Реферат: Разработка конструкции и технология изготовления дублирующего устройства управления учебным автомобилем

Производительность вентиляционной и отопительной систем должна регулироваться непосредственно с рабочего места, чтобы водитель мог поддерживать необходимые параметры воздушной среды. Концен­трация вредных веществ в зоне дыхания водителя не должна превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных ГОСТ 12.1.005—76.

Для снижения шума в кабине автомобиля тщательно подгоняют соприкасающиеся части кабины, остекления окон, устанавливают прокладки на раме двери, используют звукопоглощающие мастики и по­крытия по металлическим поверхностям, обивают внутреннюю часть кабины звукопоглощающими материалами. Снижение вибрации достигается применением мягкого сиденья из поролона или из других вибропоглошающих материалов или полужесткого сиденья с амортизаторами. При длительной эксплуатации автомобиля следует устранять колебания деталей кузова и основных узлов автомобиля, своевременно балансируя детали и подтягивая болтовые соединения.

2.3. УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Устойчивостью автомобиля называют его свойство сохранять направление движения, противостоять опроки­дыванию и поперечному скольжению. Различают продоль­ную и поперечную (курсовую) устойчивость. Более вероятна и опасна потеря поперечной устойчивости.

Курсовой устойчивостью автомобиля называют его свойство двигаться в нужном направлении без корректирующих воздействий со стороны водителя, т. е. при неизмен­ом положении рулевого колеса. Автомобиль с плохой курсовой устойчивостью все время неожиданно меняет направление движения. Это создает угрозу другим транспортным средствам и пешеходам. Водитель, управляя неустойчивым автомобилем, вынужден особенно внимательно следить за дорожной обстановкой и постоянно корректировать движение, чтобы предотвратить выезд за пределы дороги. При длительном управлении таким автомобилем водитель быстро утомляется, повышается возмож­ность ДТП.

Нарушение курсовой устойчивости происходит в результате действия возмущающих сил, например порывов  бокового ветра, ударов колес о неровности дороги, а также из-за резкого поворота управляемых колес водителем. Потеря устойчивости может быть вызвана и техническими неисправностями (неправильная регулировка тормозных механизмов, излишний люфт в рулевом управлении или его заклинивание, прокол шины).

Особенно опасна потеря курсовой устойчивости при большой скорости. Автомобиль, изменив направление движения и отклонившись даже на небольшой угол, может через короткое время оказаться на полосе встречного движения. Так, если автомобиль, движущийся со скоростью около 80 км/ч, отклонится от прямолинейного направления всего на 5°, то через 2,5 с он переместится в сторону почти на 1метр и водитель может не успеть вернуть автомобиль на прежнюю полосу.

Часто автомобиль теряет устойчивость при движении по дороге с поперечным уклоном (косогору) и при повороте на горизонтальной дороге. Если автомобиль движется по косогору ,сила тяжести G составляет с поверх­ностью дороги угол β и ее можно разложить на две состав­ляющие: силу Р1, параллельную дороге, и силу Р2 перпендикулярную ей. Сила Р1 стремится сдвинуть автомобиль под уклон и опрокинуть его. Чем больше угол косогора β, тем больше сила Р1, следовательно, тем вероятнее потеря поперечной устойчивости. При повороте автомобиля причиной нарушения устойчивости является центробежная сила Рц направленная от центра поворота и прило­женная к центру тяжести автомобиля. Она прямо пропор­циональна квадрату скорости автомобиля и обратно пропор­циональна радиусу кривизны его траектории.

Поперечному скольжению шин по дороге противодействуют силы сцепления, которые зависят от коэффициента сцепления. На сухих, чистых покрытиях силы сцепления достаточно велики, и автомобиль не теряет устойчивости даже при большой поперечной силе. Если дорога покрыта слоем мокрой грязи или льда, то автомобиль может занести

Рис.3

Схема сил, действующих на автомобиль:

а - при движении по косогору; б - при повороте на горизонтальной дороге; в - при повороте на двухскатной дороге

даже в том случае, когда он движется с небольшой скоростью по сравнительно пологой кривой.

Максимальная скорость, с которой можно двигаться пд криволинейному участку радиусом R без поперечного скольжения шин,

Vск=11,3√(RφХ)                                     (1)

Так, выполняя поворот на сухом асфальтобетонном покрытии  (φХ = 0,7) при R = 50 м, можно двигаться со ско­ростью около 66 км/ч. Преодолевать тот же поворот после дождя (φХ= 0,3) без скольжения можно лишь при скорости 40-43 км/ч. Поэтому перед поворотом следует уменьшать скорость тем больше, чем меньше радиус предстоящего поворота.

