Влияние эксплуатационных свойств автотранспортных средств на безопасность движения

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 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;- грузоподъемность, т;

г - коэффициент использования грузоподъемности;- 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;

,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.

Все рассмотренные выше зависимости эффективности использования автомобиля от его конструкции и установленный комплекс основных эксплуатационных качеств в полной мере относится как к одиночному автомобилю, так и к автопоезду любого вида.

автомобиль безопасность устойчивость

2. Безопасность автомобиля, ее измерители и показатели

.1 Безопасность автомобиля

Безопасность автомобиля в широком понимании этого определения есть совокупность его конструктивных особенностей, характеризующих приспособленность к движению с минимальной вероятностью дорожно-транспортных происшествий и сведения к минимуму возможных их последствий, а также безвредность его использования для окружающей среды.

Безопасность является комплексным качеством, определяемым отдельными, взаимно не связанными конструктивными особенностями и свойствами автомобиля.

К основным из них относятся следующие:

устойчивость - совокупность свойств, обеспечивающих движение автомобиля без бокового скольжения, опрокидывания или отклонения от требуемого направления;

тормозные свойства - возможность остановить автомобиль на минимальном расстоянии;

обзорность - пространство, хорошо видимое с места водителя;

сигнализация - наличие и эффективность действия световых и звуковых приборов на автомобиле, предупреждающих о его движении и маневрированиях;

травмозащита - сведение к минимуму травмирования водителя и пассажиров в случаях дорожно-транспортных происшествий;

отсутствие токсичности - отсутствие загрязнения и отравления атмосферного воздуха автомобильным двигателем;

бесшумность и отсутствие радиопомех при движении автомобиля - совершенство конструкции его двигателя, трансмиссии, электрооборудования и других агрегатов.

Безопасность и безвредность использования автомобиля в большой степени зависят от надежности и безотказности действия всех органов управления, механизмов, сигнализационного и другого оборудования, определяющего названные выше свойства.

Устойчивость. Изучением устойчивости автомобиля занимались многие исследователи. Практическое значение этих исследований заключается в том, что они могут быть полезными конструкторам при проектировании новых автомобилей. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили установить конструктивные особенности, от которых зависит устойчивость автомобиля.

Обычно нарушение устойчивости движения автомобиля происходит под воздействием боковых сил. Такими силами могут быть: центробежная сила при движении автомобиля на повороте; боковая составляющая веса автомобиля при движении по поверхности с поперечным уклоном, сила ветра, боковые оставляющие от ударов колес о неровности дороги. Эти силы могут вызывать боковое скольжение, или опрокидывание автомобиля, или же отклонение траектории его движения от задаваемой водителем.

Боковому скольжению противодействует сила сцепления шин с дорогой. В случае одновременного бокового скольжения всех колес эта сила равна произведению массы автомобиля на коэффициент сцепления шин с дорогой в поперечном направлении.

Обычно занос начинается с бокового скольжения одной из осей автомобиля - передней или задней. Для установления условий возникновения заноса необходимо рассмотреть действие сил на отдельное колесо автомобиля.

На рисунке 2.1 показано автомобильное колесо, на которое действуют следующие силы: вертикальная составляющая от массы автомобиля G_к, боковая сила F_у и крутящий момент автомобиля М_к. Эти силы вызывают реакции X и Y в опорной плоскости и реакцию Z, нормальную к ней. Сила R является равнодействующей сил X и Y и равна их геометрической сумме:

R=.

Рисунок 2.1 - Схема сил, действующих на колесо при наличии боковой составляющей

При отсутствии боковой силы, т. е. F_у=Y=0 колесо может катиться с использованием максимальной силы сцепления ZЧц₁. При появлении и увеличении боковой силы F_у ZЧц₁для качения колеса без бокового скольжения необходимо, чтобы сила его сцепления с дорогой была бы больше равнодействующей R, т. е.

ZЧц₁> R= или F_у=Y <. (3.1)

Таким образом боковая сила, которая может действовать на колесо, не вызывая его скольжения, тем больше, чем больше сила сцепления ZЧц₁ и чем меньше касательная реакция X. Наиболее устойчивы против бокового скольжения колеса передней не ведущей оси, у которых касательная реакция X представляет собой силу сопротивления качению и мала в сравнении с ZЧц₁. Наименее устойчивы против бокового скольжения колеса задней не ведущей оси, особенно при передаче колесом больших величин тягового или тормозного усилия.

При X=ZЧц₁ сцепление колеса с дорогой полностью используется касательной реакцией и для возникновения заноса достаточно небольшой боковой силы. Таким образом, колесо, передающее тяговую или тормозную силу, хуже противостоит заносу, чем ведомое колесо. Поэтому чаще происходит занос задней ведущей оси автомобиля.

Занос задней оси автомобиля более опасен, чем передней, так как он сопровождается появлением центробежной силы, направленной в сторону заноса, т. е. способствующей его увеличению. Занос же передней оси сопровождается появлением центробежной силы, которая, наоборот, противодействует заносу.

