Управляемость автомобиля и безопасность движения

Исходными данными для расчета характеристик управляемости являются:

1. Размерные параметры автомобиля ГАЗ-31105 [16]

а) наибольшая ширина ………………Ba=1,846 м;

б) наибольшая высота………………..Ha=1,476 м;

в) база автомобиля……………………L=2,8 м;

г) площадь лобового сопротивления может быть приближенно определена по выражению [7]

Aв = бвЧHaЧ Ba =0,78Ч1,476Ч1,846=2,125 м2;

где бв - коэффициент заполнения площади для легковых автомобилей бв = =0,78…0,8. Принимаем бв = 0,78.

2. Снаряженная и полная масса автомобиля [16].

а) снаряженная масса

m0=1470 кг;

в том числе на переднюю ось m01=780 кг;

в том числе на заднюю ось m02=690 кг;

б) полная масса

ma=1870 кг;

в том числе на переднюю ось ma1 = 890 кг;

в том числе на заднюю ось ma2 = 980 кг.

3. Координаты центра тяжести [17]

а) высота центра тяжести

hц=0,595 м;

б) расстояние от центра тяжести:

до передней оси автомобиля

а =( ma2/ ma)ЧL=980/1870Ч2,8 = 1,476 м;

до задней оси автомобиля

b = L - a = 2,8 - 1,467 = 1,333 м.

4. Коэффициент полезного действия трансмиссии [7]

зт= 0,8…0,92;

Принимаем зт= 0,92.

5. Коэффициент сопротивления воздуха [7]

kв = 0,15…0,35 HЧc2/м4;

Принимаем kв = 0,2 HЧc2/м4

6. Статический радиус колеса. Для шин размером 205/70R14 статический радиус колеса [16]

r = 0,295 м.

7. Максимальная мощность двигателя.

Ne max = 77,2 кDт при 4750 об/мин;

8. Максимальный крутящий момент двигателя

Ме мах = 182 НЧм при 2500 - 3000 об/мин.

Определим курсовой угол автомобиля при выполнении первого маневра (своевременный поворот рулевого колеса и изменение направления движения). Курсовой угол автомобиля при входе в поворот (г1) и при выходе из поворота определяются согласно формулам, приведенным в таблице 2.1:

г1 = gЧцyЧT1 /(2Чv) и г2 = gЧцyЧT1 /v = 2Чг1.

Результаты расчетов по этим формулам оформляем в виде таблиц 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 и 2.7, рисунков 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 и 2.13 соответственно при времени Т1 поворота рулевого колеса в одну сторону 0,5; 1; 1,5; 2; 3 с. цу = 0,5.

Таблица 2.3

Зависимость курсового угла при входе и выходе из поворота от скорости движения автомобиля при Т = 0.5 с.

Скорость движения авт., м/с	5	10	15	20	25	30	35	40	45
Курсовой угол г1, рад	0.245	0.123	0.082	0.061	0.049	0.041	0.035	0.031	0.027
Курсовой угол г2, рад	0.491	0.245	0.164	0.123	0.098	0.082	0.070	0.061	0.055

Таблица 2.4

Зависимость курсового угла при входе и выходе из поворота от скорости автомобиля при Т = 1 с.

Скорость движения авт., м/с	5	10	15	20	25	30	35	40	45
Курсовой угол г1, рад	0.491	0.245	0.164	0.123	0.098	0.082	0.070	0.061	0.055
Курсовой угол г2, рад	0.981	0.491	0.327	0.245	0.196	0.164	0.140	0.123	0.105

Таблица 2.5

Зависимость курсового угла при входе и выходе из поворота от скорости автомобиля при Т = 1,5 с.

Скорость движения авт., м/с	5	10	15	20	25	30	35	40	45
Курсовой угол г1, рад	0.736	0.368	0.245	0.184	0.147	0.123	0.105	0.092	0.082
Курсовой угол г2, рад	1.472	0.736	0.491	0.368	0.294	0.245	0.210	0.184	0.164

Таблица 2.6

Зависимость курсового угла при входе и выходе из поворота от скорости автомобиля при Т = 2 с.

Скорость движения авт., м/с	5	10	15	20	25	30	35	40	45
Курсовой угол г1, рад	0.981	0.491	0.327	0.245	0.196	0.164	0.140	0.123	0.105
Курсовой угол г2, рад	1.962	0.981	0.654	0.491	0.392	0.327	0.280	0.245	0.218

Таблица 2.7

Зависимость курсового угла при входе и выходе из поворота от скорости автомобиля при Т = 3 с.

Скорость движения авт., м/с	5	10	15	20	25	30	35	40	45
Курсовой угол г1, рад	1.472	0.736	0.491	0.368	0.294	0.245	0.210	0.184	0.164
Курсовой угол г2, рад	2.943	1.472	0.981	0.736	0.589	0.491	0.420	0.368	0.327

Как видим из рисунков 2.9 - 2.13 курсовой угол при входе и выходе из поворотов возрастает прямо пропорционально времени Т1 первой фазы поворота (увеличения угла поворота и управляемых колес) и обратно пропорционально скорости движения. Так за время Т1=0,5 с при возрастании скорости движения с 5 м/с до 20 м/с курсовой угол поворота автомобиля при входе в поворот увеличивается с 0,245 до 0,61 рад. При увеличение времени Т1 с 0,5 до 3 с при скорости движения 20 м/с курсовой угол г1 при входе в поворот увеличивается с 0,061 рад до 0,368 рад.



Рисунок 2.9 Зависимость курсового угла г1 и г2 от скорости движения при Т1=0,5с

Рисунок 2.10 Зависимость курсового угла г1 и г2 от скорости движения при Т1=1с

Рисунок 2.11 Зависимость курсового угла г1 и г2 от скорости движения при Т1=1,5 с

Таким образом, формулы, приведенные в таблице 2.1 позволяют найти г, x, y и определить положение автомобиля на дороге в процессе входа в поворот.

Для оценки непосредственно связанной с управляемостью устойчивости переднего и заднего мостов автомобиля рассчитаем и построим график зависимости максимально возможной скорости без скольжения при совместном действии на автомобиль касательных и поперечных сил от удельной касательной реакции колес.