Формула ( 1 ) определяет скорость, при которой колеса обоих мостов автомобиля скользят в поперечном направлении одновременно. Такое явление в практике наблюдается редко. Гораздо чаще начинают скользить шины одного из мостов - переднего или заднего. Поперечное скольжение переднего моста возникает редко и к тому же быстро прекращается. В большинстве случаев скользят колеса заднего моста, которые, начав двигаться в поперечном управлении, скользят все быстрее. Такое ускоряющееся поперечное скольжение называется заносом. Для гашения начавшегося заноса нужно повернуть рулевое колесо в ворону заноса. Автомобиль при этом начнет двигаться по более пологой кривой, радиус поворота увеличится, а центробежная сила уменьшится. Поворачивать рулевое колесо нужно плавно и быстро, но не на очень большой угол, чтобы не вызвать заноса в противоположную сторону. Как только занос прекратится, нужно также плавно и быстро вернуть рулевое колесо в нейтральное положение.

Часто занос возникает во время экстренного торможения, когда сцепление шин с дорогой уже использовано для создания тормозных сил. В этом случае следует немедленно прекратить или ослабить торможение и тем самым повысить поперечную устойчивость автомобиля.

Под действием поперечной силы автомобиль может не только скользить по дороге, но и опрокинуться на бок или на крышу. Возможность опрокидывания зависит от положения центра тяжести автомобиля. Чем выше от поверхности дороги находится центр тяжести, тем вероятнее опрокидывание. Особенно часто опрокидываются автобусы, а также грузовые автомобили, занятые на перевозке легковесных, объемных грузов (сено, солома, ящики с табачными или макаронными изделиями, контейнеры) и жидкостей. Под действием поперечной силы рессоры с одной стороны автомобиля сжимаются и кузов его наклоняется, увеличивая опасность опрокидывания.

Максимальная скорость, с которой можно преодолевать поворот без опрокидывания,

Vопр=8η√(RB/hc)                                   (2)

Где η коэффициент, учитывающий поперечный наклон (крен) кузова на подвecкe; η=0,9 для легковых автомобилей и η=0,8 для грузовых и автобусов; В — колея автомобиля, м; hц- высота центра тяжести, м.

Если по формулам (1) и (2) подсчитать скорости vск и vопр , то почти всегда окажется, что vск меньше vопр. Следовательно, при одной и той же скорости поперечное скольжение шин и занос более вероятны, чем опрокидывание. Однако это не совсем верно, так как, определяя скорость vск мы считали, что центробежной силе противодействуют только силы сцепления, удерживающие автомобиль. Но, возможно что поперечному скольжению автомобиля помешает какое либо препятствие (неровность дороги, бордюрный камень тротуара и т. д.). В этом случае автомобиль может опрокинуться и без скольжения шин..

Особенно опасным является сочетание криволинейного участка дороги с поперечным уклоном. На рисунке 3 показаны два автомобиля, движущихся по криволинейному участку: автомобиль 1- по внешнему краю дороги ,а автомобиль 2 - по внутреннему. Разложим силу веса G и центробежную силу Рц у каждого автомобиля на два направления: перпендикулярное к дорожному полотну (силы Р2 и Рц2) и параллельное ему (силы P1 и Рц1,). У автомобиля 2 силы Р2 и Рц2, складываются, увеличивая силу сцепления шин с дорогой. Силы же P1 и Рц1 действуют в противополож­ных направлениях и частично уравновешивают одна дру­гую. У автомобиля 1, напротив, сила Рц2, действуя в направ­лении, противоположном силе Р2, уменьшает силу сцепле­ния шин с дорогой, а силы Р1, и Рц1, складываются, увеличи­вая возможность нарушения устойчивости автомобиля. Таким образом, на дорогах с двускатной проезжей частью, всегда более опасен левый поворот автомобиля.

Для создания необходимой безопасности движения на дорогах с малым радиусом поворота устраивают односкатный поперечный профиль - вираж. На вираже проезжая часть и обочины имеют поперечный уклон к центру кривой. При наличии виража независимо от направления движения автомобиля составляющие сил Рц и G направлены так же, как у автомобиля 2, и обеспечивают сохранение попереч­ной устойчивости. Поперечный уклон виража увеличивают при уменьшении радиуса кривой.

2.4. УПРАВЛЯЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Под управляемостью понимают свойство автомобиля изменять направление движения при воздействии водителя на рулевое управление. Управляемость зависит от многих причин, что не дает возможности оценить ее каким-то одним показателем.

Хорошая управляемость автомобиля обеспечивается, если его конструкция удовлетворяет следующим требованиям:

-рулевой привод обеспечивает такое соотношение углов поворота управляемых колес, при котором они катятся без бокового скольжения;

-у управляемых колес исключаются произвольные колебания и обеспечивается хорошая стабилизация;

-углы увода переднего и заднего мостов находятся в определенном соотношении;

-водитель имеет возможность определить силы, дейст­вующие на управляемые колеса.