Изложенное выше позволяет констатировать, что устойчивость автомобиля против бокового скольжения определяется главным образом величиной коэффициента сцепления шин с дорогой в поперечном направлении. Коэффициент сцепления имеет наименьшие значения при мокром и скользком состоянии дорожной поверхности. Соответственно при этом наиболее велика вероятность заноса автомобиля. Поэтому практическое значение имеют величины коэффициента сцепления шин при мокром и скользком состоянии дороги. Конструкции шин непрерывно совершенствуются в этом направлении, что достигается подбором оптимального рисунка протектора, его глубины, эластичности резины, установкой шипов на зимний период и другими способами.

Большинство современных автомобилей имеют сравнительно низкое расположение центра тяжести и широкую колею, поэтому опрокидывание без предварительного бокового скольжения - заноса происходит очень редко. Известны случаи опрокидывания без предварительного заноса лишь грузовых автомобилей при перевозке легковесных грузов, нагруженных на большую высоту, и неосторожном движении на крутых поворотах или по неблагоустроенным дорогам с большими поперечными уклонами.

Случаи же бокового скольжения - заноса автомобилей при неосторожном движении по скользким, мокрым или обледенелым дорогам бывают значительно чаще. Нередко бывают случаи, когда после начавшегося заноса на пути бокового скольжения колес попадается какое-либо препятствие (край тротуара, неровность) и автомобиль опрокидывается.

Вероятность бокового опрокидывания автомобиля зависит от соотношения ширины его колеи и высоты центра тяжести. Она оценивается коэффициентом боковой устойчивости против опрокидывания з₀, равным тангенсу предельного угла наклона. На рисунке 2.2 изображено предельное наклонное положение автомобиля, определяющее его устойчивость против опрокидывания. Из этого рисунка следует, что

Рисунок 2.2 Схема предельного устойчивого состояния автомобиля при боковом опрокидывании

з₀=tg б =B/(2Чh_g),   (2.2)

где б - угол опрокидывания;

B - ширина колеи;

h_g - высота центра тяжести.

Таким образом, устойчивость автомобиля против бокового опрокидывания будет тем больше, чем шире колея и ниже центр тяжести.

Высота центра тяжести в формуле (2.2) не является точным геометрическим ее значением. Она принимается для расчета в несколько измененном виде с учетом бокового крена кузова и смятия шин, т. е. такой, как она определяется по принятому методу наклона автомобиля до предельно устойчивого состояния на стенде Ипатова или непосредственным наклоном автомобиля.

Для грузовых автомобилей и автобусов, имеющих разную ширину колеи передних и задних колес, в расчете принимается средняя арифметическая ее величина.

Высота центра тяжести принимается наибольшая, т. е. при полной нагрузке автомобиля, что соответствует наиболее неблагоприятному случаю с точки зрения возможности опрокидывания автомобиля.

Современным автомобилям свойственны следующие значения коэффициента боковой устойчивости против опрокидывания:

Для легковых…………………………………………………з₀=1,0…1,4

Для грузовых…………………………………………………з₀=0,6…0,9

Для автобусов…………………………………………………з₀=0,6…0,7

Устойчивость движения автомобиля по задаваемой водителем траектории без отклонения от нее, называется его управляемостью [9, 16].

Практически наибольшее влияние на управляемость оказывает боковая эластичность шин. Причем это влияние становится заметным и возрастает при увеличении каких-либо боковых сил, действующих на автомобиль. Оно может иметь существенное значение при движении автомобиля на криволинейной траектории на поворотах.

Боковая эластичность шины характеризуется углом бокового увода между плоскостью качения диска колеса и осью отпечатка шины на дороге, образуемым под действием боковой силы.

На рисунке 2.3 показана зависимость угла бокового увода колеса д от величины поперечной силы F_у. В начальный период нарастания поперечной силы угол увода увеличивается примерно пропорционально ей (участок ОА). При дальнейшем увеличении поперечной силы начинается проскальзывание отдельных элементов протектора шины в плоскости контакта с опорной поверхностью и пропорциональная зависимость нарушается (участок АВ). При и достижении поперечной силы значений F_у=G_кЧц₁ начинается полное боковое скольжение колеса (участок ВС).

Рисунок 2.3 Зависимость угла бокового увода колеса от боковой силы

Пропорциональная зависимость между поперечной силой и углом увода (участок ОА) сохраняется тем больше, чем больше коэффициент бокового сцепления шин с дорогой ц₁. При скользком состоянии дороги явление увода практически отсутствует. Коэффициентом сопротивления уводу колеса называется поперечная сила, создающая угол увода в 1°. Он выражается в следующем виде:

k_у= F_у / д, Н/град. (2.3)

Для колес легковых автомобилей величина k_у находится в пределах 300…600 Н/град, для колес грузовых автомобилей и автобусов с внутренним давлением в шинах более 0,3 МПа - в пределах 700…1200 Н/град.

Величина коэффициента сопротивления уводу зависит от конструктивных особенностей шины - высоты и ширины профиля, количества слоев кордной ткани, угла наклона нитей корда, жесткости боковины. В значительной степени она зависит также от нагрузки на колесо и внутреннего давления в шине.