Максимальная скорость, с которой автомобиль может двигаться без скольжения при совместном действии касательных и поперечных сил, определяется по формуле:

v=. (2.13)

где ч= Rx /Rz - удельная касательная реакция, равная для ведущего колеса Fт /Rz, а для тормозного Fтор /Rz; для ведомого колеса ч=f. Принимаем R=100 м; ц=0.7.

Результаты расчетов по формуле (2.13) оформляем таблицей 2.8 и рисунком 2.14.



Рисунок 2.12 Зависимость курсового угла г1 и г2 от скорости движения при Т1=2,0 с

Как видно таблицы 2.8 и рисунка 2.14 с возрастанием удельной касательной реакции ч максимально возможная скорость v без скольжения медленно убывает, а при постоянной касательной реакции возрастает в раз, при увеличении радиуса поворота в K раз.

Рассчитаем и построим график зависимости критической скорости автомобиля по условиям увода от отношения массы, приходящийся на заднюю ось к общей массе автомобиля.

Критическая скорость автомобиля по условиям увода определяется по формуле (2.10).

Таблица 2.8

Максимальная возможная скорость без скольжения при совместном действии на автомобиль касательных и поперечных сил

ч	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,65
v (R=100м)	26,171	26,07	25,653	24,909	23,739	21,923	18,807	15,965
v (R=200м)	37,012	36,869	36,279	35,226	33,572	31,003	26,597	22,577
v (R=300м)	45,330	45,155	44,432	43,143	41,117	37,971	32,575	27,652
vск (R=400м)	52,343	52,140	51,306	49,817	47,478	43,845	37,614	31,929
vск (R=500м)	58,521	58,295	57,362	55,697	53,082	49,020	42,054	35,698



Рисунок 2.14 Зависимость v от удельной касательной реакции ч при радиусе поворота: 1 - 100 м; 2 - 200 м; 3 - 300 м; 4 - 400 м; 5 - 500 м

где М1 и М2 - массы отнесенные соответственно переднего и заднего мостов, кг;

kув1 и kув2 - коэффициенты сопротивления увода соответственно переднего и заднего мостов, Н/рад.

Для мостов легковых автомобилей kув находится в пределах 33700…67500 Н/рад.

Для переднего моста грузовых автомобилей kув1 = 78700…135000 Н/рад.

Для заднего моста грузовых автомобилей kув2 = 157400…270000 Н/рад.

Расчет выполним для 3 вариантов значений kув1 и kув2.

1. kув1 = 50000 Н/рад; kув2 = 40000 Н/рад;

2. kув1 = kув2 = 50000 Н/рад;

3. kув1 = 40000 Н/рад; kув2 = 50000 Н/рад;

Результаты расчета по формуле (2.10) оформляем в виде таблиц 2.9, 2.10, 2.11 и рисунка 2.15.

Таблица 2.9

Критическая скорость автомобиля по условиям увода (см. 1 вариант).

М2/М	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75
vув	77,391	24,473	17,755	14,625	12,723	11,411	10,435

М - общая масса автомобиля.

Таблица 2.10

Критическая скорость автомобиля по условиям увода (см. 2 вариант).

М2/М	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75
vув	-	?	27,36	19,348	15,797	13,681	12,237

Таблица 2.11

Критическая скорость автомобиля по условиям увода (см. 3 вариант).

М2/М	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75
vув	-	-	-	27,362	18,770	15,176	13,081

Как видно из рисунка 2.15 и таблиц 2.9, 2.10, 2.11 критическая скорость по условиям увода автомобиля ГАЗ - 31105 является очень высокой при М2/М до 0,5, затем она уменьшается достигая значений 10…13 м/с при М2/М = 0,9. Наибольшее значение vув наблюдается в третьем варианте, когда kув1 = 40000 Н/рад; kув2 = 50000 Н/рад, то есть наиболее приемлемым для поворачиваемости автомобиля ГАЗ - 31105 является превышение коэффициента сопротивления уводу задних колес по сравнению с передними.



Рисунок 2.15 Зависимость критической скорости автомобиля ГАЗ - 31105 по условиям увода от отношения М2/М:

1. kув1 = 50000 Н/рад; kув2 = 40000 Н/рад;

2. kув1 = kув2 = 50000 Н/рад;

3. kув1 = 40000 Н/рад; kув2 = 50000 Н/рад

3. Управляемость как эксплуатационное качество, обеспечивающее активную безопасность автомобиля

3.1 Влияние технического состояния автомобиля на его устойчивость и управляемость

На устойчивость и управляемость прежде всего влияет техническое состояние ходовой части и органов управления автомобиля. Так, по мере изнашивания и уменьшения высоты выступов протектора шин падает коэффициент сцепления. На сухих дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления у шин с полностью изношенным протектором в 1,5…2 раза меньше, чем у новых. Особенно заметно уменьшение ц при движении автомобиля по мокрому покрытию с большой скоростью (рисунок 3.1, a). Уменьшение коэффициента сцепления приводит к увеличению тормозного и остановочного путей автомобиля и потере им поперечной устойчивости. Поэтому правила дорожного движения запрещают эксплуатацию автомобилей с шинами, у которых глубина протектора менее 1...2 мм.



Рисунок 3.1 Влияние износа протектора на эксплуатационные показатели: а - на коэффициент сцепления цх; б - на коэффициент сопротивления уводу kув; 1 - сухое покрытие; 2 - мокрое покрытие; 3 - вертикальная нагрузка 14 кН; 4 - вертикальная нагрузка 9 кН

Если с правой и левой сторон автомобиля установлены шины с различной степенью износа, то при торможении возникает момент, который может привести к повороту автомобиля и аварии. Вместе с тем по мере изнашивания протектора и уменьшения его высоты увеличивается сопротивление шины уводу. Коэффициент kув у полностью изношенных шин на 50…70% больше, чем у новых (рисунок 3.1, б). Поэтому при установке на передний мост более изношенных шин автомобиль может приобрести излишнюю поворачиваемость, что ухудшит его управляемость.

