Исследование условий работы водителей свидетельствует о существенном значении параметров внутренней среды в автомобиле. Эти параметры лишь с большей или меньшей вероятностью соответствуют установленным нормам, что позволяет распространить понятие надежности и на систему, обеспечивающую условия обитаемости людей в автомобиле. Косвенным свидетельством ее недостаточной надежности в ряде случаев являются эксплутационные наблюдения. По результатам опроса большого числа профессиональных водителей о влиянии факторов внутренней среды отрицательно оценен температурный режим в кабине (жарко летом, холодно зимой) – 49% водителей; наличие токсичных веществ (загрязнение воздуха отработанными газами) – 60%; влияние вибраций – 45%, шума –

56% обследованных водителей.

1.13.1. Климатическая комфортабельность

Ненормальные климатические условия в кабине автомобиля вредно отражаются на здоровье водителя и являются одной из причин, способствующей возникновению ДТП. Под влиянием повышенной или пониженной температуры в кабине автомобиля у водителя притупляется внимание, снижается острота зрения, увеличивается время реакции, быстро наступает усталость, появляются ошибки и просчеты, которые могут привести к ДТП.

Одним из требований техники безопасности и гигиены труда является исключение возможности проникновения в кабину водителя отработавших

газов, которые содержат ряд токсичных компонентов, в том числе оксид углерода. В зависимости от доли оксида углерода в воздухе и длительности

работы водителя в такой атмосфере воздействие бывает различным.

Наиболее характерными признаками при незначительном отравлении являются сонливость, чувство усталости, интеллектуальная пассивность, нарушение

пространственной координации движений, ошибки в определении дистанции и увеличение латентного периода при сенсомоторных реакциях. Проведенные исследования показали, что достаточно лишь незначительного

количества оксида углерода, чтобы вызвать у некоторых людей ощущение угара, одурманивание, головную боль, сонливость и потерю ориентировки, т.е. такие отклонения, которые могут привести к съезду с дороги, неожиданному повороту рулевого колеса, засыпанию.

Оксид углерода засасывается в салон вместе с отработавшими газами при технических неисправностях автомобиля. Лишенный всякого запаха и цвета, оксид углерода в течение длительного времени остается совершенно

незаметным. При этом работающий человек отравляется в три раза быстрее по сравнению с человеком, находящимся в состоянии покоя.

Необходимо учитывать, что оксид углерода попадает на рабочее место водителя также вместе с отработавшими газами, выбрасываемыми двигателями других автомобилей. Особенно это опасно для водителей легковых автомобилей – такси, городских автобусов и грузовых автомобилей, систематически работающих в условиях интенсивного и плотного движения транспортных средств в городах, магистрали которых заполнены отработавшими газами.

Исследования воздушной среды в кабинах водителей и в пассажирских салонах автобусов показали, что в отдельных случаях содержание оксида углерода достигает 125 мг/м3, что в несколько раз превышает предельно- допустимую концентрацию для рабочей зоны водителя. Поэтому длительное вождение автомобиля, превышающее 8 ч, в условиях города крайне опасно из-за возможности отравления водителя оксидом углерода.

Условия, в которых человек не испытывает перегрева или переохлаждения, резкого движения воздуха и других неприятных ощущений, можно считать в тепловом отношении комфортными. Комфортные условия в зимний период несколько отличаются от этих же условий в летний период, что связано с применением человеком разной одежды. Основными факторами, определяющими тепловое состояние человека, являются температура, влажность и скорость воздуха, температура и свойства окружающих человека поверхностей. При различных сочетаниях этих факторов можно создать одинаково комфортные условия в летний и зимний периоды эксплуатации. Ввиду многообразия особенностей теплообмена между организмом человека и внешней средой, выбор единого критерия, характеризующего комфортные условия и являющегося функцией параметров среды, представляет собой трудную задачу. Поэтому комфортные условия обычно выражают совокупностью показателей, ограничивающих отдельные параметры: температуру, влажность, скорость воздуха, максимальный перепад температур воздуха в кузове и вне его, температуру окружающих поверхностей (пола, стен, потолка), уровень радиации, подачу воздуха в ограниченное помещение (кузов, кабину) на одного человека в единицу времени или кратность воздухообмена.

Комфортные значения температуры и влажности воздуха, рекомендуемые различными исследователями, несколько отличаются. Так, Институт гигиены

выполняющего легкую работу, температуру воздуха в зимнее время

20...22°С, в летнее +23...25°С при относительной его влажности 40...60 %.

Допустимой является температура воздуха +28°С при той же влажности и незначительной его скорости (около 0,1 м/с).

По результатам французских исследователей, для легких зимних работ рекомендуется температура воздуха +18...20°С при его влажности 50... 85 %, а

для летних +24... 28 °С при влажности воздуха 35...65%.

По другим зарубежным данным, водители автомобилей должны работать при более низких температурах (+15...17°С в зимний период эксплуатации и

18...20°С в летний) при относительной влажности воздуха 30... 60 % и

скорости его движения 0,1 м/с. Кроме того, перепад температур наружного воздуха и внутри кузова в летний период не должен превышать 10°С. Разность температур внутри ограниченного объема кузова во избежание простудных заболеваний человека не должна превышать 2...3°С.

В зависимости от условий работы для обеспечения комфортных условий температуру в зимний период можно принимать равной +21°С при легкой

работе, +18,5°С при умеренной, +16°С при тяжелой.

В настоящее время в России микроклиматические условия на автомобилях регламентированы.

Так, для автомобилей температура воздуха в кабине (кузове) в летний период не должна быть выше +28 С, в зимний (при наружной температуре –20°С) – не менее +14°С. В летнее время при движении автомобиля со скоростью 30

км/ч перепад между внутренней и наружной температурой воздуха на уровне головы водителя не должен быть более 3°С при наружной температуре +28°С и более 5°С при наружной температуре +40°С. В зимнее время в зоне

расположения ног, пояса и головы водителя следует обеспечить температуру не ниже +15°С при наружной температуре –25°С и не ниже +10°С при наружной температуре –40°С.

Влажность воздуха в кабине должна быть 30...70 %. Подвод свежего воздуха в кабину должен быть не менее 30 м3/ч на одного человека, скорость движения воздуха в кабине и салоне автомобиля 0,5...1,5 м/с. Предельная концентрация пыли в кабине (салоне) не должна превышать 5 мг/м3.

Устройства системы вентиляции должны создавать в закрытой кабине избыточное давление не менее 10 Па.

Предельная концентрация пыли в кабине (салоне) не должна превышать 5 мг/м3.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочих зон салона и кабины автомобиля регламентируются ГОСТ Р 51206 - 98 для автомобилей, в частности: оксид углерода (СО) - 20 мг/м3; оксиды азота в пересчете на NO2 – 5 мг/м3; углеводороды суммарные (Сn Нm) – 300 мг/м3; акролеин (С2Н3СНО) – 0,2 мг/м3.

Концентрация паров бензина в салоне и кабине автомобиля не должна быть более 100 мг/м3.

Температурный режим в кабине (кузове) может быть ориентировочно

рассчитан по уравнению теплового баланса, согласно которому температура воздуха в кабине (кузове) остается постоянной:

Поступление теплоты в кабину от различных источников. В

большинстве случаев тепловой баланс кабины (салона) определяется рядом факторов, основными из которых являются: число людей в кабине (салоне) и

количество теплоты

QЧ, поступающей от них; количество теплоты,

поступающей через прозрачные ограждения

(главным образом от

солнечной радиации) и непрозрачные ограждения

(количество теплоты,

поступающей от двигателя

QДВ, трансмиссии

QТР, гидрооборудования

электрооборудования вентилятором.

