Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Обозначения и сокращения

ВАДС - система «Водитель - автомобиль - дорога - среда»

ДВД - департамент внутренних дел

ДТП - дорожно-транспортное происшествие

НИИАТ - научно-исследовательский институт автомобильного транспорта Российской федерации

НИЦИАМТ - Научно-исследовательский центр испытаний автомототехники

РК - Республика Казахстан

СНГ - Содружество Независимых Государств

УВД - управление внутренних дел

УДП - управление дорожной полиции

Введение

Актуальностью дипломной работы является:

Повышение безопасности автомобиля, в том числе его эксплуатационных свойств, что является одной из главных задач автомобильной промышленности. Совершенствование эксплуатационных свойств автомобиля, направленное на предупреждение или хотя бы снижение тяжести травм при ДТП, проведено в настоящей дипломной работе по направлению улучшения надежности и безопасности автомобиля, улучшению комфортабельности водителя и пассажиров в кабине автомобиля.

Понятие «активная безопасность» включает в себя комплекс эксплуатационных качеств, способствующих предотвращению возникновения аварийных ситуаций и совершения ДТП. К ним в первую очередь относят: высокие динамические качества автомобиля, эффективное, стабильное замедление, хорошую управляемость и устойчивость, в том числе при торможении и разгоне, устойчивость автомобиля против заноса и опрокидывания. К этой же группе качеств относят: наличие на автомобиле надежной, хорошо видимой световой и звуковой сигнализации, а также надежность и долговечность узлов и деталей автомобиля, исключающие поломки ответственных деталей и отказ в работе узлов, приводящих к дорожно- транспортному происшествию [1, 2, 3].

Обеспечение комфортных условий в салоне снижает утомление водителя и повышает надежность управления. В связи с этим в эту группу эксплуатационных свойств входят эргономические качества рабочего места водителя и мест пассажиров, хорошая обзорность с места водителя (вперед, вбок, назад), эффективная вентиляция кузова, низкий уровень вибраций и шума в пассажирском помещении, предотвращение попадания в салон автомобиля выхлопных газов и паров топлива [4, 5, 6].

Под понятием «пассивная безопасность» подразумевают комплекс эксплуатационных свойств автомобиля, обеспечивающих при возникновении ДТП исключение или хотя бы снижение травм водителя и пассажиров. К ним относят демпфирующие способности передней и задней частей автомобиля, бамперов, а также боковую жесткость кузова, надежность запирания замков дверей, наличие ветрового стекла безосколочного типа. Эти свойства обеспечиваются установкой энергопоглощающей рулевой колонки, установкой в салоне мягких накидок и подголовников, применением внутренних панелей салона и ручек органов управления, не имеющих выступающих (тем более жестких и острых) участков, оборудованием автомобиля ремнями безопасности [6].

Согласование эксплуатационных свойств автомобиля с требованиями послеаварийной безопасности достигается, в первую очередь, обеспечением возможности быстрого выхода или эвакуации людей из аварийного автомобиля, пожарной безопасности автомобиля за счет правильного размещения и надежной герметизации топливных баков и топливных коммуникаций. Послеаварийная безопасность автомобиля в значительной степени зависит также от степени возгораемости внутренней отделки салона и от содержания токсичных веществ в продуктах ее горения.

Оптимальность эксплуатационных свойств в значительной степени определяется также воздействиями автомобиля на окружающую среду и других участников движения. В связи с этим в числе регламентируемых эксплуатационных свойств имеются свойства, направленные на предупреждение опасных воздействий автомобиля на окружающую среду и других участников движения, оговоренные требованиями в отношении безопасности внешней формы автомобиля, токсичности выхлопных (отработавших) газов и выделения в атмосферу других токсичных веществ, а также создаваемого автомобилем внешнего шума.

Таким образом, из вышесказанного вытекает, что выбранная тема дипломной работы представляется актуальной и своевременной.

Целью настоящей дипломной работы является обеспечение определенных свойств автомобиля в отношении безопасности в различных конкретных условиях движения.

Для реализации цели работы была поставлена задача: создание методик проверки этих свойств, что явилось причиной разработки и введения специальных требований безопасности, при соответствии которым данный конкретный автомобиль будет иметь установленный из условий и характера движения, экономических и технологических соображений сегодняшнего дня минимально допустимый уровень безопасности. Значительное число таких требований уже введено и реализовано в СНГ и во многих других странах.

Объектом исследования настоящей дипломной работы является СТО «Автомастер». Выполнена на базе материалов статистики ДТП и учета движения на дорогах и улицах г. Костаная и Костанайской области УДП ДВД Костанайской области, а также исследований конструктивной безопасности и эксплуатационных свойств автомобиля.

1. Эксплуатационная характеристика автомобилей

1.1 Автомобильные транспортные средства

На автомобильном транспорте имеются особенно большие резервы повышения эффективности, реализация которых зависит от применения на каждом виде перевозок автомобилей, конструктивно наиболее соответствующих условиям их выполнения. Зависит от применения таких автомобилей, которые в данных дорожных условиях по своим конструктивным особенностям обеспечивали бы возможность выполнять каждую перевозку с минимальной себестоимостью, с наименьшими затратами труда и материальных средств, наиболее быстро, удобно, безопасно и безвредно для окружающей среды. Это требует от работников автомобильного транспорта глубоких знаний эксплуатационных качеств автомобилей [7, 8, 9].

Конструкция автомобиля должна определяться не только его приспособленностью к движению, но также к своему основному транспортному назначению -- перевозке грузов или пассажиров, причем приспособленностью к выполнению этих перевозок наиболее высокопроизводительно, при минимальных трудозатратах и себестоимости, наиболее удобно, не утомительно и безопасно, в разных условиях эксплуатации. Полные сведения о всех транспортных особенностях конструкции автомобилей нужны для возможности правильного выбора наиболее рациональных разновидностей автомобилей для каждых конкретных дорожных и транспортных условий эксплуатации. Без этих сведений нельзя наиболее рационально планировать, организовывать и осуществлять перевозки, нельзя обеспечивать наиболее эффективное использование автомобильного парка.

