Наряду с бесспорными достоинствами автомобилизации появляется тенденция к увеличению человеческих и материальных потерь вследствие аварий, связанных с транспортными средствами.
Автомобиль представляет собой потенциальный источник повышенной опасности для людей, которая резко возросла в последние годы в результате роста мощностей двигателей и скорости движения. В связи с этим возрастают требования к конструктивной безопасности транспортных средств.
Безопасность транспортного средства включает в себя комплекс конструктивных и эксплуатационных свойств, снижающих вероятность возникновения ДТП, тяжесть их последствий, отрицательное влияние на окружающую среду. Различают активную, пассивную и послеаварийную безопасность транспортного средства (рис. 5).
Рисунок 5. Структура безопасности транспортных средств
Активная безопасность автомобиля
Активная безопасность – свойства транспортного средства предотвращать ДТП и снижать вероятность его возникновения, проявляется в период начальной фазы ДТП, когда водитель в состоянии изменить характер движения транспортного средства.
Анализ свойств активной безопасности позволяет с определенной степенью условности объединить их в следующие основные группы (рис. 6):
- свойства, в значительной степени, зависящие от действий водителя по управлению транспортным средством (тягово-скоростные, тормозные, устойчивость, управляемость, информативность);
- свойства, не зависящие или зависящие в незначительной степени от действий водителя по управлению транспортным средством (надежность элементов конструкции, весовые и габаритные параметры);
- свойства, определяющие возможность эффективной деятельности водителя по управлению транспортным средством (обитаемость и соответствие оборудования рабочего места водителя требованиям эргономики).
Рисунок 6. Структурная схема активной безопасности автомобиля
Активная безопасность автомобиля определяется также отсутствием внезапных отказов в конструктивных системах автомобиля, особенно связанных с возможностью осуществления маневра и, как следствие, способностью водителя уверенно управлять системой автомобиль-дорога.
Тягово-скоростные свойства называют совокупность свойств, обеспечивающих необходимые диапазоны изменения скоростей движения и интенсивности разгона транспортного средства в различных дорожных условиях. Эти свойства наиболее значимы в условиях интенсивных смешанных транспортных потоков. Наличие в потоке автомобилей, обладающих различными тягово-скоростными свойствами, заставляет участников движения выполнять большое число маневров, связанных с перестроением, совершением обгонов, интенсивным разгоном после остановки. Выполнение этих маневров в условиях интенсивного движения зачастую осуществляется при остром дефиците времени, сопровождающем развитие дорожно-транспортной ситуации. В этом случае имеющийся резерв по наращиванию интенсивности разгона может позволить выйти из критической ситуации.
Тягово-скоростные свойства автотранспортных средств оцениваются следующими показателями:
- максимальной скоростью движения по горизонтальному прямолинейному участку дороги с усовершенствованным покрытием;
- временем достижения заданной скорости – разгон;
- значением пути движения по инерции до остановки – выбег;
- скоростной характеристикой разгона на различных передачах;
- максимальным подъемом, преодолеваемым транспортным средством
при движении с постоянной скоростью на низшей передаче.
Тягово-скоростные свойства транспортного средства определяются характеристиками двигателя и трансмиссии, массой (значением и расположением центра массы), аэродинамическими характеристиками, размерами колес, сопротивлением качению.
Тормозные свойства. Во время движения транспортного средства водитель постоянно изменяет его скорость, приводя ее в соответствие с окружающей дорожной обстановкой (вплоть до полной остановки). Остановить автомобиль на коротком расстоянии возможно лишь при наличии на автомобиле специальной системы, создающей большое дополнительное сопротивление движению и быстро снижающей скорость. Сопротивление, создаваемое тормозными механизмами, дает возможность также удерживать на месте стоящий автомобиль, а при движении на спуске предохранять его от нежелательного разгона.
Современные автомобили снабжаются четырьмя тормозными системами: рабочей, запасной, стояночной и вспомогательной.