Таким образом,

QЭО) и вместе с внешним воздухом

QВН, подаваемым

ΣQi  QЧ  QЧ  QП.О  QНП.О  QДВ  QТР  QГО  QЭО  QВН  0

Следует отметить, что слагаемые теплового баланса, входящие в уравнение, следует учитывать алгебраически, т.е. с положительным знаком при выделении теплоты в кабину и с отрицательным при ее отводе из кабины. Очевидно, что условие теплового баланса выполняется в том случае, если количество теплоты, поступающее в кабину, равно количеству теплоты, отводимому из нее.

Температурные условия и подвижность воздуха в кабинах автомобилей обеспечиваются системами отопления, вентиляции и кондиционирования.

В настоящее время существуют различные системы вентиляции и отопления кабин и салонов автомобилей, отличающиеся компоновкой и конструкцией отдельных узлов. Наиболее экономичной и широко применяемой на

современных автомобилях является система отопления, использующая теплоту жидкостного охлаждения двигателя. Совмещение систем отопления и общеобменной вентиляции кабины позволяет повысить экономичность всего комплекса устройств обеспечения микроклимата в кабине в течение года.

Системы отопления и вентиляции отличаются в основном расположением воздухозаборника на наружной поверхности автомобиля, типом применяемого вентилятора и его расположением относительно радиатора

отопителя (на входе или на выходе из радиатора), типом применяемого радиатора (трубчато-пластинчатый, трубчато-ленточный, с интенсифицированной поверхностью, матричный и др.), методом управления

работой отопителя, наличием или отсутствием обводного воздушного канала,

рециркуляционного канала и т.д.

Забор воздуха снаружи кабины в отопитель производится в месте минимальной запыленности воздуха и максимального динамического давления,

возникающего при движении автомобиля. В грузовых автомобилях воздухозаборник располагают на крыше кабины. В воздухозаборнике устанавливают водоотражательные перегородки, жалюзи и крышки,

приводимые в действие изнутри кабины.

Для обеспечения подачи воздуха в кабину и преодоления аэродинамического сопротивления радиатора и воздуховодов используется вентилятор осевого,

радиального, диаметрального, диагонального или другого типа. В настоящее время наибольшее распространение получил двухконсольный радиальный вентилятор, так как он имеет относительно малые размеры при большой

производительности.

Для привода вентилятора применяют электродвигатели постоянного тока. Частоту вращения электродвигателя и соответственно рабочего колеса вентилятора регулируют двух- или трехступенчатым переменным резистором, включенным в цепь питания электродвигателя.

От конструктивного и технологического исполнения теплопередающей поверхности радиатора зависят производительность теплоты отопителя и его

аэродинамическое сопротивление. Для повышения эффективности теплоотдачи от радиатора усложняют форму его каналов, по которым движется воздух, применяют различные турбулизаторы.

Решающую роль в эффективном равномерном распределении температур и скоростей воздуха в кабине играет воздухораспределитель. Насадки воздухораспределителя выполняют различной формы: прямоугольной,

круглой, овальной и т.д. Их размещают перед стеклом ветрового окна, вблизи стекол дверей, в центре панели приборов, у ног водителя и в других местах, определяемых требованиями к распределению приточных воздушных

потоков в кабине.

В насадках устанавливают различные заслонки, поворотные жалюзи,

управляющие пластины и т.д. Привод к заслонкам и поворотным жалюзи чаще всего располагают непосредственно в корпусе воздухораспределителя.

Воздуховоды к воздухораспределителю изготавливают из тонколистовой стали, резиновых шлангов, гофрированных пластмассовых труб и т.д. В

некоторых автомобилях в качестве воздуховодов используют детали кабины, полость щитка приборов. Однако такое выполнение воздуховодов является нерациональным, так как не обеспечивается герметичность и увеличивается расход воздуха. Безопасность движения автомобиля в значительной степени

зависит от надежной и эффективной защиты ветрового стекла от запотевания и обмерзания, что достигается равномерным его обдувом теплым воздухом и подогревом до температуры выше точки росы.

Такая защита стекла конструктивно проста, не ухудшает его оптических свойств, но требует увеличения производительности системы вентиляции и высокой теплоемкости стекла. Эффективность струйной защиты стекла от

запотевания определяется температурой и скоростью воздуха на выходе из насадки, расположенной перед кромкой стекла. Чем выше скорость воздуха на выходе из насадки, тем меньше температура в зоне стекла отличается от

температуры на выходе из насадки.

Компоновка системы вентиляции и отопления зависит от конструкции автомобиля, кабины, отдельных узлов и их размещения.

В настоящее время получили распространение кондиционеры – устройства для

искусственного охлаждения воздуха, поступающего в кабину (кузов). По принципу действия кондиционеры подразделяются на компрессионные, с воздушной холодильной машиной, термоэлектрические и испарительные. Автоматическое управление режимом работы отопителя некоторых автомобилей производится изменением расхода жидкости или воздуха через радиатор отопителя. При автоматическом регулировании за счет изменения

расхода воздуха параллельно радиатору выполняют обводной воздушный канал, в котором устанавливают управляемую заслонку.

Как уже отмечалось, важное место в системе вентиляции кабины (кузова)

автомобиля занимает очистка вентиляционного воздуха от пыли.

Самым распространенным способом является очистка вентиляционного воздуха при помощи фильтров из картона, синтетических волокнистых материалов,

модифицированного пенополиуретана и др. Однако для эффективного использования таких фильтров, отличающихся небольшой пылеемкостью, с меньшим числом технических обслуживании необходимо снижать

концентрацию пыли на входе в фильтр. Для предварительной очистки воздуха на входе в фильтр устанавливают пылеотделители инерционного типа с непрерывным удалением уловленной пыли.

Основные принципы обеспыливания вентиляционного воздуха основаны на использовании одного или нескольких механизмов осаждения частиц пыли из воздуха: инерционный эффект отделения и эффекты зацепления и

осаждения.

Инерционное осаждение осуществляется при криволинейном движении запыленного воздуха под действием центробежных и кориолисовых сил. На

поверхность осаждения отбрасываются такие частицы, у которых масса или скорость значительны и они не могут следовать вместе с воздухом по линии потока, огибающей препятствие. Инерционное осаждение проявляется и

тогда, когда препятствиями являются элементы заполнения фильтров из волокнистых материалов, торцы плоских листов инерционных жалюзийных решеток и т.д.

При движении запыленного воздуха через пористую перегородку частицы,

взвешенные в воздухе, задерживаются на ней, а воздух полностью проходит через нее. Исследования процесса фильтрации направлены на установление зависимости эффективности пылеулавливания и аэродинамического сопротивления от структурных характеристик пористых перегородок, свойств пыли и режима течения воздуха.

Процесс очистки воздуха в волокнистых фильтрах происходит в две стадии.