Рассмотрим, как удовлетворяются эти требования у современного автомобиля.

Качение управляемых колес без бокового скольжения шин по дороге при криволинейном движении обеспечивается поворотом правого и левого колес на различные углы. Так, при повороте вправо правое колесо должно быть довернуто на больший угол по сравнению с левым. При левом повороте, наоборот, больше должен быть угол пово­рота левого колеса. Разница между углами поворота колес тем больше, чем меньше радиус кривой, по которой движется автомобиль.

Нужное соотношение углов поворота обеспечивается работой рулевой трапеции. Если форма трапеции нарушена (изогнута поперечная тяга или поворотный рычаг), то изменится и соотношение углов поворота: колеса начнут проскальзывать по дороге, затрудняя управление автомоби­лем. Кроме того, резко ускорится изнашивание шин. У легковых автомобилей форма рулевой трапеции может быть нарушена вследствие неправильной регулировки схожде­ния. Регулировать схождение у автомобилей с трапецией, имеющей две боковых тяги, нужно так, чтобы обе тяги имели одинаковую длину. На практике часто схождение регулируют, поворачивая только одну тягу (обычно левую). Это недопустимо, так как при этом трапеция становится несимметричной и правильное соотношение углов поворота колес утрачивается.

Управляемые колеса под воздействием толчков от неровностей дороги постоянно отклоняются от нейтрально­го положения. Свойство управляемых колес сохранять нейтральное положение и автоматически в него возвращать­ся называется стабилизацией. Автомобиль с хорошей стабилизацией может двигаться прямолинейно, даже если водитель не держит в руках рулевое колесо. При выходе такого автомобиля из поворота управляемые колеса без участия водителя автоматически возвращаются в нейтральное положение. Стабилизация колес обеспечивается благодаря наклону шкворней (или шкворневых пальцев) поворотных цапф в поперечном и продольном направлениях. При поперечном наклоне шкворня на угол β(рис. 4 а) уменьшается расстояние а между средней плоскостью колеса и осью шкворня (плечо поворота). Уменьшение плеча поворота облегчает управление автомобилем. Кроме того, при повороте колеса вокруг шкворня с поперечным наклоном колесо стремится опуститься ниже поверхности дороги, как показано штриховыми линиями, а так как это невозможно то поднимается передняя часть автомобиля. При выходе автомобиля из поворота передняя часть автомобиля опускается, облегчая возвращение передних колес в исходное положение. При продольном наклоне шкворня на угол γ (рис. 4.б) его ось пересекается с дорогой впереди центра контакта шины на расстоянии b (плечо стабилизации). При повороте автомобиля под влиянием центробежной силы Рц в зонах контакта шины с дорогой возникают поперечные реакции Rу. Действуя на плече b, эти реакции создают моменты,

Рис 4. Способы, обеспечивающие стабилизацию колес:
а – поперечный наклон шкворня; в – прдольный наклон шкворня.

возвращающие передние колеса в исходное положение при выходе автомобиля из поворота.

При неправильной установке шкворней ухудшается стабилизация и могут возникнуть их колебания. Колебания колес, затрудняющие управление автомобилем, появляются также из-за неуравновешенности дисбаланса) колес. При вращении неуравновешенного колеса действуют центробежные силы, периодически стремящиеся повернуть колесо в стороны и оторвать его от дороги. При большом дисбалансе Колебания колес так велики, что водитель вынужден уменьшить скорость. Поворачиваемостью автомобиля называют его свойство изменять направления движения без поворота управляемых колес. Различают шинную и креновую поворачиваемость. Шинная поворачиваемость связана с ялением увода колес.

Вследствие увода автомобиль отклоняется от траектории, которая задана ему водителем при повороте управляемых  колес. Если у автомобиля yгoл увода передней оси больше чем задней, то он движется по кривой большего радиуса(более пологой). Такой автомобиль имеет недостаточную поворачиваемость. Он хорошо сохраняет прямолинейное  направление движения, т.е обладает хорошей курсовой устойчивостью. Однако водителю для изменения направления движения автомобиля требyeтcя затратить большее усилие. Если угол увода зaдней оcи больше, чем у передней, то автомобиль при том же угле поворота управляемых колес движется по кривой меньшего радиуса. Обладает излишней поворачиваемостью легче изменяет направление движения и, как правило, имеет худшую курсовую устойчивость. Шинная поворачиваемость изменяется при изменении нагрузки. В большинстве случаев автомомобили в порожнем состоянии имеют недостаточную шинную поворачиваемость, а в нагруженном излишнюю.