Рабочая тормозная система является основной. Она предназначена для регулирования скорости автомобиля в любых условиях движения.
Запасная система используется в случае отказа рабочей системы, а стояночная удерживает неподвижный автомобиль на месте.
Вспомогательная тормозная система нужна для поддержания скорости автомобиля постоянной в течение длительного времени.
На легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности в качестве запасной тормозной системы часто используют стояночную, а во вспомогательной системе – двигатель. На грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости применяют четыре раздельные тормозные системы.
Для обеспечения безопасности автомобиля тормозная система должна удовлетворять следующим требованиям:
1. Время срабатывания системы должно быть минимальным, а замедление автомобиля – максимальным во всех условиях эксплуатации.
2. Тормозные силы на колесах должны нарастать плавно, в системе не должно быть заеданий и заклиниваний.
3. Работа тормозной системы не должна вызывать потери устойчивости и управляемости автомобиля, даже при экстренном торможении.
4. Стабильность тормозных свойств должна сохраняться при неоднократном торможении, а эффективность действия системы должна быть постоянной в течение всего срока службы автомобиля (должна также сохраняться эффективность нагретых тормозов и, находящихся во влажном состоянии).
5. Надежность всех элементов системы должна быть обеспечена на протяжении гарантированного ресурса, а также должна быть предусмотрена сигнализация, оповещающая водителя о неисправности тормозной системы.
6. Тормозной привод должен обеспечивать силовое следящее действие, то есть пропорциональность между усилием на педали и замедлением автомобиля.
7. Усилия, необходимые для приведения системы в действие и перемещения рабочих органов управления (педали, рычаги), не должны превышать нормированных величин, обусловленных физическими возможностями водителя.
Полностью удовлетворить все эти требования довольно трудно, хотя работа над совершенствованием конструкций тормозных механизмов и тормозного привода ведется постоянно [2].
Характеристиками тормозных свойств транспортного средства являются: замедление, время и путь торможения в определенном интервале скоростей, а также суммарная тормозная сила.
В зависимости от интенсивности снижения скорости различают экстренное и служебное торможение.
Служебным называют торможение, выполняемое для остановки или снижения скорости транспортного средства в заранее назначенном водителем месте.
Экстренным называют торможение, выполняемое с целью остановки транспортного средства для предотвращения наезда на неожиданно появившееся препятствие. Это торможение характеризуется остановочным путем и остановочным временем.
Под остановочным путем понимают расстояние, которое пройдет транспортное средство от момента обнаружения водителем опасности до момента полной остановки транспортного средства.
Силы, действующие на автомобиль. При движении автомобиль преодолевает силы сопротивления качению, воздуха подъему, инерции. Проявление сил, действующих на автомобиль при движении (рис. 7), может привести к ДТП [3].
Рисунок 7 – Силы, действующие на автомобиль при движении
Независимо от того, движется автомобиль, или он неподвижен, на него действует сила тяжести (вес), направленная отвесно вниз. Сила тяжести прижимает колеса автомобиля к дороге. Равная ей и направленная вверх действует сила реакции дороги.
Равнодействующая этих сил размещена в центре тяжести. Распределение веса автомобиля по осям зависит от расположения центра тяжести. На груженых легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется поровну. Большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля имеет расположение центра тяжести. Чем выше центр тяжести, тем менее устойчивым будет автомобиль.
Если автомобиль находится на горизонтальной поверхности, то сила тяжести направлена отвесно вниз. На наклонной поверхности она раскладывается на две силы, одна из которых прижимает колеса к поверхности дороги, а другая стремится опрокинуть автомобиль.
Во время движения, кроме силы тяжести, на автомобиль действует и ряд других сил, на преодоление которых затрачивается мощность двигателя.