На первой стадии частицы осаждаются в чистом фильтре без структурных изменений пористой перегородки. При этом изменения пылевого слоя по толщине и составу не существенны и ими можно пренебречь. На второй стадии происходят непрерывные структурные изменения пылевого слоя и дальнейшее осаждение частиц в значительном количестве. При этом изменяется эффективность пылеулавливания фильтра и его аэродинамическое сопротивление, что осложняет расчет процесса фильтрации. Вторая стадия – сложная и мало изученная, в условиях эксплуатации именно она определяет эффективность работы фильтра, так как первая стадия очень кратковременна. Из всего многообразия фильтрующих материалов, применяемых в фильтрах системы обеспыливания вентиляционного воздуха кабин, можно выделить три группы: тканые из природных, синтетических и минеральных волокон; нетканые – войлок, бумага, картон, иглопробивные материалы и др.; ячеистые - пенополиуретан, губчатая резина и др.

Для изготовления фильтров используются материалы органического происхождения и искусственные. К органическим материалам относится хлопок, шерсть. Они имеют низкую термостойкость, высокую влагоемкость. Общим недостатком всех фильтрующих материалов органического происхождения является их подверженность гнилостным процессам и отрицательному действию влаги. К синтетическим и минеральным материалам относятся: нитрон, имеющий высокую стойкость к воздействию температур, кислот и щелочей; хлоран, имеющий низкую термостойкость, но высокую химическую стойкость; капрон, характеризующийся высокой устойчивостью к истиранию; оксалон, имеющий высокую термостойкость; стекловолокно и асбест, отличающиеся высокой термостойкостью, и др. Высокие показатели пылеулавливающих, прочностных и регенерационных параметров имеет фильтрующий материал из лавсана.

Широкое применение в фильтрах с импульсной продувкой воздуха при регенерации фильтра получили нетканые иглопробивные лавсановые

фильтрующие материалы. Эти материалы получают уплотнением волокон с последующей прошивкой или иглопрокалыванием.

Недостатком таких фильтрующих материалов является прохождение более

мелких частиц пыли через отверстия, образованные иглами.

Существенным недостатком фильтров из любого фильтрующего материала является необходимость их замены или технического обслуживания с целью

регенерации (восстановления) фильтрующего материала. Частичная регенерация фильтра может быть проведена непосредственно в системе вентиляции обратной продувкой фильтрующего материала очищенным воздухом из кабины автомобиля или струйной локальной продувкой воздухом

от компрессора с предварительной очисткой сжатого воздуха от паров воды и масла.

Конструкция фильтров из тканых или нетканых фильтрующих материалов

для систем вентиляции кабин должна иметь максимальную поверхность фильтрации при минимальных размерах и аэродинамическом сопротивлении. Установка фильтра в кабине и его смена должны быть удобными и обеспечивать надежную герметичность по периметру фильтра.

1.13.2. Вибрационная комфортабельность

С точки зрения реакции на механические возбуждения человек представляет собой некоторую механическую систему. При этом различные внутренние органы и отдельные части тела человека можно рассматривать как массы, соединенные между собой упругими связями с включением параллельных сопротивлений.

Относительные перемещения частей тела человека приводят к напряжениям в связках между этими частями и взаимному соударению и надавливанию.

Такая вязкоупругая механическая система обладает собственными частотами и достаточно ярко выраженными резонансными свойствами. Резонансные

частоты отдельных частей тела человека следующие: голова – 12...27 Гц,

горло – 6...27 Гц, грудная клетка – 2...12 Гц, ноги и руки – 2...8Гц, поясничная часть позвоночника – 4... 14 Гц, живот – 4... 12 Гц. Степень вредного воздействия колебаний на организм человека зависит от частоты, продолжительности и направления действия вибрации, индивидуальных особенностей человека.

Продолжительные колебания человека с частотой 3... 5 Гц вредно отражаются на вестибулярном аппарате, сердечно-сосудистой системе и вызывают синдром укачивания. Колебания с частотой 1,5...11 Гц вызывают расстройства вследствие резонансных колебаний головы, желудка, кишечника и в конечном счете всего тела. При колебаниях с частотой 11...45 Гц ухудшается зрение, возникает тошнота, рвота, нарушается нормальная деятельность других органов. Колебания с частотой более 45 Гц вызывают повреждение сосудов головного мозга, происходит расстройство циркуляции крови и высшей нервной деятельности с последующим развитием вибрационной болезни. Поскольку вибрация при постоянном воздействии оказывает неблагоприятное влияние на организм человека, ее нормируют.

Общий подход к нормированию вибрации заключается в ограничении виброускорения или виброскорости, измеренных на рабочем месте водителя, в

зависимости от направления действия вибрации, ее частоты и продолжительности.

Отметим, что плавность хода машины характеризуется общей вибрацией,

передающейся через опорные поверхности на тело сидящего человека. Локальная же вибрация передается через руки человека от органов управления машиной, и ее влияние менее существенно.

Зависимость среднего квадратического значения вертикального

виброускорения az сидящего человека от частоты колебаний при его постоянной вибронагруженности приведена на рис. 1.13.1 (кривые «равного сгущения»), из которого видно, что в диапазоне частот f = 2...8 Гц чувствительность организма человека к вибрации повышается.

Причина этого как раз и заключается в резонансных колебаниях различных частей тела человека и его внутренних органов. Большинство кривых

«равного сгущения» получены при воздействии на организм человека гармонической вибрации. При случайной вибрации кривые «равного сгущения» в различных диапазонах частот имеют общий характер, но

количественно отличаются от гармонической вибрации.

Гигиеническую оценку вибрации проводят одним из трех методов: раздельно-

частотным (спектральным) анализом; интегральной оценкой по частоте и

«дозой вибрации».

При раздельно-частотном анализе нормируемыми параметрами являются средние-квадратические значения виброскорости V и их логарифмические уровни Lv или виброускорения аz для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации – в октавных или третьоктавных полосах частот. При нормировании вибрации кривые «равного сгущения» впервые стали учитываться в стандарте ИСО 2631-78. Стандарт устанавливает допускаемые средние квадратические значения виброускорения в третьоктавных полосах

частот в диапазоне среднегеометрических частот 1...80 Гц при различной продолжительности действия вибрации. Стандарт ИСО 2631-78 предусматривает оценку как гармонической, так и случайной вибрации. При этом направление общей вибрации принято оценивать вдоль осей ортогональной системы координат (х - продольная, у - поперечная, z - вертикальная).

Рис. 1.13.1. Кривые «равного сгущения» при гармонической вибрации:

1 – порог ощущений; 2 – начало неприятных ощущений

Аналогичный подход к нормированию вибрации использован в ГОСТ

12.1.012-90, положения которого являются основой определения критерия и показателей плавности хода автомобилей.

В качестве критерия плавности хода введено понятие «безопасность», не

допускающее нарушения здоровья водителя.

Показатели плавности хода обычно назначают по выходной величине, которой является вертикальное виброускорение аz или вертикальная виброскорость Vz , определяемые на сиденье водителя. Здесь необходимо отметить, что при оценке вибрационной нагрузки на человека предпочтительной выходной величиной является виброускорение. Для санитарного нормирования и контроля интенсивность вибрации оценивают средним квадратическим

значением az

вертикального виброускорения, а также его логарифмическим

Пороговое среднее квадратическое значение вертикального

виброускорения.

Среднее квадратическое значение az

называют «контролируемым

параметром», а плавность хода машины определяют при постоянной вибрации в диапазоне частот 0,7...22,4 Гц.