Сведения о транспортных особенностях конструкций автомобилей, методах теоретического и экспериментального определения и оценки необходимы конструкторам, исследователям и испытателям для обеспечения успешного развития конструкций отечественных автомобилей в максимальном соответствии с условиями наиболее эффективного их использования.

Автомобиль как транспортное средство наиболее всесторонне характеризуется комплексом своих эксплуатационных качеств. Ими оценивается совершенство конструкций автомобиля при приемочных испытаниях новых моделей, подготавливаемых к производству. Поэтому автомобильные транспортные средства рассматриваются на основе изучения их эксплуатационных качеств и их измерителей.

Все применяемые в настоящее время разновидности автомобилей объединены в классификации, изображенной на схеме (рисунок 1.1), основанной на принципе их использования.

Как видно из этой схемы, все виды автомобилей подразделяются на три группы, определяемые их массой. Точнее небольшой величиной осевой нагрузки на опорную поверхность. Этим характеризуется возможность их применения на тех или иных видах дорог.

Все автомобили, предназначенные для применения на сети дорог общего пользования, или дорожные, подразделяются на три группы А и Б. Для автомобилей и автопоездов группы А установлена предельно допустимая осевая нагрузка от одиночной, наиболее нагруженной оси не более 100 кН (при ее расстоянии от смежной оси не более 2,5 м и более). Они допускаются к использованию только на дорогах с усовершенствованными, капитальными покрытиями I и II технических категорий, т. е. на дорогах с цементобетонным или асфальтобетонным покрытием. Предельная нагрузка при двух спаренных осях -- 180 кН.

Автомобили группы Б имеют соответственно максимальные нагрузки 60 и 100 кН. Они допускаются к применению на всей сети дорог общего пользования без ограничений. Таким образом, они могут использоваться как на дорогах высших категорий с усовершенствованными капитальными видами покрытий, так и на всех дорогах с твердыми каменными покрытиями переходного типа (щебеночным, гравийным, булыжным и др.), и на всех видах грунтовых дорог [10, 11, 12].

Рисунок 1.1 Транспортная классификация автомобилей

Применение на дорогах автомобилей с осевой нагрузкой, превышающей предельно допустимую, создает остаточные деформации в элементах дорожных конструкций, вызывает преждевременное разрушение дорог, мостов и всех дорожных сооружений, сокращает срок их службы.

К третьей группе по осевым нагрузкам относятся автомобили наиболее тяжелые, которые не предназначены и не могут допускаться для перевозок по дорогам общего пользования, даже имеющим капитальное цементобетонное или асфальтобетонное покрытие. Автомобили или автопоезда этой группы предназначаются для перевозок по специально построенным карьерным, лесовозным или другим дорогам, а также вне сети дорог. К их числу относятся карьерные автомобили-самосвалы БелАЗ и др. В классификации эта группа названа «внедорожные, карьерные».

Все виды автомобилей подразделяются на транспортные, используемые для перевозок грузов или пассажиров, и специального назначения -- не транспортные. К последним относятся автомобили: пожарные, коммунального обслуживания, автокраны, санитарные, скорой медицинской помощи, технической помощи, передвижные ремонтные мастерские, спортивные и другие.

Транспортные автомобили и автопоезда, как видно из схемы, подразделяются на грузовые и пассажирские, а последние на автобусы и легковые. Далее каждая из разновидностей автомобилей -- грузовые, автобусы и легковые -- подразделяются по своим конструктивным схемам. Грузовые подразделяются на одиночные и автопоезда, которыми могут быть автомобили-тягачи с прицепом или седельные тягачи с полуприцепом. При современном высоком уровне развития применения грузового транспорта автомобили, специализированные по видам грузов, имеют существенное преимущество перед универсальными в обеспечении сохранности груза, сокращении простоев под погрузкой и разгрузкой, экономии на упаковке. Основными, наиболее типичными специализированными грузовыми автомобилями являются: самосвалы, фургоны, цистерны, контейнеровозы, автомобилевозы и др.

Приведенная классификация автомобилей построена по эксплуатационным признакам. Закономерны также конструктивные классификации.

Автомобили могут также подразделяться в зависимости от расположения двигателя -- спереди, сзади, под кабиной, под кузовом (у автобуса), или по виду двигателя, который может быть, например: бензиновым карбюраторным или с непосредственным впрыском; дизель двухтактным или четырехтактным и т. п.

Автомобили могут иметь привод на задние или передние колеса, на один или несколько мостов, различаться по колесной формуле, например 4Ч2 (всего колес 4, из них ведущих два); 6Ч4 (трехосный с двумя ведущими мостами); 6Ч4+4 (трехосный с двухосным прицепом или полуприцепом) и т.д.

Автомобили могут иметь конструкцию, специализированную для работы в определенных природно-климатических условиях, например северного исполнения, тропического исполнения и другие.

1.2 Совершенство конструкции автомобиля

Совершенство конструкции автомобиля определяется его приспособленностью к наиболее эффективному использованию, т. е. приспособленностью к выполнению перевозок с наименьшими материальными и трудовыми затратами, наиболее быстро, высокопроизводительно, с полной сохранностью грузов и предоставлением всех необходимых удобств пассажирам. Степень совершенства конструкции автомобиля характеризует его качество, которое принято оценивать комплексом так называемых «эксплуатационных» качеств автомобиля.

Обеспечение максимально возможной эффективности автомобиля в процессе его использования требует разработки научно обоснованного метода оценки совершенства конструкции автомобиля, основанного на установлении непосредственной связи между его конструктивными особенностями и эффективностью использования.

