Информативность автомобиля и организация рабочего места

Требования к показателям поверхности покрытия. Анализ взаимодействия автомобиля с дорогой служит основой для разработки требований к прочности дорожной одежды, ровности покрытия, коэффициенту сцепления, параметрам шероховатости и состоянию поверхности.

Несмотря на большое влияние сопротивления качению на режим движения автомобиля, расход топлива, себестоимость перевозок и даже на назначение продольного уклона дороги, не разработаны требования к допустимому размеру коэффициента сопротивления движению для покрытий. Сложной технико-экономической задачей является назначение требований к допустимому размеру коэффициента сцепления и параметрам шероховатости. Обеспечения сцепных качеств и регулирования шероховатости достигают в основном путем назначения крупности щебня и ожесточения требований к его прочности, сопротивлению износу (истраемости) и шлифуемости в процессе эксплуатации. Однако все это приводит к увеличению расхода высокопрочных каменных материалов и битума или специального модифицирующего вяжущего. Кроме того, на крупношероховатой поверхности увеличивается шум от автомобилей и сопротивление качению.

Высокая шероховатость нужна только для обеспечения сцепных качеств на мокром покрытии. Мокрое состояние покрытия колеблется от 10% годовой подолжительности для районов с жарким сухим климатом до 35% для районов с влажным умеренным климатом. Это значит, что в течение 65…90% времени крупношероховатая поверхность бесполезна, поэтому требования к шероховатости покрытий дифференцируют с учетом региональных климатических условий.

Требования к коэффициенту сцепления и параметрам шероховатости установлены правилами содержания и ремонта автомобильных дорог. Предельные значения не должны быть ниже приведенных в таблице 3.5.

Таблица 3.5

Требования к коэффициенту сцепления и параметрам шероховатости

Условия движения (по СНиП 2.05.02-85)	Коэффициент сцепления при скорости 60 км/ч для гладкой шины	Средняя глубина впадин шероховатости, мм, в дорожно-климатических зонах для категорий
		I и V	II-IV
Легкие Затрудненные Опасные	0,28 0,30 0,32	0,30 0,35 0,40	0,35 0,40 0,45

Разница коэффициента сцепления по ширине проезжей части не должна превышать 0,1, а между коэффициентом сцепления покрытия и укрепленной обочины - не превышать 0,15. Эти требования исходят из необходимости предотвратить разворот автомобилей при резком торможении.

3.3 Порядок оценки и определения геометрических элементов дорог

Оценка состояния дорог и дорожных сооружений. При оценке проводят: текущие осмотры и обследования, выполняемые инженерно-техническими работниками низового звена (прорабами, мастерами и др.); периодические осмотры и обследования, осуществляемые руководителями первичного звена дорожной службы (например, главным инженером, ДРСУ, ДЭУ); сезонные осмотры и обследования комиссиями, которые назначает руководство дорожных организаций (автодоров автомобильных дорог и т. п ); специальные и детальные обследования специализированными организациями; комиссиями вышестоящих органов. Работы по оценке состояния дорог проводят в такой последовательности: изучение проектной и технической документации, визуальный осмотр и обследования, детальные инструментальные обследования и испытания.

При текущих ежегодных осмотрах и обследованиях визуально определяют вид и число дефектов дорожной одежды, земляного полотна, обочин, откосов и водоотвода, оценивают полноту, состояние и правильность размещения инженерного оборудования, обстановки и обустройства дорог, проводят инструментальную оценку ровности и сцепных качеств покрытия, составляют сезонные графики коэффициентов аварийности.

По результатам визуальных осмотров назначают мероприятия по содержанию, определяют участки для детального обследования. Их выполняют на участках, имеющих неровности, трещины и разрушения покрытий, деформации земляного полотна и другие дефекты.

Детальные обследования. Инструментальные измерения и испытания проводят с целью получить количественные данные о состоянии дорог, уточнить причины образования деформаций разрушений, назначить виды ремонтных работ и их объемы.

Детальные обследования включают определение параметров геометрических элементов, полевые испытания дорожных одежд методами статического и кратковременного нагружения, вскрытие дорожной одежды (при необходимости) и определение физико-механических свойств материалов ее конструктивных слоев, грунтов земляного полотна под проезжей частью, оценку состояния обочин и откосов. Все работы выполняют в расчетный (как правило, весенний) неблагоприятный по условиям увлажнения период года. Для объективной и глубокой оценки состояния дорог создают диагностические станции, оснащенные передвижными лабораториями для проведения всего комплекса испытаний и измерений по всем транспортно- эксплуатационным показателям.

Определение геометрических параметров эксплуатируемых дорог.

Параметры дорог определяют инструментально при паспортизации или детальных обследованиях. Данные измерений заносят в паспорт дороги и корректируют после каждого ремонта, а также после реконструкции дороги или ее участка.

Ширину проезжей части, краевых укреплений полос и обочин измеряют на каждом характерном участке (на прямых, кривых в плане и профиле, в местах сужений и изменения ширины, над трубами, на мостах, путепроводах, на высоких насыпях, в местах установки ограждений), но не реже, чем одно измерение на километр.

