Разработка конструкции и технология изготовления дублирующего устройства управления учебным автомобилем

различных дорожных условиях, тренировать водителей при переходе на другой

тип транспортного средства или при смене условий работы (крупный город,

горные дороги и др.).

Такие тренажеры называют комплексными. В отличие от функциональных они

предназначены для обучения и выработки различных навыков. Для расширения

области применения тренажера в методическом плане полезно вводить

неожиданно для обучаемого различные помехи движению или имитировать

возникновение технических неисправностей, затрудняющих управление или

создающих опасность для движения.

При правильно организованном процессе обучения у обучаемых в

результате систематических занятий уменьшается время реакции, число

ошибочных действий, правильно организуется внимание и повышаются его

характеристики и, как следствие, наряду с элементарными навыками

развиваются навыки более высокого порядка. Результаты объективной

регистрации позволяют устанавливать индивидуальные особенности каждого из

обучаемых, выявлять их типичные ошибки и оценивать качество проведенной

тренировки.

По конструкции и способу воспроизведения дорожной обстановки

автомобильные тренажеры разделяют на: теневые, с подвижным полотном дороги,

телевизионные, кинотренажеры. По конструкции основания различают тренажеры

с подвижным и неподвижным основанием. По количеству учащихся, обучаемых

одновременно, различают тренажеры одноместные (индивидуальные) и

многоместные (групповые).

В настоящее время автотренажеру такого плана отошли в прошлое, а их

место занял компьютер, позволяющий более широко моделировать различные

ситуации на дороге.

3.4. АВТОДРОМЫ.

Важнейшим дополнением к процессу тренировки водителей на автомобильном

тренажере являются тренировочные занятия на специальных учебно-

тренировочных трассах — автодромах. Навыки, приобретенные водителем на

автомобильном тренажере, должны получить свое завершение в естественных

условиях движения на дороге или на автодроме. Занятия, проведенные на

учебном автодроме, дают возможность выявить наиболее типичные ошибки при

управлении автомобилем в реальных условиях.

В международной практике автодромы широко используются для

первоначального обучения управлению автомобилем, повышения мастерства

гонщиков.

Процесс формирования навыков вождения на автодроме имеет ряд очень

важных преимуществ по сравнению с учебной ездой по городской улице или

загородной дороге. Здесь npежде всего необходимо отметить значительно более

высокую безопасность учебного процесса в результате снятия психологического

напряжения обучающегося в связи с отсутствием движения пешеходов и

транспортных средств. Это существенно облегчает учебный процесс. Кроме

того, при рациональной организации учебного процесса, как показывает

практический опыт, на автодроме преподаватель может вне учебного автомобиля

руководить обучением сразу нескольких учеников, одновременно совершающих

езду на нескольких автомобилях.

Наконец, очень важной особенностью автодрома является возможность

оперативной смены упражнений путем перестановки препятствий или изменения

направления движения. Имеется также практическая возможность упражняться в

движении по скользкой дороге, которую легко создавать при помощи мыльной

эмульсии.

Не обязательно обучению на автодроме должна предшествовать тренировка

на автотренажере. Достаточно эффективно весь начальный период обучения

может быть отработан на автодроме.

По мере роста интенсивности движения на всех дорогах необходимость в

автодромах будет неуклонно возрастать. Основным сооружением автодрома

является обычно кольцевая дорога (рис.) с асфальтобетонным покрытием

шириной 6.. . 9 м и учебные площадки для фигурного вождения автомобилей.

Легковые автомобили могут развивать на кольцевой дороге скорость до 120

км/ч. Все повороты на дороге выполнены без поперечного уклона для

усложнения движения на повороте и отработки мастерства вождения на кривых.

Внутри кольцевой дороги расположены два пересекающихся проезда, образующие

перекресток, на котором может быть установлен светофорный объект для

выработки навыков проезда регулируемых перекрестков. Направление движения

по трассе — против часовой стрелки. Для квалифицированных водителей,

возможно проведение тренировок на повышенных скоростях, особенно при входе

и выходе из поворотов. Автодром может быть использован для проведения

автомобильных соревнований. Для подготовки водителей различных категорий,

где могут одновременно обучаться 15 ... 18 водителей, может быть

рекомендован автодром, разработанный в ЦК ДОСААФ (рис.). На автодроме можно

проводить широкий комплекс упражнений, в том числе имитировать реальные

условия движения, установив различные дорожные знаки, светофорные объекты и

нанеся различные виды дорожной разметки.