Сила инерции движения – величина, которая состоит из силы, необходимой для ускорения движения, и силы, необходимой для углового ускорения вращающихся частей автомобиля. Движение автомобиля возможно только при условии, что его колеса будут иметь достаточное сцепление с поверхностью дороги. Если сила сцепления будет недостаточной (меньше величины силы тяги ведущих колес), то колеса пробуксовывают.
Сила сцепления с дорогой зависит от веса, приходящегося на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора. Коэффициент сцепления зависит от вида покрытия дороги и от его состояния: наличие влаги, грязи, снега, льда. На дорогах с асфальтобетонным покрытием коэффициент сцепления резко уменьшается, если на поверхности имеется влажная грязь, пыль. В жаркую погоду на асфальте появляется маслянистая пленка из выступающего битума, которая снижает коэффициент сцепления.
Сила сопротивления качению – сила, затрачиваемая на деформирование шины и дороги; трение шины о дорогу; трение в подшипниках ведущих колес.
Сила сопротивления воздуха – величина этой силы зависит от формы или обтекаемости автомобиля, относительной скорости движения и плотности воздуха.
Значение коэффициента лобового сопротивления и лобовая площадь определяется заводом-изготовителем. Изменение этих параметров может произойти из-за установки на кузове-кабине автомобиля разных вспомогательных устройств: дополнительное зеркало заднего вида, багажник на крыше автомобиля. В большинстве случаев это отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах автомобиля.
Сила сопротивления подъему – зависит от веса автомобиля и угла подъема. Опрокидывающая сила – действует на автомобиль при торможении и разгоне.
Управляемость транспортного средства – это его свойство сохранять или изменять направление движения, заданное водителем [4]. Необходимые качества управляемости могут быть достигнуты при выполнении следующих требований:
- качение управляемых колес при криволинейном движении должно происходить без бокового скольжения;
- углы поворота управляемых колес должны иметь определенные соотношения;
- должна быть обеспечена стабилизация управляемых колес;
- произвольные колебания управляемых колес должны быть исключены;
- в рулевом управлении должна быть обратная связь, обеспечивающая водителя информацией о значении и направлении сил, действующих на управляемые колеса.
Исходя из этих требований, критериями оценки управляемости ТС являются:
- критическая скорость, рассчитанная по условию управляемости;
- соотношение углов поворота управляемых колес;
- стабилизация управляемых колес;
- отсутствие автоколебаний управляемых колес.
Критическая скорость по условию управляемости – это максимальная скорость криволинейного движения автомобиля без бокового скольжения управляемых колес.
При достижении критической скорости движения управляемые колеса проскальзывают в поперечном направлении, и дальнейшее увеличение угла поворота колес не меняет направления движения.
Для движения управляемых колес по криволинейной траектории без скольжения необходимо, чтобы внутреннее по отношению к центру поворота колесо было повернуто на больший угол по сравнению с внешним колесом. Необходимое соотношение углов поворота управляемых колес достигается благодаря специальной конструкции рулевого привода, называемой рулевой трапецией.
Стабилизация управляемых колес – это их свойство сохранять и восстанавливать нейтральное положение, соответствующее прямолинейному движению, после прекращения действия внешних сил. Это свойство проявляется в результате действия стабилизирующих моментов, которые возникают благодаря боковым силам в области контакта шины с опорной поверхностью.
Автоколебание управляемых колес возникает в результате движения по неровному покрытию в случае неуравновешенности управляемых колес и кинематической несогласованности подвески и рулевого управления.
Устойчивость транспортного средства рассматривается как его свойство противостоять заносу (скольжению) и опрокидыванию [5].
Различают продольную и поперечную устойчивости.
Продольная устойчивость транспортного средства заключается в сохранении ориентации вертикальной оси продольной плоскости в заданных пределах, т.е. без опрокидывания или скольжения при движении на продольном уклоне.
Вероятность опрокидывания современного автомобиля на продольных уклонах незначительна, чаще всего происходит скольжение транспортного средства при буксовании ведущих колес на крутых подъемах значительной протяженности. Оценочным критерием продольной устойчивости является максимальный угол подъема, который может преодолеть ТС при равномерном движении без буксования ведущих колес.