Неправильная регулировка тормозных механизмов и замасливание фрикционных накладок могут привести к различной величине тормозных моментов на колесах правой и левой сторон автомобиля и, как следствие, к потере устойчивости. К таким же результатам приводит неисправность одного из тормозных механизмов. Неисправность переднего тормозного механизма более опасна, чем неисправность заднего. Автомобиль с неисправными передними тормозами отклоняется на больший угол, чем автомобиль, имеющий неисправные задние тормозные механизмы (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 Угловое отклонение автомобиля при торможении:

1 - неисправен один передний тормозной механизм; 2 - неисправен один задний тормозной механизм

При изнашивании деталей рулевого управления и переднего моста (рулевого механизма, шаровых шарниров тяг, шкворней и их втулок) увеличивается свободный ход рулевого колеса, что отрицательно сказывается на курсовой устойчивости автомобиля. Движение автомобиля становится трудно контролируемым, резко возрастает частота поворотов рулевого колеса, необходимых для сохранения прямолинейного движения.

В таблице 3.1 приведены результаты дорожных испытаний автобуса ПАЗ-672 с различным техническим состоянием рулевого управления и переднего моста (по данным МАДИ).

Таблица 3.1

Скорость поперечного смещения автобуса, м/с

Состояние рулевого управления и переднего моста	Скорость движения, км/ч
	30	60
Рулевое управление отрегулировано	0,033	0,14
Пробки шарниров рулевых тяг отпущены на 0,5 оборота	0,133	0,22
Зазор в подшипниках ступиц равен 0,12 мм	0,086	0,21
Зазор между шкворнем и втулками равен 0,45 мм	0,144	0,26
Нарушена регулировка рабочей пары	0,119	0,22

При наличии свободного хода нарушается кинематическая связь между рулевым колесом и передними колесами, что затрудняет выполнение маневра. На рисунке 3.3 показано, как изменяются углы поворота управляемых колес и траектории автомобиля при различном свободном ходе рулевого колеса. Если свободный ход рулевого колеса отсутствует, то при постоянном передаточном числе рулевого управления законы изменения углов поворота рулевого колеса ирк и передних колес и аналогичны. Если свободный ход рулевого колеса отсутствует, то в конце маневра ирк и и равны нулю, а автомобиль движется параллельно прежнему направлению.



Рисунок 3.3 Изменение поворота передних колес и траектории автомобиля: 1 - при отсутствии свободного хода рулевого колеса; 2 - при наличии свободного хода рулевого колеса.

При наличии свободного хода рулевого колеса (линия 2) появляются зоны нечувствительности - горизонтальные участки. При изменении направления вращения рулевого колеса угол поворота управляемых колес остается некоторое время неизменным. Эпюра и = и(t) и траектория автомобиля утрачивают симметричность. В конце маневра, когда рулевое колесо возвращено в нейтральное положение (точка В), передние колеса остаются все еще повернутыми на некоторый угол и0. Курсовой угол автомобиля также не равен нулю, и для выравнивания автомобиля нужны дополнительные действия.

Предельные значения свободного хода, определенные с помощью динамометра-люфтомера, приведены в таблице 3.2. Для автобусов и грузовых автомобилей, созданных на базе легковых автомобилей, предельное значение свободного хода равно 10° при усилии 7,5 Н.

Таблица 3.2

Предельные значения свободного хода рулевого колеса

Тип автомобиля	Собственная масса автомобиля, приходящаяся на управляемые колеса, т	Усилие по шкале динамометра, Н	Свободный ход, не более
Легковые	До 1,60	7,35	10°
Автобусы	До 1,60	7,35	20°
	Св. 1,60 до 3,86	9.80
	Св. 3,86	12,30
Грузовые	До 1,60	7,35	25°
	Св. 1,60 до 3,86	9,80
	Св. 3,86	12,30

При недоброкачественном ремонте или техническом обслуживании автомобиля в результате слишком плотной посадки шкворней во втулки и чрезмерной затяжки гаек рулевых тяг может значительно возрасти усилие, необходимое для поворота передних колес, что также осложняет работу водителя и ухудшает управляемость.

Примерные значения предельных усилий приведены в таблице 3.3.

Резкое увеличение прикладываемого к рулевому колесу усилия, приводящее к потере управляемости автомобилем, может быть вызвано заклиниванием рулевого управления вследствие поломки деталей рулевого механизма (ролика, червяка), заедания сухарей в шаровых шарнирах или неисправности противоугонного устройства. Заклинивание рулевого управления обычно приводит к весьма тяжелым последствиям, так как водитель не сразу осознает необходимость экстренного торможения, а некоторое время пытается повернуть рулевое колесо. Автомобиль же, утратив управляемость, продолжает двигаться с повернутыми передними колесами и быстро оказывается на полосе встречного движения или за пределами дороги.

Если не учитывать увода колес, то автомобиль за время t, двигаясь по дуге постоянного радиуса R (рисунок 3.4, а), переместится из положения 1 в положение 2 и повернется на угол г.

Таблица 3.3

Примерные значения усилий на ободе рулевого колеса.

Вид рулевого привода	Тип автомобиля	Собственная масса автомобиля, приходящаяся на управляемые колеса, т	Предельное усилие. Н
Механический	Все типы То же Грузовые и автобусы	До 0,80 Св. 0,80 до 1,60 Св. 1,60	- 140 200
С усилителем	Легковые Грузовые и автобусы Грузовые и автобусы Грузовые и автобусы Автобусы Грузовые	До 1,60 До 2,80 Св. 2,80 до 3,31 Св. 3,31 до 3,86 Св. 3,86 Св. 3,86	- 180 250 320 350 450

Заменив приближенно дугу АА1, длина которой равна пути автомобиля S, хордой, получим:

S = vЧt = RЧг ? гЧL /и

Отсюда курсовой угол:

г = vЧtЧи /L.

Треугольник АОА1 равнобедренный, следовательно, углы у основания равны 90 - г/2, а угол A1AB равен г/2.



Рисунок 3.4 Движение автомобиля при заклинивании рулевого управления: а - схема поворота автомобиля; б - изменение поперечного смешения у автомобиля

Поперечное смещение правого переднего угла автомобиля в процессе поворота:

у = l1 + l2 + l3 = (SЧsin (г/2) - 0,5ЧBa) + L' Чsin г + 0,5ЧBaЧcos г.