[pic][pic]

Рис. 6. Автодромы:

I — железнодорожная платформа; 2 — погрузочная площадка;

3 и 7 — соответственно левый и правый косогоры; 4 и 6 - колейные мосты;

5 — воронка; 8 — кольцевой маршрут 9 — холм; 10 и 19 — габаритные тоннели:

11 и 18 — «змейки»; 12 и 16 — боксы; 13 и 17 — «восьмерки»;

14 и 15— габаритные дворики; 20 и24— эстакады;

21 и 22 — доски; 23 — площадка начального обучения;

25—28 — места для разворотов. Размеры на .рисунке. даны в метрах.

3.5. УЧЕБНЫЕ МАРШРУТЫ

Успешное обучение вождению автомобилей во многом зависит от

правильного подбора маршрутов для упражнений, отрабатываемых вне автодрома.

Так как все упражнения по своим задачам отличаются одно от другого, то для

каждого из них должен быть подобран свои маршрут, включающий необходимые

условия для отработки всех его задач. Для отдельных упражнений в

зависимости от сезона года следует иметь не один, а два самостоятельных

маршрута. При организации занятии в сетке расписания, когда одно и то же

упражнение отрабатывается одновременно на 15—16 автомобилях, надо для

каждого упражнения иметь не менее двух идентичных маршрутов.

Очень важно выбирать маршрут с учетом требований известного правила

обучения — идти от легкого к трудному. То есть маршрут вождения составляют

в такой последовательности, чтобы он позволял сначала отрабатывать наиболее

простые задачи, затем средней сложности, потом наиболее трудные и под конец

в сочетании.

Например, развороты на дорогах для движения в обратном направлении

отрабатывают в такой последовательности: сначала на дороге с проезжей

частью, позволяющей разворот с осевой линии, затем на дороге, дающей

возможность сделать разворот только из правого ряда, и в заключение на

дороге, допускающей разворот, только применив задний ход.

В определенной последовательности отрабатываются задачи упражнений по

проезду перекрестков в городских условиях: проезд в прямом направлении,

поворот направо, поворот налево, разворот для движения в обратном

направлении.

Протяженность каждого маршрута для отработки упражнений по дорогам и в

городских условиях не должна превышать 5 км. Это позволит в течение

отведенного времени на отработку упражнения проехать по нему несколько раз

и добиться от обучаемого четкого выполнения задач с устранением

первоначальных ошибок. Кроме того, небольшая протяженность маршрута

помогает организовать более действенный контроль за учебным процессом.

Для отработки упражнений по вождению автомобилей в городских условиях

маршруты составляют в соответствии с .задачами но улицам и площадям,

разрешенным для обучения вождению местными органами Госавтоинспекции.

При выборе маршрутов необходимо предусматривать участки для повторения

отдельных элементов предшествующих упражнении, заранее намечать перекрестки

для, совершения поворотов и разворотов и места для подачи команд на

закрепление знаний правил дорожного движения. Приведем примеры:

1. Для закрепления знаний обучаемых в выполнении правил остановки

выбирают места для подачи команд. Если для подачи команд наметить только

дозволенные для остановок места, то инструктор может научить обучаемого

лишь приемам выполнения самого маневра, но не практическому закреплению

знаний требований правил дорожного движения по выполнению остановок. Если

же команды будут подаваться в недозволенных для остановок местах, то

обучаемый, прежде чем совершить маневр, предварительно "должен выбрать

дозволенное для этого место. Например, если такую команду подать за 15—20 м

до автобусной остановки, то обучаемый, прежде чем начать выполнять ее,

должен предварительно проехать автобусную остановку и остановиться за ней

на расстоянии не ближе 15 м.

Команды в таких случаях подаются не в приказном порядке, а в виде

предложения: «Сделаем остановку».