Поперечная устойчивость – это свойство транспортного средства сохранять ориентацию вертикальной оси в поперечной плоскости в заданных пределах
Это свойство определяет способность транспортного средства противостоять заносу и опрокидыванию при криволинейном движении и при движении по дороге с поперечным уклоном. Оценочными критериями поперечной устойчивости являются:
- критическая скорость движения, соответствующая началу заноса;
- критическая скорость движения, соответствующая началу опрокидывания;
- критический угол косогора, соответствующий началу поперечного скольжения колес;
- критический угол косогора, соответствующий началу поперечного опрокидывания транспортного средства.
Информативность – это свойство транспортного средства обеспечивать участников дорожного движения необходимой информацией. Водитель получает в процессе движения внутреннюю информацию от управляемого им автомобиля и внешнюю информацию от других ТС, находящихся в поле его зрения.
Информативность бывает:
а) визуальная;
б) звуковая;
в) тактильная (информация передается от рулевого колеса, сиденья, педалей и т. д.). Тактильная информативность бывает только внутренней.
Внешняя визуальная информативность включает:
1 - пассивную информативность – определяется как потенциальное свойство транспортного средства передавать информацию без затрат энергии; (формы, размеры, цвет кузова, а также светоотражающие элементы транспортного средства);
2 - активную информативность – обеспечивается с определенными затратами энергии (система освещения, звуковая сигнализация).
Цветографические свойства транспортного средства характеризуются:
- сигнальностью (возможность зрительного выделения из потока);
- опознаваемостью (достигается при помощи цвета, маркировки и т. д.);
- психофизиологической комфортностью (т. е. отсутствием нарушений психофизиологических характеристик у наблюдателя при длительном воздействии).
Одним из требований, предъявляемых к транспортному средству, является обеспечение контраста между его цветом и цветом окружающей среды. ТС, окрашенные в яркие светлые тона, по статистике реже попадают в дорожно-транспортные происшествия, чем ТС, имеющие черные, белые, коричневые цвета.
Автономная система освещения транспортного средства предназначена для обеспечения видимости в условиях недостаточного уровня внешнего освещения. В настоящее время все ТС оснащаются фарами, имеющими в своем составе два типа освещения – ближний и дальний свет, кроме этого на ТС могут устанавливаться противотуманные фары и фары-прожекторы дальнего действия. Автономная система освещения создает невысокий уровень яркости дорожного покрытия, существует и ряд других отрицательных факторов:
- наличие источника ослепления;
- неравномерность яркости покрытия в поле зрения;
- поле зрения водителя ограничено углом рассеивания света;
- ограниченное время для восприятия водителем дорожных объектов;
- недостаточный контраст объекта и фона.
Основным показателем эффективности системы освещения транспортного средства является безопасная скорость.
Система внешней световой сигнализации предназначена для передачи информации о положении транспортного средства в пространстве, о маневрах и состоянии транспортного средства.
К световой сигнализации предъявляются следующие требования:
- обеспечение надежного восприятия передаваемой информации;
- исключение ослепления и дискомфорта при восприятии сигнала.
Основными свойствами световой сигнализации, которые определяют её информативность, являются состав внешних сигнальных приборов, их расположение, цвет, сила света, размер, формы, режим работы.
В настоящее время все автомобили должны быть оборудованы следующими внешними сигнальными приборами:
- сигнал торможения;
- габаритные огни;
- указатели поворотов;
- освещение заднего регистрационного знака;
- знак автопоезда (для автопоездов).
Кроме этого, на автомобилях могут быть установлены дополнительные
внешние приборы:
- сигнал увеличения габарита при открывании дверей;
- световой указатель замедления движения для автопоездов;
- контурные огни.