Для построения сезонных графиков коэффициентов аварийности определяют фактически используемую для движения, т.е. чистую от пыли, грязи и снежного наката ширину проезжей части в летний, осенне-весенний и зимний периоды.

Для определения параметров геометрических элементов применяют геодезические приборы и инструменты, передвижные лаборатории, аэрофотосъемку и наземную стереофотограмметрическую съемку. Из простейших приспособлений для определения уклонов обочин и откосов земляного полотна, а также продольных и поперечных уклонов покрытий используют угломерную линейку типа КП-135.

4. Физико-химические условия на рабочем месте водителя

Степень утомления водителя, а следовательно, активная безопасность движения в значительной степени зависят от физико-химических условий на рабочем месте водителя.

К физическим характеристикам рабочего места водителя относятся шум, вибрация, микроклимат; к химическим - состав воздуха и наличие в нем вредных примесей.

Шум. Во время работы водитель подвергается воздействию шумов, несущих полезную информацию (звук работающего двигателя, шин и тормозных механизмов, сигналы других автомобилей), и вредных шумов. И те и другие шумы воздействуют на органы слуха и кору головного мозга водителя. Шум ухудшает условия работы водителя, отвлекает его, снижает внимание, увеличивает время реакции, затрудняет восприятие информативных звуковых сигналов своего автомобиля и других участников движения.

Шум - это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и силы. Источниками шума являются колеблющиеся тела. На автомобиле к основным источникам шума относятся двигатель, трансмиссия, глушитель, шины и кузов. Шум передается в кабину автомобиля через окна, пол и стенки.

Влияние шума н человека оценивается уровнем звукового давления (в децибелах), определяемого по формуле

L=10Чlg(1/I0)…………………..…………..(4.1)

Где I0 - пороговая интенсивность звука; I0=10-12 Вт/м2.

Шум может быть постоянным и прерываемым, а также широкополосным, импульсным и тональным. Постоянным считается шум, уровень которого меняется в течение определенного времени не более чем на 5 дБ. Шум одиночного автомобиля и автотранспортного потока является непостоянным и оценивается эквивалентным уровнем звука Lэкв. Эквивалентный уровень звука непостоянного шума равен уровню звука постоянного шума, который оказывает на человека такое же воздействие, как и непостоянный шум. Эквивалентный уровень звука определяют по результатам измерений уровней звука шумомером по шкале А (в дБ). Уровень звука измеряют в течение наиболее шумного отрезка времени (обычно в течение 30 мин) и рассчитывают по формуле

Lэкв=10Чlg(1/100ЧУfiЧI00,1Ч),………..…………..(4.2)

где fi - доля времени воздействия шума i-го класса по отношению ко всему периоду измерения шума, %; Li - средний уровень звука i-го класса, дБ по шкале А.

Вредное воздействие шума возрастает при увеличении его громкости, частоты и информативности (таблица 4.1).

Таблица 4.1

Воздействие шума на человека

Вид шума	Уровень звука по шкале А, дБ	Громкость
Обычный разговор Разговор на расстоянии Крики, шум автомобиля Шум интенсивного транспортного потока Нижний болевой порог слышимости Верхний болевой порог слышимости	50 60 70 80 90 135	Нормальная Нормальная Большая Большая Очень большая Предельно большая

Шум неблагоприятно влияет на работоспособность человека. Под действием шума увеличивается скрытый период двигательной реакции, снижается зрительное восприятие, ослабевает сумеречное зрение, нарушается координация движений и функций вестибулярного аппарата, наступает преждевременное утомление.

Правилами №9 ЕЭК ООН нормируется внешний шум автомобилей. Он может изменяться в зависимости от типа автомобиля и скорости его движения в пределах 84…92 дБ по шкале А.

В СНГ уровни внешнего и внутреннего шума автомобильных транспортных средств регламентируются, внутренний шум в автомобиле измеряется уровнями звукового давления в октавных полосах (таблица 4.2).

Таблица 4.2

Нормы внутреннего шума в автомобилях

Тип автомобилей	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами	Уровень звука , дБ по шкале А
	31,5	125	500	2000	8000
Легковые автомобили и транспортные средства, сконструированные на шасси легкового автомобиля	102	90	77	62	51	80
Грузовые автомобили, автомобили-тягачи и автопоезда, автобусы (кабина или рабочее место водителя)	108	92	83	78	74	85
Автобусы (пассажирское помещение): городские и пригородные, общего назначения и местного сообщения туристские и междугородные	104 102	87 82	78 73	73 68	70 64	80 75

Уменьшение неблагоприятного влияния шума достигается ослаблением источников шума, применением шумопоглощающих материалов и устройств, а также шумоизоляции.