Качение колес с боковым уводом может оказать различное влияние на движение автомобилей разных конструкций в зависимости от распределения их массы по осям и коэффициентов увода передних и задних колес. По этому признаку все автомобили подразделяются на три разновидности: автомобили с недостаточной, излишней и нейтральной поворачиваемостью.

Измерителем устойчивости автомобиля, определяемой боковой эластичностью шин является коэффициент поворачиваемости, являющийся отношением величин уводов задних и передних колес и выражающийся в следующем виде:

з_п =G_зЧk_уп/(G_пЧk_уз), (2.4)

где G_п и G_з - соответственно передняя и задняя осевые нагрузки, Н;

k_уп и k_уз - коэффициенты сопротивления уводу передних и задних колес.

У автомобилей с недостаточной поворачиваемостью з_п <1. у автомобилей с излишней поворачиваемостью з_п >1. Чем больше значение коэффициента поворачиваемости автомобиля, тем больше предрасположенность к заносам.

Для двухосных автомобилей с одинаковыми передними и задними колесами, с одинаковыми шинами и внутренним давлением в них коэффициенты сопротивления уводу передних и задних колес одинаковы, т. е. k_уп = k_уз. Для таких автомобилей коэффициент поворачиваемости выражается в виде

з=G_з /G_п.    (2.5)

Для двухосных автомобилей с двойными колесами на заднем мосту, можно принять допущение, что k_уп=0,5Чk_уз, тогда коэффициент поворачиваемости для них приближенно может приниматься равным:

з=G_з /(2ЧG_п).   (2.6)

Я.М. Певзнером разработан метод экспериментального исследования устойчивости путем установления критической скорости устойчивого движения автомобиля по кругу. Однако этот метод не получил широкого применения не только вследствие некоторой его сложности, но главным образом потому, что он не дает достаточно полной оценки устойчивости автомобиля. В нем предусматривается определение устойчивости автомобиля только при малых скоростях движения на повороте по ровному дорожному покрыт v, при возможном наличии неровностей, характерных в зимних условиях и не только на поворотах, но также при прямолинейном движении со скоростями, характерными в эксплуатации. В теории автомобиля пока еще остается неизученным действие инерции поступательного движения автомобиля в случаях нарушения его устойчивости, что имеет существенное значение, особенно при больших скоростях движения.

Таким образом, пока еще для оценки устойчивости автомобиля могут быть использованы только отдельные, названные выше измерители, позволяющие косвенно характеризовать это свойство автомобиля.

Тормозные свойства. Тормозные свойства автомобиля в основном характеризуются длиной тормозного пути или величиной замедлений при торможении.

Теоретически длина тормозного пути современного автомобиля или автопоезда с торможением всех колес определяется зависимостью

S= t₂Чv/3,6+K_эЧv²/( 254Ч(цЧcos б ±i)), м,  (2.7)

где v - начальная скорость движения автомобиля, км/ч;

ц - коэффициент сцепления шин с дорогой;

б - угол продольного уклона дороги, град;

i - продольный уклон дороги, равный tg б;

t₂ - время запаздывания действия тормозного привода и нарастания тормозного усилия на колесах автомобиля, с;

K_э - коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов [7].

Для автомобилей, находящихся во вполне исправном техническом состоянии при торможении на горизонтальном участке дороги с ровным усовершенствованным покрытием в сухом состоянии, могут приниматься следующие значения величин, входящих в формулу (2.7); ц=0,85; i=0; cos б=1; t₂=0,2 с; K_э=1,3 для легковых автомобилей и грузовых на их базе и K_э=1,85 для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов. При этом формула (2.7) будет иметь следующий вид:

Для легковых автомобилей и грузовых на их базе:

S_л=0,06Чv+0,006Чv², м;   (2.8)

для грузовых автомобилей и автобусов с гидравлическим тормозным приводом:

S_т=0,06Чv+0,0085Чv², м;   (2.9)

для грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с пневматическим тормозным приводом:

S=0,11Чv+0,0085Чv², м;   (2.10)

На рисунке 2.4 изображены зависимости тормозного пути разных видов автомобилей от скорости движения, установленные по этим формулам.

 

Рисунок 2.4 Зависимость тормозного пути автомобилей на горизонтальном участке дороги в сухом состоянии (ц=0,85) от скорости движения: 1 - легковые автомобили; 2 - грузовые автомобили и автобусы

Величина замедлений автомобиля, средняя за период торможения без учета времени срабатывания привода, определяется по формуле:

a_j=9,81Чц/K_э , м/с².   (2.11)

При названных выше условиях средние замедления при торможении легковых автомобилей и модификаций грузовых на их базе составляют 6,4 м/с², а остальных грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов - 4,5 м/с².

В зарубежных странах эффективность действия тормозов обычно оценивается путем экспериментально определения средней величины замедлений (в м/с²), по которой расчетным путем устанавливается тормозной путь. Так, например, во Франции принята следующая формула для расчета тормозного пути автомобиля:

S_т= v²/(2Ч a_j)+0,75Чv, м;   (2.12)

В СНГ введен отраслевой стандарт автомобилестроения на тормозные свойства автомобилей, которым установлены технические требования к тормозным механизмам и условия проведения испытаний по оценке их эффективности. Предельно допустимые нормативы эффективности действия рабочей тормозной системы автомобилей, которые установлены этим стандартом, предусматривают существенное увеличение эффективности тормозных систем всех видов автомобилей.

