Раздел 1. Безопасность транспортых средств (стр. 8 )

Рисунок 5.7 Схема наезда автомобиля на пешехода

Оценка в данном случае проводится в следующей последовательности:

1. Величина остановочного пути

, (5.35)

где t1 – время реакции водителя (0,2-1,5с)

t’2 – время запаздывания тормозного привода (системы с гидроприводом и дисковыми тормозами – 0,05-0,07с, с барабанными – 0,15-0,17с, с пневмоприводом – 0,2-0,4с)

2. Удаление автомобиля от места наез­да в момент обнаружения водителем опасности Sуд.

. (5.36)

3. Сравнивая длину остановочного пути Sо с рас­стоянием удаления автомобиля от места наезда Sуд . При Sо < Sуд можно дать заключение о том, что автомобиль при своевременно принятом интенсивном тормо­жении остановился бы до линии следования пешехода. Следовательно, у водителя имелась техническая воз­можность предотвратить наезд. При Sз ≈ tпр можно дать заключение, что у водителя такой возможности не было.

Рассмотрим пример. Водитель легкового автомобиля, двигаясь в населенном пункте, сбивает пешехода, пере­ходившего проезжую часть. Приняв следующие исход­ные данные: Vа = 60 км/ч = 16,6 м/с; φ = 0,7; tp = 0,8; tср = 0,2; tн = 0,4, Vn = 5 км/ч = 1,4 м/с; Sn = 4 м.

Значение остановочного пути

м.

Расстояние удаления автомобиля в момент обнаружения водителем опасности по формуле (5.34)

м.

Так как в данном случае Sо < Sуд, следовательно, у водителя имелась техническая возможность предотвра­тить наезд.

5.9 Определение безопасной скорости ночью

В темное время суток интенсивность движения в несколько раз сокращается, однако в это время происходит почти половина всех ДТП, при этом резко возрастает тяжесть последствий ДТП. Основная причина этого — ухудшение условий видимости и пропорциональное ему уменьшение объема воспринимаемой информации. Фары освещают лишь часть дороги, причем неравномерно. Наиболее эффективной мерой повышения безопасности движения в этих условиях является выбор скорости, соответствующей расстоянию видимости Sв:

,

то есть скорость автомобиля должна быть такой, чтобы можно было остановить его на расстоянии меньшем, чем Sв.

Расстояние видимости зависит от технического состояния приборов освещения, физиологических качеств водителя, размеров и цвета, в который окрашен предмет, фона, на котором виден предмет, расположения его относительно поверхности дороги.

При ближнем свете фар, Sв можно принять 50 — 60м, при дальнем — 140— 180 м.

Пример. Определить безопасна ли скорость легкового автомобиля при движении ночью с ближним светом фар, исходя из следующих данных: Va = 60 км/ч = 16,6 м/с; φ = 0,5; tp = 0,7 с; tср = 0,2 с; tн = 0,2 с.

Тогда значение Sо

м.

Приняв Sз = 5 м, получим Sв =м ≈ Sо + Sз = 44,7 + 5 м.

То есть скорость 60 км/ч в этих условиях можно считать безопасной.

Контрольные вопросы

1. Определение параметров обгона «с ожиданием».

Определение параметров незавершенного обгона.

3. Чем определяется величина резервов безопасности при обгоне.

4. Способы определения показателей зависимости пути и скорости от времени.

5. Какая зависимость пути и времени обгона от скорости обгоняемого автомобиля.

ЧАСТЬ 6 УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ И
БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

6.1 Потеря поперечной устойчивости автомобиля

Статистика отмечает значительное количество происшествий, связанных с потерей автомобилем устойчивости при поперечном (боковом) скольжении. При этом нередки случаи, когда скользящий в поперечном на­правлении автомобиль выезжает на полосу встречного движения и за пределы дорожного полотна. Если под его колеса в это время попадает какое-либо препятствие, резко снижающее скольжение, то возможно опрокидывание. Особенно опасны поперечные скольжения при высокой скорости движения. Прекратить начавшееся скольжение нелегко даже водителям высокой квалификации, а в ряде случаев просто технически невозможно.

Причины потери поперечной устойчивости автомобиля. Поперечное скольжение или опрокидывание автомобиля может быть вызвано нарушением условий устойчивости— наклоном опорной поверхности (дороги) или приложением внешних сил к боковой поверхности автомобиля, например порывом ветра или внезапным толчком. На рисунке 6.1 показана схема действия сил на уклоне при статическом положении или при прямолинейном движении автомобиля. Угол поперечного уклона β характеризует наклон плоской дороги к горизонту.

Рисунок 6.1 Схема сил, действующих на автомобиль, движущийся по дороге с поперечным уклоном.

Составим уравнение моментов сил относительно оси, проходящей через точки соприкосновения правых колес с поверхностью дороги:

.

К моменту опрокидывания колеса оторвутся от дороги и z' = 0, тогда

.

