья.
При разработке конструктивных решений органов управления автомобилем (расположение, форма, размеры и т.д.) учитывают их функциональное назначение, значимость, частоту пользования, очередность пользования. Кроме того, конструкции органов управления должны обеспечивать:
экономию движений (число движений и траектории должны быть минимальны);
простоту и законченность движений (последнее предполагает, что окончание предыдущего движения должно быть удобным для начала следующего);
размещение в оптимальной зоне досягаемости рук и ног водителя;
равномерное распределение нагрузки на руки и ноги.
· Пассивная безопасность транспортных средств
Под пассивной безопасностью подразумевают комплекс эксплуатационных свойств транспортного средства, обеспечивающих снижение тяжести последствий ДТП. Пассивная безопасность вступает в действие, если водителю не удалось избежать аварии, и обеспечивает уменьшение инерционных нагрузок на водителя и пассажиров, ограничение перемещения их в кабине, защиту от травм, увечий при ударе, устранение возможности выбрасывания из кабины или салона транспортного средства в момент столкновения. Различают внутреннюю и внешнюю пассивную безопасность.
Под внутренней пассивной безопасностью понимаются свойства транспортного средства, снижающие тяжесть последствий ДТП для водителя и пассажиров, находящихся в транспортном средстве.
Внешняя пассивная безопасность — свойства транспортного средства, позволяющие снизить тяжесть последствий для других участников ДТП (пешеходов, водителей и пассажиров других транспортных средств).
К комплексу пассивной безопасности относятся:
- свойства:
демпфирующие свойства передней и задней части автомобиля, бамперов;
надежность закрывания замков дверей;
- конструктивные особенности:
безосколочное ветровое стекло; энергопоглощающая рулевая колонка; системы ограничения перемещения человека в салоне — ремни безопасности, подголовники, пневматические подушки;
отсутствие острых и жестких выступающих внутренних панелей салона и ручек органов управления;
средства защиты пешеходов выступающими снаружи деталями кузова автомобиля. Эффективным средством обеспечения безопасности водителя и пассажиров автомобиля являются ремни безопасности. При столкновении автомобиля на скорости 50 км/ч человек, не пристегнутый ремнями, ударяется с силой, в 30 — 60 раз превышающей его собственный вес.
По статистике, риск серьезных ранений для пассажиров, пристегнутых ремнями безопасности на заднем сиденье, снижается в 2,86 раза. Кроме того, непристегнутый пассажир, находящийся на заднем сиденье, подвергает риску не только себя, но и тех, кто сидит спереди.
При резких фронтальных ударах пассажиры автомобиля полу чают ускорение до (40 — 50)g. Если имеется надежное амортизиру ющее средство, подобные ускорения могут быть перенесены без значительных травм. Для защиты водителя и пассажиров при фронтальных ударах применяют системы пневматических подушек, автоматически срабатывающих за короткий промежуток времени от момента удара автомобиля о препятствие до момента удара тела человека о рулевое колесо или элементы интерьера (0,03...0,04 с). При срабатывании пневматических подушек рассеивается до 90 % кинетической энергии удара.
По результатам исследований, проведенных в США, пневматические подушки снижают риск смертельного исхода для водителей: на 31 % при прямом лобовом столкновении; 19 % при всех лобовых столкновениях; 11 % при любом другом столкновении.
При испытаниях на лобовое столкновение легковых автомобилей, оборудованных пневматическими подушками, принимая в расчет их массу, были получены следующие результаты снижения риска гибели водителя:
• легкие автомобили (вес до 1 260 кг) — на 31 %;
• средние автомобили (вес 1 260... 1 420 кг) — на 25 %;
• тяжелые автомобили (вес более 1 420 кг) — на 39%. Надежность защиты водителя и пассажиров от получения травм различной степени тяжести и гибели увеличивается при комбинировании разных систем ограничения перемещения человека в салоне.
