новая папка / mami_auto122
.pdfНа современных автомобилях все чаще используются ксеноновые фары. В этих фарах свет производится электрическим разрядом между двумя электродами внутри кварцевого сосуда, содержащего под высоким давлением смесь инертного газа ксенона и галогена. Технические преимущества HID (разряд высокой интенсивности) освещения — более низкое потребление энергии, больше время наработки на отказ и лучший световой поток и по качеству и по количеству. Например, 35-ваттная HID лампа производит вдвое более яркий световой поток, чем 60-ваттная галогеновая лампа. Фирма Valeo, которая вместе с Bosch и Hella стала одной из главных поставщиков HID ламп, говорит, что ее образцы достигают 3000часовой жизни. Сейчас HID лампы используются в основном для ближнего света фар с дальними галогеновыми лампами, но уже появились HID лампы,
вкоторых колбы дальнего и ближнего света объединены в одной колбе, такие фары получили название биксеноновых.
Ксожалению, обычный параболический отражатель не позволяет заставить лучи, отраженные нижней половиной рефлектора, не задираться вверх, в глаза водителю встречного автомобиля. Для устранения этого дефекта были разработаны так называемые мультифокальные (Hella) или вариофокусные отражатели - VF (Bosch). Сфера таких фар состоит из множества маленьких сегментов, имеющих свои точки фокусов, не обязательно совпадающих с нитью накаливания. Каждый из этих сегментов освещает только ему предназначенную точку дороги, что позволяет организовать световой поток таким образом, чтобы он не светил в глаза водителю встречного автомобиля. Кроме того, такие фары позволили отказаться от традиционных ребристых рассеивателей — автомобиль «прозрел». Для получения идеального светораспределения количество сегментов должно быть как можно большим. В результате они становятся настолько меленькими, что зрительно сливаются
водну сплошную форму.
В середине 60-х годов прошлого века модернизированный Citroen 21 получил вместо двух фар четыре, причем внутренние фары с помощью кинематики были связаны с управляющими колесами и при повороте руля поворачивались, пытаясь «заглянуть за угол». Конечно в XXI веке такое техническое решение выглядит примитивным. Для реализации этой идеи в настоящее время привлечена электроника. Система управления фарами, получившая название AFS - передовая система освещения, включает в себя два шаговых электродвигателя и датчик поворота руля.
Один шаговый двигатель корректирует положение фары по вертикали в зависимости от нагрузки автомобиля. Другой по команде от бортового компьютера поворачивает фару в зависимости от угла поворота руля. При испытаниях системы AFS было установлено, что автомобиль с такими фарами останавливался на расстоянии 2 метра дальше до внезапно появившегося на повороте препятствия, чем автомобиль с обычными фарами. При прохождении сложных поворотов фары AFS оказались на 58% эффективнее, чем обычные (рис. 1.10.10).
121
Рис. |
|
1.10.10. |
Освещение |
дороги |
|
фарами |
ближнего |
света: |
|
а |
– |
обычными |
фарами |
с |
ассиметричным |
лучом; |
|||
б – активной системой освещения.
В автомобилях прежних лет выпуска основными потребителями электроэнергии являлись: освещение, вентилятор отопителя, радиоприемник. Но со временем к ним добавились другие потребители: кондиционер, люк с электроприводом, обогрев заднего и лобового стекол, электрические стеклоподъемники и многое другое. Кроме того, управление впрыском топлива, многочисленные вспомогательные и электронные системы также требуют дополнительную электроэнергию, в результате чего, современный автомобиль повышенной комфортности потребляет около 2 кВт электроэнергии. В перспективе разработчики хотели бы многие механические приводы, осуществляемые сегодня через многочисленные шкивы и ременные передачи, заменить на более надежные электромоторы, а они требуют дополнительной электроэнергии. В этом случае мощность генератора переменного тока должна быть увеличена до 5 кВт. Для достижения такой большой мощности необходима замена генераторов 14 вольт на генераторы с рабочим напряжением 42 вольта и перевод бортовой сети автомобиля на рабочее напряжение 36 вольт вместо традиционных 12 вольт. Дальнейший рост напряжения бортовой сети нецелесообразен, т. к. при превышении порога 50 вольт, в целях безопасности, понадобится использование двойной изоляции, что неизменно приведет к увеличению веса и стоимости автомобиля. Разумеется, использование нового стандарта бортового напряжения создаст и определенные дополнительные трудности. Так, нить ламп накала, рассчитанных на работу с напряжением 36 вольт, должна быть слишком тонкой, а значит, она будет более уязвима для вибрации. Возможно, что в первое время будут использоваться обычные лампы накаливания, но тогда придется снизить подаваемое на них напряжение до стандартных на сегодня 12 вольт. Разрешит эту проблему более широкое применение фар системы HID, а также твердотельных технологий (LED). Кроме того, использование генераторов 36 вольт потребует создания более мощной системы передачи.
