шШШшШЯ

КОНСТРУКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

« МАШИНОСТРОЕНИЕ »

МОСКВА «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1983

|Л. Л. АФАНАСЬЕВ!, А. Б. ДЬЯКОВ, В. А. ИЛАРИОНОВ

КОНСТРУКТИВНАЯ

безопасность автомобиля

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов втузов, обучающихся по специальности сОрганизация дорожного движения»

Б Б К 39.33 А94 '

УДК 629.113.073.27(075.8)

Рецензенты: кафедра «Автомобили и тракторы» Тольиттинского политех­нического института и канд. техн. наук М. А. Андропов

Редактор Л. И. Е г о р к и н а

Афанасьев Jl. J1. и др.

А94 Конструктивная безопасность автомобиля: Учеб. по­собие для студентов втузов, обучающихся по специально­сти «Организация дорожного движения» / Л. Л. Афанась­ев, А. Б. Дьяков, В. А. Иларионов. — М.: Машинострое­ние, 1983. — 212 с. ил.

В пер. 65 к.

В учебном пособии приведены основные отечественные и международные нормативные акты, регламентирующие конструктивную безопасность автомобилей. Рассмотрены эксплуатационные свойства автомобиля, влияющие на его актив­ную, пассивную. послеавариПную н экологическую безопасность. Показано значе­ние тяговой и тормозной динамичности, устойчивости, управляемости, плавности хода и информативности автомобиля для снижении числа и тяжести дорожно- транспортных происшествий. Рассмотрена зависимость безопасности дорожного движения от технического состояния агрегатов и узлов автомобиля. Описана конструкция перспективного безопасного автомобиля.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специаль­ности «Организация дорожного движения».

3603030000-120 ББК 39.33

038(01 )-83 6Т2.1

@ Издательство «Машиностроение», 1983 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Необходимость повышения безопасности дорожного движения отмечена в принятых XXVI съездом КПСС «Основных направле­ниях экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года». Кроме того, предусмотрено ускорен­ное развитие опорной сети магистральных автомобильных дорог, расширение строительства автомобильных дорог в сельской мест­ности, связывающих районные центры, центральные усадьбы кол­хозов и совхозов с автомобильными дорогами общего пользования.

Увеличение выпуска автомобилей и улучшение их'эксплуатацион- ных свойств приводят к повышению скорости и интенсивности дви­жения, плотности транспортных потоков, увеличению числа води­телей вообще и имеющих малый опыт вождения автомобиля в том числе. Определенное влияние на безопасность движения оказывают все еще недостаточные темпы развития опорной сети магистраль­ных автомобильных дорог. В результате этого усложняются усло­вия дорожного движения, повышается аварийность, возрастает чис­ло столкновений транспортных средств и наездов, увеличиваются загрязненность воздуха и уровень шума. Таким образом, наряду с бесспорными преимуществами автомобилизации страны возникает возможность увеличения человеческих и материальных потерь, свя­занных с авариями.

Большое значение для обеспечения безопасности дорожного дви­жения имеет конструкция автомобиля. Отечественная промышлен­ность выпускает транспортные средства, в основном отвечающие современным требованиям, однако условия эксплуатации настоль­ко сложны и разнообразны, что нельзя установить предел совершен­ства конструкции, которую можно было бы признать эталоном по всем параметрам. Особенно это справедливо по отношению к безопас­ности автомобиля, который представляет собой потенциальный источник повышенной опасности для людей. Эта опасность чрезвы­чайно возросла в последние десятилетия, когда вследствие безудер­жного роста мощности двигателей и скоростей движения автомобилей безопасность движения превратилась в социальную проблему пер­востепенной важности.

Для повышения квалификации инженерно-технических работ­ников автомобильного транспорта, связанных с безопасностью до­рожного движения, в высших учебных заведениях введена новая спе­циальность «Организация дорожного движения». Учебным планом этой специальности предусмотрена дисциплина «Безопасность транс­портных средств». Отдельные аспекты безопасности рассматривают­ся и в других курсах, однако комплексное изучение конструктивной безопасности автомобиля по существу только начинается.