На рисунке 3.4, б показана зависимость поперечного смещения у легкового автомобиля от времени t при и = 0,01 рад (0,6°) и v = 10 и 15 м/с. Принятые при расчете значения угла поворота и скорости невелики, однако поперечное смещение нарастает весьма быстро. При v=10 м/с через 5 с оно достигает 4 м, следовательно, неуправляемый автомобиль, поворачиваясь, полностью перекроет соседнюю полосу движения, что может привести к серьезной аварии.

В процессе движения автомобиля даже по дороге с покрытием отличного качества происходят колебания управляемых колес. Эти колебания увеличивают динамические нагрузки на детали ходовой части и рулевого управления и при больших размахах могут привести к потере автомобилем управляемости [18].

Особенно велики угловые колебания при дисбалансе колес.

На рисунке 3.5 приведены результаты испытаний грузового автомобиля с различным дисбалансом передних колес. С увеличением дисбаланса растут амплитуда колебания Аср (рисунок 3.5, а) и усилия в рулевом приводе Ррп (рисунок 3.5, б).

Рисунок 3.5 Влияние дисбаланса колес на амплитуду Аср колебаний и усилия Ррп в рулевом приводе: 1 - дисбаланс колес равен 4,5…4,8ЧНЧм; 2 - дисбаланс колес равен 1,2ЧНЧм; 3 - сбалансированные колеса

Вертикальные колебания колес и кузова обычно гасятся амортизаторами. При неисправных амортизаторах колебания затухают медленно. Если частота ударов от неровностей на дороге близка частоте собственных колебаний, то возможен резонанс и отрыв колес от дороги. На рисунке 3.6 показано изменение вертикальных нагрузок на колеса легкового автомобиля с неисправными амортизаторами при скорости около 20 м/с. Испытания проводили на участке дороги, где произошло несколько аварий из-за потери автомобилем управляемости. Как видно из графика, менее чем за 0,5 с вертикальная нагрузка 5 раз была равна нулю, т. е. колесо отрывалось от дороги. Поскольку каждый вертикальный толчок обычно связан с боковым ударом, то колеса в момент отрыва могли поворачиваться. Таким образом, неудовлетворительная плавность хода автомобилей могла быть причиной повышенной аварийности на данном участке.

Рисунок 3.6 Изменение вертикальных нагрузок Rz на колеса легкового автомобиля на аварийном участке дороги

3.2 Влияние эксплуатационных факторов на управляемость и устойчивость

Давление воздуха в шинах. Снижение давления воздуха в шине увеличивает угол увода колеса, а увеличение давления уменьшает его [7, 9]. Поэтому за давлением воздуха нужно следить в целях безопасности. Особенно опасно снижение давления у колес задней оси, когда угол увода задней оси становится больше угла увода передней оси и автомобиль приобретает отрицательный запас устойчивости.

Нагрузка. Повышение нагрузки на ось увеличивает величину увода колес. Поэтому в инструкциях по эксплуатации некоторых легковых автомобилей имеется указание об установлении давления воздуха в шинах в соответствии с нагрузкой. Если после загрузки автомобиля его чувствительность к повороту рулевого колеса и внешним воздействиям заметно возросла, то независимо от указаний инструкции необходимо повысить давление в шинах задней оси на 0,02…0,03 МПа против шин передних колес, а при большой нагрузке на заднюю ось даже выше рекомендуемого инструкцией. Снижение срока службы шины при этом предотвратит травмы людей и обойдется дешевле ремонта автомобиля и потери груза в случае аварии.

Необходимо также иметь в виду, что увеличение высоты расположения центра тяжести нагруженного автомобиля (например, при перевозке грузов с малой плотностью или при расположении груза на крыше легкового автомобиля) увеличивает возможность возникновения поперечных колебаний кузова и автомобиля, которые приводят к перегрузке шин одной стороны автомобиля и резкому увеличению углов увода, что ухудшает демпфирование курсовых колебаний автомобиля или даже возбуждает их.

Тяговая и тормозная силы. При действии на ось тяговой или тормозной силы увод пропорционален величине этих сил. Поэтому у автомобиля с передним приводом увеличение силы тяги вызывает рост запаса устойчивости во всех случаях. У автомобиля с задним приводом на дороге с высоким коэффициентом сцепления, когда сила тяги значительно меньше силы сцепления, увеличение тягового усилия при движении по кривым малых радиусов (20…30 м) может привести к увеличению запаса устойчивости. Во всех остальных случаях увеличение тяги на задней оси уменьшает запас устойчивости.

Изменение запаса устойчивости при торможении зависит от начала блокировки колес. Если это происходит с колесами переднего моста, запас устойчивости возрастает. При блокировке задних колес запас устойчивости становится отрицательным, а в случае одновременной блокировки колес обоих мостов - нулевым.

При увеличении продольной реакции тормозной или тяговой силы предельная величина поперечной реакции в контакте колеса с дорогой уменьшается (рисунок 3.7). При достижении на любой из осей равенства продольной реакции и силы сцепления эта ось начнет скользить вбок под действием даже незначительной поперечной силы. Поэтому при достижении предела по сцеплению увод может возрастать до бесконечности. В этом случае произойдет либо полная потеря чувствительности автомобиля к повороту рулевого колеса (максимальный запас устойчивости) при достижении предела по сцеплению на передней оси, либо занос и потеря управляемости при достижении этого предела на задней оси (максимальное абсолютное значение отрицательного запаса устойчивости).

Скользкость покрытия. При скользком покрытии резко снижается коэффициент сцепления шин с дорогой, что уменьшает запас устойчивости автомобиля с задним приводом. При равенстве сил тяги и сцепления такой автомобиль будет неустойчивым на любой скорости. Запас устойчивости автомобиля с передним ведущим мостом возрастает, однако он становится нечувствительным к повороту рулевого колеса.

Интенсивность приложения управляющего воздействия, скорость и боковые перегрузки. Результаты испытаний на автополигоне показывают, что величина запаса устойчивости в значительной степени зависит от характера приложения управляющих воздействий и режим движения. Если при плавном повороте рулевого колеса автомобиль обладает положительным запасом устойчивости, то при его резком повороте запас устойчивости может стать отрицательным. Величина запаса устойчивости конкретного автомобиля зависит также от скорости движения и боковой перегрузки. Каждому значению боковой перегрузки в нелинейной области соответствует критическое значение скорости, которое уменьшается с ее ростом. Учитывая, что наличие тормозных сил уменьшает величины боковых реакций на колесах, совершенно ясно, что одним из основных правил управления автомобилем в режимах движения, приближающихся к пределу использования сил сцепления, является раздельное применение тормозов и рулевого колеса.