Интенсивность шума на рабочем месте водителя можно уменьшить с помощью следующих мер: шумопоглощающей обивки под капотом (поглощает шум двигателя); внутренней обивки; звукопоглощающего покрытия металлических поверхностей; плотных прокладок, расположенных на внутренней поверхности крыльев (хорошо глушат дорожный шум); прокладок на раме двери; амортизационной подвески различных деталей, плотной подгонки остекленения окон. В кабине автомобиля уровень шума и вибраций должен соответствовать санитарным нормам, принятым для производственных помещений.

Вибрации. Вибрации - это колебания высокой частоты и малой амплитуды, возникающие при движении автомобиля. Кабина может колебаться в продольном, поперечном и вертикальном направлениях. Наиболее опасными являются вибрации в диапазоне 1…5 Гц, вызывающие резонанс колебаний частей тела человека. Колебания, передающиеся к голове, вызывают изменения ритма и частоты дыхания, артериального давления, снижают остроту бинокулярного зрения, ухудшают деятельность нервной системы.

При более высоких частотах вибрации также оказывают на водителя отрицательное воздействие, но оно менее ощутимо. В этом случае большое значение имеет амплитуда колебаний; так, при амплитуде 0,01 мм вибрация почти не ощущается; при амплитуде 0,02 мм действует раздражающе; при амплитуде 0,03 мм - постоянно отвлекает водителя от основной деятельности. При вибрациях, амплитуда которых более 0,03 мм длительная работа невозможна. Для уменьшения вибраций применяют балансировку деталей, увеличивают жесткость вибрирующих деталей, создают условия, исключающие возникновение резонанса, используют вибропрокладки, вибропоглощающие смазочные материалы и покрытия. В наибольшей степени вибрацию предотвращают пневматические шины автомобилей.

Микроклимат рабочего места. Большое значение имеет микроклимат рабочего места водителя, определяемый совокупностью температуры, влажности и подвижности воздуха. Влияние микроклимата на организм водителя зависит от его возраста, степени закаленности, состояния здоровья, рабочей одежды.

Температура воздуха в кабине находится в прямой зависимости от температуры наружного воздуха, температуры двигателя, теплоизоляции кабины, отопления и вентиляции. Наиболее благоприятная температура 18…24°С. В случае повышения и ли понижения температуры в кабине автомобиля возрастает степень утомления водителя. При повышении температуры уменьшается внимание и объем оперативной памяти, плохо улавливаются изменения обстановки, увеличивается время реакции, водитель быстро устает.

Исследования показали, что температура 50°С терпима в течение часа и намного превышает уровень, благоприятный для умственной и физической деятельности человека. При температуре 30°С умственная деятельность ухудшается, замедляется реакция, появляются ошибки в действиях. При температуре 25°С и выше начинается физическое утомление. Комфортное состояние водителя наблюдается при 18°С. При температуре 17°С и ниже начинается охлаждение тела; температуре 11°С является минимально допустимым уровнем. В условиях низкой температуры снижается работоспособность мышц, работа вызывает их быструю усталость, наблюдается скованность и неточность движений. Теплая одежда стесняет движения водителя, а теплая обувь затрудняет управление педалями - не ощущается их сопротивление при нажатии. Температура воздуха в кабине влияет на число дорожно-транспортных происшествий.

В летнее время года температура воздуха в кабинах автомобилей превышает температуру наружного воздуха на 4…12°С. Температура в кабинах грузовых автомобилей достигает 50…60°С.

Кабины и кузова автомобилей, работающих в условиях жаркого климата, следует окрашивать светлой краской, для остекленения кабины использовать теплопоглощающие стекла, оборудовать кондиционерами воздуха. На большинстве перспективных отечественных автомобилей предусматривается установка кондиционеров. При эксплуатации автомобилей, оснащенных кондиционерами, в районах с жарким климатом разница между температурой окружающего воздуха и температурой воздуха в кабине не должна превышать 10...12єС.

Кабины автомобилей, предназначенных для работы в условиях низких температур, должны иметь теплоизоляционные стенки, двойное остекление с электрообогревом, уплотнения для трубок, рычагов, педалей и дверок из морозостойких материалов. Отопление кабин должно осуществляться автономным отопителем повышенной мощности.

Терморегуляция организма человека в значительной степени зависит от влажности и подвижности воздуха. Влажность воздуха характеризуется содержанием в нем водяных паров. В воздухе, насыщенном водяными парами, затрудняется теплоотдача путем испарения (пот не испаряется). Особенно неблагоприятно влияет относительная влажность более 70% при температуре, близкой к 30єС. Для большинства людей нормальная относительная влажность находится в пределах 30...70%.

На терморегуляцию тела водителя существенно влияет подвижность воздуха. Человек ощущает воздушные потоки при скорости их движения от 0,25 м/с. Рекомендуемая скорость движения воздуха в кабине и салоне автомобиля не должна превышать 1 м/с.

При определении микроклиматических условий необходимо учитывать взаимодействие температуры, влажности и подвижности воздуха. Температурные условия в кабинах автомобилей и параметры, определяющие комфортабельность рабочего места водителя, приведены в таблице 4.3.