Авторы с благодарностью примут все замечания и пожелания относительно учебного пособия. Просим направлять их по адресу: 107076, Москва, Стромынский пер., 4, издательство «Машинострое­ние».

Глава I

ВИДЫ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ И НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

§ 1. Дорожно-транспортное происшествие и виды безопасности автомобиля

1. Понятие о дорожно-транспортном происшествии

Автомобили, широко используемые во всех областях народного хозяйства, выполняют значительную часть транспортных работ. Основными их преимуществами являются большая мобильность, возможность непосредственной достатки грузов й пассажиров «от двери к двери», приспособленность к транспортировке грузов с раз­личными размерами и массой, возможность организации перевозок в короткие сроки. Эти преимущества обеспечили широкое примене­ние автомобильного транспорта во всем мире и неуклонный рост парка подвижного состава. В 1980 г. мировой автомобильный парк составлял около 390 млн. единиц.

Наряду с положительным влиянием автомобильного транспорта на развитие народного хозяйства и его экономики, улучшение ус­ловий труда и быта населения приходится констатировать наличие и отрицательных сторон автомобилизации. Появившись в конце XIX в., автомобиль уже через несколько лет стал опасным для жиз­ни человека. В 1896 г. было зафиксировано первое происшествие — наезд автомобиля на пешехода, в 1899 г. такое же происшествие за­кончилось смертью человека. С тех пор число аварий на автомобиль­ном транспорте непрерывно увеличивается, и за последние годы оно стало особенно велико. Для иллюстрации этого положения при­ведем некоторые статистические данные:

число людей, погибающих в мире от автомобильных катастроф, давно превысило уровень смертности от всех инфекционных болез­ней, вместе взятых;

в США число людей, погибших на автомобильных дорогах от аварий (свыше 2 млн. человек), в несколько раз больше числа чело­веческих жертв за все войны (около 600 тыс.), которые эта страна ве­ла за время своего существования;

ежегодно в мире от автомобильных катастроф погибает около 300 тыс. человек и более 8 млн. получают травмы; потери в резуль­тате автомобильных аварий только в США превышают 16 млрд. долларов в год.

Безопасность дорожного движения зависит от разнообразных причин. Для удобства изучения все факторы, влияющие на дорож­ное движение и его безопасность, условно делят на три взаимодейст­вующих части: автомобиль, водитель и дорога. Под дорогой при этом понимают не только собственно дорогу с ее обустройством (дорож—

ное полотно, обочины, мосты), но и всю окружающую обстановку (средства регулирования, другие транспортные средства, пешеходы, зеленые насаждения, близлежащие строения) и погодно-климатиче- ские условия движения (температура, влажность воздуха, ветер, осад­ки, освещенность и т. д.). Объединение этих частей в единую систе­му водитель—автомобиль—дорога (ВАД) позволяет оптимизировать дорожное движение в комплексе, обеспечивать взаимное соответст­вие отдельных его элементов. Вместе с тем необходимо вниматель­но изучать и совершенствовать каждый элемент системы, добиваясь максимальной эффективности его функционирования во взаимодей­ствии с остальными элементами.

Комплексный подход к изучению безопасности дорожного дви­жения не исключает, а, напротив, предполагает детальное изучение и совершенствование каждого элемента в отдельности. Неудовлетво­рительное функционирование хотя бы одного из элементов системы, отсутствие четкой связи между ними, несоответствие их одного дру­гому, даже частичное» приводит к утрате работоспособности (отка­зу) всей системы в целом. Отказ системы водитель—автомобиль— дорога проявляется в снижении интенсивности движения вплоть до полного его прекращения и возникновении дорожно-транспорт- ных происшествий (ДТП).

Дорожно-транспортным происшествием называют событие, воз­никшее в результате нарушения нормального режима движения транспортного средства (автомобиля, мотоцикла, троллейбуса) и по­влекшее за собой смерть или травму людей (увечье, ранение, конту­зия), повреждение транспортных средств и грузов, искусственных сооружений (зданий, телеграфных столбов, троллейбусных мачт, парапетов), зеленых насаждений или нанесшее другой материаль­ный ущерб. Согласно данному определению для ДТП характерно наличие двух факторов: движения автомобиля; травмы или смерти людей или значительного материального ущерба.