Рисунок 3.7 Влияние тяговой и тормозной силы на величину поперечной силы сцепления:

1 - продольные силы; 2 - поперечные силы; Ps - суммарная сила

Тормозить с максимальным замедлением можно только на прямой. Двигаться по кривой при максимальном боковом ускорении можно только при отсутствии тормозных сил на колесах. Поэтому, когда автомобиль входит в поворот с предельной скоростью и при этом необходимо ликвидировать занос, нужно немедленно отпустить педаль тормоза. В противном случае автомобиль не будет реагировать на поворот рулевого колеса. Однако реально выполнение этих действий психологически затруднено, так как они находятся в противоречии с тем, что подсказывает инстинкт самосохранения.

Изменчивость свойств автомобиля в различных эксплуатационных условиях делает недостижимым полное использование его возможностей во всех случаях без специального изучения особенностей управления конкретным автомобилем и проведения систематических тренировок на этом типе автомобиля в тех дорожных условиях, в которых он эксплуатируется.

Для получения желаемых характеристик управляемости необходимо нормировать параметры устойчивости автомобиля. В этом направлении ведется работа, как в нашей стране, так и за рубежом. В США разработан Федеральный стандарт на устойчивость легковых автомобилей, предусматривающий нормирование таких параметров, как чувствительность автомобиля по угловой скорости к повороту управляемых колес в установившемся режиме движения и характер ее изменения и зависимости от скорости и боковой перегрузки; чувствительность автомобиля по угловой скорости к повороту управляемых колес в переходном процессе при скачкообразном изменении их положения; стабилизация автомобиля относительно курсового угла при освобождении рулевого колеса и возвращении его в нейтральное положение; устойчивость автомобиля при действии бокового ветра; усилие на рулевом колесе.

В СНГ предусмотрено нормирование перечисленных параметров для автотранспортных средств всех категорий.

3.3 Приемы управления автомобилем в аварийных ситуациях

Уверенные действия водителя в аварийных ситуациях возможны только в том случае, если он понимает, как влияют на поведение автомобиля различные факторы вообще и знает особенности конкретного автомобиля. Последнее может быть достигнуто только регулярными тренировками на автомобиле данного типа.

Торможение и разгон с учетом силы сцепления. Представим, что, двигаясь с высокой скоростью, водитель поздно увидел крутой поворот или на дороге неожиданно возникло препятствие. Наиболее правильной реакцией в большинстве, но не во всех случаях, будет экстренное торможение. Эта реакция правильна на дороге с ровным сухим покрытием и распределением тормозных сил по осям пропорционально нагрузке, что обеспечивает сохранение положительного запаса статической устойчивости. В данном случае автомобиль будет двигаться прямо и водитель лишь не должен допускать блокировки колес. Для этого при нажатии па педаль тормоза усилие увеличивается только до начала блокировки. Затем его необходимо снизить, чтобы колеса разблокировались. После этого, увеличивая усилие на педаль тормоза, довести колеса до начала блокировки и отпустить педаль, повторив это несколько раз. Чем выше частота нажатия и отпускания педали и меньше отклонения от усилия, вызывающего начало блокировки, тем эффективнее торможение и короче тормозной путь. При тормозах с гидравлическим приводом без усилителя или с правильно отрегулированным усилителем момент начала блокировки создает на педали ощущение как при сжатии пружины до конца, когда нога начала давить в неподвижную опору. Если усилие на педали тормоза, вызывающее блокировку колес, небольшое, момент появления блокировки нужно определять по другим признакам. На дороге с высоким коэффициентом сцепления юз колес вызывает характерный звук, на скользкой дороге его определить можно, только имея опыт. Если колеса задней оси блокируются раньше, запас статической устойчивости становится отрицательным, а величина критической боковой силы - близкой к нулю, что приводит к заносу. Наиболее часто встречающаяся в этой ситуации ошибка, - попытка вывести автомобиль из заноса, не прекращая торможения. Поэтому для прекращения заноса, сначала нужно отпустить педаль тормоза, а затем уже повернуть рулевое колесо в сторону заноса. Как только занос прекратится, и автомобиль будет двигаться прямолинейно, можно начинать новое торможение.

Если при торможении передние колеса начинают уводить в сторону, это бывает при неравномерной работе передних тормозов, чтобы выровнять автомобиль, необходимо сначала также отпустить педаль тормоза. Попытка в этой ситуации выровнять автомобиль, не прекращая торможения, опасна. При заблокированных передних колесах автомобиль не реагирует на поворот рулевого колеса. Водитель, начиная поворачивать его, ошибочно надеется на то, что это может заставить автомобиль переместиться в нужном направлении. Однако в этом случае колеса будут повернуты на угол значительно больший, чем необходимо для движения в нужном направлении, и если водитель отпустит педаль тормоза, то автомобиль буквально «прыгнет» в сторону, что может привести к аварии.

Тормозить в гололед даже в аварийной ситуации нужно, не выключая сцепления до самого последнего момента, так как в этом случае передние (не ведущие) колеса будут быстро блокироваться, задние же благодаря подводимому крутящему моменту не заблокируются. Запас устойчивости при этом останется положительным и опасность заноса автомобиля уменьшится.

Ошибочно считается, что торможение двигателем на скользкой дороге всегда спасает от заноса. Безусловно, это снижает вероятность заноса, так как тормозной момент двигателя значительно меньше создаваемого тормозами и регулируется более плавно. Однако такое торможение безопасно только до момента, пока тормозная сила, создаваемая двигателем, не превысит силы сцепления колёс с дорогой. После этого в случае привода на задние колеса начнется занос, и прекратить его будет можно, только сняв с задних колес тормозной момент, т. е. выжав сцепление. Теоретически это сделать можно, увеличив частоту вращения коленчатого вала двигателя. Однако на практике это может не получиться даже у хорошо подготовленного водителя, так как на поиск положения педали управления подачей топлива, соответствующего перехода работы двигателя из режима торможения в режим тяги, отпущены доли секунды. Поэтому если занос не прекращается, необходимо выключить сцепление. В этом случае отсутствие продольных сил на колесах будет гарантировано.