Совершенство конструкции автомобиля определяется и зависит от соблюдения двух следующих условий:

а) правильности установления основных параметров автомобиля в соответствии с его назначением, а также транспортными, дорожными и климатическими условиями использования.

Основными параметрами автомобиля (автопоезда) являются: грузоподъемность, вместимость, полная масса, предельно допустимые осевые нагрузки, предельные габариты, удельная мощность двигателя (энерговооруженность);

б) прогрессивности конструкции всех его агрегатов, узлов и общей компоновки с учетом передовых достижений науки и техники.

Без соблюдения двух названных основных условий не может быть обеспечено надлежащее совершенство конструкции автомобиля и высокая его эффективность в эксплуатации. Соответственно изложенному оценка совершенства конструкции автомобиля должна основываться на теоретическом и экспериментальном изучении взаимосвязей между его конструктивными особенностями и эффективностью использования.

Совершенство конструкции автомобиля еще не полностью характеризует его качество. Конструкция автомобиля может быть очень совершенной, но если при его производстве не был обеспечен надлежащий контроль за качеством используемых конструкционных материалов, точным соблюдением предусмотренной технологии, низка была культура производства, т. е. было низкое качество изготовления, то это неизбежно может отразиться на надежности, долговечности и других эксплуатационных качествах автомобиля.

Для полной, научно обоснованной оценки совершенства конструкции автомобиля или даже отдельного его агрегата определения только эксплуатационных качеств, связанных с его движением, недостаточно. Необходима всесторонняя оценка приспособленности всех элементов его конструкции не только к движению, но и ко всем другим процессам, из которых складывается его эксплуатация. В дополнение к вопросам, изучаемым в теории автомобиля, необходимы закономерности взаимосвязей его конструкции с такими элементами, как например: видом перевозимого груза, условиями его погрузки и выгрузки; конкретным видом дорог и условий движения, для которых данный автомобиль предназначен; условиями хранения, технического обслуживания и ремонта. Необходима оценка долговечности, прочности и надежности автомобиля, обеспечиваемая его конструкцией. Кроме того, появилась необходимость определять: в какой степени конструкция автомобиля обеспечивает возможность выполнять перевозки с минимальной себестоимостью, при минимальных затратах труда как на выполнение самих перевозок, так и на погрузку, выгрузку, все виды технических обслуживаний и ремонтов: как обеспечена сохранность груза или удобство пассажиров при перевозке; как обеспечена безопасность, отсутствие вредного воздействия на окружающую среду (токсичность, шумность).

Согласно разработанному методу технико-экономической оценки автомобилей установлены следующие измерители: затраты на перевозку; производительность автомобиля; трудоемкость использования автомобиля; энергоемкость перевозок; металлоемкость перевозок (материалоемкость).

Таким образом, в настоящее время наиболее всесторонняя оценка совершенства конструкции автомобиля может быть произведена путем теоретического и экспериментального установления количественных значений измерителей его эксплуатационных качеств и на этой основе определения также количественных значений конечных технико-экономических измерителей его эффективности.

На схеме (рисунок 1.2) изображена системная связь между элементами конструкции автомобиля, его эксплуатационными качествами и элементами эффективности использования, характеризующая метод совершенства его конструкции [13].

На этой схеме указаны следующие пять основных элементов конструкции автомобиля, изображенные в треугольниках в левой стороне: масса и общая компоновка; кузов (и кабина); двигатель; трансмиссия; ходовая часть (рама, подвеска, колеса, шины, рулевое управление, тормозные механизмы).

В зависимости от конкретной решаемой задачи могут быть выделены не пять, а большее количество элементов конструкции автомобиля.

Рисунок 1.2 Системная связь между конструкцией автомобиля и эффективностью его использования

Каждый из выделенных элементов конструкции автомобиля определяет количественные значения измерителей разных эксплуатационных качеств автомобиля. Эти взаимосвязи указаны на схеме стрелками, упирающимися в объединяющие вертикальные линии, каждая из которых связана (жирной точкой) с горизонтальной линией, входящей сплошной стрелкой в соответствующее эксплуатационное качество. В случае, если данный элемент конструкции влияет лишь на какое-либо одно эксплуатационное качество (например «кузов» на «вместимость»), то объединяющей вертикальной линии не требуется и взаимосвязь между ними (стрелка и жирная точка) изображается одной горизонтальной или ломаной линией.

Основные эксплуатационные качества автомобиля изображены в средней части схемы в прямоугольниках.

Конечные критерии совершенства конструкции автомобиля -- элементы, характеризующие эффективность его использования, - изображены в правой части схемы в овалах.

В настоящем своем виде изложенный метод позволяет достаточно полно и всесторонне оценивать совершенство конструкции автомобилей.

1.3 Эксплуатационные качества автомобиля

Качеством любого изделия или вида продукции называется совокупность его свойств, обусловливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением. Автомобиль является определенного вида изделием, поэтому к нему относится вышеприведенное определение качества, установленное стандартом.

В принципе было бы желательным оценивать автомобиль каким-либо одним обобщающим показателем, однозначно выражающем его качество. Однако этому препятствует сложность устройства современного автомобиля, многочисленность различных отдельных его свойств и особенностей конструкции, многообразие различных их сочетаний и разная их значимость в зависимости от условий эксплуатации и вида перевозок.

Учитывая указанные специфические особенности автомобиля, закономерно определять совершенство его конструкции не одним обобщающим качеством, а комплексом отдельных наиболее показательных его эксплуатационных качеств, т. е. в принципе сохранить метод оценки совершенства конструкции автомобиля, предложенный академиком Е.А. Чудаковым [14].

Свойством автомобиля называется присущая ему отличительная способность изменять свое состояние или положение в пространстве (местонахождение) под влиянием каких-либо внутренних или внешних физических факторов. Например: скоростными являются его свойства развивать определенные ускорения, максимальную скорость, тяговые усилия на подъемах: свойством автомобиля является устойчивость против скольжения, опрокидывания: свойством является способность противостоять износам (износостойкость) и др.