Внутренняя информативность транспортного средства– это потенциальные свойства приборов, сигнализаторов и органов управления обеспечивать водителя необходимой информацией о состоянии систем, агрегатов, процессов, протекающих в них, а также о режимах движения управляемого транспортного средства.
Для оптимизации процесса восприятия внутренней информации в основу компоновки приборной панели закладываются принципы значимости, частоты использования и функциональности.
Применение первых двух принципов приводит к уменьшению времени обнаружения отклонения от нормы при изменении показаний приборов.
Применение второго и третьего принципов приводит к уменьшению времени считывания показаний приборов.
Одним из свойств, определяющих безопасность транспортного средства, является обзорность.
Обзорность – это свойство транспортного средства обеспечивать водителю геометрическую видимость дорожно-транспортной ситуации. Обзорность определяется размером окон, шириной и расположением стоек кузова, местом размещения водителя относительно окон, размерами стеклоочистителей, конструкцией стеклоомывателей, расположением, количеством и размерами зеркал заднего вида. Все показатели обзорности подразделяются на основные и дополнительные. К основным относятся показатели, которые характеризуют условия восприятия водителем объектов дорожной обстановки, расположенных в направлении движения автомобиля. К дополнительным относятся показатели, обеспечивающие получение информации в направлении, противоположном движению транспортного средства. Размеры зон обзорности ветрового стекла определяются минимальной высотой верхней его кромки, ограничивающей верхний предел обзора.
Звуковая информативность – это свойство транспортного средства обеспечивать водителя необходимой звуковой информацией. Преимущества звуковой информации:
- дополняет и повышает эффективность зрительной информации;
- звуковые сигналы могут восприниматься водителем без отвлечения от дорожной ситуации;
- время реакции на звук меньше, чем на световой сигнал.
Недостатки звуковой информации:
- последовательный характер восприятия звуковой информации;
- сложность восприятия звука в условиях шума.
Рабочее место водителя. Салон или кабина транспортного средства служит для водителя не только рабочим местом, но и местом обитания, поэтому салон автомобиля должен удовлетворять самым разнообразным требованиям. Показателями качестваобитаемости являются:
- микроклимат;
- эргономические свойства;
- шум;
- вибрация;
- загазованность;
- плавность хода.
Большое значение для безопасности движения имеет микроклимат рабочего места водителя, определяемый совокупностью температуры, влажности и подвижности воздуха.
Влияние микроклимата на организм водителя зависит от его возраста, степени закаленности, состояния здоровья, рабочей одежды.
Температура воздуха в кабине находится в прямой зависимости от температуры окружающей воздуха, температуры двигателя, теплоизоляции кабины, отопления и вентиляции. Наиболее благоприятная температура 18-20 о. В случае повышения или понижения температуры в кабине возрастает степень утомления водителя. При повышении температуры уменьшается внимание и объем оперативной памяти, плохо улавливаются изменения дорожной обстановки, увеличивается время реакции, водитель быстрее устает.
При температуре 17 
и ниже начинается охлаждение тела человека, а температура 11 является минимально допустимой. В условиях низкой температуры снижается работоспособность мышц, работа вызывает их быструю усталость, наблюдается скованность и неточность движений. Теплая одежда стесняет движения водителя, а теплая обувь затрудняет управление педалями и нарушается обратная связь при нажатии.
Кабины и кузова автомобилей, работающих в условиях жаркого климата, следует окрашивать светлой краской, для остекления кабины использовать теплопоглощающие стекла (атермальные), оборудовать кондиционерами воздуха.
Кабины автомобилей, предназначенных для работы в условиях низких температур, должны иметь термоизолированные стенки, двойное остекление кабины с электрообогревом, уплотнения для трубок, проводов, рычагов, педалей и дверей из морозостойких материалов. Отопление кабины должно осуществляться автономным отопителем повышенной мощности.