Следовательно, подачу некоторых команд для совершения остановок

желательно намечать перед перекрестками, в местах, где транспортное

средство закроет от других водителей сигналы светофора или дорожные знаки,

за 5—10 м до пешеходного перехода и т. д. Предварительный выбор мест для

подачи вводных команд способствует лучшему использованию имеющихся

возможностей для практического закрепления знаний правил дорожного движения

и помогает качественнее проводить каждое занятие.

2. Для обучения правильному выполнению поворотов большое значение

имеет своевременная подача команд. Если маршрут определен нечетко и право

окончательного выбора того или иного перекрестка для поворота предоставлено

самому инструктору, последний не всегда своевременно подпет команду на

совершение маневра. Как показала практика, многие инструкторы подают

команду для выполнения поворота лишь за 30—50 м до перекрестка, В этом

случае обучаемый, не задумываясь, сразу же включает указатель поворота и

нарушает правила дорожного движения, резко изменяя направление движения для

занятия нужного ряда, или заканчивает перестроение в рядах ближе, чем за 20

м до перекрестка.

Чтобы этого не допускать и научить курсанта выполнять повороты в

строгом соответствии с требованиями правил дорожного движения, необходимо

заранее при выборе маршрута установить, на каких перекрестках и какой

поворот будет выполняться. Кроме того, надо наметить места для подачи

команд на совершение маневра. Обучаемый после получения команды на

выполнение поворота имеет возможность рассчитывать (а инструктор

проконтролировать), за сколько метров до перекрестка включить указатель

поворота и своевременно, без помех для другого транспорта закончить

перестроение и занять нужный ряд.

Прежде чем начать перестроение в рядах, нужно проехать на автомобиле в

прямом направлении с включенным указателем поворота, на что потребуется не

менее 3—5 с. При скорости 20 км/ч за это время автомобиль проедет

соответственно расстояние 15—30 м, а при скорости 30 км/ч—25—40 м. Па

перестроение в рядах потребуется пуль длиной 20—30 м с расчетом, что

перестроение должно закончиться за 20 м до перекрестка. Исходя из этого,

для совершения поворота с перестроением в рядах указатель следует включить

за 60—90 м до перекрестка, а команда на совершение поворота должна быть

подана инструктором еще раньше.

В тех автошколах, которые расположены в населенных пунктах, где

отсутствует трамвайное движение, нет сложных перекрестков и многополосного

движения, надо учебные группы периодически вывозить в близлежащие районные

центры и там обязательно отрабатывать с ними определенные упражнения по

вождению автомобилей в городе.

При организации занятий на маршрутах их следует предварительно

проверить и при необходимости заменить равными по значимости, учитывая при

этом время года и местные метеорологические условия.

При выборе маршрутов для обучения вождению автомобиля в составе

колонны нужно исходить из задач упражнений, отведенного времени на их

отработку в последовательности выполнения.

Согласно «Программе подготовки призывников учебные организациях ДОСААФ

по вождению автомобилей на право управления транспортными средствами

категории «С» (М., Изд-во ДОСААФ, 1977) для обучения вождению в колонне

предусмотрено три упражнения:

первые два двухчасовые подготовительные и одно четырехчасовое

заключительное (стокилометровый марш), Основываясь на этом, при выборе

маршрутов надо исходить из того, что их протяженность должна увеличиваться

от одного упражнения к другому и тем самым обеспечивать постепенный рост

средней скорости вождения автомобиля в составе колонны. Поэтому

протяженность маршрута для первого двухчасового упражнения целесообразно

иметь в среднем 10 км, а для второго— 30 км.

Все три Маршрута могут проходить по одному и тому же направлению или

по разным, по замкнутому кругу или до определенного пункта с поворотом в

обратную сторону. Предпочтение следует отдавать маршрутам, проходящим по

одному и тому же направлению, что позволит курсантам лучше их освоить и

чувствовать себя более уверенно при совершении стокилометрового марша. На

каждом маршруте должны быть определены места построения и вытягивания

колонны, исходный пункт и пункты регулирования, места привала и разворота

для движения в обратном направлении.