Эксплуатационным качеством автомобиля является сочетание определенных отличительных свойств и конструктивных особенностей автомобиля, которое характеризует его достоинства и степень его потребительского совершенства применительно к определенным условиям использования.

Выделение основных эксплуатационных качеств делается на основе рассмотрения зависимости элементов эффективности использования автомобиля, показанных на схеме (рисунок 1.2), от конструктивных его особенностей.

Большая часть элементов эффективности измеряется относительными величинами на единицу транспортной работы, т. е. величинами, отнесенными к производительности автомобиля. Поэтому первоначально рассматривается зависимость производительности автомобиля от его конструктивных особенностей.

Для этого используются формулы годовой производительности, так как в них учитываются зависящие от конструкции простои автомобиля в ремонтах и технических обслуживаниях, которые в формулах часовой или суточной производительности отсутствуют. Эти формулы имеют следующий вид для грузовых автомобилей и автопоездов

W_г=qЧгЧlЧвЧv_тЧTЧDЧб/(l+вЧv_тЧt_п), ткм/год; (1.1)

для автобусов

W_а=nЧгЧзЧвЧv_эЧTЧDЧб, пасс-км/год; (1.2)

для легковых автомобилей

W_а=nЧг_пЧвЧv_эЧTЧDЧб, пасс-км/год; (1.3)

или

L_л=v_эЧTЧDЧб, км/год; (1.4)

где v_т - средняя техническая скорость, км/ч;

v_э - эксплуатационная скорость движения, км/ч;

q - грузоподъемность, т;

г - коэффициент использования грузоподъемности;

n - количество пассажирских мест в автобусе или легковом автомобиле;

г_п - коэффициент наполнения автобуса или легкового автомобиля;

l - средняя длина ездки с грузом, км;

в - коэффициент использования пробега;

з - коэффициент использования времени автобуса в наряде;

t_п - время простоя под погрузкой и выгрузкой за одну ездку, ч;

T - время работы в сутки, ч;

D - количество дней работы в году

б - коэффициент использования автомобиля за год;

L_л - пробег легкового автомобиля за год, км.

Приведенные формулы позволяют установить взаимосвязь между конструктивными особенностями и производительностью автомобиля, характеризуемую отдельными эксплуатационными качествами.

В этих формулах могут быть выделены параметры, не связанные с конструкцией автомобиля. К ним относятся: количество дней работы в году D; время нахождения автомобиля в наряде в сутки T, средняя длина ездки с грузом l; коэффициент использования пробега в, коэффициент наполнения автобуса или легкового автомобиля г_п и коэффициент использования времени автобуса в наряде з. Эти параметры можно выделить в постоянные коэффициенты, обозначив их через а с соответствующим индексом. Тогда, функциональную зависимость производительности от параметров, определяемых конструкцией автомобиля, можно выразить в следующем общем виде:

для грузового автомобиля или автопоезда

W_г=а_гЧf(qЧгЧv_тЧT_прЧб); (1.5)

для автобуса или легкового автомобиля

W_а=а_аЧf(nЧv_эЧб). (1.6)

Все параметры в скобках в той или иной мере зависят от конструкции автомобиля. Для каждого из них можно установить эксплуатационные качества, позволяющие оценивать особенности конструкции автомобиля.

На схеме (рисунок 1.3) изображена взаимосвязь между параметрами производительности и конструктивными особенностями грузового автомобиля (или автопоезда).

Ниже рассматривается раздельно зависимость каждого из параметров производительности от конструкции автомобиля.

Грузоподъемность автомобиля q определяется конструктивной размерностью и прочностью основных несущих узлов и агрегатов его шасси: рамы, мостов, подвески, колес, шин и др. При ограничении дорожными нормами полной массы автомобиля грузоподъемность зависит от собственной его массы: чем она меньше, тем соответственно больше грузоподъемность.



Рисунок 1.3 Схема зависимости производительности грузового автомобиля от элементов его конструкции

Возможность полностью использовать грузоподъемность автомобиля зависит от внутренних размеров кузова и объемной массы груза. Это требует учета второго параметра в формуле производительности - коэффициента использования грузоподъемности г. Величина его может зависеть не только от размеров кузова, но в некоторых случаях от других особенностей его устройства.

Грузоподъемность автомобиля в сочетании с возможным коэффициентом ее использования при перевозке груза определенной объемной массы и вида характеризуется эксплуатационным качеством, называемым вместимостью автомобиля.

Техническая скорость автомобиля vт зависит: от мощности двигателя, полной массы автомобиля, передаточных отношений в трансмиссии, ее КПД, радиуса качения ведущих колес, величины сопротивления качению автомобиля и аэродинамического сопротивления движению. Средняя техническая скорость зависит также от действия тормозных механизмов автомобиля, параметров, определяющих его устойчивость и управляемость, обзорность дороги в дневное и ночное время. Мягкости и прочности подвески, маневренности и ряда других особенностей конструкции, характеризующих дорожные его качества.

Техническая скорость определяется как путь, пройденный автомобилем за суммарное время движения и простоев на линии, вызываемых неисправностями автомобиля и их устранением. Поэтому она зависит от прочности и надежности деталей основных узлов автомобиля, определяющих его работоспособность, от стабильности регулировок механизмов, пусковых качеств двигателя, безотказности действия электрооборудования и системы питания двигателя, надежности шин.

В случае выполнения перевозок в затрудненных дорожных условиях средняя техническая скорость может зависеть от конструктивных особенностей, определяющих приспособленность автомобиля к работе в таких условиях. В частности, она может зависеть: от запасов тяги на низших передачах, сцепного фактора ведущих колес, дорожных просветов, конструкции шин, рисунка их протектора, удельного давления на опорную поверхность, совпадения следов колес разных осей и др.