При интегральной оценке получают корректированное по частоте значение контролируемого параметра, с помощью которого учитывается неоднозначность восприятия человеком вибрации с различным спектром

частот. Корректированное по частоте значение контролируемого параметра az

и его логарифмический уровень

определяют из выражений:

~ ∑ (k zi a zi) ;

 10 lg ∑100,1(Lazi  Lkzj) ,

– среднее квадратическое значение контролируемого параметра

и его логарифмический уровень в i -й октавной или третьоктавной полосе;

– весовой коэффициент для среднего квадратического значения

контролируемого параметра и его логарифмический уровень в i -й полосе

kzi i ; n – число полос в нормируемом диапазоне частот.

Значения весовых коэффициентов приведены в табл.1.13.1.

Таблица 1.13.1

Среднее значение частоты третьоктавной и

Третьоктавная полоса частот

Октавная полоса частот

октавной полос

Согласно санитарным нормам, при длительности смены 8 ч и общей вибрации нормативное среднее квадратическое значение вертикального виброускорения составляет 0,56 м/с2, а его логарифмический уровень 115 дБ.

При определении вибрационной нагрузки на человека с использованием спектра вибрации нормируемыми показателями являются среднее квадратическое значение виброускорения или его логарифмический уровень в третьоктавных и октавных полосах частот.

Допускаемые значения спектральных показателей вибрационной нагрузки на человека приведены в табл. 1.13.2.

Таблица 1.13.2

Санитарные нормы спектральных показателей вибрационной нагрузки для вертикального виброускорения

геометрическое

Нормативное среднее

квадратическое значение

Нормативное

логарифмического

значение частоты третьоктавной

виброускорения

виброускорения

и октавной

Третьоктавная

полоса частот

Октавная

полоса частот

Третьоктавная

полоса частот п

В случае применения интегрального и раздельно-частотного методов оценки вибрационной нагрузки на человека можно прийти к различным результатам. В качестве приоритетного рекомендуется использовать метод раздельно- частотной (спектральной) оценки вибрационной нагрузки.

В настоящее время определены и используются в практике нормативные показатели плавности хода машин, такие как виброускорения и

виброскорости в вертикальной и горизонтальной плоскостях, устанавливаемые дифференцированно для различных частот колебаний.

Последние группируются в семь октавных полос со средней геометрической частотой от 1 до 63 Гц (табл. 1.13.3.).

Таблица 1.13.3

Нормативные показатели плавности хода транспортных машин

Параметр

Виброскорость,

Средняя геометрическая частота колебаний, Гц

1 2 4 8 16 31,5 6

вертикальная горизонтальная Виброускорение, м/с2: вертикальное горизонтальное

На ряде специальных колесных и гусеничных машин, эксплуатируемых в тяжелых дорожных условиях, где амплитуды микропрофиля значительные, трудно обеспечить значения показателей плавности хода, регламентируемые для транспортной техники. Поэтому для таких машин устанавливают нормативные показатели плавности хода на более низком уровне (табл.

Таблица 1.13.4

Нормативные показатели плавности хода для машин, работающих в тяжелых дорожных условиях

Ускорения на рабочем месте

водителя – (оператора)

Вертикальные:

средние квадратические максимальные от эпизодиче

ских толчков

максимальные от поворотных толчков

Горизонтальные средние квадратические

Транспортно тяговая

Нормы плавности хода для грузовых автомобилей, автобусов, легковых автомобилей, прицепов и полуприцепов определены для трех типов участков автополигона НАМИ:

I – цементная динамометрическая дорога со среднеквадратическим значением высот неровностей 0,006 м;

II – булыжная мощеная дорога без выбоин со среднеквадратическими

значениями неровностей 0,011 м;

III – булыжная дорога с выбоинами со среднеквадратическими значениями неровностей 0,029 м.

Нормы плавности хода автомобилей, установленные ОСТ 37.001.291-84,

приведены в табл. 1.13.5, 1.13.6, 1.13.7.

Для улучшения показателей плавности хода автомобилей используют следующие мероприятия:

Выбор компоновочной схемы автомобиля, обеспечивающей независимость колебаний на передней и задней подвесках подрессоренной массы машины;

Выбор оптимальной характеристики упругости подвески;

Обеспечение оптимального соотношения жесткостей передней и задней подвесок автомобиля;

Уменьшение массы неподрессоренных частей;

Подрессоривание кабины и сиденья водителя грузового автомобиля и автопоезда.

Таблица 1.13.5

Предельные технические нормы плавности хода грузовых автомобилей

Корректированные значения виброускорений на сиденьях, м/с2, не более

горизонтальных

Средние квадратические значения вертикальных

виброускорений в

дороги вертик

альных прод ольных

характерных точках подрессоренной части, м/с2, не более

Таблица 1.13.6

Предельные технические нормы плавности хода легковых автомобилей

Корректированные значения виброускорений на сиденьях водителя и

Тип дороги

пассажиров, м/с2, не более

вертикальных горизонтальных

Таблица 1.13.7

Предельные технические нормы плавности хода автобусов

Корректированные значения виброускорений на сиденьях автобусов, м/с2, не более

городских остальных типов

водителя пассажиров водителя и пассажиров

1.13.3. Акустическая комфортабельность

В кабине автомобиля возникают различные шумы, которые отрицательно сказываются на работоспособности водителя. Прежде всего, страдает слуховая функция, но шумовые явления, обладая кумулятивными свойствами (т.е. свойствами накапливаться в организме), угнетают нервную систему, при этом изменяются психофизиологические функции, значительно снижается скорость и точность движений. Шум вызывает отрицательные эмоции, под его влиянием у водителя появляются рассеянность, апатия, нарушение памяти. Воздействие шума на человека может быть подразделено в зависимости от интенсивности и спектра шума на следующие группы:

Очень сильный шум с уровнями 120...140 дБ и выше - независимо от спектра способен вызывать механические повреждения органов слуха и быть причиной тяжелых поражений организма;

Сильный шум с уровнями 100...120 дБ на низких частотах, выше 90дБ на средних и выше 75... 85 дБ на высоких частотах – вызывает необратимые изменения в органах слуха, а при длительном воздействии может быть

причиной ряда заболеваний и в первую очередь – нервной системы;

Шум более низких уровней 60...75 дБ на средних и высоких частотах оказывает вредное воздействие на нервную систему человека, занятого работой, требующей сосредоточенного внимания, к которой относится работа

водителя автомобиля.

Санитарные нормы подразделяют шумы на три класса и устанавливают для них допустимый уровень:

1 класс – низкочастотные шумы (наибольшие составляющие в спектре расположены ниже частоты 350 Гц, выше которой уровни понижаются) с допустимым уровнем 90...100 дБ;

2 класс – среднечастотные шумы (наибольшие уровни в спектре

расположены ниже частоты 800 Гц, выше которой уровни понижаются) с допустимым уровнем 85...90 дБ;

3 класс – высокочастотные шумы (наибольшие уровни в спектре расположены выше частоты 800Гц) с допустимым уровнем 75...85 дБ.

Таким образом, шум называют низкочастотным при частоте колебаний не

более 400 Гц, среднечастотным – 400... 1000 Гц, высокочастотным – более

1000 Гц. При этом по частоте спектра шум классифицируют на широкополосный, включающий почти все частоты звукового давления (уровень измеряется в дБА), и узкополосный (уровень измеряется в дБ).

Хотя частота акустических звуковых колебаний находится в пределах 20...20 000

Гц, ее нормирование в дБ осуществляется в октавных полосах с частотой 63...

8000 Гц постоянного шума. Характеристикой же непостоянного и широкополосного шума является эквивалентный по энергии и восприятию

ухом человека уровень звука в дБА.