На каждый маршрут должна быть составлена своя маршрутная карта. Кроме

того, нужно иметь общую схему маршрутов.

3.6. УЧЕБНЫЕ АВТОМОБИЛИ

Для обучения вождению можно использовать только те автомобили, которые

по своему техническому состоянию и оборудованию полностью отвечают

требованиям правил дорожного движения. На каждом из них должны быть

установлены номерные знаки, выдаваемые Государственной инспекцией

безопасности дорожного движения. Присвоенный грузовому учебному автомобилю

номерной знак дополнительно наносят на заднюю стенку кузова: высота цифр—не

менее 300 мм, ширина—не менее 120 мм, толщина штриха.—30 мм, размеры букв

—2/3 от размера цифр. Этот знак должен быть хорошо различимым

Кроме того, на любом автомобиле, предназначенном для обучения

вождению, спереди и сзади устанавливают специальные опознавательные знаки —

равносторонний треугольник белого цвета (сторона 200—300 мм в зависимости

от вида транспортного средства) с каймой красного цвета (ширина каймы—1/10

стороны), в которой вписана буква «У» черного цвета. А для того чтобы

инструктор мог в критических случаях взять на себя управление автомобилем и

исправить ошибку обучаемого, автомобили оборудуют двойным управлением для

сцепления и тормозов. В целях безопасности обучения вождению и контроля за

работой курсанта для инструктора;с правой стороны автомобиля крепят

дополнительное зеркало заднего вида.

Помимо комплекта шоферского инструмента на автомобиле должны быть

лопата, топор, буксирный трос, материалы для ремонта шин, медицинская

аптечка, огнетушитель, а в зимнее время—цепи противоскольжения.

Эксплуатация исправного и полностью укомплектованного автомобиля

способствует качественному проведению занятий, воспитывает у курсанта

бережливое отношение к государственному имуществу, прививает любовь к

технике и профессии водителя автомобиля.

Для отработки первоначальных упражнений по пуску и остановке

двигателя, троганию и переключению передач на месте на учебном автомобиле

необходимо заранее «вывешивать» ведущие колеса.

Так как обучение вождению трехосного автомобиля должно осуществляться

только с грузом (загружается на 3/4 номинальной грузоподъемности),

целесообразно этот груз постоянно содержать на автомобилях в специально

сделанных контейнерах. Груз в виде чугунных чушек, в таре (мешках, ящиках)

и тем более насыпной

потребует значительного времени на его погрузку и раз-грузку.

На время обучения вождению в составе колонны в правой части ветрового

стекла кабины и в левом верхнем углу заднего борта кузова мелом наносят

порядковый номер автомобиля. Для управления колонной на марше с помощью

световых сигналов на задней стенке кабины каждого автомобиля крепят

самодельный трехсекционный фонарь (с красным, белым, зеленым цветами)

обращенный в сторону следующего сзади автомобиля. Управляют им при помощи

трех переключателей пульта устанавливаемого в кабине. От пульта отходит

восемь проводов — шесть к фонарю и два к источнику питания. Последние

подключаются к розетке или один — к ампер, метру, а другой—к «массе».

Качество отработки элементов вождения по трудным грунтам зависит от

наличия и состояния цепей противоскольжения, трековых дорожек, матов и

средств самовытаскивания

4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ

ДУБЛИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ НА ВАЛ, ВОЗВРАТНЫЕ ПРУЖИНЫ И ПЕДАЛИ.

Номинальное усилие на дополнительные педали тормоза и сцепления

будет находиться в пределах 5-10кГс,то есть 50-100Н. Во время работы могут

возникать кратковременные нагрузки до 200Н. При нажатии на педаль

сцепления или тормоза возникает вращающий момент, который сообщается валу.

Длина наибольшего рычага педалей L=280мм=0,28М. Величина вращающего

момента при кратковременных перегрузках

Lmax=F·L=200·0, 28=56Нм

За расчетный момент следует приять момент на 10%-20% больше

максимального, то есть расчет ведется с запасом прочности:

T=Tрасч=(1,1 … 1,2)Тмах=

=(1,1 … 1,2)56=61,6 …67,2Нм

Для дальнейшего расчета принимаем Т=65Нм.