Стандартом предусмотрены три вида испытаний по определению эффективности тормозных систем для всех видов автомобильных транспортных средств: испытания при холодных тормозных механизмах (испытания 0); при нагретом их состоянии (испытания I) и также при нагретых на затяжных спусках (испытания II). Испытания всех типов проводятся на прямом горизонтальном участке дороги с продольным уклоном не более 0,5%. Поверхность этого участка дороги должна иметь ровное усовершенствованное (связанное) покрытие в сухом состоянии. Температура окружающей среды должна находиться в пределах от минус 5° до плюс 30°С, скорость ветра - не более 3 м/с. Автомобиль, подвергающийся испытаниям, должен иметь вполне исправное техническое состояние, тормозные механизмы тщательно отрегулированы, давление в шинах точно соответствовать номинальному. Износ рисунка протектора шин допускается не более 50% по глубине. Тормозные испытания всех трех типов проводятся при полной полезной нагрузке автомобилей.

Нормативные значения тормозного пути для испытаний 0, при холодных тормозных механизмах, рассчитаны в стандарте по следующим формулам:

для легковых автомобилей и автобусов с полной массой до 5 т (М₁ и М₂)

S₀≤ 0,10Чv₀+v₀ /182, м;

для автобусов с полной массой свыше 5 т (М₃)

S₀≤ 0,15Чv₀+v₀ /156, м;

для всех одиночных грузовых автомобилей (N₁, N₂ и N₃)

S₀≤ 0,15Чv₀+v₀/143, м;

для всех грузовых автопоездов (N₁, N₂ и N₃)

S₀≤ 0,18Чv₀+v₀/143, м.

Тормозной путь автомобиля может быть меньше расчетного за счет более совершенной конструкции тормозных механизмов, меньших значений времени t₂ и меньшего коэффициента эффективности торможения K_э в формуле (2.7). Чем ближе значение этого коэффициента к единице, тем совершеннее тормозные механизмы автомобиля.

Обзорность. Метод измерения и оценки обзорности заключается в определении геометрических границ пространства, видимого с уровня расположения глаз водителя. При проведении измерений в место расположения глаз водителя устанавливается электрическая лампа мощностью не менее 35 В. Нить лампочки располагается на линии, проходящей на расстоянии 300 мм параллельно к ненагруженной спинке сиденья и на высоте 700 мм от его поверхности, деформированной под нагрузкой в 500 Н (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 Расположение лампы при измерении обзорности с места водителя

Для определения границ невидимого пространства перед автомобилем в плоскости дороги он устанавливается на площадке с нанесенной сеткой так, чтобы лампа в месте расположения глаз водителя находилась над пересечением осевой линии и первой поперечной линии сетки. Контуры площадки, освещенные лампочкой, переносятся в масштабе на диаграмму обзорности (рисунок 2.6). По этой диаграмме определяется наибольшая длина невидимой зоны перед автомобилем L₁ и ширина невидимого пространства, заслоняемого левой боковой стойкой лобового стекла в пределах сетки, нанесенной на площадке x, а также ширина невидимой зоны слева l.

Рисунок 2.6 Схема определения обзорности в плоскости дороги перед автомобилем с места водителя

Верхний край светофора или дорожно-сигнального знака должен располагаться на высоте не более 5 м над дорогой. На рисунке 2.7 изображена схема ограничения обзорности с места водителя легкового автомобиля водителя в вертикальной плоскости. На этой схеме длина невидимой зоны перед автомобилем обозначена L₁ и расстояние видимости светофора (обзорности вверх) обозначено L₂. Названные параметры обзорности являются основными.

Сигнализация. Безопасность автомобиля характеризуется наличием и эффективностью действия следующих видов сигнализационного оборудования, которые стали необходимыми на всех автомобилях: указатели поворотов, стоп-сигнал, сигнал движения задним ходом, габаритные фонари, звуковой сигнал. К числу сигнализационного оборудования относится также опознавательное освещение заднего номерного знака в ночное время.

Ко всем средствам сигнализации существуют нормативные требования, правила их размещения на автомобиле, на их светотехнические или акустические параметры и на методы измерения этих параметров. Соответствие автомобиля нормативам сигнализационного оборудования проверяется при оценке его безопасности [15, 20].

Рисунок 2.7 Схема определения обзорности в вертикальной плоскости с места водителя легкового автомобиля

Травмозащита водителя и пассажиров. Основным способом защиты водителя и пассажиров от травмирования является обеспечение надлежащей прочности и жесткости каркаса кузова или кабины, предотвращающих их смятие в случае удара или опрокидывания автомобиля. Все шире применяются испытания автомобилей на прочность кузова путем ударов при наезде на неподвижное препятствие или опрокидывания при движении на большой скорости. Такие испытания позволяют выявить слабые места в конструкции кузова и производить их усиление. Создаются конструкции легковых автомобилей с увеличенной прочностью средней части, в которой располагаются пассажиры, и с выполнением передней и задней частей кузова в виде демпфирующих систем, поглощающих энергию удара. Вводятся энергопоглощающие упругие элементы в конструкцию бамперов, проводится упрочнение дверей и предотвращение их самопроизвольного открывания в момент аварии, расширяется применение безосколочных стекол с синтетической прослойкой увеличенной толщины (с 0,38 до 0,76 в США).