Приемы торможения па границе «юза» можно выразить следующей фразой, если нажимаешь па педаль тормоза, то колеса должны находиться в прямом положении, если поворачиваешь рулевое колесо, то должна быть отпущена педаль тормоза.

Умение выполнять разгон с полным использовавшем силы сцепления необходимо тогда, когда при обгоне обнаружено, что встречный автомобиль приближается значительно быстрее, чем предполагалось. Однако следует помнить, что при движении в гололед на заснеженной дороге занос автомобиля может возникнуть не только в процессе торможения, но и при разгоне.

Техника разгона на границе буксования аналогична технике торможения на границе «юза». В начальный момент нажатие па педаль управления подачей топлива осуществляется достаточно быстро (но не резко) до начала буксования ведущих колес, после чего необходимо начать отпускать педаль. При прекращении буксования нужно снова плавно нажать на педаль до появления буксования и затем все повторять снова. Чем раньше будет прекращаться буксование и чем меньшим будет снижение тяги, необходимое для его устранения, тем быстрее произойдет разгон.

При разгоне на пределе буксования обычно возникают заносы автомобиля. Для прекращения их необходимо одновременно с поворотом рулевого колеса уменьшать тяговую силу. Чем сильнее занос, тем больше придется отпустить педаль подачи топлива. Однако, если при этом возникнет торможение двигателем, оно будет способствовать развитию заноса, для устранения которого может оказаться необходимым выключить сцепление, как в случае торможения двигателем.

Максимальное ускорение при разгоне на скользком покрытии определяется силой сцепления колес с дорогой. В этом случае очень важно вовремя перейти на высшую передачу, чтобы уменьшить силу тяги. Следует отметить, что на низших передачах значительно труднее уловить границу сцепления, поэтому точные рекомендации о выборе момента переключения передач в этих условиях невозможны. Однако следует указать на то, что если даже плавное нажатие на педаль управления подачей топлива сразу же вызывает занос, то нужно переходить на более высокую передачу. Правильным действием в этих условиях можно научиться только на основании опыта.

Если необходим быстрый разгон на дороге с высоким коэффициентом сцепления, нужно обеспечить полное использование мощности двигателя и соответственно тяговой силы на передачах, но для этого недостаточно только переключения передач при максимальных частотах вращения коленчатого вала. Необходимо также и само переключение передач выполнять как можно быстрее. Приемы быстрого переключения передач хорошо описаны известным польским гонщиком Собеславом Засадой. Однако при разгоне всегда следует помнить об ограничении максимальных скоростей движения, введенном в стране с 01.01.1976 г.

Когда тормозить уже бесполезно. Бывают случаи; когда скорость движения была слишком велика, а путь торможения мал. В следующее мгновение автомобиль должен войти в поворот, а скорость значительно выше допустимой. В этих случаях торможение становится бесполезным, и последний шанс заключается в способности отпустить педаль тормоза и управлять автомобилем при помощи рулевого колеса и, в некоторой мере, при помощи педалей управления подачей топлива и сцепления. Действия водителя в этих случаях определяются величиной запаса курсовой устойчивости автомобиля, которая, однако, не остается неизменной. Если такие ситуации возникли на дороге с твердым сухим покрытием, имеющим высокий коэффициент сцепления, то перед началом поворота необходимо включить более низкую передачу, на которой двигатель при данной скорости будет работать с частотой вращения коленчатого вала, близкой к максимальной. Когда времени достаточно для торможения и дорожная ситуация позволяет, желательно перед началом поворота оказаться возле внешней по отношению к центру кривой кромки дороги. Начинать поворот нужно с некоторым опережением, которое можно определить только па основании опыта. Для компенсации запаздывания реакции автомобиля, которое всегда увеличивается с ростом скорости, необходим быстрый опережающий поворот рулевого колеса. Чтобы увеличить радиус поворота, его следует проходить, направляя автомобиль так, чтобы он двигался от внешней к внутренней по отношению к центру поворота кромке твердого покрытия дороги и возвращался на внешнюю сторону, описывая плавную дугу. Однако выезд на полосу встречного движения для разрядки аварийной ситуации допустим только при достаточной видимости дороги и отсутствии встречных транспортных средств. При положительном запасе устойчивости, который, как правило, имеет большинство автомобилей, с увеличением скорости возрастает необходимый для движения по криволинейной траектории угол поворота управляемых колес. Для каждого автомобиля в конкретных условиях движения существуют критические значения скорости и угла поворота управляемых колес, при достижении которых его передняя ось начнет скользить и дальнейший поворот рулевого колеса уже не будет уменьшать радиус поворота. Когда наступает такой момент, дальнейший поворот рулевого колеса становится не только бесполезным, но даже опасным. Сопротивление движению па повороте, когда автомобиль достигает предела по сцеплению, резко возрастает и его скорость начинает уменьшаться. При скольжении передней оси остается только ждать, что произойдет раньше: уменьшится ли скорость до величины, позволяющей двигаться по данному повороту, или автомобиль достигнет края дороги. Если автомобиль к моменту восстановления чувствительности к повороту рулевого колеса не сойдет с дороги, то при повернутых на больший, чем необходимо угол управляемых колес он может совершенно неожиданно для водителя устремиться в сторону поворота рулевого колеса. Это явление аналогично растормаживанию повернутых колес. Так как уменьшение скорости в данной ситуации является единственной возможностью предотвращения опасных последствий, торможение двигателем будет единственно правильным действием.

Увеличение тяги на колесах в данных ситуациях вызовет более медленное снижение скорости, и поэтому может оказаться полезным только в том случае, когда это вызовет занос задней оси при хорошем сцеплении передних колес. При этом радиус поворота будет уменьшаться.

При снижении коэффициента сцепления или вследствие конструктивных особенностей автомобиля запас устойчивости может иметь отрицательные значения, при которых величина боковой силы превысит критическое значение, что вызовет занос. Характер необходимых управляющих действий в этом случае изменится. Вопрос о том, можно ли тормозить двигателем и с какой интенсивностью, для этого случая не имеет однозначного решения. Все определяется скоростью заноса и возможностью его прекращения при наличии тормозного момента на задних колесах. В большинстве случаев этот вопрос приходится решать в процессе развития аварийной ситуации. Выключение сцепления является последней попыткой остановить занос. Нельзя заранее определить, насколько и как нужно повернуть рулевое колесо. Действия водителя определяются только поведением автомобиля. Можно лишь сформировать несколько общих положений.