Рычаги педалей воспринимают поперечную нагрузки при нажатии на педали

с силой F. При этом рычаг моно рассматривать как консольную балку, на одном

конце которой приложена поперечная сила F, на втором конце возникает

изгибающий момент и реакция в виде силы R .Размеры рычагов будем определять

по основной нагрузке , от которой возникают наибольшие напряжения. Такой

нагрузкой будет момент, изгибающий рычаг, который по величине равен

вращающему моменту на валу

М = Т = 65Нм

Передача движения от рычага к валу осуществляется с помощью шлицевого

соединения. Применение шпоночного соединения, более простого в

изготовлении, в данном случае невозможно, так как оно требует больших

габаритов и не позволяет регулировать положение педали в пространстве.

Шлицевое соединение представляет собой выступы на валу, называемые шлицами

или зубьями, которые входят в соответствующие пазы ступицы. В зависимости

от формы зубьев различают соединения с прямозубными, эвольвентными и

треугольными шлицами.

Шлицевые соединения могут быть подвижными и неподвижными. В данном

случае необходимо обеспечить неподвижное соединение между ступицей педали и

валом. Шлицевое соединение имеет ряд достоинств по сравнению со шпоночными:

-большую несущую способность при одинаковых габаритах из-за

значительно большей рабочей поверхности и равномерного распределения

давления по высоте зубьев;

-большую усталостною прочность вала из-за меньшей концентрации

напряжений;

-обеспечивает более точное центрирование ступицы по валу.

При установке дополнительных педалей на автомобиль возникает

необходимость относительной регулировки положения ступицы, поэтому следует

применять такое соединение, которое имеет наибольшее число зубьев. Такому

требованию наиболее полно отвечают соединения с треугольным профилем

зубьев, которые, как правило являются неподвижными и используются при

стесненном диаметральном габарите.

Основными геометрическими параметрами являются:

- число зубьев Z, которое может быть от 20 до 70 ;

- модуль m=d?/z .величина которого колеблется от 0.2 до 1,5

миллиметров;

- угол впадин 90о 72о и 60о .

Нормали автомобильной и тракторной промышленности предусматривают

числа зубьев 32 и 48 ;

угол впадин 2?в=90о ;

номинальные диаметры D=5 … 75 миллиметров.

Центрирование соединения осуществляется только по боковым сторонам шлицев.

Шлицевые соединения реагируют на снятие :

? =2Т/(dc ? z ? h ? l ? ?) ?[?см] ;

где ?см - расчетное напряжение снятия на рабочих поверхностях шлицев;

Т - расчетный передаваемый вращающий момент, Т = 65 Н?м;

dc – средний диаметр шлицевого соединения, для шлицев треугольного профиля

dc=d?=m?z ;

h – высота поверхности контакта шлицев, для принятого соединения

h= Dв - da / z ;

da – номинальный внутренний диаметр отверстия в ступице; Dв – наружный

диаметр зубьев вала ;

? = 0,75 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки

между шлицами ;

l – длина поверхности контакта шлицев, принимаемая равной длине ступицы;

[?см] – допускаемое напряжение на смятие материала вала или ступицы, для

неподвижного соединения без термической обработки шлицев при изготовлении

вала и ступицы из среднеуглеродистых сталей величина

[?см] = 100 … 110МПа для среднего режима работы , при легком режиме

работы значения этих напряжений увеличивают на 25 … 40% ,при тяжелом режиме

их необходимо снизить на 35 … 50%.

Возвратные пружины предназначены для возврата педалей в исходное

положение после снятия с них нагрузки. При нажатии на дополнительную педаль

в обычном режиме необходимо усилие 5 …10кГ ,это складывается из усилия,

идущего на перемещение основных педалей тормоза или сцепления и усилия на

дополнительное закручивание возвратной пружины. В конце хода дополнительной

педали это усилие достигает максимальной величины. При проектировании

возвратных пружин принимают , что на дополнительное закручивание пружины

расходуется 20 …30% энергии. Для дальнейшего расчета принимаем, что25% от

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6