Терморегуляция организма человека в значительной степени зависит от влажности и подвижности воздуха. Влажность воздуха характеризуется содержанием в нем водяных паров. В воздухе, насыщенном водяными парами, затрудняется теплоотдача путем испарения (пот с тела человека не испаряется). Особенно неблагоприятно влияет относительная влажность более 70% при температуре близкой к 30о. Для большинства людей нормальная относительная влажность находится в пределах 30-70%.
На терморегуляцию тела водителя существенно влияет подвижность воздуха. Человек ощущает воздушные потоки при скорости их движения от 0,25 м/с. Рекомендуемая скорость движения воздуха в кабине автомобиля не должна превышать 1 м/с.
При определении микроклиматических условий необходимо учитывать взаимодействие температуры, влажности и подвижности воздуха.
Одним из требований активной безопасности является поддержание в кабине автомобиля необходимой чистоты воздуха. В кабину попадают пары эксплуатационных материалов, отработавшие газы и продукты испарения дорожной одежды, содержащие окислы углерода и азота, минеральную пыль и другие вредные вещества.
При неисправности системы питания двигателя в кабину автомобиля проникают пары бензина, которые могут вызвать острое или хроническое отравление водителя. Острое отравление наступает при концентрации паров бензина в воздухе 5-10 мг/л. Хроническое отравление возникает чаще при длительном воздействии на организм малых концентраций.
Количество вредных примесей в воздухе кабины ограничивается предельно допустимой концентрацией (ПДК) – концентрацией, которая при ежедневном 6-8 часовом воздействии в течение неограниченного времени не может вызвать у работающих патологических изменений в организме или заболевания.
Правильная регулировка двигателя, своевременное устранение неисправностей системы питания, тщательное уплотнение кабины и, наконец, эффективное использование системы вентиляции и отопления значительно оздоровляют условия работы водителя.
Системы вентиляции, отопления и кондиционирования предназначены для создания комфортных условий в кабине или салоне автомобиля.
В кабинах и салонах автомобилей объем воздуха, приходящийся на каждого человека, составляет 0,4-1,2 
, поэтому необходим интенсивный воздухообмен в кабине. Для этого служит система вентиляции, которая может быть естественной и принудительной.
При естественной системе вентиляции используются отверстия для забора воздуха, расположенные на участках его наибольшего давления на кузов автомобиля (капот, переднее оперение, передняя панель кабины, люки на крыше), и отверстия для вытяжки, находящиеся на участках наибольшего разряжения (задние стенки кузова, задние крылья и стойки).
В современных автомобилях обязательна принудительная вентиляция с помощью электрического вентилятора, нагнетающего воздух в кабину.
В настоящее время автомобили оборудуются системами отопления с использованием тепла двигателя и независимыми.
Наиболее распространены системы отопления с использованием тепла двигателя. При жидкостном охлаждении отопитель подключают к отдельному радиатору, проходя через который нагревается воздух, подаваемый в кабину автомобиля. При воздушном охлаждении теплоносителем является воздух, проходящий через охлаждающие ребра двигателя. Такие отопители просты, и достаточно эффективны, но имеют недостатки: при жидкостной системе охлаждения температура воздуха в кабине зависит от температуры двигателя, что ограничивает их применение в северных районах; при воздушной системе охлаждения в кабину вместе с теплоносителем попадают пары бензина и отработавшие газы.
Независимые системы отопления (с автономным источником тепла) лишены перечисленных недостатков, но сравнительно сложны, а также требуют дополнительного расхода топлива.
Обычно отопительные и вентиляционные системы объединяют в одну, и эта система служит также для обдува и обогрева стекол.
Для регулирования температуры и влажности воздуха, подаваемого в кабину автомобиля, служат системы кондиционирования. Наибольшая их эффективность достигается при плотно закрытых окнах. В процессе кондиционирования используется свойство газов поглощать тепло при переходе из жидкого состояния в газообразное, также как в любом бытовом холодильнике.
