21. Характерные частоты колебаний « ощущения водителей при движении автомобиля по дорогам с различным покрытием

Покрытие дороги, к его состояние} тип вороги	Скорость движения м/с	Частота - вертикаль­ных колеба­ний, Го	Ощущении водителей
Ровное асфальтобетоа- вое Волнистое асфальтобе­тонное или из сборных цемеитобетонных плит размером 1—2 м Цементобетонное со швами через 4—8 м Мостовая	11—40 11 — 14 22—25 22—28 11—20	0.1-2.0 15—70 40—140 3—1 1—40	Морская болезнь (укачи­вание) Головные боля я бола в су­ставах. ухудшение зритель­ного восприятия Сильные головные боли, по­теря внимания, головокру. жение Головные боля

Наиболее характерными являются колебания работающего дви­гателя f7Se—100 Гц), пола (Ю—30 Гц), а также колебания автомо­биля, вызываемые неровностями дороги. Чаще всего на водителя действуют колебания с частотой 2—4 Гц и ускорением 2,5 м/с².

Под влиянием длительного воздействия колебаний у водителей появляются изменения в системе кровообращения, мозгу, костно- суставной и мышечных системах. Вредное влияние колебаний при­водит к появлении» у водителей пояснично-седалищных болей.

Колебания и вибрации элементов автомобиля гасятся в сиденье с помощью упругих элементов различных конструкций и аморти­заторов.

В качестве металлических упругих элементов применяются ви­тые, плетеные, змейковые и другие пружины, а также торсионы и рессоры различной конструкции. Колебания сидений с металличес­кими упругими элементами можно гасить с помощью специальных амортизаторов (гидравлических или пневматических) двойного действия, заключением пружин в чехлы, закрытием подушки сни­зу панелью, состоящей из блоков, материал которых обладает хо­рошими демпфирующими свойствами. В последнем случае исполь­зуют поролон, губчатую резину, каучуковый латекс и другие мате­риалы. В процессе формования в блоках делают пустоты, занимаю­щие до 50% объема. Воздух, находящийся в пустотах, при нагруз­ке на сиденье служит амортизатором, хорошо гасящим колебания. Применяя в разных местах подушки различные соотношения объе­мов пустот и материала, можно получить желаемую жесткость (или эластичность) отдельных частей блока. Сиденья с подушками из пористого материала легче пружинных и имеют в 8—10 раз меньше деталей, чем пружинные; сборка таких сидений упрощается.

Для автомобилей с мягкой подвеской, которая в значительной степени поглощает действующие на него возмущения, целесообраз­но делать сиденья без пружинных элементов.

Таким образом, сиденье может в определенной степени умень­шать воздействие ускорений и вибрации благодаря своей демпфи­рующей и деформирующей способности.

Амортизационные качества сиденья определяются статической и динами­ческой характеристиками. Для получения статической характеристики, сиденье нагружают с помощью пуансона, повторяющего форму тела человека, а затем строят зависимость осадка сиденья — нагрузка. Нагрузка ограничи­вается 850—1000 Н для подушки и 290—600 Н для спинки. Статическая характеристика определяет жесткость сидений и имеет различный характер для металлических (линейная зависимость) и неметаллических (нелинейная зависимость) упругих элементов.

Динамическая характеристика сиденья определяется следующими параметрами: временем затухания импульса нагрузки, частотой колебаний сиденья, декрементом затухания и коэффициентом поглощения. Динамачес- кая характеристика записывается самописцами при приложении к подушке или спинке, установленных на испытательном стенде, определенного импуль­са силы. Желаемые характеристики сидений достигаются путем подбора упругих элементов необходимой жесткости, применением торсионов, пружин, диафрагм и т.п., а также включением в конструкцию амортизирующих уст­ройств.

Обивка сиденья. Поверхность ({обивка) сиденья также в значи­тельной степени определяет удобство посадки водителя. Обивка си­денья должна быть плотной и шероховатой, обладать достаточной прочностью, придавать подушке соответствующий внешний вид. При гладкой обивке водитель скользит ло сиденью. Постоянное пе­ремещение тела требует дополнительного усилия для удержания его в нужном положении и излишне утомляет водителя. Обивка, имеющая чрезмерно большой коэффициент сцепления, вызывает утомление мышц спиньь Материалом для обивки служат плотные шерстяные и полушерстяные ткани, кожа, кожзаменители и плас­тические материалы. В последнее время широкое распространение получили обивки из кожзаменителя и лластических материалов, хо­тя они имеют недостаточную воздухопаропроницаемость. Обивка сиденья должна сохранять эластичность при температуре от —50 до +70° С, не должна быть липкой и скользкой.

2. ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ

Органы управления автомобиля по своему функциональному назначению делятся на две группы. К первой группе относятся ор­ганы, g помощью которых изменяются направление и скорость дви­жения автомобиля: рулевое колесо, рычаг переключения передач, педаль сцепления, педаль управления дроссельной заслонкой или подачей топлива, тормозная педаль и рукоятка стояночного тормо­за. Вторая группа включает органы управления вспомогательными устройствами: кнопку или педаль включения стартера, кнопку уп­равления воздушной заслонкой карбюратора, включатель зажига­ния, ручной или ножной переключатель света, кнопку электри­ческого сигнала, рычаг включения указателей поворота, органы, управляющие стеклоочистителем, отопителем, вентиляцией, кон­диционером, освещением и др. На автомобилях высокой проходи­мости, кроме того, имеются рычаг переключения раздаточной ко­робки и рычаг включения переднего моста. Специальные автомоби­ли оборудуются органами для управления дополнительными спе­циальными механизмами.

В зависимости от частоты пользования органы управления мож­но разделйть на постоянные и эпизодические. Рулевое колесо и пе­даль управления дроссельной заслонкой или педаль подачи топли­ва относятся к постоянным органам управления, а педаль сцепле­ния, тормозная педаль, рычаг переключения передач, переключа­тель света, рычаг или кнопка переключателя указателей поворота, кнопка управления звуковым сигналом и рычаг ручного тормоза — к эпизодическим.

Органы улравления могут быть ручными или ножными.

Параметры органов управления автомобиля должны соответст­вовать психофизиологическим и анатомическим возможностям во­дителя и отвечать эстетическим требованиям. При этом нужно учи­тывать и принцип встречной адаптации, т. е. оптимально возможно­го приспособления человека к автомобилю.

К конструкции органов управления предъявляются следующие требования:

высокий уровень автоматизации управления автомобилем;

малые время и усилия, необходимые для выполнения рабочих движений;

удобная траектория движения рук и органов управления;

травмобезопасная конструкция органов управления;

обеспечение информативности и удобная форма рукояток;

соответствие эстетическим требованиям.

Выполнение указанных выше требований достигается путем ав­томатизации переключения передач, совмещения нескольких опе­раций в одном органе управления, применения гидравлических и пневматических приводов, размещения органов управления в опти­мальных зонах рабочих движений водителя, применения тактиль­но-гностических и гигиенических форм рукояток.

Рулевое колесо. Рулевое колесо служит для изменения направ­ления движения автомобиля через рулевой вал, рулевую передачу и рулевой привод. Тороидный обод колеса смещен относительно оси рулевого вала, вследствие этого усилие, приложенное к нему, дей­ствует на некотором плече, что обеспечивает небольшие усилия вра­щения. Кроме обода* рулевое колесо имеет спицы и ступицу. Раз­меры и расположение спиц могут быть разнообразными. Конусность рулевого колеса влияет на величину его смещения вдоль оси вала и зависит от радиуса рулевого колеса и расчетного усилия.

К рулевому колесу предъявляются два основных эргономичес­ких требования: прилагаемое усилие при его вращении не должно превышать 30—50 Н для одной руки и 100—ПО Н для двух; его угловая скорость должна обеспечивать надежное управление авто­мобилем при любой скорости движения.

Легкость вращения рулевого колеса зависит от передаточного числа рулевого механизма и диаметра обода. У большинства совре­менных автомобилей передаточное число рулевых механизмов нахо­дится в пределах 15—40, а диаметр обода — 300—500 мм. Диа­метр обода рулевого колеса тяжелых грузовых автомобилей выби­рают ближе к верхнему пределу, а для легковых и особенно спор­тивных — ближе к нижнему пределу.

На некоторых автомобилях устанавливается гидроусилитель рулевого управления, служащий для уменьшения усилия, прила­гаемого водителем к релевому колесу, что позволяет точнее управ­лять автомобилем и быстрее реагировать на дорожные ситуации, а также уменьшает утомляемость водителя "и повышает безопасность движения. Гидроусилитель частично гасит колебания кузова, вы­зываемые неровностями дороги, не мешая водителю чувствовать ее. При небольших углах поворота рулевого колеса управление осу­ществляется без участия гидроусилителя, Так как для корректиров­ки движения требуются небольшие усилия. При возникновении зна*

Рис. 60 Расположение рычагов и рулевого колеса грузового автомобиля от­носительно рабочих зон рук водителя (размеры указаны в см):

а — расположение рычагов управления; б — расположение рулевого колеса; / — опти­мальная рабочая зона; 2 —нормальная зона; 3 — максимальная зона

чительных возмущающих внешних сил, которые действуют на ко­леса автомобиля, водитель при наличии гидроусилителя небольшим усилием может удержать ведомые колеса в нужном положении, что особенно важно при выходе из строя шины одного из передних ко­лес. Применение гидроусилителя, благодаря которому уменьшается усилие, прилагаемое к рулевому колесу, дает возможность умень­шить диаметр его обода, что позволяет улучшить обзорность.