Причиной дорожно-транспортного происшествия часто является несоответствие одного из элементов системы водитель—автомобиль— дорога остальным элементам. Многие происшествия возникают вследствие того, что требования дорожной обстановки выше возмож­ностей человеческого организма или конструкции транспортного средства. Органы чувств человека надежно работают лишь в срав­нительно узких диапазонах нагрузок. Величины нагрузок, дейст­вующих на водителя в сложной дорожной обстановке, часто выходят за пределы этих диапазонов, что осложняет работу водителя и со­здает предпосылки для опасных ситуаций. Воздействие на водителя дополнительных нагрузок, вызванных недостатками конструкции автомобиля или его неудовлетворительным техническим состоянием, может резко ухудшить качество вождения, а в особенно неблаго­приятных случаях привести к аварии. Напротив, удачная конструк­ция автомобиля, компенсирующая психофизиологические недостат­ки, человека, может способствовать повышению безопасности до­рожного движения.

Последствия одного дорожно-транспортного происшествия могут Смть относительно менее тяжкими, чем, например, последствия ги- fx л и самолета пли железнодорожной катастрофы, в результате ко­торых возможны десятки и даже сотни человеческих жертв и зна­чительные материальные убытки. Однако следует учитывать мас­совое распространение сухопутных транспортных средств, а также относительно большое число аварий.

Рост автомобильного парка сопровождается и другими отрица­тельными явлениями, особенно ярко проявляющимися в условиях стихийного развития капиталистических стран. Земля, необходимая для движения автомобилей, не может быть использована для других отраслей народного хозяйства. Основное количество вредных при­месей в атмосфере — результат работы автомобилей (главным обра­зом двигателей). Один легковой автомобиль при пробеге 1 км мо­жет выделить такое количество окиси углерода, которого достаточ­но для насыщения ею до предельно допустимого значения около 80 тыс. м³ воздуха. Отработавшие газы, смешиваясь с туманом, обра­зуют плотные завесы смога, сокращающего до минимума видимость на дорогах и вредно влияющего на здоровье людей. На производство и эксплуатацию автомобилей и оборудования расходуется большое количество высококачественных материалов, что способствует ис­тощению мировых ресурсов. На улицах крупных городов и промыш­ленных центров уровень шума достигает 120—130 дБ, что значитель­но превосходит уровень шума (80—90 дБ), который длительное время может переносить человек без вредных для себя последствий. Все это свидетельствуе? о том, что безопасность дорожного движе­ния является социальной проблемой, охватывающей все слои об­щества, все отрасли народного хозяйства.

Из трех элементов системы водитель—автомобиль—дорога наи­большей потенциальной опасностью обладает транспортное средст­во. Созданный для передвижения с большой скоростью автомобиль именно в силу своей подвижности, возможности быстро изменять положение на дороге и относительно других объектов, как движу­щихся, так и неподвижных, представляет собой источник повышен­ной опасности.

В каждом дорожно-транспортном происшествии условно можно выде­лить три фазы: начальную, кульминационную и конечную. Все три фазы не­разрывно связаны между собой. Каждая фаза является логическим продол­жением предыдущей и в свою очередь предопределяет развитие последующей фазы.

Начальная фаза ДТП характеризуется условиями движения автомоби­ля и пешеходов перед возникновением опасной ситуации. Под опасной ситуа­цией (обстановкой) понимают такую дорожную ситуацию (обстановку), при которой участники движения должны немедленно принять все имеющие­ся в их распоряжении меры для предотвращения происшествия и снижения тяжести его последствий. Если эти меры не приняты или оказались недоста­точно эффективными, то в процессе сближения автомобилей и пешеходов опасная обстановка перерастает в аварийную. Аварийной ситуацией называ­ют такую дорожную ситуацию, при которой участники движения уже не рас­полагают технической возможностью предотвратить ДТП, и последнее стано­вится неизбежным.