Предварительно воздух очищается в фильтрах, установленных у всасывающих отверстий, затем проходит через охлаждающее или нагревающее устройство в зависимости от температуры окружающего воздуха, после чего через увлажнитель или осушитель, подается в салон с помощью вентилятора.
Кондиционеры бывают с ручной регулировкой или с электронным контролем температуры воздуха в салоне (климат-контроль). При искусственном охлаждении температура в кабине должна быть ниже наружной не более чем на 10-12о иначе возникает опасность простудных заболеваний.
Охлаждение воздуха осуществляется при помощи механической холодильной установки, которая состоит из радиатора, компрессора и конденсатора. Сжиженный хладагент, проходя через радиатор, испаряется и отнимает часть тепла у окружающего его воздуха. Затем, пары хладагента направляются в компрессор, где сжимаются и, попадая в конденсатор, вновь превращаются в жидкость. Компрессор приводится в действие или от двигателя автомобиля или от электродвигателя. В последнем случае имеется возможность кондиционирования воздуха при неработающем двигателе автомобиля.
Кондиционер усложняет и несколько удорожает автомобиль. Затраты мощности для привода компрессора не сильно сказываются на расходе топлива, потому что автомобиль движется с закрытыми окнами и его аэродинамическое сопротивление меньше, чем при естественной вентиляции через открытые окна.
Одним из основных неблагоприятных факторов, действующих на водителя автомобиля, является вибрации. Наиболее опасными являются вибрации в диапазоне 1-5 Гц, вызывающие резонанс колебаний частей тела человека. Колебания, передающиеся к голове, вызывают изменение ритма и частоты дыхания, увеличение артериального давления, снижают остроту зрения, ухудшают деятельность нервной системы.
При более высоких частотах вибрации тоже сказываются на водителе отрицательно, но это воздействие менее ощутимо. В этом случае большое значение имеет амплитуда колебаний. Так, при амплитуде 0,01 мм вибрация почти не ощущается; при амплитуде 0,02 мм – действует раздражающе, а при амплитуде 0,03 мм – постоянно отвлекает водителя от основной деятельности. При вибрации с амплитудой более 0,03 мм, длительная работа невозможна.
Для уменьшения вибрации применяют динамическую балансировку деталей, увеличивают жесткость вибрирующих элементов, создают условия, исключающие возникновение резонанса, используют вибропрокладки и амортизационную подвеску различных агрегатов.
Во время работы водитель подвергается воздействию шумов, несущих полезную информацию (звук работающего двигателя, коробки передач, шин в контакте с дорогой, сигналы других автомобилей), и вредных шумов. И те и другие шумы воздействуют на орган слуха и кору головного мозга водителя. Шум ухудшает условия работы водителя, отвлекает его, снижает внимание, увеличивает время реакции, затрудняет восприятие информативных звуковых сигналов своего автомобиля и других участников движения.
На автомобиле к основным источникам шума относятся двигатель, трансмиссия, глушитель, шины. Кроме этого, причиной существенного повышения уровня шума могут быть неотрегулированные тормозные механизмы, дисбаланс изношенных деталей, плохое крепление деталей кузова и груза и т.д. Вредное воздействие шума возрастает при увеличении его громкости. Так, обычный разговор и разговор на расстоянии имеют уровень звука 50-60 дБ и относится к нормальной громкости. Крики, шум автомобиля, шум интенсивного транспортного потока имеют уровень звука 70-80 дБ – большая громкость. Уровень звука 90 дБ является нижним болевым порогом слышимости и относится к очень большой громкости, а 135 дБ являются верхним болевым порогом слышимости и относится к предельно большой громкости.
Интенсивность шума на рабочем месте водителя можно уменьшить с помощью следующих мер: шумопоглощающей обивки под капотом (поглощает шум двигателя); внутренней обивки кузова или салона; звукопоглощающего покрытия металлических поверхностей; плотных прокладок на внутренней поверхности дверей и крыльев (хорошо глушат дорожный шум).