Допустимые уровни внутреннего шума для автотранспортных средств по

ГОСТ Р 51616 – 2000 приведены в табл. 1.13.8.

Следует отметить, что допустимые уровни внутреннего шума в кабине или салоне установлены безотносительно к тому, имеется ли здесь один источник

шума или их несколько. Очевидно, что если звуковая мощность, излучаемая одним источником, удовлетворяет предельно допустимому уровню звукового давления на рабочем месте, то при установке нескольких таких источников

указанный предельно допустимый уровень будет превышен из-за сложения их воздействия. В результате общий уровень шума определяется по закону энергетического суммирования.

Таблица 1.13.8

Допустимые уровни внутреннего шума автотранспортных средств

Допустимый

Автотранспортное средство

Автомобили и автобусы для перевозки пассажиров

уровень звука, дБ А

M 1 , кроме моделей вагонной или

полукапотной компоновкой кузова

M 1 - модели с вагонной или 80

полукапотной компоновкой кузова.

M 3 , кроме моделей с

расположением двигателя впереди или рядом с местом

водителя: 78 на рабочем месте водителя 80 в пассажирском помещении автобусов классов II 82

в пассажирском помещении автобусов класса I

Модели с расположением 80

двигателя впереди или рядом с местом водителя:

на рабочем месте водителя и в пассажирском 80

помещении

Автомобили для перевозки грузов

N1 полной массой до 2 т 80

N1 полной массой от 2 до 3,5 т 82

N3 , кроме моделей,

предназначенных для международных и 80

междугородных перевозок

Модели для международных и 80

междугородных перевозок

Прицепы, предназначенные для перевозки пассажиров 80

Суммарный уровень шума, дБА, от нескольких одинаковых источников

LΣ  L1  10 lg⋅ n ,

L1 – уровень шума одного источника, дБА;

n – число источников шума.

При одновременном действии двух источников с разными уровнями звукового давления суммарный уровень шума

LΣ  La  ∆L ,

– наибольший из двух суммируемых уровней шума;

∆L – добавка, зависящая от разности уровней шума двух источников

Значения ∆L

в зависимости от разности уровней шума двух источников

> Lb) приведены ниже:

La − Lb , дБА…..0 1
∆L , дБА…...3 2,5

Очевидно, что если уровень шума одного источника выше уровня другого на

8...10 дБА, то будет преобладать шум более интенсивного источника, так как

в этом случае добавка ∆L

очень мала.

Общий уровень шума различных по интенсивности источников определяется по выражению

−0,1∆L1,n 

Σ  1  10 lg 1  10

 ...  10 ,

L1 - наибольший уровень шума одного из источников;

∆L1, 2 − L1 − L2 ;

∆L1,3  L1 − L3 ; ∆L1,n  L1 − Ln ⋅ L2 , L3 ,...., Ln 

Уровни шума

соответственно 2-го, 3-го, ..., n-го источников). Расчет уровня шума, дБ А,

с изменением расстояния до источника выполняется по формуле

Lr  Lu − 201gr − 8 ,

– уровень шума источника; r – расстояние от источника шума до

объекта его восприятия, м.

Общий шум движущегося автомобиля складывается из шума, создаваемого двигателем, агрегатами, кузовом автомобиля и его составными частями, шумом вспомогательного оборудования и качения шин, а также шумом от потока воздуха.

Шум в конкретном источнике порождается определенными физическими явлениями, среди которых в автомобиле наиболее характерными являются:

ударное взаимодействие тел; трение поверхностей; вынужденные колебания твердых тел; вибрация деталей и узлов; пульсация давления в пневматических и гидравлических системах.

В целом источники шума автомобиля можно разделить на следующие:

Механические – двигатель внутреннего сгорания, корпусные детали,

трансмиссия, подвеска, панели, шины, гусеницы, система выпуска;

Гидромеханические – гидротрансформаторы, гидромуфты, гидронасосы,

гидромоторы;

Электромагнитные – генераторы, электромоторы;

Аэродинамические – система впуска и выпуска двигателя внутреннего сгорания, вентиляторы.

Шум имеет сложную структуру и складывается из шума отдельных источников. Наиболее интенсивными источниками шума являются:

структурный шум двигателя (механический и шум процесса сгорания), шум впуска и его системы, шум выпуска и его системы, шум вентилятора системы охлаждения, шум трансмиссии, шум качения шин (шум шин), шум кузова. Многолетними исследованиями установлено, что к основным источникам шумообразования в автомобиле следует отнести двигатель внутреннего сгорания, элементы трансмиссии, шины, аэродинамический шум. Вторичным источником шума являются панели кузова. К дополнительным источникам относятся шумы навесных агрегатов двигателя, некоторых элементов трансмиссии, электродвигателей, отопителей, обдува стекол, хлопанье дверей и т. п.

Перечисленные источники генерируют механические и акустические колебания, разные по частоте и интенсивности. Характер спектра частот

возмущений весьма сложен для анализа ввиду наложения и взаимосвязанности по частотам рабочих процессов и возмущений от элементов трансмиссии, ходовой части, аэродинамических процессов и т.д.,

а также ввиду того, что многие источники являются одновременно возбудителями механических и акустических колебаний. В спектрах вибрации основных агрегатов трансмиссии и шума проявляются, главным образом,

гармонические составляющие от основных источников возбуждения

(двигателя и трансмиссии).

Динамическое взаимодействие частей агрегатов автомобиля порождает колебательную энергию, которая, распространяясь от источников колебаний,

создает звуковое поле автомобиля, трактора, т.е. шум автомобиля.

В соответствии с этим для снижения интенсивности шума можно наметить следующие пути:

Снижение виброактивности агрегатов, т.е. уменьшение уровня колебательной энергии, генерируемой в источнике;

Принятие мер для снижения интенсивности колебаний на пути их

распространения;

Воздействие на процесс излучения и передачи вибраций присоединенным деталям, т.е. уменьшение их виброакустической активности.

Уменьшение виброактивности источника достигается улучшением кинематических свойств систем автомобиля и выбором параметров механических систем таким образом, чтобы их резонансные частоты были

максимально удалены от частотного диапазона, содержащего рабочие частоты агрегатов, а также снижением до минимума уровней колебаний в опорных точках и минимизацией амплитуд вынужденных колебаний. Снижение шума может быть достигнуто созданием малошумного процесса

сгорания, улучшением виброакустических характеристик корпусных деталей, агрегатов, введением в их конструкцию демпфирования, усовершенствованием конструкции и качества изготовления подвижных

деталей, повышением акустической эффективности глушителей шума впуска и выпуска и т.д.

Борьба с шумом и вибрациями при их распространении в процессе

излучения и передачи колебательной энергии присоединенным деталям и

агрегатам может производиться «отстройкой» системы несущих элементов от резонансных состояний путем виброизоляции, вибродемпфирования и виброгашения.

Виброизоляция – выбор таких параметров механических систем, которые обеспечивают локализацию вибраций в определенной зоне автомобиля без

дальнейшего ее распространения.

Вибродемпфирование – использование систем, с помощью которых осуществляется активное рассеивание энергии колебаний вибрирующих поверхностей, а также применение материалов с большим декрементом

затухания.

Виброгашение – применение в агрегатах, настроенных на определенную частоту и форму колебаний, систем, действующих в противофазе.

Подавление шума в самом источнике его возникновения является активным способом шумоглушения и наиболее радикальным средством борьбы с шумами. Однако во многих случаях этот метод по тем или иным причинам не

удается применить. Тогда приходится прибегать к пассивным методам защиты от шума – это вибродемпфирование поверхностей, звукопоглощение, звукоизоляция.