Вредные примеси воздуха. Одним из требований активной безопасности является поддержание необходимой чистоты воздуха в кабине автомобиля. В кабину попадают пары эксплуатационных материалов. Отработавшие газы и продукты испарения дорожной одежды, содержашие окислы углерода, азота, пары бензина, минеральную пыль и другие вредные вещества.

При неисправности системы питания двигателя в кабину автомобиля проникают пары бензина, которые могут вызвать острое или хроническое

Таблица 4.3

Зоны комфорта на рабочем месте водителя

Показатели	Зоны
	комфорта	психологи-ческого дискомфорта	физиологи-ческого дискомфорта
Температура, єС Влажность, % Скорость движения воздуха, м/с Содержание, мг/л: окиси углерода двуокиси углерода акролеина паров бензина окислов серной кислоты минеральной пыли (содержащей до 7% кристаллической модификации) Воздухообмен на 1 чел., м3/мин Потери тепла на 1 чел., кДж/ч Потребное количество тепла на 1 чел., кДж/ч Избыточное давление, эквивалентное высоте над уровнем моря, м Уровень шума на расстоянии 1 м от пола кабины, дБ при частоте: до 250 Гц до 800 Гц св. 800 Гц Вибрации: амплитуда, мм частота, Гц	18 50...60 0,15 Отсутствует То же То же То же То же То же 0,57 0,315 1,93 0 - - - 0 0	15...22 30...70 0,30 0,01 0,17 - - - - 0,37 1,50 - 3000 - - - 0,2 0,1	1...43.5 20...90 2,0 0,02 0,40 0,007 0,1 0,001 0,0005 0,14 3,00 0,90 6000 90 80 70 1,3 10,0

отравление водителя. Острое отравление наступает при концентрации паров бензина 5...10 мг/л. Хроническое отравление возникает чаще при длительном воздействии на организм малых концентраций.

Количество вредных примесей в воздухе кабины ограничивается предельно допустимой концентрацией (концентрацией, которая при ежедневном 6...8-часовом воздействии в течение неограниченного времени не может вызвать у работающих патологических изменений в организме или заболевания).

Комитетом по транспорту ЕЭК ООН установлены следующие предельно допустимые концентрации вредных примесей в кабине автомобиля, мг/л:

Окись углерода.......................................................................................0,02

Двуокись углерода....................................................................................0,4

Акролеин.................................................................................................0,007

Пары бензина.............................................................................................0,1

Окислы серной кислоты.......................................................................0,001

Минеральная пыль (содержащая более 7% кристаллической модификации)....0,0005

Правильная регулировка двигателя, своевременное устранение неисправностей системы питания, тщательная упаковка резиновых уплотнителей отверстий кабины и, наконец, эффективное использование системы вентиляции и отопления значительно оздоровляют условия работы водителя.

Воздух в кабине должен быть минимально вредным по химическому и механическому составу. Опасным компонентом является окись углерода, так как при содержании ее в воздухе в количестве 0,03 мг/л уже наблюдается нарушение психических функций у человека, в первую очередь таких, как внимание и память. Даже у человека, находящегося в комфортных температурных условиях и не выполняющего тяжелой физической работы. При повышении температуры действие СО резко возрастает. Так, при температуре 30°С допустимые концентрации СО должны быть уменьшены вдвое. В то же время, по данным Нижне-Новгородского НИИ гигиены труда и профзаболеваний, содержание окиси углерода в кабине грузового автомобиля достигает 01 мг/л, а подержание акролеина и и окиси азота приближается к предельно допустимым.

Для обеспечения требуемых параметров воздуха в кабине автомобиля, наряду с подогревом и ли охлаждением, необходимо обеспечить его обмен. Это необходимо для того, чтобы постоянно насыщать его кислородом и удалять из кабины продукты дыхания и вредные примеси. Но при этом скорость движения воздуха в кабине должна быть ограничена. Однако скорость воздуха в кабине по данным Нижне-Новгородского НИИ достигает 6 м/с, что в 20 раз превышает комфортную и в 3 раза допустимую скорости. Это объясняется как недостатками используемых систем вентиляции, так и в основном высокой загазованностью салона. Поэтому контроль состава воздуха в кабине грузового автомобиля или салонах автобуса и легкового автомобиля на соответствие санитарным нормам должен стать одним из важнейших элементов проверки технического состояния автомобиля.

Системы вентиляции, отопления и кондиционирования предназначены для создания комфортных условий (таблица 4.4) в кабине и салоне автомобиля.

В современных автомобилях объем воздуха, приходящийся на каждого человека, составляет 0,4...1,2 м3, поэтому необходим интенсивный воздухообмен. Системы вентиляции рассчитываются на работу в летнее время.

Система вентиляции. Система вентиляции может быть естественной и принудительной.

При естественной системе вентиляции используются отверстия для забора воздуха, расположенные на участках наибольшего давления (капот, переднее оперение, передняя панель кабины, передние ветровые стекла, люки на крыше), и отверстия для вытяжки, находящиеся на участках наибольшего разрежения (задние стенки кузова, задние крылья и стойки). Система проста, но вызывает сквозняки и плохо сочетается с системой отопления.