Токсичность. По наблюдениям, проведенным в США, автомобили загрязняют воздух на 65% отработавшими газами двигателей, на 20% картерными газами и на 15% испарениями бензина из бака, карбюратора и при заправках.

В СНГ установлены предельно допустимые концентрации вредных компонентов в атмосферном воздухе, которые не должны превышать: окись углерода (СО) не более 1 мг/м³, окись азота (NO_x) не более 0,085 мг/м³, углеводороды (С_mН_n) не более 0,035 мг/м³.

На рисунке 2.8 показано содержание токсичных компонентов (в %) у газовых двигателей и дизелей в сравнении с их содержанием в отработавших газах карбюраторных двигателей, принятым за 100%. Из этого рисунка видно, что дизели в сравнении с карбюраторными двигателями значительно менее токсичны по выделению окиси углерода (в 8…20 раз), а также менее токсичны по выделению окислов азота и углеводородов.

Рисунок 2.8 Сравнение автомобильных двигателей по содержанию токсичных компонентов в отработавших газах: 1 - карбюраторный четырехтактный; 2 - газовый; 3 - дизель с непосредственным впрыском; 4 - дизель форкамерный

Наименее токсичны особенно по выделению окислов азота и углеводородов, форкамерные дизели [4]. В то же время недостатком дизелей является значительное содержание сажи в отработавших газах.

Бесшумность. Шум, создаваемый автомобилем, характеризуется величиной уровня звука в децибелах, измеряемым электроакустическим шумомером. Для определения частотного состава звукового давления используются фильтры диапазонов частот.

В легковых автомобилях уровень внешнего шума не должен превышать 84 дБ А и внутреннего 80 дБ А. В грузовых автомобилях и автобусах с полной массой более 3500 кг уровень как внешнего, так и внутреннего звука не должен превышать 85 дБ А. В грузовых автомобилях и автобусах с полной массой более 3500 кг уровень внешнего звука не должен превышать 89 дБ А, а при мощности двигателя более 220 л. С. - 92 дБ А. Внутренний шум в пассажирском помещении автобусов не должен превышать 80 дБ А, а в туристских и международных 75 дБ А.

2.2 Оценка безопасности грузовых автомобилей

Из группы измерителей, характеризующих устойчивость автомобиля, расчетом достаточно просто устанавливается только коэффициент устойчивости против бокового опрокидывания, определяемый по формуле (2.2).

В таблице 2.1 приведены численные значения ширины колеи, высоты центра тяжести и коэффициента устойчивости против опрокидывания для основных моделей отечественных грузовых автомобилей. При расчете принято, что груз равномерно распределен по полу кузова. Ширина колеи принята как среднее арифметическое между колеями передних и задних колес.

Таблица 2.1 Значения коэффициента боковой устойчивости против опрокидывания

Автомобили	Средняя ширина колеи, мм	Высота центра тяжести, мм		Коэффициент устойчивости против бокового опрокидывания с полной нагрузкой
		без нагрузки	с полной нагрузкой
Общего назначения
ИЖ-2715.01	1242	609	680	0,913
ГАЗ-3307	1660	749	1152	0,720
ЗиЛ-431410	1795	885	1220	0,736
МАЗ-53371	1925	1050	1450	0,663
Урал-5557	2000	1415	1810	0,560
Повышенной проходимости
УАЗ-3303	1442	705	830	0,868
ГАЗ-66.11	1775	763	1150	0,772
ЗиЛ-131Н	1820	758	1163	0,783
Урал-4320.01	2000	1270	1500	0,675

Довольно высоко расположен центр тяжести у автомобиля Урал -5557. Коэффициент боковой устойчивости этого автомобиля имеет наиболее низкое значение в сравнении со всеми другими автомобилями. Этот автомобиль предназначен для эксплуатации на дорогах низших технических категорий, в условиях пересеченной местности, а также по грунтовым дорогам, где устойчивость особенно важна. Коэффициенты устойчивости против опрокидывания других моделей отечественных грузовых автомобилей находятся на достаточно высоком уровне.

В таблице 2.2 приведены значения конструктивных параметров двухосных грузовых автомобилей, которые могут влиять на их устойчивость, а также значения коэффициентов поворачиваемости, определенные по формулам (2.4) и (2.5), (2.6).