Под звукоизоляцией понимается снижение звука (шума), поступающего к приемнику, вследствие отражения от препятствий на пути передачи. Звукоизолирующий эффект возникает всегда при прохождении звуковой

волны через границу раздела двух разных сред. Чем больше энергия отраженных волн, тем меньше энергия прошедших и, следовательно, тем больше звукоизолирующая способность границы раздела сред. Чем больше звуковой энергии поглощается преградой, тем выше ее звукопоглощающая

способность.

Шум, вызванный средними и высокочастотными колебаниями, передается в салон в основном по воздуху. Для уменьшения этой передачи следует особое

внимание уделить герметизации салона, выявлению и устранению акустических дыр (акустических отверстий). Акустическими дырами могут быть сквозные и несквозные щели, технологические отверстия, участки с

низкой звукоизоляцией, значительно ухудшающие общую звукоизоляцию конструкции.

С точки зрения особенностей передачи звуковой энергии различают

большие и малые акустические отверстия. Большое акустическое отверстие характеризуется большим в сравнении с единицей отношением линейных размеров отверстия к длине падающей на отверстие звуковой волны. Практически можно считать, что звуковые волны проходят через большое акустическое отверстие по законам геометрической акустики и прошедшая через отверстие звуковая энергия пропорциональна его площади. Для каждой категории отверстий имеется один или несколько эффективных методов их устранения.

Для определения эффективных путей снижения шума необходимо знать наиболее интенсивные источники шума, провести их разделение, а также

определить необходимость и величины снижения уровней каждого из них.

Имея результаты разделения источников и их уровни, можно определить очередность доводки автомобиля по шуму.

Контрольные вопросы

1. С какой целью регламентируется безопасность конструкции транспортных средств?

2. Назовите основные свойства, определяющие безопасность конструкции транспортных средств

3. По каким критериям определяется влияние активной безопасности транспортных средств на безопасность дорожного движения?

4. Какова зависимость между весом транспортного средства и риском

получения телесных повреждений в ДТП для его пассажиров?

5. От чего зависит ширина динамического коридора при криволинейном движении?

6. На какие размерные классы подразделяются автомобили, продаваемые в странах Европы?

с ГОСТ Р 52051-2003?

8. Какие силы действуют на автомобиль, разгоняющийся на подъем?

9. Какие изменения технического состояния автомобиля влияют на его тяговую динамичность и как?

10. Что такое динамический фактор автомобиля?

11. Что называется поперечной устойчивостью автомобиля?

12. Что называется продольной устойчивостью автомобиля?

13. Что такое курсовая устойчивость автомобиля?

14. Какие основные технические требования (методы испытаний)

предъявляют к тормозным свойствам транспортных средств?

15. По каким нормативам регламентируются устойчивость и управляемость транспортных средств как свойств активной безопасности?

16. Какие вы знаете виды испытаний на устойчивость?

17. Какие показатели оцениваются при испытании «стабилизация»?

18. Какие виды поворачиваемости автомобиля существуют?

19. По каким техническим причинам возможна потеря управляемости автомоибля?

20. Что такое тормозной путь автомобиля?

21. Как проводится испытание типа 0 тормозных систем транспортных средств?

22. Какие показатели определяют требования к шинам и колесам?

23. Укажите основные характеристики сцепных устройств.

24. Какие приборы используются для информационного обеспечения транспортных средств?

25. Какие технические требования предъявляют к устройствам освещения и световой сигнализации?

Исследование условий работы водителей свидетельствует о существенном значении параметров внутренней среды в автомобиле. Эти параметры лишь с большей или меньшей вероятностью соответствуют установленным нормам, что позволяет распространить понятие надежности и на систему, обеспечивающую условия обитаемости людей в автомобиле.

Косвенным свидетельством ее недостаточной надежности в ряде случаев являются эксплутационные наблюдения. По результатам опроса 4 водителей данного автомобиля о влиянии факторов внутренней среды отрицательно оценен температурный режим в кабине (жарко летом, холодно зимой) – 75% водителей; наличие токсичных веществ (загрязнение воздуха отработанными газами) – 75%; влияние вибраций – 75%, шума – 75%.

Ненормальные климатические условия в кабине автомобиля вредно отражаются на здоровье водителя и являются одной из причин, способствующей возникновению ДТП. Под влиянием повышенной или пониженной температуры в кабине автомобиля у водителя притупляется внимание, снижается острота зрения, увеличивается время реакции, быстро наступает усталость, появляются ошибки и просчеты, которые могут привести к ДТП.

Так же проведен опрос о состоянии шумности в салоне автомобиля и 100% опрошенных констатируют присутствие среднечастотных шумов от низкого качества пластика интерьера, что вызывает повышенное раздражение во время поездки хоть они и не превышают 2 класс шумов по ГОСТ Р 51616 – 2000.

На основании выше изложенного делаю вывод о значительно низком состоянии комфорта водителя в автомобиле, что ведет у уменьшению активной безопасности автомобиля.

3. Системы пассивной безопасности автомобиля

Пассивная безопасность включает в себя множество элементов, и один из основных - ремень безопасности. Вторым по значимости элементом пассивной безопасности является кузов автомобиля. Его передняя или задняя часть должны, сминаясь, максимально рассеять высвободившуюся энергию удара, а центральная часть кузова должна предоставить как можно больше места для выживания пассажирам автомобиля. Материалы салона должны быть не только приятными на ощупь и радовать глаз в случае необходимости они должны максимально смягчить удар. При этом они не должны растрескаться, чтобы своими осколками не нанести дополнительные повреждения пассажирам.

После удара бензобак автомобиля должен не воспламениться и не растрескаться, чтобы исключить разлив топлива по дороге. Большое значение придается дверным проемам и замкам. Как показывает статистика ДТП, наиболее тяжелые травмы, часто не совместимые с жизнью, получают пассажиры, вывалившиеся в раскрывшиеся двери автомобиля. В то же время после ДТП замки и двери должны легко открыться без использования дополнительного оборудования для обеспечения быстрой и своевременной эвакуации находящихся в салоне людей.

Сложенная из ряда факторов, зачастую противоречивых, пассивная безопасность служит достижению одной главной задачи - в случае ДТП, независимо от его тяжести, сделать все максимально возможное для сохранения жизни людей, находящихся в автомобиле.

На основании исследования безопасности автомобиля ЗАЗ 1102 проведенным журналом Авторевю №3 2004г. «Капот как орудие убийства»

(Был проведен краш-тест данного автомобиля характер и тяжесть повреждений, полученных Таврией, не оставляли сомнений в исходе столкновения для этого автомобиля.

Передная часть Таврии смялась основательно - на 62 см с левой стороны. При этом вся передняя часть заметно сместилась влево, на крыше появились две солидные складки - кузов пошел винтом. От удара разбилось и вылетело лобовое стекло, водительскую дверь заклинило в проеме.