Комплекс названных конструктивных особенностей автомобиля характеризуется следующими тремя эксплуатационными качествами: скоростью движения (скоростностью), проходимостью и надежностью автомобиля.

Коэффициент использования автомобиля б выражает количество его рабочих дней в году. Величина его, кроме организационных причин, также зависит от продолжительности простоев автомобиля в техническом обслуживании и ремонте. Следовательно, она определяется износостойкостью и прочностью его деталей, приспособленностью конструкции автомобиля к выполнению обслуживания и ремонта через возможно большие периоды времени. Эти конструктивные особенности автомобиля характеризуются тремя следующими эксплуатационными качествами: надежностью, долговечностью и простотой обслуживания и ремонта.

Время простоя под погрузкой и выгрузкой t_п может зависеть от устройства кузова, погрузочной высоты пола кузова, конструкции бортов или в случае кузова-фургона от размеров дверей. Их расположения и устройства, наличия и эффективности действия различных механизмов и специальных устройств для облегчения погрузки и выгрузки (самосвальных устройств, погрузчиков и др.). Это время также зависит от маневренности автомобиля, характеризуемой минимальным радиусом поворота, габаритным коридором, простотой управления при движении задним ходом. Названные особенности конструкции автомобиля характеризуются эксплуатационным качеством, называемым удобство использования автомобиля.

По аналогии могут быть выделены эксплуатационные качества, позволяющие оценивать конструктивные особенности, от которых зависят параметры производительности пассажирских автомобилей. Такая взаимосвязь изображена на рисунке 1.4.

При рассмотрении зависимости эффективности использования автомобиля от его конструкции необходимо учитывать не только эксплуатационные затраты автотранспортного предприятия или владельца автомобиля непосредственно на выполнение самих перевозок, но и все связанные с ними другие виды затрат. В частности, необходимо учитывать также затраты на погрузочные и выгрузочные работы, дорожную составляющую затрат, учитывать использование капитальных вложений в перевозки.



Рисунок 1.4 Схема зависимости производительности пассажирского автомобиля от элементов его конструкции

Полные приведенные затраты (Зп) на автомобильные перевозки выражаются в следующем виде:

З_п =(?С_э+ЕЧ(К -- 0,1ЧЦ_а))Ч100/W, тенге/ткм или тенге/(пасс-км), (1.7)

где ?С_э - сумма всех эксплуатационных затрат за год, тенге;

Е - отраслевой нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, установленный в настоящее время; Е= 0,12;

К - капитальные вложения в автомобильные перевозки, включающие вложения в автомобили, материально-техническую базу и строительство дорог, тенге;

0,1ЧЦ_а - ликвидная стоимость амортизированного автомобиля, тенге (Ц_а - стоимость нового автомобиля).

Чем больше годовая производительность автомобиля при тех же годовых затратах, тем меньше затраты на единицу транспортной работы, тем эффективнее его использование.

Зависимость производительности автомобиля от его конструкции была рассмотрена выше. Следовательно, затраты на перевозки находятся в зависимости от тех же конструктивных особенностей автомобилей, что и производительность, и могут оцениваться теми же установленными выше эксплуатационными качествами.

Затраты на перевозки, кроме того, зависят еще и от ряда других конструктивных особенностей автомобилей, что требует рассмотрения.

Общая сумма эксплуатационных затрат на перевозки ?С_э, выраженная в тенге за год, может быть расчленена по отдельным слагаемым -- видам затрат или статьям расходов, и представлена в виде

?С_э= С_т+ С_м+ С_ш+ С_ор+ С_а+ С_з+ С_н+ С_п-в+ С_д, (1.8)

где С_т - затраты на топливо;

С_м - затраты на эксплуатационные материалы;

С_ш - затраты на шины;

С_ор - затраты на техническое обслуживание и текущие ремонты

С_а - амортизация автомобиля и отчисления на капитальный ремонт;

С_з - затраты на заработную плату водителя;

С_н - накладные расходы;

С_п-в - затраты на погрузочные и выгрузочные работы;

С_д - дорожная составляющая.

Каждый из видов эксплуатационных затрат на перевозки в той или иной мере зависит от конструкции автомобиля. В некоторых случаях эта зависимость существенна и оценка ее необходима, в других же случаях она настолько мала, что практического значения не имеет и ею можно пренебрегать. Например, накладные расходы автотранспортного предприятия при сравнении однотипных автомобилей почти не зависят от их конструкции, поэтому эта зависимость может не рассматриваться. Также могут не учитываться затраты на эксплуатационные материалы.

На схеме (рисунок 1.5) изображена взаимосвязь между эксплуатационными затратами на перевозки грузового автомобиля (или автопоезда) и его конструктивными особенностями, характеризуемая определенными эксплуатационными качествами.

Рисунок 1.5 Схема зависимости денежных затрат на грузовые перевозки от элементов конструкции автомобиля

Затраты на топливо С_т определяются его стоимостью и количеством, расходуемым на выполнение транспортной работы, выраженной в тонно-километрах или пассажиро-километрах. Расход топлива зависит от совершенства конструкции двигателя, его КПД, т. е. полноты сгорания топлива, минимального удельного расхода, величины расхода при работе на частичных нагрузках и переменных режимах. Расход топлива зависит от передаточных отношений и КПД трансмиссии, радиуса качения колес, конструкции шин, сопротивления качению автомобиля и его аэродинамического сопротивления движению, от полной массы автомобиля.

Особенности конструкции автомобиля, определяющие расход топлива на перевозки, характеризуется эксплуатационным качеством, называемым топливной экономичностью.

