Разработка конструкции и технология изготовления дублирующего устройства управления учебным автомобилем

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=8??(RB/hc) (2)

Где ? коэффициент, учитывающий поперечный наклон (крен) кузова на

подвecкe; ?=0,9 для легковых автомобилей и ?=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 ?(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

? (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,

[pic]

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.

Кроме того, состояние здоровья водителя должно удовлетворять

необходимым медицинским требованиям. Поэтому будущие водители проходят

медицинское обследование, о чем свидетельствует справка медицинского

учреждения установленного образца о годности к управлению транспортным

средством той или иной категории. В процессе работы все водители

транспортных средств подвергаются обязательному периодическому медицинскому

переосвидетельствованию в сроки, установленные Министерством

здравоохранения России.

Государственная инспекция безопасности дорожного движения,

руководители автотранспортных предприятий в случае сомнения в состояний.

здоровья водителя могут направить его на медицинское переосвидельствование

ранее установленных сроков. Если медицинской комиссией водитель будет

признан негодным к управлению транспортными средствами, то водительское

удостоверение у него изымается.

Экзамены на право получения водительского удостоверения проводятся в

следующей последовательности: теоретический, затем практический. Лица, не

сдавшие теоретический экзамен, к практическому не допускаются. Повторный

экзамен как теоретический, так и практический назначается не ранее чем

через 5 дней. В том случае, если кандидат в водители в течение 3 месяцев не

сдает практического экзамена, то он назначается вновь на теоретический

экзамен.

Лицам, сдавшим теоретический и практический эказмены, выписывается

водительское удостоверение установленного образца. В графах категорий

транспортных средств, на управление которыми выдается водительское

удостоверение, производится соответствующая отметка.

Подготовку водительских кадров ведут учебные комбинаты,. автошколы

министерств и ведомств, профессионально-технические и технические училища,

а так же частные автошколы.

3.2. ОБУЧЕНИЕ ВОЖДЕНИЮ.

Система обучения водителей играет важную роль в обеспечении

безопасности движения. Водитель приобретает знания, умение и навыки,

выполняя различные действия по управлению автомобилем: нажимает на педали

сцепления, тормоза, управления подачей топлива, поворачивает рулевое

колесо, перемещает рычаги переключения передач.

Знания — совокупность усвоенных сведений, проверенных;

практикой их использования в реальной действительности.

Умение — способность своевременно и целеустремленно применять

специальные знания в какой-либо деятельности.

Навык—доведенное до автоматизма умение решать тот или иной вид задачи

(чаще — двигательной).

В начале обучения целесообразно выработать у обучаемого навык

автоматического отыскания рычагов, педалей управления и необходимую

последовательность действий при работе ими. При выработке этих навыков в

действии с органами управления устанавливаются мышечно-двигательные

представления о направлении соответствующих движений, их амплитуде,

скорости, требуемых усилиях, о продолжительности движений, их .сочетаний и

последовательности.

Овладение двигательными навыками значительно эффективнее в том случае,

если внимание обучаемого не отвлекается на решение других задач. В этом

отношении обучение на тренажере имеет преимущество перед обучением на

автомобиле.

Основной задачей последующего обучения является формирование

соответствующих зрительных представлений. Как известно, при управлении

автомобилем большую часть всей информации водитель получает при помощи

зрения. В процессе тренировки зрительные представления объединяются в

единые комплексы с представлениями мышечно-двигательными и вестибулярными.

Дальнейшее совершенствование навыков управления автомобилем должно

быть направлено на увеличение точности и быстроты восприятия дорожной

обстановки, быстроты действии при выполнении основных приемов (поворотов,

разворотов, остановок в заданном месте, заездов в ворота и т. п.) и

привыкания к управлению автомобилем на различных скоростях. а также

вождению автомобиля в особых условиях движения (гололед, туман, снег,

дождь, темное время суток).

Навыки формируются при выполнении упражнений, в которых одно и то же

действие повторяется несколько раз. Продуктивность занятий зависит от

метода обучения, способностей и эмоционального состояния обучаемых, от

правильного распределения упражнений по времени.

3.3. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ТРЕНАЖЕРЫ.

Автомобильным тренажером называется комплекс учебно-тренировочных

устройств (рис), предназначенный для выработки навыков и совершенствования

техники управления автомобилем. Оборудование тренажерного комплекса обычно

состоит из следующих элементов: устройства, моделирующего рабочее место

водителя автомобиля (модель автомобиля), устройств, моделирующего дорожную

транспортную ситуацию, и пульта мастера производственного обучения.

Тренажеры применяются на различных этапах обучения. В зависимости от этого

и требования к тренажерам различны. В начальный период обучения при помощи

тренажера учащийся знакомится с органами управления автомобилем, их

расположением, усилиями при переключении передач, повороте рулевого колеса.

На более поздних этапах обучения учащийся знакомится с методами управления

в простых и сложных дорожных ситуациях. Для этого тренажер оборудуется

средствами визуализации (кино, теневой или телевизионной установкой), пpи

помощи которых обеспечивается обратная связь между поведением управляемого

«автомобиля» и учащимся. Здесь необходимо подчеркнуть значение

динамического подобия систем управаления тренажера и автомобиля, так как

Рис.5. Тренажерный комплекс для подготовки водителей

1 – устройство, моделирующее дорожно-транспортную ситуацию;

2 – устройство, моделирующее рабочее место водителя; 3 – пульт управления.

это обеспечивает адекватность действий обучающегося на тренажере и

автомобиле. Тренажер с динамически подобной обратной связью позволяет

формировать навыки поведения в аварийной ситуации, навыки прогнозирования

дорожной обстановки. Он может быть использован на последующих этапах

обучения и для совершенствования профессионального мастерства водителей.

Важным психологическим и педагогическим преимуществом тренажера перед

автомобилем в процессе обучения и совершенствования водительских навыков

является возможность выделить из всей информации только ее часть, которая

наиболее существенна на данном этапе обучения. Моделирование конкретных

ситуаций (занос, обгон, следование за лидером и пр) на тренажере позволяет

не только судить о действиях обучаемого в этих ситуациях, но также

позволяет формировать безопасные навыки управления автомобилем в этих

условиях.

Применение тренажеров не ограничивается только областью

первоначального обучения. С их помощью можно успешно тренировать действия

водителей в критических ситуациях, обучать прогнозированию дорожной

обстановки, исследовать психофизиологические характеристики водителя в

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6