Основание передней стойки кузова сместилось назад на 33 см во что внесла свой вклад запасное колесо - оно продвинуло в салон часть моторного щита, и панель приборов из твердого пластика сместилась назад и треснула чуть левее центра, образовав острые травмоопасные кромки. С рулевой колонкой и водительским сиденьем и вовсе произошли чудеса. Колонка ушла вправо так, что рулевое колесо оказалось почти посередине и при этом сместилось внутрь на 14 см. Левое кресло сместилось вперед на 13 см, а вдобавок его сильно перекосило влево. Произошло это из-за того, что силовая структура пола кузова в районе крепления передних кресел оказалась слишком хлипкой - пол пошел волнами, изогнул салазки сиденья, и те раскрылись, не удержав кресло. Вместе с деформацией пола это уменьшило пространство для ступней и ног, а вдобавок после отскока манекена назад его голова промахнулась мимо подголовника, что чревато повреждением шейных позвонков.

Неприятно и то, что замки-фиксаторы спинки заднего сиденья от удара раскрылись и позволили ей сложиться. Расшифрованные данные от датчиков манекена показали что суммарный уровень перегрузок, действовавших в течение 20 мс на голову манекена, оказался выше допустимого.)

Каково же было наше удивление, когда при просмотре кадров скоростной киносъемки мы увидели странную и страшную картину: тем твердым предметом, о который ударился головой водитель, оказался... капот! Еще при первом осмотре кузова мы заметили, что не сработал аварийный фиксатор капота с левой стороны. Правый крюк свою работу выполнил, а левый при ударе просто оторвался "с мясом"! В общем, это неудивительно - крюк приварен к моторному щиту консольно, и при столкновении все места точечной сварки (их четыре) работали на отрыв. Крюк оторвался уже после 30 миллисекунд, а в течение следующих 60 мс острый край капота пробил лобовое стекло что привело к его выметанию из проема и сместился в салон навстречу манекену. На кадрах скоростной киносъемки хорошо видно как манекен ударился лицом об острую кромку капота. И это притом, что ремни были натянуты так сильно, как это вряд ли возможно при обычной езде.

Анализ остаточной деформации кузова машины показал, что Таврия имеет более слабую силовую структуру кузова, сиденье и рулевую колонку.

КОМФОРТАБЕЛЬНОСТЬ

Комфортабельность автомобиля определяет время, в течение которого водитель способен управлять автомобилем без утомления. Увеличению комфорта способствует использование АККП, регуляторов скорости (круиз-контроль) и т.д. В настоящее время выпускаются автомобили, оборудованные адаптивным круиз-контролем. Он не только автоматически поддерживает скорость на заданном уров

не, но и при необходимости снижает ее вплоть до полной остановки автомобиля.

3 Пассивная безопасность автомобиля

КУЗОВ

Она обеспечивает приемлемые нагрузки на тело человека от резкого замедления при ДТП и сохраняет пространство пассажирского салона после деформации кузова.

При тяжёлой аварии есть опасность, что двигатель и другие агрегаты могут проникнуть в кабину водителя. Поэтому, кабина окружена особой «решёткой безопасности», представляющей собой абсолютную защиту в подобных случаях. Такие же рёбра и брусья жесткости можно найти и в дверях автомобиля (на случай боковых столкновений). Сюда же относятся и области погашения энергии.

При тяжёлой аварии происходит резкое и неожиданное замедление до полной остановки автомобиля. Этот процесс вызывает огромные перегрузки на тела пассажиров, могущие оказаться фатальными. Из этого следует, что необходимо найти способ «замедлить» замедление для того, чтобы уменьшить нагрузки на тело человека. Одним из способов решения данной задачи является проектирование областей разрушения, гасящих энергию столкновения, в передней и задней части кузова. Разрушения автомобиля будут более тяжёлыми, зато пассажиры останутся целыми (и это по сравнению со старыми «толстокожими» машинами, когда машина отделывалась «лёгким испугом», зато пассажиры получали тяжёлые травмы). AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Конструкция кузова предусматривает, что при столкновении части кузова деформируются как бы по отдельности. Плюс к этому в конструкции использованы высоконапряженные металлические листы. Это делает машину более жесткой, а с другой стороны позволяет ей быть не такой тяжелой

РЕМНИ БЕЗОПАСНОСТИ

Поначалу на автомобили ставились ремни с двухточечным креплением, которые «держали» седоков за живот или грудь. Не прошло и полувека, как инженеры смекнули, что многоточечная конструкция гораздо лучше, потому что при аварии позволяет распределить давление ремня на поверхность тела более равномерно и значительно снизить риск травмирования позвоночника и внутренних органов. В автоспорте, например, применяются четырёх-, пяти- и даже шеститочечные ремни безопасности - они держат человека в кресле «намертво». Но на «гражданке» из-за своей простоты и удобства прижились трёхточечные.

Чтобы ремень нормально отработал своё предназначение, он должен плотно прилегать к телу. Раньше ремни приходилось регулировать, подгонять по фигуре. С появлением инерционных ремней необходимость «ручной регулировки» отпала - в нормальном состоянии катушка свободно крутится, и ремень может обхватить пассажира любой комплекции, он не сковывает действия и каждый раз, когда пассажир захочет сменить положение тела, ремешок всегда плотно прилегает к телу. Но в тот момент, когда наступит «форс-мажор» - инерционная катушка тут же зафиксирует ремень. Кроме того, на современных машинах в ремнях применяются пиропатроны. Небольшие заряды взрывчатки детонируют, дёргают ремень, и тот прижимает пассажира к спинке кресла, не давая ему удариться.

Ремни безопасности - это одно из самых действенных средств защиты при аварии.

Поэтому легковые автомобили должны оборудоваться ремнями безопасности, если для этого предусмотрены места крепления. Защитные свойства ремней во многом зависят от их технического состояния. К неисправностям ремней, при которых не допускается эксплуатация автомобиля, относятся видимые невооружённым глазом надрывы и потёртости тканевой ленты лямок, ненадёжная фиксация языка лямки в замке или отсутствие автоматического выброса языка при отпирании замка. У ремней безопасности инерционного типа лента лямки должна свободно втягиваться в катушку и блокироваться при резком движении автомобиля со скоростью 15 – 20 км/ч. Замене подлежат ремни, испытавшие критические нагрузки во время ДТП, в которых кузов автомобиля получил серьёзные повреждения.

ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Одной из распространённых и действенных систем безопасности в современных автомобилях (после ремней безопасности) являются воздушные подушки. Они начали широко использоваться уже в конце 70-х годов, но лишь десятилетие спустя они действительно заняли достойное место в системах безопасности автомобилей большинства изготовителей.

Они размещаются не только перед водителем, но и перед передним пассажиром, а также с боков (в дверях, стойках кузова и т.д.). Некоторые модели автомобилей имеют их принудительное отключение из-за того, что люди с больным сердцем и дети могут не выдержать их ложного срабатывания.

Сегодня надувные подушки безопасности - обычное дело не только на дорогих машинах, но и на маленьких (и относительно недорогих) автомобильчиках. Зачем же нужны подушки безопасности? И что они из себя представляют?

Разработаны подушки безопасности, как для водителей, так и для пассажиров на переднем сиденье. Для водителя подушка устанавливается обычно на рулевом управлении, для пассажира - на приборной панели (в зависимости от конструкции).

Передние подушки безопасности срабатывают при получении аварийного сигнала от блока управления. В зависимости от конструкции, степень наполнения подушки газом может варьироваться. Предназначение передних подушек – защита водителя и пассажира от травмирования твёрдыми предметами (кузов двигателя и др.) и осколками стёкол при фронтальных столкновениях.

Боковые подушки предназначены для уменьшения повреждения людей, находящихся в автомобиле при боковом ударе. Они устанавливаются на дверях, либо в спинках сидений. При боковом столкновении внешние датчики посылают сигналы в центральный блок управления подушками безопасности. Это делает возможным срабатывание как некоторых, так и всех боковых подушек.