Затраты на шины С_ш зависят от их стоимости и срока службы (ходимости), который определяется износостойкостью протектора и прочностью каркаса. Срок службы шин зависит также от распределения массы автомобиля по колесам и отсутствия превышения нагрузок на шины над номинальными расчетными, углов установки управляемых колес и их стабильности в эксплуатации, балансировки колес, совершенства конструкции тормозов, равномерности нарастания тормозного усилия, распределения его по колесам и стабильности регулировки в эксплуатации.

Таким образом, срок службы шин зависит от конструктивных особенностей самих шин и автомобиля. Так как шины являются составной частью автомобиля, срок службы и соответственно затраты на них характеризуются эксплуатационным качеством -- долговечностью.

Затраты на техническое обслуживание и ремонты С_ор зависят от величины пробегов автомобиля до возникновения потребности в выполнении этих работ и от их трудоемкости. Они определяются: износостойкостью и прочностью деталей автомобиля, стабильностью регулировок механизмов, простотой и легкостью его обслуживания, простотой замены неисправных деталей, агрегатов, разборки и ремонта узлов и агрегатов. Эти конструктивные особенности автомобиля оцениваются тремя эксплуатационными качествами: долговечностью, надежностью и простотой технических обслуживаний и ремонтов.

Затраты на амортизацию автомобиля С_а зависят от покупной его стоимости и срока службы до списания. Согласно действующим нормам амортизационные отчисления слагаются из сумм на восстановление начальной балансовой стоимости автомобиля и сумм на капитальные ремонты. Обе эти части отчислений зависят от совершенства конструкции автомобиля, так как определяются износостойкостью и прочностью его деталей. Эти конструктивные особенности характеризуются эксплуатационным качеством -- долговечностью.

Заработная плата водителя С_з определяется затратой его труда на вождение и путевое обслуживание автомобиля. Труд водителя зависит от степени автоматизации процессов управления, наличия контрольно-измерительных приборов и их качества, удобства устройства рабочего места водителя, расположения органов управления, вентиляции, отопления, легкости путевого обслуживания, легкости смены неисправной шины, устранения мелких неисправностей.

Действующая система заработной платы водителей не находится в прямой зависимости от совершенства конструкции автомобиля. Тем не менее теоретически такая зависимость закономерна. Конструктивные особенности автомобиля, обеспечивающие простоту и легкость управления и путевого обслуживания, характеризуются обобщенным эксплуатационным качеством: удобством использования автомобиля.

Затраты на погрузочные и выгрузочные работы С_п-в зависят от приспособленности конструкции автомобиля к возможности выполнения этих работ с минимальной затратой труда и минимальной стоимостью использования механизмов. При ручном способе погрузки и выгрузки имеет значение погрузочная высота кузова, высота бортов, количество открывающихся бортов, размеры дверного проема в кузовах-фургонах. При механизированном способе погрузки и выгрузки решающее значение имеет приспособленность кузова к использованию тех средств механизации, которые рациональны применительно к видам перевозимых грузов. В конструкции автомобиля могут предусматриваться различные погрузочные механизмы: самосвальные устройства, разгрузчики и другое оборудование для уменьшения затрат на эти работы. Приспособленность конструкции автомобиля к этим работам характеризуется качеством: удобство погрузки и выгрузки, которое входит составной частью в обобщающее качество - удобство использования автомобиля.

Дорожная составляющая в затратах на перевозки С_д учитывает восстановление капиталовложений в строительство дорог и все расходы по их содержанию и ремонту. Она пропорциональна изнашивающему воздействию автомобиля на дороги и размеру занимаемого пространства на проезжей части. Дорожная составляющая зависит от полной массы автомобиля, величины осевых нагрузок и их соотношений с предельно допустимыми на тех видах дорог, на которых автомобиль используется, удельных давлений шин на дорогу, скоростей движения и габаритов автомобиля. Чем меньше собственная масса автомобиля, тем в среднем меньше его изнашивающее воздействие на дорогу. Поэтому, хотя и косвенно, дорожная составляющая может характеризоваться эксплуатационным качеством использования массы автомобиля.

Взаимосвязь между конструктивными особенностями пассажирского автомобиля и эксплуатационными затратами на перевозки такая же как на грузовые, за исключением того, что отсутствуют затраты на погрузочные и выгрузочные работы.

Капитальные вложения К в формуле (1.7) могут в некоторой степени зависеть от конструктивных особенностей автомобиля. Но зависимость эта невелика и не вызывает необходимости в оценке другими эксплуатационными качествами, кроме уже установленных.

Трудоемкость использования грузового автомобиля выражается формулой

Т_г=Т_в+Т_п-в+Т_ор+Т_АУ Ч100)/W_г, чел.-ч/100 ткм, (1.9)

где Т_в - трудовые затраты времени водителей за год, чел.-ч;

Т_п-в - трудовые затраты грузчиков и механизаторов, выполняющих погрузку и выгрузку за год, чел.-ч;

Т_ор - трудовые затраты времени персонала, выполняющего техническое обслуживание и ремонт автомобиля за год, чел.-ч;

Т_АУ - трудовые затраты административно-управленческого и обслуживающего персонала, за год, чел.-ч.

Последний вид трудовых затрат административно-управленческого персонала практически от конструкции автомобиля не зависит и не может рассматриваться.

Зависимость трудозатрат от использования грузового автомобиля и его конструкции изображена на схеме (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 Схема зависимости трудоемкости использования грузового автомобиля от элементов его конструкции

Труд водителей Т_в в человеко-часах за год формально от конструкции автомобиля не зависит. Однако от совершенства конструкции ряда элементов автомобиля зависит интенсивность этого труда, количество требуемой энергии на его выполнение, степень утомляемости водителя. От конструкции автомобиля зависят: величина усилий на приведение в действие органов управления автомобилем, требуемая частота пользования ими, удобство их расположения, степень автоматизации операций по управлению автомобилем; устройство рабочего места водителя, соответствие анатомическим размерам водителя параметров сиденья и спинки и наличием их регулировок; температурный режим в кабине, эффективность вентиляции, отопления; совершенство обзорности в любых погодных условиях в дневное и ночное время, при обычном движении и при маневрированиях задним ходом; Удобство и надежность пользования контрольно-измерительными приборами, световой и звуковой сигнализацией; простота и легкость выполнения работ по путевому обслуживанию автомобиля (смене колеса с неисправной шиной, заправке, устранению мелких неисправностей и др.