Креновая поворачиваемость связана с конструкцией подвески. Под действием поперечной силы кузов поворачивается в поперечной плоскости и пермещает элементы подвески. Те, в свою очередь, поворачивают в горизонтальной  плоскости оси автомобиля так, что начинает двигаться по криволинейной траектории, хотя упрaвляeмыe колеса его будут находиться в нейтральном положeнии. По аналогии с шинной поворачиваемостыо креновая поворачиваемость может быть недостаточной или излишней в зависимости от того, угол поворота какой оси результате крена окажется большим.

Креновая поворачиваемость может либо усиливать,либо ослаблять шинную поворачиваемость. Причем в различных условиях это влияние может быть различным, Как говорят, "автомобиль перестает слушаться руля". Особое значение имеет привычка водителя к определенно­му автомобилю, его навык в использовании особенностей управляемости.

Управляемость автомобиля зависит от технического состояния его ходовой части и рулевого управления. Уменьшение давления в одной из шин увеличивает ее сопротивление качению и увод, поэтому автомобиль постоянно отклоняется в сторону шины с меньшим давлением. Увели­ченные зазоры в деталях рулевого привода приводят к произвольным колебаниям передних колес. Затрудняет управление автомобилем и лишает водителя обратной связи чрезмерная затяжка пробок продольной тяги, под­шипников и рабочей пары рулевого механизма.

2.5. ИНФОРМАТИВНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Под информативностью понимают свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и других участников движения. В любых условиях воспринимаемая водителем информация имеет важнейшее значение для безопасного управления автомобилем. При недостаточной видимости, особенно ночью, информативность среди других эксплуатационных свойств автомобиля оказывает особен­ное влияние на безопасность движения.

Различают внутреннюю и внешнюю информативность.

Внутренняя информативность - это свойство автомоби­ля обеспечивать водителя информацией о работе агрега­тов и механизмов. Она зависит от конструкции панели приборов, устройств, обеспечивающих обзорность, рукоя­ток, педалей и кнопок управления автомобилем.

Расположение приборов на панели и их устройство должны позволять водителю тратить минимальное время для наблюдения за показаниями приборов. Педали, рукоят­ки, кнопки и клавиши управления должны быть располо­жены так, чтобы водитель легко их находил, особенно ночью.

Обзорность зависит в основном от размера окон и стеклоочистителей, ширины и расположения стоек кабины, конструкции стеклоомывателей, системы обдува и обогре­ва стекол, расположения и конструкции зеркал заднего вида. Обзорность также зависит от удобства сиденья.

Внешняя информативность - это свойство автомобиля информировать участников движения о своем положении на дороге и намерениях водителя по изменению направления и скорости движения. Она зависит от разме­ров, формы и окраски кузова, расположения световозвращателей, внешней световой сигнализации, звукового сигнала.

Грузовые автомобили средней и большой грузоподъемности, автопоезда, автобусы благодаря своим габаритам более заметны и лучше различимы, чем легковые автомоби­ли и мотоциклы. Автомобили, окрашенные в темные цвета (черный, серый, зеленый, синий), из-за трудностей их разли­чения в 2 раза чаще попадают в ДТП, чем окрашенные в светлые и яркие цвета.

Система внешней световой сигнализации должна отличаться надежностью работы и обеспечивать однознач­ное толкование сигналов участниками дорожного движе­ния в любых условиях видимости. Фары ближнего и дальне­го света, а также другие дополнительные фары (прожектор, противотуманные) улучшают внутреннюю и внешнюю информативность автомобиля при движении автомобиля ночью и в условиях ограниченной видимости.

3. ПОДГОТОВКА ВОДИТЕЛЕЙ

3.1. ПОРЯДОК ПРИСВОЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ.

Присвоение квалификации, допуск водителей к управлению транспортными средствами и выдача водительских удостоверений регламентируются в каждой стране соответствующими законодательными поло­жениями и инструкциями. В нашей стране действует на всей территории "Положение о порядке присвоения квалифи­кации водителя, выдаче водительских удостоверений и допуске водителей к управлению транспортными средствами, разработанное в соответствии с «Конвенцией о дорожном движении». Все транспортные средства в зависимости от их типов, назначения и особенностей управления подразделяются на категории А, В, С, D, Е, а также трамвай, троллейбус, мотоколяска, на управ­ление которыми выдается водительское удостоверение. При этом водитель имеет право управлять лишь теми категориями транспортных средств, против которых в водительском удосто­верении имеется разрешающая отметка. К управлению транспортными средствами, относящимися к категории А, а также мотоколясками и мопедами, допускаются лица, достигшие 16 лет. К управлению транспортными средствами, относящимися к категории В, С, а также трамваями и троллейбусами, достигшие 18 лет. К управлению транспортными средствами, относящимися к категории D, а также автомобилями-такси — 20 лет. Для получения водительского удостоверения необходимо пройти курс обучения по соответствующей программе.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7