Вот схема работы системы подушек безопасности:

Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при лобовых столкновениях показали, что таковая уменьшается на 20-25%.

В случае, если подушки безопасности сработали, или были каким-либо образом повреждены, они не могут быть отремонтированы. Вся система подушек безопасности подлежит замене.

Воздушная подушка водителя имеет объём от 60 до 80 литров, а переднего пассажира – до 130 литров. Нетрудно представить, что при срабатывании системы, объём салона уменьшается на 200-250 литров в течение 0,04 сек(см. рисунок), что даёт немалую нагрузку на барабанные перепонки. Кроме того, вылетающая со скоростью более 300 км/ч подушка, таит в себе немалую опасность для людей, если они не пристёгнуты ремнём безопасности и ничто не задерживает инерционное движение тела навстречу подушке.

Утомление – это состояние, возникшее под влиянием проделанной работы и сказывающееся на уровне работоспособности.

Утомление - сложное и многообразное явление. Часто оно не прямо оказывает влияние на результативность трудовой деятельности, а проявляется по-иному. Например, трудовые операции, которые раньше выполнялись легко, без всякого напряжения, автоматически, через несколько часов работы требуют дополнительного усилия, особого внимания. Скорость развития утомления зависит от множества факторов: динамической и статической адаптации, зрительного комфорта, рабочей среды и др.

Утомляемость оказывает решающее влияние на способность водителя правильно, быстро и безопасно ориентироваться в дорожной обстановке. Снижение работоспособности вследствие утомляемости не является чисто физиологическим явлением. Как показали многочисленные исследования, важная роль в процессах утомления принадлежит психологическим факторам, напряжению нервной системы человека.

В практике работы водителя автомобиля (трактора) различают:

Естественное утомление, последствия которого исчезают уже на другой день;

Излишнее утомление, возникающее из-за неправильной организации труда;

Вредное утомление, последствия которого не исчезают на второй день, а незаметно накапливаются и долго остаются неосознанными, пока внезапно не проявятся.

Главные факторы, вызывающие утомление водителей и другие отклонения во время работы, следующие:

Продолжительность непрерывного вождения автомобиля (трактора);

Психофизиологическое состояние водителя перед выездом в рейс или выходом в смену;

Вождение автомобиля (трактора) в ночное время;

Монотонность и однообразие вождения;

Условия труда на рабочем месте водителя.

Наиболее объективным доказательством утомления водителя при управлении автомобилем является количество ДТП в зависимости от продолжительности движения и прочих условий, сопутствующих утомлению. Установлена явная зависимость количества ДТП и несчастных случаев от продолжительности работы.

Не меньшее влияние на утомляемость водителя оказывает психофизиологическое состояние его перед выездом. Оно ухудшается от недосыпания и нагрузки водителя перед началом работы (психическое напряжение, конфликтная нервирующая обстановка, психическая травма).

Усиление утомления водителя происходит при управлении автомобилем в ночное время.

При монотонном и однообразном движении встречается особо опасный вид утомления, который вызывает заторможенное состояние высшей нервной деятельности водителя и может привести к слабости, сонливости и засыпанию за рулем. Такое состояние возникает в результате продолжительного повторения одного и того же действия.

Не менее важными факторами, ускоряющими утомление, являются условия труда на рабочем месте водителя (положение при работе, ритм и темп работы, перерывы в работе), микроклимат на рабочем месте водителя (температура, давление, влажность воздуха, загазованность, освещение, излучение) и уровень шума и вибраций.

Одним из главных критериев при выборе автомобиля, которым руководствуется 90% покупателей, является как раз уровень комфорта. Определить что такое комфорт одновременно и просто, и сложно, потому что до сиих пор невозможно точно сформулировать, что это такое. И лишь в общих понятиях можно отметить, что комфорт – это то, что делает нашу жизнь легче, удобнее.

Применительно к автомобилям, производители вывели некоторые свои разработки в отдельную группу, которая носит название системы комфорта. На самом же деле, к таковым можно отнести практически все достоинства отдельно взятого автомобиля: обзорность, посадка, простота – все это, согласитесь, и создает тот или иной уровень комфорта. Тем не менее, дабы разобраться, какой же он – комфорт современных автомобилей, мы решились на весьма грубую, но в то же время понятную классификацию систем комфорта:

• Системы непосредственного комфорта;
• Системы увеличения комфорта

Что представляют собой системы непосредственного комфорта?

Что мы можем отнести к первой группе? С чем сталкивается автомобилист постоянно? Конечно же, это водительское сидение. Огромное количество инновационных систем, технологий, направлены на то, чтобы сделать посадку водителя, да и пассажира, максимально удобной. В результате этого, современные автомобили вместо банальных механических регулировок сидений оснащаются электрическими. Чем больше платите, тем выше уровень комфорта. Именно поэтому компания БМВ оснащает люксовые версии своих автомобилей сидениями с изменяемой геометрией. К примеру, изменяется боковая поддержка сидений, увеличивается их длинна, чтобы ноги как можно меньше находились в напряжении. Или, к примеру, система памяти положения водительского сидения – чем не система комфорта? Поэтому комфорт комфорту тоже рознь.

К непосредственным системам комфорта, то есть тому, что используется постоянно и уже считается в порядке вещей, можно отнести или , и т.д. Все это также создает высокий уровень комфорта и находится в использовании постоянно. Перечислять системы можно до бесконечности, так как все, что делается в автомобиле, делается для комфорта тех, кто будет находиться в этом автомобиле.

Системы увеличения комфорта

Что подразумевается под этой группой? К примеру, имеется автомобиль с базовой системой комфорта, о чем мы говорили ранее: АКПП, усилитель руля и т.д. Системы увеличения комфорта – это те, которые используются не постоянно, а лишь в определенных условиях. К примеру, система , которая подключается только тогда, когда водитель попадает на трассу. С одной стороны, автомобиль и так обладает высоким уровнем комфорта, но сделать передвижение еще комфортнее можно с помощью таких вот систем, которые действуют при определенных обстоятельствах, в определенных условиях.

Помимо круиз-контроля можно упомянуть также и систему контроля , систему интеллектуального и т.д.

Главное правило комфорта

Все инновационные системы, которые внедряются в автомобили, на самом деле только затуманивают разум человека и тот, видя сколько полезных опций имеет один автомобиль, отворачивается от того, который имеет комплектацию попроще, но вместе с этим является более комфортным.

Каковы же главные критерии комфорта, которыми и следует руководствоваться? Это вовсе не , в виде подогрева дворников, дистанционного запуска авто, или . Да, все это, безусловно, важно, но есть системы, которые являются определяющими. К таковым можно отнести характеристики , ведь очень важно, как автомобиль ведет себя на дороге. К примеру, он может быть напичкан электроникой, которая якобы повышает комфорт, но вот часть будет сконструирована таким образом, что каждая ямка будет проникать в салон. Да с таким положением вещей вам не захочется ни одной новейшей технологии, вы будете готовы отдать все за качественную ходовую часть. Из тех же соображений можно причислить шумо-вибро-звукоизоляцию. Комфорт невообразим без тишины. Характеристики двигателя, та же АКПП, о которой мы вспоминали – это основные и главные параметры, которые влияют на комфорт авто, а все остальные электронные системы – это лишь мелкие дополнения к тому, что уже имеется.