Перечисленные особенности конструкции автомобиля характеризуются эксплуатационным качеством: удобство использования.

Труд грузчиков и механизаторов Т_п-в непосредственно зависит от приспособленности конструкции автомобиля к выполнению погрузки и выгрузки грузов. При ручном выполнении этих работ может иметь значение высота расположения пола кузова, размеры и устройство дверей (кузов-фургона), внутренняя высота кузова, наличие и удобство устройств для крепления груза, приспособленность к использованию средств малой механизации, наличие на автомобиле устройств, облегчающих погрузку и выгрузку. При механизированном выполнении погрузки и выгрузки также имеет значение приспособленность конструкции автомобиля к выполнению этих работ при наиболее эффективном использовании механизмов с минимальной затратой труда и времени механизаторов.

Приспособленность конструкции автомобиля к выполнению погрузки и выгрузки характеризуется эксплуатационным качеством: удобство погрузки и выгрузки, которое входит составным в комплексное качество -- удобство использования автомобиля.

Труд персонала, выполняющего техническое обслуживание и ремонт, Т_ор непосредственно зависит от требуемого объема этих работ за период годовой эксплуатации. определяемого конструкцией автомобиля. Он зависит от износостойкости и прочности деталей, стабильности регулировок механизмов, запасов хода (пробегов) автомобиля между потребностью в выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту. Этот труд зависит также от приспособленности конструкции автомобиля к его выполнению с минимальной затратой времени, от доступности мест крепления и точек, требующих обслуживания, возможности механизировать эти работы.

Приспособленность конструкции автомобиля к минимальной затрате труда на его поддержание в исправном состоянии характеризуется тремя эксплуатационными качествами: надежностью, долговечностью и простотой технического обслуживания и ремонта.

Трудоемкость использования пассажирского автомобиля зависит от тех же конструктивных особенностей, что и грузового, за исключением отсутствующих при этом трудовых затрат на погрузку и выгрузку.

Качество перевозки в части, зависящей от конструкции автомобиля, характеризуется обеспечением сохранности груза, а применительно к пассажирам обеспечением удобства их поездки.

Совершенство конструкции грузового автомобиля в части его приспособленности к сохраненной и удобной перевозке тех видов грузов, для которых он предназначен. Характеризуется эксплуатационным качеством -- удобство использования автомобиля.

Удобство поездки пассажиров зависит от следующих особенностей конструкции автомобиля: устройства и размерных параметров сидений; плавности хода автомобиля -- отсутствия колебаний, вредных или утомительных для человеческого организма; эффективности действия системы вентиляции, отопления или кондиционирования воздуха; защищенности от шума, попадания в кузов пыли, дождя, холодного воздуха, отработавших газов двигателя; защищенности от шума, попадания в кузов пыли, дождя, холодного воздуха, отработавших газов двигателя; защищенности от чрезмерного нагрева солнечными лучами в летнее время; обзорности; наличия дополнительного оборудования, создающего комфорт и удобство поездок (часы, радиотрансляция, телевидение, прикуриватели, пепельницы и др.).

Названные особенности конструкции автомобиля оцениваются комплексным эксплуатационным качеством -- удобство использования автомобиля.

Важнейшим элементом эффективности использования автомобиля является его безвредность как для окружающей среды, так и для пассажиров, водителей и лиц, осуществляющих его эксплуатацию.

Безвредность автомобиля в широком понимании этого термина включает его безопасность при движении, отсутствие загрязнения и отравления окружающей среды, бесшумность и безопасность при обслуживании и ремонте.

Зависимость безвредности автомобиля от его конструктивных особенностей изображена на схеме (рисунок 1.7).

Безопасность автомобиля в процессе его движения зависит от совершенства конструкции тормозных механизмов -- безотказности и эффективности их действия, обеспечения оптимального соотношения в распределении тормозного усилия между колесами автомобиля; она зависит от конструктивных параметров, определяющих устойчивость и управляемость автомобиля, обзорности дороги с места водителя в любых условиях погоды, в дневное и ночное время, эффективности действия сигнализации. В случае дорожно-транспортного происшествия последствия его могут быть уменьшены соответствующими конструктивными мероприятиями. К их числу относятся: подголовники на сиденьях, ремни, энергопоглощающие рулевые колонки, устранение выступающих элементов в кузове, которые могут наносить травмы и др.

Особенности конструкции автомобиля, которые определяют степень его безопасности, характеризуются комплексом отдельных его качеств, таких, как: тормозные свойства, устойчивость, управляемость, обзорность и др.

Эти его качества могут рассматриваться как составные, в комплексе определяющим обобщающее эксплуатационное качество, называемое безопасностью автомобиля.



Рисунок 1.7 Схема зависимости безвредности автомобиля от элементов его конструкции

Отсутствие загрязнения автомобилем окружающей среды зависит от совершенства конструкции двигателя: полноты сгорания в нем топлива при работе на разных режимах; отсутствия в отработавших газах вредных компонентов, вызывающих отравление или задымление атмосферного воздуха; наличия на автомобиле нейтрализаторов отработавших газов и эффективности их действия; предотвращения попадания картерных газов в наружную атмосферу.

Особенности конструкции автомобилей, определяющие отсутствие отравления и загрязнения окружающей атмосферы закономерно характеризуется обобщающим эксплуатационным качеством -- безопасностью автомобиля.