Так, в случае использования пневматических подушек снижение риска получения травм, угрожающих жизни человека, достигает 40%, травм средней тяжести — 10%, а при совместном использовании пневматических подушек и ремней безопасности соответственно 64 и 66 %.
В случае бокового столкновения водитель и пассажиры получают серьезные ранения от удара о дверь. Для того чтобы снизить тяжесть таких ранений, для дверей используют специальные заполнители и современные композитные материалы, хорошо поглощающие энергию удара. Некоторые производители оборудуют свои автомобили системами защиты от удара о боковые элементы автомобиля, а именно боковые пневматические подушки (от удара о двери) и пневматические шторы (от удара о наддверную часть потолка). Такие системы постепенно становятся обязательным атрибутом новых автомобилей, их задача — поглощение энергии удара головы и грудной клетки человека о потолок, дверь и внешние объекты (например, дерево, столб или другое транспортное средство). Боковые пневматические подушки могут устанавливаться в двери, сиденье или балке автомобильной рамы.
Важный элемент внутреннего обустройства автомобиля — сиденья. Использование сидений специальной конструкции можетсущественно повысить безопасность водителя и пассажиров, чтодостигается применением амортизаторов, усилением креплений сидений, фиксацией спинок передних сидений защелками, ограничением перемещения головы в момент удара при помощи подголовников. В последние годы серьезное внимание стали уделять надежному креплению подушки заднего сиденья и его спинки. При фиксации спинок сидений с помощью защелки пассажиры на заднем сиденье не ударяются о детали интерьера передней части салона.
Большое внимание должно уделяться пассивной безопасности детей. Детей массой до 9 кг обязательно следует перевозить в детском кресле с обратной посадкой, установленном на заднем сиденье и пристегнутом ремнями безопасности. Заднее сиденье всегда безопаснее переднего, даже оборудованного пневматической подушкой.
Детей массой более 9 кг следует перевозить в детском кресле с посадкой лицом вперед, а затем в детском удерживающем устройстве. В любом случае дети в возрасте до 12 лет должны находиться только на заднем сиденье и быть пристегнутыми ремнями безопасности. По результатам исследований, для ребенка, сидящего на заднем сиденье, риск гибели при лобовом столкновении на 36 % ниже, чем для ребенка на переднем сиденье.
Многие производители автомобилей начали оборудовать свои модели сиденьями нового стандарта, которые облегчают установку детского кресла и повышают безопасность ребенка.
Большое внимание уделяется исследованию влияния рулевой колонки на безопасность водителя при ДТП. При хорошо сконструированной и правильно расположенной рулевой колонке опасность травмирования водителя уменьшается на 30...40%. Имеются разные конструкции безопасного рулевого колеса, например снабженные предохранительной мягкой накладкой, рулевое колесо с гибким ободом.
Снижение тяжести последствий ДТП для других участников дорожного движения является неотъемлемой характеристикой современного автомобиля.
Испытания автомобилей показывают:
конструкция автомобиля определяет тяжесть ранения пешехода и степень повреждения другого автомобиля в случае ДТП. Например, изменение конструкции капота таким образом, чтобы между крышкой капота и верхними элементами двигателя находилось не менее 50...80 мм пустого пространства, уже позволяет значительно снизить тяжесть травм пешехода в случае ДТП;
алюминиевый капот лучше поглощает энергию удара, поэтому снижает тяжесть последствий ДТП для пешехода;
при наезде на пешеходов до 55 % всех травм пешеходов вызвано ударом о бампер. Тяжесть травм коленей пешеходов возрастает, если бампер автомобиля расположен на высоте 0,5...0,53 м от поверхности дороги. Если бампер расположен на уровне половины тела человека, пешеход получает еще более тяжелые травмы тазовых костей. Таким образом, чем ниже расположен бампер, тем меньше вероятность травм коленей и тазовых костей, а чем меньше жесткость бампера, тем меньше тяжесть этих травм.