Активная безопасность автомобиля – это совокупность его конструктивных и эксплуатационных свойств, направленных на предотвращение и снижение вероятности аварийной ситуации на дороге.
В число систем активной безопасности автомобиля входят:
1) Антиблокировочная система тормозов (рис. 8) – это система, которая предотвращает блокировку колес автомобиля при торможении.
Ее основное предназначение в том, чтобы предотвратить потерю управления транспортным средствомпри резком торможении, а также избежать скольжения автомобиля.
Система АБС существенно сокращает тормозной путь и позволяет водителю сохранить сохранять контроль над автомобилем во время экстренного торможения, то есть при наличии данной системы возможным становится совершениерезких маневров в процессе торможения.
АБС – это существенный плюс в обеспечении активной безопасности транспортных средств.
Сейчас АБС может включать в себя также антипробуксовочную систему, систему электронного контроля устойчивости и систему помощи при экстренном торможении.
Помимо автомобилей, АБС устанавливается также на мотоциклах, прицепах и колесном шасси самолетов.
Рисунок 8 - Антиблокировочная система тормозов: 1- гидравлический модулятор; 2 – датчик скорости вращения колеса и сигнальный ротор; 3 – главное реле; 4 – блок управления АБС
2) Антипробуксовочная система (рис. 9) – предназначена для устранения потери сцепления колес с дорогой при помощи контроля над буксованием ведущих колес.
АПС значительно упрощает управление автомобилем на влажной дороге или в иных условиях недостаточного сцепления.
3) Электронный контроль устойчивости – это активная система безопасности, которая позволяет предотвратить занос автомобиля посредством управления компьютером момента силы колеса (одновременно одного или нескольких). Является вспомогательной системой автомобиля.
Данная система стабилизирует движение в опасных ситуациях, когда вероятна или уже произошла потеря управляемости автомобилем. ЭКУ является одной из наиболее эффективных систем безопасности автомобиля.
Рисунок 8 - Антипробуксовочная система автомобиля: 1 - компенсационный бачок; 2 - вакуумный усилитель тормозов; 3 - датчик положения педали тормоза; 4 - датчик давления в тормозной системе; 5 – блок управления; 6 - насос обратной подачи; 7 - аккумулятор давления; 8 - демпфирующая камера; 9 - впускной клапан переднего левого тормозного механизма; 10 - выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма; 11 - впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма; 12 - выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма; 13 - впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма; 14 - выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма; 15 впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма; 16 выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма; 17 - передний левый тормозной цилиндр; 18 - датчик частоты вращения переднего левого колеса; 19 - передний правый тормозной цилиндр; 20 - датчик частоты вращения переднего правого колеса; 21 - задний левый тормозной цилиндр; 22 - датчик частоты вращения заднего левого колеса; 23 - задний правый тормозной цилиндр; 24 - датчик частоты вращения заднего правого колеса; 25 - переключающий клапан; 26 - клапан высокого давления;
4) Система распределения тормозных усилий.
Данная система является продолжением системы AБС (Антиблокировочной системы тормозов). Отличается тем, что помогает водителю управлять автомобилем постоянно, а не только в случае экстренного торможения. Так как степень сцепления колес с дорогой разная, а тормозное усилие, передаваемое на колеса, одинаковое, система распределения тормозных усилий помогает автомобилю сохранить устойчивость при торможении, анализируя положение каждого колеса и дозируя тормозное усилие на нем.
Система помогает сохранить траекторию, уменьшает вероятность заноса или сноса при торможении в повороте и на смешанном покрытии.
5) Электронная блокировка дифференциала
В первую очередь дифференциал необходим для передачи крутящего момента от коробки передач к колесам ведущего моста. Он работает, когда ведущие колеса прочно сцеплены с дорогой. Но, в ситуациях, когда одно из колес оказывается в воздухе или на льду, то вращается именно это колесо, в то вре