В современных автомобилях обязательна принудительная вентиляция с помощью электрического вентилятора, нагнетающего воздух в кабину через радиатор отопления.

Таблица 4.4

Рекомендации по вентиляции и отоплению

Параметры	Комфорт
	средний	высший
Объем кабины, приходящейся на 1 чел., м3 Объем подаваемого воздуха, необходимый для одного чел., м3/ч: на стоянке при скорости автомобиля 14 м/с Допустимый перепад температур наружного воздуха и в кабине Температура в кабине зимой, єС, не ниже Неравномерность температуры в кабине, єС, не более Скорость подачи воздуха, м/с, не более Влажность воздуха, % Подача воздуха для обдува на ветровое стекло, м3/мин	0.4...0,9 68...89 67...84 40 10 10...15 0,15 40...70 0,4...0,8	До 1.2 94...133 91...125 62...67 17 5...8 0,30 50...60 1,2
Уровень шума двигателя	На 10...15 дБ ниже уровня шума в кабине от работающего двигателя

Система отопления. На современных автомобилях применяются следующие системы отопления: с использованием тепла двигателя: независимая с газовым или электрическим нагревателем; комбинированная.

Наиболее распространены системы отопления с использованием тепла двигателя; при жидкостном охлаждении отопитель подключают к радиатору, при воздушном теплоносителем является воздух. Такие отопители просты и достаточно эффективны, но имеют недостатки: температура в кабине зависит от температуры двигателя (жидкостное охлаждение), что ограничивает их применение в северных районах, а зимой и в зоне умеренного климата; в кабину попадают пары бензина и отработавших газов вместе с теплоносителем - воздухом (воздушное охлаждение).

Независимые системы отопления (с автономным источником тепла) лишены перечисленных выше недостатков, но сравнительно дороги и сложны, требуют дополнительного расхода топлива.

Обычно отопительные и вентиляционные устройства объединяют в единую систему; эта же система служит для обогрева стекол.

Кондиционеры. Для автоматического регулирования температуры и влажности подаваемого в кабину воздуха служат кондиционеры. Наибольшая эффективность достигается при плотно закрытых окнах и герметичной кабине.

В процессе кондиционирования воздух очищается в фильтрах, установленных около всасывающих отверстий, затем проходит через охлаждающее (или нагревающее) устройство и через увлажнительную (или осушающую) сетку, далее воздух нагнетается вентилятором в кабину. Устройство действует автоматически. Степень охлаждения или подогрева воздуха регулируется термостатами, а степень влажности -- гигроскопическим прибором. Водитель может также регулировать температуру воздуха регулятором. При искусственном охлаждении температура в кабине может быть ниже наружной на 7...12єС. Охлаждение воздуха достигается при помощи механической холодильной установки, которая состоит из радиатора, компрессора и конденсатора. Сжиженный газ (аммиак, пропан или фреон), проходя через змеевик радиатора, испаряется и отнимает от воздуха часть тепла; затем пары попадают в компрессор, а потом в конденсатор, где превращаются в жидкость.

Компрессор приводится в действие от двигателя автомобиля, от электродвигателя, питаемого аккумуляторной батареей, а также может иметь самостоятельный привод. В последнем случае исключаются перегрузки двигателя автомобиля и аккумуляторной батареи, а также имеется возможность кондиционирования воздуха при неработающем двигателе.

На автомобилях устанавливаются кондиционеры различной холодопроизводительности в зависимости от объема кабины.

5. Методы уменьшения загрязнения окружающей среды автомобилями

Токсичные компоненты и их влияние на человека и окружающую среду. Загязнение атмосферы вредными веществами связано с работой промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий, а также транспортных средств, на которых в качестве силовых установок используются тепловые двигатели.

Характер загрязнения атмосферы, общее количество и состав выбрасываемых вредных веществ, их распределение в атмосфере и методы их обезвреживания в значительной степени зависят от места расположения и характера рабочего цикла источников. Источники выбросов делятся на стационарные и передвижные. В наиболее моторизованных странах мира около 50% общей массы выбросов приходится на долю передвижных источников. При этом основная масса выбросов от передвижных источников в этих странах приходится на долю автомобилей.

К основным вредным компонентам отработавших газов автомобилей относятся окись углерода СО, углеводороды СНx, окислы азота NOx, твердые частицы (сажа) и в меньшей степени окислы серы SОx.

Окись углерода - химически инертный газ, обладающий способностью легко смешиваться с окружающим воздухом. Окись углерода - сильное токсичное вещество. Гемоглобин крови в 200 раз лучше усваивает СО, чем кислород, это приводит к появлению в крови человека большой концентрации карбоксигемоглобина, которая у людей с больным сердцем может вызвать инфаркт миакарда. В городах стран с большим автомобильным парком автомобили являются основным источником загрязнения воздуха окисью углерода (таблица 5.1).