Имеется критический угол поворота продольной оси автомобиля, при котором прекращение заноса становится невозможным. Чем позже водитель начнет поворачивать рулевое колесо и чем ниже будет скорость его поворота, тем на больший угол успеет повернуться автомобиль. Поэтому поворот рулевого колеса нужно начинать, как только начнет ощущаться вращение автомобиля, причем сразу же с наиболее высокой скоростью.

Если рулевое колесо продолжать поворачивать с постоянной скоростью до момента прекращения заноса, то возникнет занос в противоположную сторону. Поэтому скорость поворота рулевого колеса необходимо снижать по мере уменьшения скорости заноса. Обратный поворот рулевого колеса, как правило, необходимо начинать чуть раньше, чем начнется вращение автомобиля в противоположную сторону, так как опережение поворота колес относительно угла поворота автомобиля является основным условном быстрого прекращения и ликвидации повторного заноса.

Опережающий поворот колес при повторных заносах возможен в тех случаях, когда водитель знает, где их нейтральное положение. Для этого необходимо уметь поворачивать рулевое колесо на максимально возможный угол без изменения точек соприкосновения кистей рук с его ободом. Коррекция заноса вызывает увеличение радиуса поворота. Поэтому, устранив занос, необходимо снова повернуть рулевое колесо в сторону поворота, что вызовет новый занос и все будет повторяться снова, до тех пор, пока скорость автомобиля не упадет до безопасной для движения по этому повороту или пока автомобиль не выйдет на прямую. В такой ситуации также лучше сразу выключить сцепление, так как наличие тяговой или тормозной силы на колесах только ускорит развитие заноса.

При сносе переднего моста автомобиль сходит с дороги на наружную сторону, при заносе - на внутреннюю сторону поворота. Однако если на входе в поворот будет значительно превышена предельная скорость, даже при возникновении сноса автомобиль, вращаясь, начинает двигаться к наружной кромке дороги. В этом случае необходимо попытаться остановить его вращение описанными ранее способами, так как это позволит в некоторой мере самому выбрать место для съезда с дороги, что поможет снизить тяжесть последствий при дальнейшем развитии дорожно-транспортного происшествия.

Из всего сказанного никоим образом не следует делать вывод о том, что на повороте вообще нельзя тормозить. Тормозить на повороте бывает необходимо довольно часто. Но при этом всегда нужно помнить, что чем больше скорость и соответственно боковое ускорение автомобиля, тем меньше величина допустимого при этом замедления.

Когда сумма тормозной и боковой сил станет равной силе сцепления, начинается снос или занос автомобиля. Поэтому при торможении на повороте необходимо быть готовым к этому и не забывать, что для ликвидации сноса или заноса, прежде всего, необходимо растормозить колеса.

Если на пути движения автомобиля на расстоянии, меньшем, чем остановочный путь, внезапно появляется препятствие, то с помощью торможения предотвратить наезд будет невозможно. Однако его еще можно избежать, совершив объезд препятствия. Например, при скорости 80 км/ч минимально возможный тормозной путь составляет 30 - 35 м, а минимальное расстояние объезда - 16 - 18 м. При скорости 120 км/ч эта разница становится еще больше: 65 - 90 м при торможении и 28 - 30 м при объезде. Однако объезд на минимальном расстоянии может выполнить только хорошо тренированный водитель. Сложность заключается в том, что при этом маневре заносит практически все автомобили, в том числе и обладающие на повороте положительным запасом устойчивости. Кроме того, если скорость заноса высока, возникают курсовые колебания. По данным испытаний расстояние объезда, при котором возникает занос легковых автомобилей, при скорости 30 км/ч равно примерно 26 м, при скорости 120 км/ч - примерно 40 м.

Это говорит о том, что когда торможение уже бесполезно, в ряде случаев может быть выполнен объезд даже не очень опытным водителем. Однако этому в большинстве случаев мешает боязнь опустить педаль тормоза при виде неумолимо приближающегося препятствия.

Управление автомобилем при действии внешних возмущений. Если автомобиль начинает смешаться в сторону под действием бокового ветра или поперечного наклона дороги, торможение также приводит к противоположному, чем ожидается, результату. Как и на повороте, в распоряжении водителя остаются только рулевое колесо, педали управления подачей топлива и сцепления. При ликвидации отклонений, вызванных внешними силами, очень важно начать реагировать на их действие раньше, чем начнет отклоняться автомобиль. Это возможно, когда водитель ощущает действие боковых сил в виде увеличения усилия на рулевом колесе. Одной из ошибок, часто приводящей к потере управляемости в этой ситуации, является стремление тут же вернуть автомобиль на прежнее место при отклонении его к кромке покрытия. Дело в том, что при попытке быстрее вернуться на середину дороги возникает центробежная сила, направленная в ту же сторону, что и внешняя сила. Вследствие этого занос возникает раньше, чем можно было бы ожидать. Поэтому первой задачей при отклонении автомобиля в сторону под действием внешних сил является прекращение этого отклонения. Только прекратив его, можно начать плавное возвращение автомобиля к середине дороги.

Если автомобиль попадает колесами одной стороны на мягкую обочину или в снег, его начинает неудержимо тянуть в кювет. В этом случае, прежде всего, нужно попытаться удержать автомобиль на прямой и помнить, что иногда лучше попасть в кювет, чем быть неожиданно выброшенным на встречную полосу движения при очень энергичных попытках выбраться на дорогу.

4. Органы управления

Органы управления автомобиля по своему функциональному назначению делятся на две группы. К первой группе относятся органы, с помощью которых изменяются направление и скорость движения автомобиля: рулевое колесо, рычаг переключения передач, педаль сцепления, педаль управления дроссельной заслонкой или подачей топлива, тормозная педаль и рукоятка стояночного тормоза. Вторая группа включает органы управления вспомогательными устройствами: кнопку или педаль включения стартера, кнопку управления воздушной заслонкой карбюратора, включатель зажигания, ручной или ножной переключатель света, кнопку электрического сигнала, рычаг включения указателей поворота, органы, управляющие стеклоочистителем, отопителем, вентиляцией, кондиционером, освещением и др. На автомобилях высокой проходимости, кроме того, имеются рычаг переключения раздаточной коробки и рычаг включения переднего моста. Специальные автомобили оборудуются органами для управления дополнительными специальными механизмами [19,20].