· Послеаварийная безопасность транспортных средств
Послеаварийная безопасность — это свойства транспортного средства снижать тяжесть последствий ДТП.
К элементам послеаварийной безопасности относятся конструктивные свойства автомобиля, предотвращающие возникновение опасных явлений (пожар, заклинивание дверей) в результате ДТП. К элементам послеаварийной безопасности можно также отнести средства аварийной сигнализации и связи, средства оказания пострадавшим медицинской помощи.
Для снижения вероятности возникновения пожара в результате ДТП регламентируют утечку топлива из топливного бака, наливной горловины и топливопроводов при фронтальном ударе и при наезде сзади; применение огнестойкой перегородки между топливным баком и салоном автомобиля; требования к самому баку по статическому электричеству; требования к электропроводке и ее защите; свойства материалов внутренней отделки кузова по горючести (по скорости сгорания) для предотвращения быстрого распространения пламени и образования в салоне автомобиля ядовитых газов (продуктов сгорания).
Наибольшую опасность для водителя и пассажиров представляет возгорание автомобиля. Хотя, по данным статистики, вероятность возгорания при ДТП составляет 0,3... 1,2 %, оно приводит к тяжелейшим последствиям. Требования к пожарной безопасности автомобилей определены нормативными документами, в которых предусмотрены:
раздельное размещение топливного бака и двигателя, при этом установка бака сзади предпочтительнее, так как лобовые столкновения и наезды на препятствия отличаются особой тяжестью последствий;
автоматическое отключение бортовых источников энергии;
обеспечение пожаробезопасности топливных баков, наливных горловин, топливопроводов;
система блокировки в момент ДТП дверных замков, конструкция замков удерживающих устройств (ремней безопасности), позволяющая легко освободиться от них, чтобы быстро покинуть автомобиль;
наличие устройств аварийной эвакуации (люки в крыше, инструменты в салоне для разбивания стекол и т.д.); обеспечение бортовыми средствами пожаротушения.
Рассмотренные виды безопасности связаны между собой и влияют друг на друга. Например, замки автомобильных дверей должны выдерживать большие перегрузки не открываясь, чтобы предотвратить выпадение пассажиров при ДТП (пассивная безопасность). Вместе с тем они не должны заклиниваться и препятствовать эвакуации пострадавших из автомобиля (послеаварийная безопасность).
Взаимосвязь разных видов безопасности и противоречивость требований, предъявляемых к конструкции автомобиля, обязывают конструкторов и технологов принимать компромиссные решения.
· Экологическая безопасность транспортных средств
Экологическая безопасность — это свойство транспортного средства снижать степень отрицательного влияния на окружающую среду в процессе всего срока эксплуатации.
Основные негативные последствия, связанные с эксплуатацией автомобиля, — это потери полезной площади земли, загрязнение атмосферного воздуха, истощение природных ресурсов, уничтожение флоры и фауны, шум, вибрации, электромагнитные излучения.
В настоящее время особую актуальность имеет загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, содержащимися в отработавших газах, к которым относятся прежде всего оксид углерода (СО), углеводороды (СхНy), оксиды азота (NOх), твердые частицы (сажа).
Вступая в реакцию с окружающим воздухом, загрязняющие вещества образуют фотохимический смог, вызывающий резь в глазах, аллергические, сердечно-сосудистые, нервные заболевания людей.
Отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду заключается не только в выделении токсичных веществ, но и в сжигании кислорода (примерно 3,3 т кислорода на 1 т нефтепродуктов).
Методы, применяемые для снижения токсичности отработавших газов, можно разделить на четыре группы:
• группа I — изменение конструкции, рабочего процесса, специального регулирования двигателей внутреннего сгорания и их систем;
• группа II — применение другого вида топлива или изменение физико-химических свойств топлива;
• группа III — очистка выбросов от токсичных компонентов с помощью дополнительных устройств;
• группа IV — замена традиционных двигателей новыми малотоксичными силовыми установками.