Таблица 5.1

Загрязнение окружающей среды в США (за год)

Наименование	СО	СНx	NOx	SОx	Твердые частицы	Всего
Общее количество выбросов, млн. т Выбросы транспортных средств, млн. т: в том числе наземных Доля выбросов транспортных средств, %	94.6 73,5 63,6 77,7	30,04 12,8 11,0 42,1	22,5 10,7 8,1 47,6	31,4 0,8 0,4 2,5	19,5 1,3 0,9 6,7	198,4 99,1 84,0 50,8

Окислы азота вступают в реакцию с окружающим воздухом, образуя двуокись азота NO2, которая вместе с углеводородами СН образует фотохимический смог. Эти соединения токсичны, они воздействуют на бронхи и легкие, вызывая ряд необратимых изменений. По данным США, доля выбросов NОx, приходящаяся на автомобили, составляет 23...74%.

Углеводороды также участвуют в создании фотохимического смога. Наиболее опасным из ароматических углеводородов является бензпирен-3, -4, обладающий канцерогенными свойствами. Автомобили в городах являются главным источником образования ароматических углеводородов, особенно автомобили с дизелями.

Соли свинца, являющиеся сильно действующими токсичными веществами, содержатся в отработавших газах бензиновых двигателей, особенно двигателей, работающих на бензине с антидетонационными присадками.

Количество вредных компонентов, выбрасываемых при сгорании 1 т нефтяного топлива в различных тепловых установках, приведено в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Потенциальное содержание токсичных веществ в топливе (в кг на 1000 кг топлива)

Токсичный компонент	Отработавшие газы бензиновых двигателей	Отработавшие газы дизелей	Продукты сгорания в нагревательных установках
Окись углерода Окислы азота Окислы серы Бензпирен-3, -4 Углеводороды Альдегиды Свинец	250 15 1 10-5 15 0,4 0,5	20 25 5 1,3Ч10-4 20 1,2 0,05	4 5 20 5Ч10-6 2 0.3 0,09

Отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду заключается не только в выделении токсичных веществ, но и в сжигании кислорода, так как для сгорания нефтепродуктов необходим кислород (ориентировочно 3,3 т кислорода на 1 т нефтепродуктов).

Кроме воздействия на человека, загрязнение воздуха наносит вред сельскому хозяйству, многим материалам и изделиям.

Объем выбросов и степень их токсичности зависят от очень многих факторов как конструктивного, так и организационно-технического характера (градостроения, организации движения, технической эксплуатации автомобилей и др.), а также погодно-климатических условий и режимов работы автомобиля.

Методы уменьшения загрязнения атмосферы отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания можно разделить на две группы: методы снижения токсичности выбросов; методы уменьшения объемов выбросов.

Методы снижения токсичности выбросов. Методы, применяемые для снижения токсичности, можно разделить на четыре основные группы: изменение конструкции, рабочего процесса, технологии производства и специального регулирования двигателей внутреннего сгорания и их систем; применение другого вида топлива или изменение физико-химических свойств топлива;

очистка выбросов от токсичных компонентов с помощью дополнительных устройств;

замена традиционных двигателей новыми малотоксичными силовыми установками.

Методы первой группы включают многочисленные мероприятия по улучшению смесеобразования и обеднения смеси, дозирования и распределения ее по цилиндрам (электронные и электромеханические системы впрыска топлива, модифицированные быстропрогреваемые впускные клапаны, термостатирование воздуха, гомогенизация смеси).

Токсичность отработавших газов значительно уменьшается при применении бесконтактных транзисторных (индукционных и емкостных) систем зажигания; карбюраторов новых типов (с быстродействующими заслонками, пневматическим впрыском и электронным управлением): использовании форкамерно-факельных процессов и послойного смесеобразования; установке устройств для рециркуляции отработавших газов, изменения формы камеры сгорания и впрыске в нее воды.

С помощью специальных регулировок (состава смеси. Частоты вращения холостого хода, угла опережения зажигания и времени перекрытия клапанов) можно уменьшить содержание токсичных компонентов в отработавших газах.

Вторая группа методов имеет два основных направления: применение присадок к топливам, снижающих выброс свинца, серы, канцерогенных веществ, сажи и твердых частиц; перевод двигателей на другие виды топлива (пропан-бутан, природный газ, водород).

Третья группа методов - очистка выбросов от токсичных компонентов, поизводимая с помощью нейтрализаторов различных типов и очистителей, устанавливаемых на автомобили. Эти методы получили широкое распространение в ряде стран.

Нейтрализаторы производят физико-химическую очистку выбросов (термические, каталитические, жидкостные, механические, улавливающие испарения топлива и картерных газов, комбинированные), а очистители осуществляют очистку воздуха на входе в двигатель и отработавших газов при выходе их из двигателя.

Наиболее распространенные в настоящее время бензиновые карбюраторные двигатели могут быть заменены двигателями других типов, отработавшие газы которых содержат меньше токсичных веществ; дизелями и особенно их малотоксичными модификациями; двигателями, работающими на газовом топливе; газотурбинными, роторно-поршневыми или электрическими двигателями; двигателями Стирлинга.