Таблица 2.2 Параметры устойчивости грузовых автомобилей

Автомобили	База, мм	Без груза			С полной нагрузкой
		Масса, %, на		Коэффициент поворачиваемости	Масса, %, на		Коэффициент поворачиваемости
		переднюю ось	заднюю ось		переднюю ось	заднюю ось
Общего назначения
ИЖ-2715.01	2400	53,8	46,2	0,86	40,0	60,0	1,42
ЕрАЗ-762А	2700	-	-	0,78	45,0	55,0	1,23
ГАЗ-3307	3700	45,0	55,0	0,61	24,5	75,5	1,26
ЗиЛ-431410	3800	49,3	50,7	0,51	27,0	73,0	1,35
МАЗ-53371	3850	50,8	49,2	0,43	32,6	67,4	1,04
Повышенной проходимости
УАЗ-3303	2300	55,4	44,6	0,80	0,46	0,54	1,20
ГАЗ-66.11	3300	61,5	38,5	0,62	0,47	0,53	1,13

Как видно из этой таблицы, все грузовые автомобили в ненагруженном состоянии имеют коэффициент поворачиваемости меньше 1, т. е. недостаточную поворачиваемость, и, следовательно, стремление на поворотах сохранять прямолинейное направление движения. По этому показателю наиболее устойчивы, т. е. имеют наименьшую поворачиваемость, автомобили ЗиЛ-431410, МАЗ-53371. Все автомобили с полной нагрузкой имеют коэффициент поворачиваемости больше 1, т. е. излишнюю поворачиваемость. При этом наибольшая склонность к потере устойчивости движения из-за боковой эластичности шин у автомобиля малой грузоподъемности ИЖ-2715.01. Наилучшим по этому показателю является автомобиль МАЗ-53371.

Все современные отечественные грузовые автомобили имеют тормозные механизмы, обеспечивающие возможность экстренного затормаживания на достаточно коротких расстояниях. Величины тормозного пути и средних замедлений укладываются в установленные нормативные требования.

Так, например, длина тормозного пути наиболее распространенных автомобилей ГАЗ-3307 и ЗиЛ-431410 с полным грузом при торможении на горизонтальном участке дороги с ровным асфальтобетонным покрытием, находящимся в сухом состоянии, при начальной скорости 50 км/ч составляет соответственно 16,5 м и 18 м. Аналог автомобиля ГАЗ 3307 ФОРД Ф 600 имеет тормозной путь 16,5 м, Шевроле С-60 - 15,83 м.

Большое значение для безопасности движения имеет величина усилия, которую должен прикладывать водитель к тормозной педали. Оно должно быть сравнительно небольшим, доступным водителям любого физического развития и в то же время обеспечивать надежную работу тормозной системы. Гидровакуумный усилитель на автомобиле ГАЗ-53-12 позволяет резко сократить усилие на тормозной педали. Междуведомственные испытания автомобилей ЗиЛ-133ГЯ показали, что усилие на тормозной педали этих автомобилей в конце торможения составляет 450…500 Н, и соответствует нормам. Вместе с тем необходимо отметить, что испытываемые одновременно с ними автомобили зарубежного производства Дженерал Моторс-7500 и Форд Т850 имеют усилие на тормозной педали соответственно 220 Н и 350 Н. Поэтому, хотя отечественные автомобили и отвечают установленным нормам, при разработке тормозного привода новых моделей конструкторы должны стремиться к еще большему снижению усилия на тормозной педали.

На отечественных грузовых автомобилях устанавливается пневматический (ЗиЛ-431410, МАЗ-5336), гидравлический (ГАЗ-53-12, ГАЗ-3307) или комбинированный пневмогидравлический (Урал-4320.01) тормозной привод, которые хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации. Однако при эксплуатации в условиях горной местности более приемлем гидравлический или комбинированный привод.

В таблице 2.3 приведена полная масса грузовых автомобилей, приходящаяся на 1 см² суммарной площади всех тормозных накладок. Этот показатель характеризует в основном износостойкость и тепловую напряженность тормозных механизмов.

Из таблицы видно, что отечественные грузовые автомобили по указанному показателю в основном отвечают предъявляемым требованиям. Исключение составляет автомобиль МАЗ-53362, у которого масса, приходящаяся на 1 площади тормозных накладок, несколько превышает допустимые пределы. Сюда же относится и автомобиль АЗЛК-2335, к которому предъявляются такие же требования, как и к легковым автомобилям.

Таблица 2.3 Полная масса, приходящаяся на 1 см² площади тормозных накладок

Автомобили	Полная масса, кг	Площадь тормозных накладок, см2	Масса, приходящаяся на 1 см2 площади тормозных накладок, кг/ см2
ИЖ-2715.01	1615	768	2,10
АЗЛК-2335	1630	768	2,12
ГАЗ-3307	7850	2066	3,80
ЗиЛ-431410	10400	2968	3,50
МАЗ-53362	16380	4190	3,91

В последние годы в связи с ростом автомобильного парка, увеличением мощностей и быстроходности двигателей большое значение приобрела проблема шумности. В связи с этим подкомитетом по автомобильному транспорту ЕЭК ООН разработаны рекомендации по предельно допустимым уровням шума транспортных средств. В таблице 2.4 приведены предельные значения уровня шума для грузовых автомобилей отечественного производства, установленные по данным испытаний НИЦИАМТ, а также рекомендации ЕЭК ООН и нормы Англии, Германии, Польши и Чехии. Отечественные грузовые автомобили за некоторым исключением удовлетворяют указанным выше требованиям.