Многие фирмы, в том числе Renault, Siemens, сконцентрировали свое внимание на проекте «тороид-в-маховике». В этой разработке в единое целое сведено несколько устройств - маховик, генератор, стартер и гаситель крутильных колебаний. Новая разработка сулит ряд существенных выгод. Например: используя новое устройство как демпфер, можно уменьшить циклическое изменение крутящего момента двигателя, добавляя или
122
уменьшая крутящий момент в течение цикла, создавая ощущение более гладкой работы, сглаживать эффект резкого изменения мощности при переключении передач.
1.11. Информативность автомобиля
Одним из основных элементов активной безопасности является информативность, то есть способность автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и других участников движения. Недостаток информации от других транспортных средств о состоянии дорожного покрытия и т. д. часто становится причиной ДТП с катастрофическим результатом.
Информативность автомобиля принято подразделять на внутреннюю и внешнюю.
1.11.1 Внутренняя информативность автомобиля
Внутренняя дает возможность водителю воспринимать информацию, необходимую для управления автомобилем. К одним из основополагающих ее факторов относится обзорность с места водителя.
Обзорность автомобиля является одной из важных его эксплуатационных характеристик, оказывающих значительное влияние на его активную безопасность, так как именно она определяет возможность водителя наиболее полно воспринимать и правильно оценивать дорожные условиях.
В России параметры обзорности с места водителя определяет ГОСТ Р 5126699.
Чтобы определить параметры обзорности, необходимо построить характеристические точки положения глаз водителя. Их положение определяется относительно точки H , как это показано на рис. 1.11.1. На расстоянии 68 мм назад (вправо по чертежу) относительно точки H проводится вертикальная прямая и на ней откладывается отрезок V 0H 0 длиной 627мм. От полученной точки V0 вверх и вниз откладываются отрезки
длиной по 38мм. Полученные точки V1 и V2 считаются характеристическими
точками положения глаз водителя, от них и проводятся построения, определяющие обзорность. В соответствии с ГОСТ Р 51266-99 при построении положения характеристических точек учитывается диапазон регулирования положения сиденья (изменяется размер 68мм) и конструктивный угол наклона спинки сиденья.
123
Рис. 1.11.1. Положение характеристических точек V1 и V2 , определяющих
обзорность |
автомобиля: |
1 – ось рулевого колеса при виде сверху |
|
Обзорность через ветровое стекло определяется условными зонами А и Б на наружной поверхности стекла автомобиля. При этом нормативная зона А располагается внутри нормативной зоны Б непосредственно перед водителем. Нормативное поле обзора П - условное поле передней обзорности в 180°-ном секторе, расположенном между горизонтальной плоскостью, проходящей на уровне глаз водителя (верхняя граница поля), и тремя другими плоскостями, составляющими в совокупности нижнюю границу поля, о чем подробнее сказано ниже.
Принцип построения нормативных зон А и Б поясняется рис. 1.11.2.
124
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
1.11.2. |
Принцип |
построения |
нормативных |
зон |
обзора |
|
через ветровое стекло |
|
|
|
|
|
||
Из характеристических точек V1 и V2 под некоторыми нормативными углами (α1 ,α2 ) проводятся вперед две плоскости: от точки V1 — вверх, а из точки V2 — вниз. Линии пересечения этих плоскостей с ветровым стеклом дают соответственно верхнюю и нижнюю границы нормативных зон А и Б. Для получения боковых границ зоны Б проводятся вертикальные плоскости, также под нормативными углами ( β1 , β2 ), влево и вправо, причем левая плоскость проводится из точек V1 и V2 (при виде сверху они сливаются в одну), а правая плоскость проводится из точки V, расположенной симметрично относительно продольной вертикальной плоскости автомобиля. Для получения боковых границ зоны А идущие вперед под нормативными углами плоскости проводятся только из точек V1 и V2 . Расположение нормативных зон на ветровом стекле показано на рис. 1.11.3.
Конкретные значения нормативных углов, в соответствии с ГОСТ Р 5126699, различаются в зависимости от категории АТС и от его компоновки (капотная, полукапотная или вагонная).
Например, для обычного легкового автомобиля (категория М1) нормативные углы (в градусах): для зоны А — вверх 3, вниз 1, влево 13, вправо 20; для зоны Б — вверх 7, вниз 5, влево и вправо по 17, причем вправо — из точки, симметричной V1,2. Для грузового автомобиля полной массой свыше 12 т: для зоны А — вверх 6, вниз 7, влево 15, вправо 16; для зоны Б — вверх 6, вниз 10, влево 18, вправо 18 (из симметричной точки). Для других категорий и компоновок нормативные углы указаны в стандарте.