Координаты центра масс относительно осей автомобиля по горизонтали и высота центра масс входят во многие расчетные уравнения, используемые при выяснении причин потери устойчивости. Координаты центра масс конкретных автомобилей обычно приводятся в справочниках. Экспериментальное их определение не требует сложного оборудования и основано на использовании положений статики.

Примем обозначения: вес автомобиля — G; база— L; расстояние по горизонтали до передней оси — а, до задней — b; вес, приходящийся на заднюю ось, — G2. По условиям равновесия получим G2L = Ga, откуда

. (6.1)

Расстояние по горизонтали от центра масс до задней оси

. (6.2)

Весовые нагрузки на переднюю и заднюю оси конкретного автомобиля в нагруженном и ненагруженном состояниях приводятся в справочниках. У большинства автомобилей среднее значение координат центра масс (по горизонтали) при полной нагрузке составляет:

для двухосных b— (0,25 — 0,45) L;

для трехосных (от центра масс до оси заднего колеса) b =(0,3—0,5).

Экспериментально координаты центра масс наиболее просто находить с помощью весов. Для определения координат центра масс по горизонтали заднюю часть автомобиля устанавливают на весы (рисунок 6.2), фиксируют нагрузку на ось и затем по формулам (6.1) и (6.2) рассчитывают координаты. Аналогично находят координаты центра масс по горизонтали в поперечном направлении, для чего автомобиль колесами одной стороны устанавливают на весы. Высоту центра масс определяют следующим образом. Передними колесами автомобиль устанавливают на весы, и в этом положении фиксируют нагрузку на переднюю ось. Затем закрепляют передние колеса и поднимают заднюю часть автомобиля таким образом, чтобы передний буфер расположился как можно ниже (рисунок 6.3). Задняя часть при этом должна опираться задним мостом на подпорку, например козелки. В этом положении фиксируют весовую нагрузку на переднюю ось GK, а также расстояния h1 и h2.

Рисунок 6.2. Определение продольных координат центра масс:

1 — весы

Рисунок 6.3. Взвешивание, необходимое для определения высоты центра масс: 1 — весы

Высота центра масс вычисляется по формуле:

, (6.3)

где Ga — масса автомобиля.

При ориентировочном определении высоты центра масс имеют в виду, что он расположен примерно на 0,1 м выше уровня лонжеронов рамы.

У груженого автомобиля высота центра масс зависит от высоты центра масс груза h2 и может быть рассчитана по выражению

, (6.4)

где G = Gа+Gг.

Если груз однороден, то G2 определяют как центр масс объема. Если груз имеет неправильную форму или неоднороден, то его разбивают на ряд простых объемов и для каждого находят центр масс. Затем, пользуясь методом веревочного многоугольника, определяют общий центр масс всего груза. Когда груз расположен неравномерно по площади кузова, вначале находят центр масс для каждой части, расположенной в одном месте, а затем методом веревочного многоугольника — общий центр масс всего груза.

Координаты центра масс автомобилей приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Марки автомобилей	База, м	Колея колёс	Высота центра масс, м, у автомобилей	Расстояние по горизонтали от центра масс до оси передних колёс, м
передних	задних	без нагрузки	с полной нагрузкой
ЗАЗ-965	2,023	1,150	1,160	0,570	0,580	—
ЗАЗ-968	2,160	1,220	1,220	0,556	0,564	1,100
ВАЗ-2101,-21011	2,424	1,345	1,304	0,562	—	1,100
ВАЗ2102	2,424	1,365	1,321	—	—	—
ВАЗ-2103,-2106	2,424	1,365	1,321	0,560	0,581	—
ВАЗ-2121	2,200	1,430	1,400	—	—	—
Москвич-407	2,370	1,220	1,220	0,600	0,634	1,160
Москвич-408	2,400	1,237	1,227	—	0,620	1,250
Москвич-412	2,400	1,237	1,227	0,562	0,596	1,287
Москвич-2138, -2140	2,400	1,270	1,270	—	—	—
Москвич-434	—	—	—	0,609	0,680	—
Москвич-2136, -2137	2,400	1,270	1,270	0,601	0,617	—
ГАЗ-21 Волга	2,7	1,410	1,420	0,615	0,714	—
ГАЗ-24 Волга	2,8	1,470	1,420	0,552	0,620	1,320
ГАЗ-3201 Волга	2,8	—	—	—	—	—
ГАЗ-13 Чайка	3,25	1,54	1,53	0,550	0,560	—
ЗИЛ-114	3,88	1,603	1,663	0,621	0,628	—
УАЗ-450	2,3	1,436	1,436	0,880	0,985	1,325
УАЗ-451ДМ	2,3	1,442	1,442	0,710	0,870	—
УАЗ-452Д	2,3	1,442	1,442	0,705	0,830	—
УАЗ-469	2,38	1,453	1,453	—	0,769	1,034
ЛуАЗ-969А,-967М	1,8	1,325	1,320	—	—	—
ГАЗ-51А	3,3	1,59	1,65	0,954	1,252	—
ГАЗ-52-03	3,7	1,577	1,442	0,800	1,056	—
ГАЗ-53А	3,7	1,630	1,690	0,749	1,152	—
ГАЗ-63А	3,3	1,558	1,600	0,910	1,133	1,460
ГАЗ-66	3,3	1,80	1,750	0,763	1,150	2,05
ГАЗ-69	2,3	1,44	1,44	0,680	0,707	—
ЗИЛ-151А	4,225	1,59	1,72	0,820	1,094	2,250
ЗИЛ-164А	4,0	1,70	1,740	0,710	1,330	2,176
Продолжение таблицы 6.1
ЗИЛ-157	4,225	1,755	1,750	0,970	1,387	2,400
ЗИЛ-130	3,8	1,80	1,79	0,885	1,340	1,830
ЗИЛ-130В1	3,3	1,80	1,79	—	0,850	1,490
ЗИЛ-130Г	4,5	1,80	1,79	—	1,280	3,360
ЗИЛ-ММЗ-555	3,3	1,80	1,79	—	1,250	2,500
ЗИЛ-131	3,975	1,82	1,82	0,758	1,163	1,830
Урал-375Д	4,2	2,00	2,00	1,27	1,50	—
Урал-377	4,2	2,00	2,00	1,415	1,810	3,200
МАЗ-200	4,56	1,95	1,92	0,900	1,40	2,32
МАЗ-500А	3,950	1,97	1,865	1,050	1,450	—
МАЗ-502	4,52	2,03	2,03	1,100	—	2,12
МАЗ-514	—	—	—	0,970	1,4ОО	—
МАЗ-515	—	—	—	1,00	—	2,05
КрАЗ-214	5,3	2,03	2,03	1,08	1,448	—
КрАЗ-219	5,75	1,95	1,92	0,951	1,38	—
КрАЗ-222	4,78	1,95	1,92	0,98	1,342	—