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

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

К конструкции органов управления предъявляются следующие требования:

ь высокий уровень автоматизации управления автомобилем;

ь малые время и усилия, необходимые для выполнения рабочих движений;

ь удобная траектория движения рук и органов управления;

ь травмобезопасная конструкция органов управления;

ь обеспечение информативности и удобная форма рукояток;

ь соответствие эстетическим требованиям.

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

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

К рулевому колесу предъявляются два основных эргономических требования: прилагаемое усилие при его вращении не должно превышать 30…50 Н для одной руки и 100…110 Н для двух; его угловая скорость должна обеспечивать надежное управление автомобилем при любой скорости движения.

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

На некоторых автомобилях устанавливается гидроусилитель рулевого управления, служащий для уменьшения усилия, прилагаемого водителем к рулевому колесу, что позволяет точнее управлять автомобилем и быстрее реагировать на дорожные ситуации, а также уменьшает утомляемость водителя и повышает безопасность движения. Гидроусилитель частично гасит колебания кузова, вызываемые неровностями дороги, не мешая водителю чувствовать ее. При небольших углах поворота рулевого колеса управление осуществляется без участия гидроусилителя, так как для корректировки движения требуются небольшие усилия. При возникновении значительных возмущающих внешних сил, которые действуют на колеса автомобиля, водитель при наличии гидроусилителя небольшим усилием может удержать ведомые колеса в нужном положении, что особенно важно при выходе из строя шины одного из передних колес. Применение гидроусилителя, благодаря которому уменьшается усилие, прилагаемое к рулевому колесу, дает возможность уменьшить диаметр его обода, что позволяет улучшить обзорность.

Рычаги и рукоятки. Удобство управления автомобилем во многом зависит от формы рычагов и рукояток органов управления, их размещения относительно тела водителя, удаленности друг от друга, направления перемещения, усилий, которые нужно прикладывать для их перемещения. Учитывая наличие различных по степени удобства зон в пределах моторных полей водителя, органы постоянного использования следует размещать в оптимальной рабочей зоне, а органы эпизодического использования в нормальных и максимальных зонах (рисунок 4.1). На рулевой колонке или рядом с ней располагают рычаги переключения передач и указатели поворота, кнопку или дужку звукового сигнала. На передней панели находятся ключ зажигания, рукоятки управления стеклоочистителем и омывателем стекол, воздушной заслонкой, включателем отопления, вентиляции и т. п.

Рисунок 4.1 Расположение рычагов и рулевого колеса грузового автомобиля относительно рабочих зон рук водителя (размеры указаны в см): а - расположение рычагов управления; б - расположение рулевого колеса; 1 - оптимальная рабочая зона; 2 - нормальная зона; 3 - максимальная зона



Рисунок 4.2 Зависимость максимального растягивающего усилия F руки от расстояния S0 между рычагом ручного тормоза и серединой плеча водителя: 1 - дуга, радиус которой соответствует оптимальному расстоянию (с физиологической точки зрения) рычага от середины плеча водителя; 2 - дуга, радиус которой соответствует максимальному расстоянию (с анатомической точки зрения) рычага от середины плеча водителя.

Место расположения рычага переключения передач зависит, от усилия, необходимого для его перемещения. Вследствие этого рычаг следует располагать в оптимальной зоне рабочих движений водителя. Рукоятку стояночного тормоза размещают в этой же зоне с учетом усилия, прикладываемого к ней. Зависимость развиваемого водителем усилия от места расположения рычага показана на рисунке 4.2.

Ниже приведены некоторые рекомендации по органам управления. Полный ход рукоятки ручного тормоза, мм:

ь для легкового автомобиля…………………………….….……..150

ь грузового………………………………….….……..200

Предельные усилия, Н:

ь на тяге рукоятки стояночного тормоза…………....….……18

ь на рукоятке переключения передач……………….….….……..6

Основные расстояния, мм:

ь от рукояток рычагов переключения передач и стояночного тормоза в любом положении до других элементов кабины, не менее…..….….....40

ь от рукояток прочих рычагов до опорной поверхности сиденья….…230

ь между рулевым колесом и любыми деталями кабины, не менее….....100

Указанные выше величины рассчитаны для водителей среднего роста. Для учета отклонений в росте элементы рабочего места выполняют регулируемыми (сиденье, педали).

Педали управления. Удобство управления автомобилем и безопасность движения во многом определяются расположением педалей управления. При размещении педалей необходимо учитывать частоту и продолжительность пользования ими, величину прилагаемых усилий, обеспечение безопасности движения, а также анатомо-физиологические особенности водителя. Усилие, прокладываемое водителем к педалям, зависит от ее расположения (рисунок 4.3). Из графика следует, что нога человека развивает наибольшее усилие, если упор приходится на бедренную часть. Максимальное усилие, равное 1862 Н, достигается при отклонении упора от вертикального положения на 70°.

Опорная площадка любой педали должна быть расположена так, чтобы при положении ноги с опорой на пятку углы голеностопного, коленного и тазобедренного суставов имели оптимальные значения и составляли соответственно 90…100, 95…135 и 90…120°. Пространственное положение площадки педали должно соответствовать естественному положению ступни водителя.

Конструкция тормозных механизмов и механизма сцепления такова, что для воздействия на них требуется приложить большие усилия к педалям привода; Так, среднее усилие на тормозной педали автомобиля, обеспечивающее замедление 0,5Чg, составляет 294…372,4 Н, максимальное усилие на педали сцепления достигает 294 Н. Величина усилия зависит от расположения педали по отношению к сиденью и от смещения площадки педали относительно тела водителя.

Рабочее место, оборудованное регулируемым блоком педалей при закрепленном сиденье или регулируемым сиденьем с регулируемым блоком педалей, дает возможность создавать оптимальные условия пользования педалями для водителей различного роста.