Теоретически могут быть применены также паровые двигатели, работающие по замкнутому или разомкнутому циклу, а также инерционные двигатели, аккумулирующие потенциальную и кинетическую энергию.

Следует отметить, что применение инерционных и электрических двигателей, а также двигателей, работающих на водородном топливе, потребует создания дополнительных энергетических установок, работающих на водородном топливе, потребует создания дополнительных энергетических установок (для производства электричества и разложения водорода). Эти дополнительные энергетические установки также в основном работают на традиционных видах топлива, при сгорании которых образуются токсичные выбросы.

Необходимо учитывать, что применение комплекса устройств, снижающих токсичность, значительно удорожает автомобиль (до 25%).

Методы уменьшения объемов выбросов. Эти методы относятся в значительной степени к организационно-техническим мероприятиям, не связанным с конструктивной безопасностью автомобиля.

Уменьшение объемов выбросов может быть достигнуто соответствующей организацией транспортных потоков и оптимизацией их характеристик; рациональной организацией доставки пассажиров в городах и изменением типажа городского транспорта; формированием пассажиропотоков; целесообразной транспортной планировкой городов.

6. Экономическая оценка эффективности установки на автомобиль травмобезопасного рулевого колеса и энергопоглощающей рулевой колонки

В большом комплексе мероприятий по предупреждению ДТП и снижению тяжести их последствий одно из важных мест занимает повышение активной, пассивной и послеаварийной безопасности транспортных средств. Как свидетельствует статистика ДТП, около 60% пострадавших составляют водители и пассажиры транспортных средств. Поэтому предпринимаются значительные усилия для повышения пассивной безопасности автомобилей, чтобы снизить тяжесть последствий ДТП транспортных средств для водителей и пассажиров.

Обширный материал по анализу ДТП получен группой Калифорнийского университета, обследовавшей более 1000 случаев столкновений. В нем приведены сведения об ударах 175 водителей и пассажиров о ветровое стекло типа триплекс с промежуточным слоем 0,38 мм при различных скоростях движения. Хотя смертельные случаи при этом были очень редки, серьезные или обезображивающие ранения были довольно частыми явлениями. Напротив, у 156 чел. получивших ранения при ударах о ветровые стекла нового типа (с промежуточным слоем 0,76 мм) при сравнимых скоростях удара, преобладали незначительные травмы в виде неглубоких порезов лица и ссадин.

При ударе водителя о рулевое управление старой конструкции тяжелые травмы и даже смертельные случаи отмечались и при сравнительно низких скоростях движения. Материал, опубликованный группой Калифорнийского университета, свидетельствует о том, что ремни безопасности, новые рулевые колеса и энергопоглощающие рулевые колонки определенно уменьшили тяжесть травм и практически исключили смертельные случаи. Даже при ударах на высоких скоростях движения число опасных и средних травм при пользовании ремнями безопасности значительно уменьшилось.

Анализ статистики ДТП УДП ДВД Костанайской области за 2009 г. показывает, что при установке на автомобиль травмобезопасного рулевого колеса и энергопоглощающей рулевой колонки в 1,2 раза снижается количество несмертельных травм пострадавших и в 1,1 раза -- количество смертельных исходов. Рассчитаем экономический эффект от такого снижения числа пострадавших в ДТП в Костанайской области при установке на автомобили травмобезопасных рулевых колес и энергопоглощающих рулевых колонок.

В 2009 г. в Костанайской области в 558 (из общего количества 837) ДТП погибло 160 человек, получивших телесные повреждения было 708 человек. Если бы и в этих 558 ДТП применялись автомобили с новыми травмобезопасными рулевыми колесами и энергопоглощающими рулевыми колонками, то количество погибших в ДТП в 2009 г. составило 145 человек, а число получивших телесные повреждения уменьшилось до 590 человек.

Определяем уменьшение среднегодовых потерь от ДТП при установке на автомобиль травмобезопасного рулевого колеса и энергопоглощающей рулевой колонки.

ДСд=ПпЧДNп+ ПиЧДNи, (6.1)

где Пп, Пи - народно-хозяйственные потери соответственно в случае гибели людей и получения ими телесных повреждений. Определяются согласно [20, 21, 22]: Пп=3,881 млн. тенге, Пи =0,317 млн. тенге;

N - число пострадавших данного вида.

Подставляя в эту формулу числовые значения, получим

Дсд=3,881Ч(160 - 145)+ 0,317Ч(708 - 590)=95,621 млн. тенге.

Результаты расчета сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

Годовой экономический эффект при установке на автомобили травмобезопасных рулевых колес и энергопоглощающих рулевых колонок в Костанайской области

Показатели	До установки устройств	После установки устройств
1. Число ДТП 2. Число погибших, чел 3. Число раненых, чел 4. Уменьшение среднегодовых потерь от ДТП, млн. тенге	558 160 708 -	558 145 590 95,621

Заключение

В настоящей дипломной работе на основе глубокого изучения вопросов надежности работы подсистемы «Водитель - автомобиль» системы ВАДС были рассмотрены вопросы:

1. Разработаны мероприятия по повышению безопасности дорожного движения за счет кардинального снижения тяжести последствий ДТП.