С оценкой шумности связана оценка радиопомех, которые создаются электрооборудованием автомобиля. В НИЦИАМТ проведена оценка некоторых отечественных и зарубежных автомобилей с целью установления создаваемого ими уровня радиопомех. Испытывались Урал-4320.01, ГАЗ-3307 и семейство автомобилей КамАЗ, а также Форд Ф-600, Форд Д-400 и Шевроле С-60. Результаты показали, что автомобиль Урал-4320.01 имеет сравнительно высокий уровень радиопомех. Так, например, испытания показали, что фактически в диапазоне частот от 50 до 150 Гц радиопомехи составляли от 30 до 400 мкВ. Уровни радиопомех ГАЗ-3307 и Форд ф-600 также превышают допустимые нормы. Соответствуют допустимым нормам и автомобили Форд Д-400 и Шевроле С-60.

НИЦИАМТ провел оценку токсичности дизельного двигателя ЯМЗ-740, устанавливаемого на автомобилях КамАЗ. Сравнение проводилось с дизельными двигателями Даймлер-Бенц ОМ-352, Катерпиллар-1150, Дейтц Ф6Л-912, Мерседес-Бенц ОМ-360 и Дейтц Ф6Л-413.

Результаты показали, что дизель ЯМЗ-740 на режиме максимального крутящего момента при n=1400 об/мин имеет максимальную дымность 56%, а при номинальной частоте вращения - 30%. Процент дымности устанавливается путем сравнения прозрачности газа с прозрачностью чистого воздуха.

Максималная дымность зарубежных дизелей соответственно равна: Даймлер-Бенц ОМ-352 - 78 и 64%,; Катерпиллар-1150 - 72 и 58%; Дейтц Ф6Л-912 - 58 и 42%; Мерседес-Бенц ОМ-360 - 60 и 56% и Дейтц Ф6Л-413 - 55 и 30%. Полученные результаты показывают, что дизель ЯМЗ-740 по дымности отработавших газов лучше зарубежных образцов, особенно при работе на номинальном режиме.

Концентрация окиси углерода в отработавших газах у всех дизелей невысокая. Наименьшее количество СО при n=1400 об/мин имеют дизели Дейтц Ф6Л-413 (0,02%) и Мерседес-Бенц ОМ-360 (0,02%), а при номинальной частоте вращения - ЯМЗ-740 (0,03%).

Невысокие значения дымности и окиси углерода говорят о высокой полноте сгорания в дизеле ЯМЗ-740.

Таблица 2.4 Предельные значения уровней шума отечественных и зарубежных грузовых автомобилей

С полной массой	Уровни шума, дБ А
	Отеч. выпуска до 2000 г.	Отеч. выпуска после 2000 г.	Нормы Англии	Нормы Германии	Нормы Польши	Нормы Чехии
До 3,5 т включительно	86…87	85	85	82*	85(88)**	85
От 3,5 т до 12 т включительно	89…90	89	88	88	86(88)	88
Свыше 12 т с мощностью двигателя до 150 кВт	89…91	89	90	90	86(88)	90
Свыше 12 т с мощностью двигателя свыше 150 кВт	92…93	92	90	90	88(90)	90

* Полной массой до 2,5 т включительно.

** В скобках даны значения для дизельных двигателей.

Максимальная концентрация окислов азота на режимах n_max и n_ном достигает у дизеля ЯМЗ-740 4…5 мг/л. Повышенное количество окислов азота имеет также дизель Дейтц Ф6Л-912. У остальных двигателей максимальная концентрация не превышает 3,0…3,5 мг/л. В связи с тем, что в настоящее время законодательным путем ограничивается выброс токсичных веществ с отработавшими газами, необходимо вести изыскание путей дальнейшего снижения токсичности отработавших газов отечественных автомобильных двигателей, в первую очередь окислов азота.

Обзорность с места водителя из кабин грузовых автомобилей характеризуется данными, приведенными в таблице 2.5

Таблица 2.5 Обзорность с места водителя на грузовых автомобилях

Автомобили	Длина не обозреваемой зоны, м	Левая граница не обозреваемой зоны, м
УАЗ-3303	3,6	1,0
ГАЗ-3307	5,3	1,0
ЗиЛ-431410	7,2	1,8
КамАЗ-5320	6,4	-
МАЗ-53362	6,7	0,61
КрАЗ-258Б1	10,0	-

Параметры обзорности подавляющего большинства отечественных грузовых автомобилей удовлетворяют требованиям стандартов. Исключение составляют автомобили Урал 4320.01 и КрАЗ-258Б1, длина не обозреваемой зоны которых превышает допустимые пределы. Несколько недостаточна обзорность у автомобилей КамАЗ. Хотя в целом обзорность через лобовое стекло можно признать удовлетворительной. Обзорность через зеркала заднего вида соответствует требованиям ЕЭК ООН, за исключением величины угла обзорности в горизонтальной плоскости правого зеркала (5° вместо требуемого 11°). В дальнейшем на автомобилях КамАЗ предусматривается установка сферических зеркал, которые имеют величину угла обзорности более 11°.