За счет упругости подвески автомобиля происходит поперечный крен его подрессоренных масс. Поперечный крен увеличивает перераспределение масс между правыми и левыми колесами. Влияние его учитывается коэффициентом предварительного поперечного крена подрессоренной массы автомобиля ŋk. Величина его для легковых автомобилей (без пассажиров и с пассажирами), а также для грузовых с нагрузкой составляет ŋk = 0,8—0,85, а для грузовых без нагрузки ŋk = 0,9.

С учетом ŋk:

. (6.5)

Следовательно, поперечная устойчивость автомобиля при его прямолинейном движении по дороге с поперечным уклоном характеризуется его колеей В и высотой центра масс hg. Отношение B/2hg=hδ называют коэффициентом поперечной устойчивости автомобиля. Средние величины этого коэффициента и соответствующие им значения угла поперечного уклона приведены в таблице 6.2 - Коэффициенты поперечной устойчивости hδ и соответствующие им углы поперечного уклона дороги (косогора).

Таблица 6.2

Типы автомобилей	hδ	βmax, град
Легковые Грузовые Автобусы	0,9-1,2 0,55—0,8 0,5—0,65	42-50 29-40 27-33

Сила Gasinβ (см. рисунок 6.1) стремится вызвать скольжение автомобиля в сторону, а сила сцепления шин с поверхностью дороги противодействует этому скольжению. Следовательно, условием начала скольжения автомобиля в поперечном направлении будет

,

или

, (6.6)

где φ' — коэффициент сцепления в поперечном направлении.

Сравнивая формулы (6.5) и (6.6), видим, что если , то скольжение на поперечном уклоне начнется раньше опрокидывания, и наоборот, при раньше наступит опрокидывание. Опрокидывание без предварительного скольжения наблюдается крайне редко. Поперечное скольжение автомобилей на прямолинейных участках дорог, имеющих поперечный уклон, обычно происходит на мокрых, скользких и обледенелых дорогах.

При движении автомобиля на повороте дороги, как и при любом отклонении от прямолинейного направления, возникает центробежная сила инерции. При этом внутренние по отношению к центру поворота колеса разгружаются, а внешние, наоборот, нагружаются.

Повороты на дорогах обычно устраиваются таким образом, что после прямолинейного участка располагается так называемая переходная кривая уменьшающегося радиуса, затем — круговая кривая, после которой переход к прямолинейному участку дороги происходит вновь по переходной кривой увеличивающегося радиуса. На рисунке 6.4 линией 1—6 показан участок поворота дороги: 1—2 — прямой участок; 2—3—переходная кривая; 3—4 — круговая кривая; 4—5 — переходная кривая; 5—6 — прямолинейный участок. Поворачивающий автомобиль проходит при постоянном угле поворота передних колес только участок круговой кривой (3—4 на рисунке 6.4). На переходных кривых угол поворота колес постепенно изменяется.

Рассмотрим движение автомобиля на участке круговой кривой при его равномерном перемещении по дуге окружности.

Величина центробежной силы выразится уравнением:

, Н (6.7)

где ρ — радиус поворота центра масс автомобиля, м.