125
Рис. 1.11.3. Расположение нормативных зон А и Б переднего окна и нормативного поля обзора П:1 – граница прозрачной части левого бокового
окна; |
2 |
– |
левая |
боковая |
стойка |
переднего |
окна; |
|||
3 |
– контур |
очистки |
переднего |
окна; 4 – граница нормативной зоны А; |
||||||
5 |
– граница нормативной зоны Б; 6 |
– граница |
прозрачной |
части |
||||||
переднего |
|
окна; |
7 – правая боковая стойка переднего окна; |
|||||||
8 |
– |
граница |
прозрачной |
части |
правого |
бокового |
окна; |
|||
9 |
– |
|
следы |
от |
плоскостей, |
являющихся |
границами |
|||
нормативного поля обзора П
Расстояние между границами прозрачной части ветрового стекла и нормативной зоны Б должно быть не менее 25 мм.
Нормативная зона А должна очищаться практически на 100 %, нормативная зона Б - на 80 % (для некоторых случаев — на 70 %).
Принцип построения нормативного поля обзора П поясняется на рис. 1.11.4. Из нижней характеристической точки V2 под некоторым нормативным углом вниз проводятся три плоскости, как показано на рис. 1.11.4, причем значение этого угла 4°, обозначенное на рисунке, относится к обычным легковым автомобилям. В некоторых случаях (например, автомобиль категории М3 с полукапотной или вагонной компоновкой) этот угол может достигать 17°.
В нормативном поле обзора П не должно быть непросматриваемых зон, кроме создаваемых стойками окон и рамками поворотных форточек, зеркалами заднего вида, деталями стеклоочистителей, наружными радиоантеннами.
126
Рис. 1.11.4. Принцип построения нормативного поля обзора П
Таким образом передняя обзорность определяется (см. рис. 1.11.3)
-размерами и расположением нормативных зон А и В переднего окна;
-степенью очистки нормативных зон А и В;
-непросматриваемыми зонами, создаваемыми стойками переднего окна (если они есть);
-непросматриваемыми зонами в нормативном поле обзора П.
В зависимости от степени влияния на условия зрительной работы водителя при управлении автомобилем параметры обзорности подразделяются на основные и дополнительные. Основными являются те параметры обзорности автомобиля, которые характеризуют условия видимости водителем важных объектов транспортной обстановки, обычно пространственно расположенных в направлении основного движения автомобиля. Дополнительными являются те параметры обзорности автомобиля, которые характеризуют условия видимости областей окружающего пространства, по своему положению не совпадающих с направлением основного движения автомобиля и обычно являющихся местом расположения объектов, содержащих дополнительную информацию о состоянии транспортной обстановки: углы видимости в горизонтальной плоскости (через боковые стекла салона); в поперечной вертикальной плоскости (через боковые стекла салона); в продольной вертикальной плоскости (через заднее стекло салона). К дополнительным также относятся параметры, характеризующие условия видимости областей окружающего пространства с помощью специальных оптических приспособлений, крепящихся к автомобилю (зеркала заднего вида и др.).
Каждое автотранспортное средство должно быть оснащено зеркалами заднего вида, позволяющими водителю при обычной рабочей позе наблюдать дорогу позади транспортного средства и с боков от него. Геометрические построения для определения поля обзора через зеркала проводятся из окулярных точек, соответствующих расположению глаз водителя, процедура этих построений описана в ГОСТ Р 41.46 — 99. Размеры и параметры зеркал также указаны в стандарте. На рис. 1.11.5. показано поле обзора через
127
внутреннее зеркало заднего вида легкового автомобиля, а на рис. 1.11.6 и 1.11.7 — поля обзора через наружные зеркала заднего вида.
Рис. 1.11.5 Поле обзора через внутреннее зеркало заднего вида: 1 – окулярные точки водителя; 2 – поле обзора на уровне дороги
Рис. 1.11.6. Поле обзора через наружные зеркала заднего вида грузовых автомобилей:
1 — окулярные точки водителя; 2 — правое внешнее зеркало заднего вида; 3 — левое внешнее зеркало заднего вида; 4 — поле обзора на уровне дороги.
Рис. 1.11.7. Поле обзора через наружные зеркала заднего вида АТС категорий М1 и N1 массой до 2 т:
1 — окулярные точки водителя; 2 — правое внешнее зеркало заднего вида; 3 — левое внешнее зеркало заднего вида; 4 — поле обзора на уровне дороги.
128
Как показал анализ условий зрительного восприятия водителя, в результате изменений в видимом пространстве при высоких скоростях движения автомобиля в поле обзора водителя появляется область, в которой восприятие информации от объектов невозможно -зона потери видимости (ЗПВ). Именно границы этой ЗПВ, определяющей физиологический предел водителя по восприятию, будут регламентировать максимально целесообразные углы видимости с места водителя, превышение которых помимо увеличения конструктивной сложности решения компоновочных задач не дает никакой выгоды, так как избыточная обзорность не сможет практически использоваться водителем при управлении автомобилем. Данное положение подтверждается результатами экспериментальных исследований, проведенных в Японии, в ходе которых изучалось влияние обзорности на психологическое состояние водителя.