Бесшумность автомобиля зависит от совершенства конструкции его двигателя, коробки передач, главной передачи, колесных тормозов, шин, кузова, от стабильности их бесшумности в процессе эксплуатации, плотности всех креплений.

Особенности конструкции автомобиля, определяющие его бесшумность, могут характеризоваться двумя эксплуатационными качествами -- безопасностью автомобиля и удобством использования.

Энергоемкость перевозок, т. е. среднее количество энергии, которое необходимо расходовать на данном автомобиле на 1 ткм или 1 пасс-км, зависит от тех же конструктивных его особенностей, которые были рассмотрены выше (затраты на топливо).

Соответственно они характеризуются тем же эксплуатационным качеством -- топливной экономичностью.

Металлоемкость перевозок зависит от совершенства конструкции автомобиля в части обеспечения минимальной его собственной массы при определенной вместимости без ущерба его прочности и надежности, а также от износостойкости и срока службы его деталей. Эти особенности конструкции автомобиля характеризуются тремя эксплуатационными качествами: использованием массы, надежностью и долговечностью.

Проведенное выше рассмотрение зависимостей элементов эффективности использования автомобиля от его конструкции позволяет выделить основные эксплуатационные качества для комплексной оценки его конструктивного совершенства. Эти качества и элементы эффективности, которые они позволяют оценивать, сведены в таблице 1.1. из которой видно, что одним и тем же эксплуатационным качеством могут одновременно характеризоваться несколько элементов эффективности использования автомобиля.

Таблица 1.1 Комплекс основных эксплуатационных качеств автомобиля

№	Эксплуатационное качество автомобиля	Элемент эффективности использования, который данное качество характеризует
1	Вместимость	Производительность. Затраты на перевозки
2	Использование массы	Затраты на перевозки. Металлоемкость перевозок
3	Скорость движения (скоростность)	Производительность. Затраты на перевозки
4	Проходимость	Производительность (в затрудненных условиях движения)
5	Безопасность, в том числе: тормозные свойства; устойчивость, управляемость; обзорность; эффективность сигнализации; загрязнение окружающей среды; бесшумность	Безвредность (для окружающей среды, пассажиров, водителей и лиц, осуществляющих эксплуатацию автомобиля)
6	Топливная экономичность	Затраты на перевозки. Энергоемкость перевозок
7	Долговечность	Производительность. Трудоемкость. Затраты на перевозки
8	Надежность	Производительность. Трудоемкость. Затраты на перевозки
9	Удобство использования, в том числе: Плавность хода; комфортабельность (удобство пассажиров); простота управления; путевого обслуживания; маневренность; удобство погрузки, выгрузки; сохранность груза	Утомляемость пассажиров. Сохранность груза. Трудоемкость перевозок. Затраты на перевозки. Производительность.
10	Простота технического обслуживания и ремонта	Производительность. Трудоемкость. Затраты на перевозки

Каждое из эксплуатационных качеств имеет неодинаковую значимость для автомобилей разного типа и назначения. Так, например, для городского автобуса качество проходимости не имеет такого же существенного значения, какое оно имеет для грузового автомобиля средней грузоподъемности, предназначенного для работы в условиях сельской местности по грунтовым дорогам со снежным покровом в зимнее время. Также для городского автобуса имеют меньшее значение и могут допускаться пониженные показатели топливной экономичности и использования массы, если за счет этого обеспечивается увеличение удобств пассажиров или надежность движения автобуса по установленному графику. В противоположность этому, например для междугородного автопоезда большой грузоподъемности, использование массы или топливная экономичность являются одними из основных качеств. Долговечность не имеет существенного значения для автомобилей с малым годовым пробегом.

Таблица 1.2 Эксплуатационные качества, являющиеся важнейшими для автомобилей разного типа

Разновидности автомобилей по типам и назначению	Эксплуатационные качества, являющиеся для данной разновидности автомобилей важнейшими
Легковые
Личного пользования и прокатные	Удобство использования, безопасность, топливная экономичность, надежность, простота обслуживания и ремонта, использование массы
Такси, ведомственные	Удобство использования, безопасность, долговечность, надежность
Ведомственные высшего класса, санитарные скорой помощи и др.	Скорость движения, удобство использования, безопасность, надежность
Автобусы
Внутригородские, пригородные, междугородные, туристские, экскурсионные	Удобство использования, безопасность, скорость движения, надежность, долговечность, простота обслуживания и ремонта
Местные (внутрирайонные), школьные, общего назначения	Удобство использования, безопасность, надежность, проходимость, скорость движения, надежность, долговечность, простота обслуживания и ремонта
Грузовые
Малой грузоподъемности, до 2 т	Вместимость, использование массы, топливная экономичность, удобство использования (погрузки, выгрузки, маневренность), безопасность
Средней грузоподъемности, от 2 до 5т	Вместимость, использование массы, топливная экономичность, проходимость, долговечность, надежность, простота технического обслуживания и ремонта
Большой грузоподъемности, более 5т	Использование массы, скорость движения, безопасность, топливная экономичность, долговечность, надежность, простота обслуживания и ремонта
Большой и особо большой грузоподъемности для внедорожных перевозок	Вместимость, надежность, долговечность, топливная экономичность, простота обслуживания и ремонта, удобство использования (погрузки, выгрузки, маневренность, легкость управления)

В таблице 1.2 указаны наиболее важные эксплуатационные качества для автомобилей разных типов и назначений. При оценке совершенства конструкций соответствующих автомобилей этим качествам уделяется особое внимание. Численные значения их измерителей будут оказывать решающее влияние на общую оценку конструкции автомобиля.

Проведенное рассмотрение позволяет признать, что все установленные десять основных эксплуатационных качеств автомобиля являются необходимыми для характеристики совершенства его конструкции и оценки его эффективности. Комплекс этих качеств позволяет достаточно полно и всесторонне давать общую оценку автомобилю как транспортному средству.