2. Для создания необходимых условий видимости дороги автомобиль достаточно оборудовать фарами четырех типов: ближнего света, дальнего света, широкоугольно-противотуманного света, скоростного света (прожекоры дальнего действия).

3. Разработана автоматизация переключения передач.

4. Приведены рекомендации по органам управления.

5. Для повышения травмобезопасности применены ряд дополнительных устройств: ремни безопасности различных типов и конструкций, предохранительные пневматические подушки, подголовники и другие устройства.

6. Разработаны мероприятия по технической безопасности на рабочем месте.

7. Приведены рекомендации по вентиляции и отоплению.

8. В дипломной работе рассмотрены методы уменьшения загрязнения окружающей среды автомобилями, а также выполнена экономическая оценка эффективности установки на автомобиль травмобезопасного рулевого колеса и энергопоглощающей рулевой колонки. В Костанайской области при установке на автомобили травмобезопасных рулевых колес и энергопоглощающих рулевых колонок уменьшение среднегодовых потерь от ДТП составляет 95,621 млн. тенге.

9. Определены требования к допустимым размерам коэффициента сцепления и параметров шероховатости автомобильных дорог

Список литературы

1. Юридический справочник автомобилиста: Сборник нормативных правовых актов. - Алматы: ЮРИСТ, 2002. - 111 с.

2. О транспорте в Республике Казахстан. Закон Республики Казахстан от 21 сентября 1994 года. Ведомости Верховного Совета РК, 2004 г., №15, ст. 201.

3. О безопасности дорожного движения. Закон Республики Казахстан от 15 июля 1996 года. С изменениями и дополнениями от 24 декабря 2001 г. №276 -- II.

4. Лобанов Е.М. Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя. - М.: Транспорт, 2000. - 311 с.

5 Мишурин В.М., Романов А.Н. Надежность водителя и безопасность движения. - М.: Транспорт, 2001. - 167 с.

6. Иларионов В.А., Кошелев М.В., Мишурин В.М. Водитель и автомобиль. - М.: Транспорт, 2000. - 167 с.

7. Немцов Ю.М,, Майборода О.В. Эксплуатационные качества автомобиля, регламентированные требованиями безопасности движения. - М.: Транспорт, 2007. - 141 с.

8. Афанасьев Л.Л., Дьяков А.Б., Иларионов В.А. Конструктивная безопасность автомобиля. - М.: Машиностроение, 2003. - 212 с.

9. Веселов А.И., Немцов Ю.М. Требования безопасности и развитие конструкций легковых автомобилей. - М.: НИИНавтопром, 2003. - 163 с.

10. Автомобильные транспортные средства./Под ред. Д.П. Великанова. - М.: Транспорт, 2007. - 326 с.

11. Дьяков А.Б. Автомобильная светотехника и безопасность движения. - М.: Транспорт, 2003. - 78 с.

12. Проценко В.Б. Организация рабочего места водителя. - М.: ВНИИТЭ, 2005. - 135 с.

13. Бажанов А.К., Дьяков А.Б., Коноплянко В.И. Информативность автомобиля. - М.: МАДИ, 2006. - 82 с.

14. Скобелев В.М. Световые приборы автомобилей и тракторов. - М.: Энергоиздат, 2001. - 280 с.

15. Коноплянко В.И. Информативность транспортных средств. - М.: Машиностроение, 2004. - 98 с.

16. Васильев А.П., Фримштейн М.И. Управление движением на автомобильных дорогах. - М.: Транспорт, 2009. - 296 с.

17. Лобанов Е.М., Сильянов В.В., Ситников Ю.М. Пропускная способность автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 2000. - 146 с.

18. Дьяков А.Б. Безопасность движения ночью. - М.: Транспорт, 2004. - 200 с.

19. Коноплянко В.И. Информация о дорожном движении. - М.: МАДИ, 2007. - 65 с.

20. Коноплянко В.И. Организация и безопасность дорожного движения. - М.: Транспорт, 2001. - 182 с.

21. Иванов В.Н. Активная и пассивная безопасность автомобилей. - М,: Высшая школа, 2004. - 518 с.

22. Балабин И.В., Куров Б.А., Лаптев С.А. Испытания автомобилей. - М.: Машиностроение, 2008. - 192 с.

23. Иванов В.Н., Лялин В.А. Пассивная безопасность автомобиля. - М.: Транспорт, 2009. - 304 с.

24. Сильянов В.В. Транспортно-эксплуатационные качествак автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 2004. - 287 с.

25. Аксенов В.А., Попова Е.П., Дивочкин О.А. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения. - М.: Транспорт, 2007, - 128 с.

Размещено на Allbest.ru