Кульминационная фаза ДТП характеризуется событиями, вызывающи­ми наиболее тяжелые последствия (разрушение автомобилей, травмирова­ние пешеходов, пассажиров и водителей). Если в ДТП участвует относитель­но немного автомобилей и пешеходов, то кульминационная фаза продолжает­ся недолгЬ (обычно несколько секунд) и развивается яа участке дороги, име­ющем небольшую протяженность. В особенно неблагоприятных случаях, ког­да в происшествие вовлечены десятки и даже сотни автомобилей (так назы­ваемые цепные ДТП), продолжительность кульминационной фазы увеличи­вается и может составить несколько минут. Соответственно возрастают и раз­меры зоны дорожно-транспортного происшествия.

Конечная фаза ДТП следует за кульминационной. Конец ее часто совпа­дает с прекращением движения автомобилей. Однако в некоторых случаях, например, при возникновении пожара на опрокинувшемся автомобиле, ко­нечная фаза ДТП продолжается и после его остановки*

2. ВИДЫ БЕЗОПАСНОСТИ

Конструктивная безопасность автомобиля представляет собой сложное его свойство. Для удобства изучения отдельных аспектов ее делят на активную, пассивную, послеаварийную и экологиче­скую.

Активная безопасность автомобиля — свойство автомобиля пре­дотвращать дорожно-транспортное происшествие (снижать вероят­ность его возникновения). Активная безопасность проявляется в пе­риод, соответствующий начальной фазе ДТП, когда водитель в со­стоянии изменить характер движения автомобиля.

Пассивная безопасность автомобиля — свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП. Пассивная безопасность про­является в период, когда водитель, несмотря на принятые меры без­опасности, не может изменить характер движения автомобиля и пре­дотвратить дорожно-транспортное происшествие (кульминационная фаза ДТП). Различают внутреннюю пассивную безопасность, сни­жающую травматизм пассажиров, водителя и обеспечивающую со­хранность грузов, перевозимых автомобилем, и внешнюю безопас­ность, которая уменьшает возможность нанесения повреждений дру­гим участникам движения. Иногда применяют термин «агрессив­ность» автомобиля, как понятие, обратное его внешней пассивной безопасности.

Послеаварийная безопасность автомобиля — свойство автомоби­ля уменьшать тяжесть последствий дорожно-транспортного проис­шествия после его остановки (конечная фаза ДТП). Это свойство характеризуется возможностью быстро ликвидировать последствия происшествия и предотвращать возникновение новых аварийных ситуаций.

Экологическая безопасность автомобиля — свойство автомоби­ля, позволяющее уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе его нормальной эксплуатации. Та­ким образом, экологическая безопасность, проявляющаяся во вре­мя повседневной работы автомобиля, коренным образом отличается от перечисленных выше трех видов безопасности, которые выяв­ляются лишь при дорожно-транспортном происшествии (явлении экстраординарном, хотя и распространенном).

Описанные выше виды безопасности рассматриваются изолиро­ванно один от другого, однако это делается лишь для простоты их изучения. В действительности все они связаны между собой, влияют один на другой, и не всегда можно провести четкую границу между отдельными видами безопасности. Так, например, хорошая тормоз­ная система, позволяющая остановить автомобиль на коротком рас­стоянии, повышает вероятность предотвращения ДТП, улучшая активную безопасность автомобиля. Кроме того, чем эффективнее тормозная система, тем большее замедление автомобиля она обеспе­чивает на том же расстоянии. Следовательно, если даже не удастся предотвратить наезд или столкновение, то вероятная тяжесть по­следствий ДТП все же будет меньше, т. е. повысится пассивная без­опасность. Замки автомобильных дверей должны выдерживать боль­шие перегрузки, не открываясь, чтобы предотвратить выпадение пас­сажиров при ДТП (пассивная безопасность). Вместе с тем они не должны заклиниваться и препятствовать эвакуации пострадавших из автомобиля (послеаварийная безопасность). Взаимосвязь различ­ных видов безопасности и противоречивость требований, предъяв­ляемых к конструкции автомобиля, вынуждают конструкторов и технологов принимать компромиссные решения. При этом неиз­бежно ухудшаются одни свойства, менее существенные для авто­мобиля данного типа, и улучшаются другие, имеющие большее зна­чение.