В поле обзорности водителя существуют области восприятия информации, в пределах которых информация воспринимается водителем не на всем протяжении процесса управления автомобилем, а лишь периодически, как правило, при малых скоростях или в состоянии неподвижности (в конце или в начале движения). Основные из этих областей: область в верхней части поля обзора, в которой обычно воспринимаются средства регулирования движения, достаточно высоко подвешенные над проезжей частью дороги, область в нижней части поля обзора, видимость в пределах которой необходима для обеспечения безопасности водителя при маневрировании в стесненных условиях с большим скоплением людей (въезд и выезд со стоянки, подъезд к местам погрузки-выгрузки) и при движении или маневрировании на плохих дорогах (при наличии глубокой колеи, ям, траншей, оврагов и узких мостиков).
Первую область можно представить состоящей из двух частей:
I - часть области, величина которой определяется необходимостью для водителя увидеть предупреждающий (желтый) сигнал светофора на таком расстоянии от места его установки, чтобы водитель принял решение и в случае надобности достаточно плавно остановил автомобиль;
II -часть области, величина которой определяется необходимостью для водителя увидеть красный сигнал светофора на расстоянии 12 м от переднего крыла автомобиля, стоящего на линии «стоп» у перекрестка.
Величина каждой из составных частей этой области будет характеризоваться определенными значениями угла видимости с места водителя, причем для I части это будет минимально необходимый угол видимости, а для II части - максимально возможный угол видимости.
Расчет для интервала скоростей движения 30-150 км/ч показал: величина искомого угла видимости колеблется в пределах от 20° при скорости 150 км/ч до 3-5° при скорости 30 км/ч; максимально возможная величина угла видимости водителем красного сигнала светофора для различных типов автомобиля - 23°; наиболее реальные величины этого угла -14—18°, что соответствует типажу легковых и спортивных автомобилей; 8,5-11,5° и ниже,
129
что соответствует типажу автобусов, грузовых и специальных большегрузных автомобилей.
Прежде чем определить возможность обеспечения для водителя области видимости, необходимой с точки зрения безопасного маневрирования в стесненной дорожной обстановке, отметим следующее:
1.Маневрирование в стесненных условиях для большинства автомобилей, за исключением отдельных типов, представляет собой кратковременный, довольно редкий процесс, происходящий на очень малых скоростях движения, которые позволяют водителю достаточно полно оценить окружающую обстановку. Необходимо отметить также, что в этих условиях на основании опыта работы сложилось такое положение, когда водитель при необходимости увеличивает свои возможности в зрительном восприятии окружающего пространства за счет привставания с сиденья, выглядывания через открытое боковое окно, открытую дверь. Такие действия, совершаемые изредка, не могут привести к значительному его утомлению и в разумных пределах могут применяться в практике управления автомобилем. Следовательно, при определении величин нижних углов обзорности для большинства автомобилей нет необходимости ориентироваться на эти условия, так как это привело бы к неоправданному увеличению требуемых нижних углов видимости в продольной плоскости автомобиля.
2.Для водителей автомобилей, которые по роду выполняемых работ постоянно маневрируют в стесненных условиях или в местах большого скопления людей, необходимо иметь максимально возможную видимость поверхности дороги непосредственно перед автомобилем, чтобы таким образом исключить возможный наезд на пешехода. К таким автомобилям относятся уборочные машины, маршрутные автобусы, фургоны и другие специализированные автомобили, обслуживающие магазины, склады, пункты питания. Эти автомобили изготавливаются на базе автомобилей общего назначения за счет смены кузова, навешивания специального оборудования и частичного изменения некоторых узлов и агрегатов. Причем большинство специализированных автомобилей имеет ту же кабину, что и базовые автомобили, со всеми свойственными им параметрами обзорности. Некоторые из этих параметров, как, например, угол обзорности, не соответствуют требованиям безопасности в новых условиях работы и нуждаются в изменении. Особое место в этой группе автомобилей занимают маршрутные автобусы, для водителей которых необходимо обеспечить видимость бровки тротуара с правой стороны при подъезде к остановке. Такой маневр обычно осуществляется в случае отсутствия видимости за счет «чувства правой стороны», выработанного водителем за время работы на данном автомобиле. Однако целиком полагаться на это «чувство» нельзя, так как оно связано с определенным стажем работы, нестабильно и при выполнении маневра требует эмоционального напряжения. Поэтому для водителей автобусов необходимо обеспечить видимость правой бровки при управлении автомобилем.
130