3. Расчет характеристик устойчивости автомобилей «Волга» и КамАЗ

Исходными данными для расчета характеристик устойчивости автомобиля являются:

1. Размерные параметры автомобиля ГАЗ-31105 «Волга» [1]:

а) наибольшая ширина В_а = 1,846 м;

б) наибольшая высота Н_а = 1,476 м;

в) база автомобиля L = 2,8 м;

г) площадь лобового сопротивления может быть приближенно определена по выражению [2]

А_В = б_В•На•Ва = 0,78•1,476•1,846 = 2,125 м²;

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

. Снаряженная и полная масса автомобиля [1]:

а) снаряженная масса m₀ = 1470 кг; m₀₁ = 780 кг; m₀₂ = 690 кг.

б) полная масса m_а=1870 кг;

в том числе на переднюю ось m_а1 = 890 кг;

в том числе на заднюю ось m_а2 = 980 кг.

.Координаты центра тяжести [3]:

а) высота центра тяжести h_ц = 0,595 м;

б) расстояние от центра тяжести:

до передней оси автомобиля

а = L• m_а2 /m_а = 2,8•980 /1870 = 1,467 м;

до задней оси автомобиля

в = L - а = 2,8 - 1,467 = 1,333 м.

. Коэффициент полезного действия трансмиссии з_Т = 0,8…0,92 [2].

Принимаем з_Т = 0,92.

. Коэффициент сопротивления воздуха для легковых автомобилей [2] К_В=0,15…0,35 Н*с²/м⁴. Принимаем К_В = 0,2 Н•с²/м⁴.

. Статический радиус колеса. Для шин размеров 205/70R14 статический радиус колеса [1] r = 0,295 м.

. Максимальная мощность двигателя N_еmax=77,2 кВт при 4750 об/мин.

. Максимальный крутящий момент двигателя

М_еmax=182 Н•м при 2500-3000 об/мин.

Скорость, максимально допустимая при прямолинейном движении автомобиля, без пробуксовки ведущих колес

  (3.1)

Результаты расчета по формуле (3.1) оформляем в виде таблицы 3.1 и рисунка 3.1.

Как видим из таблицы 3.1 и рисунка 3.1 скорость V_бук при коэффициенте сцепления ц_х=0,13 равна нулю, т.е. на дороге с ц_х=0,13 автомобиль полностью пробуксовывает независимо от скорости движения. Начиная с этой точки происходит вначале (до ц_х=0,2) интенсивное возрастание скорости V_бук до 38,45…42,24 м/с, затем возрастание скорости V_бук в зависимости от ц_х постепенно переходит в линейную функцию. В зависимости от весовой нагрузки или числа пассажиров в салоне автомобиля ГАЗ-31105 (при одном водителе весовая нагрузка составляет 20%) диапазон изменения V_бук возрастает при ц_х= 0,2 от 38,453 до 42,237 м/с, т.е. равен 3,784 м/с; при повышении весовой нагрузке от 20% до 100% и при ц_х =0,3 V_бук возрастает от 61,152 до 67,159 м/с, т.е. ДV_бук = 6,007 м/с. Таким образом при увеличении весовой нагрузки с 15205,5 Н (Н=20%) до 18344,7 Н (Н=100%), когда ДG=3139,2 Н, G_ср=16755,5 Н, а ДG/ G_ср=0,1871 наблюдается относительное увеличение V_бук (таблица 3.2), равное ДV_бук/V_бук.ср.= 0,0937.

Таблица 3.1 Максимально допустимая скорость без пробуксовки ведущих колес при прямолинейном движении автомобиля ГАЗ-31105

цх	0,2	0,3	0,4	0,5	0,14	0,15	0,8
Н=100%	42,237	67,169	86,41	103,337	1156,77	122,3	149,136
Н=80%	41,323	65,716	84,541	101,103	1153,38	121,818	145,912
Н=60%	40,389	64,231	82,63	98,818	1149,91	121,325	142,614
Н=40%	39,433	62,71	80,674	96,478	1146,36	120,82	139,238
Н=20%	38,453	61,152	78,67	94,081	1142,73	120,302	135,778

Рисунок 3.1 Зависимость V_бук от коэффициента сцепления ц при различной весовой нагрузке Н% автомобиля ГАЗ-31105: 1-100; 2-80; 3-60; 4-40; 5-20

Следовательно относительное увеличение V_бук равно половине соответствующего относительного увеличения весовой нагрузки:

Таблица 3.2 Абсолютные и относительные показатели увеличения скорости V_бук в зависимости от коэффициента ц_х.

цх	Vбук.min (Н=20%)	Vбук.max (Н=100%)	Vбук.ср	ДVбук	ДVбук/Vбук.ср
0,14	14,237	15,677	14,97	1,404
0,15	20,302	22,3	21,301	1,998	0,0938
0,2	38,453	42,237	40,375	3,784	0,0937
0,3	61,152	67,169	64,155	6,007	0,0936

практически во всем возможном диапазоне изменения V_бук.

Исходными данными для расчета характеристик устойчивости автомобиля КамАЗ являются:

1.      Размерные параметры автомобиля КамАЗ-5320 [1]:

а) наибольшая ширина В_а = 2,5 м;

б) наибольшая высота Н_а=3,65 м;

в) база автомобиля

L = 3,19 + 0,66 = 3,85;

г) площадь лобового сопротивления может быть приближенно определена по выражению [2]:

А_В = б_В•Н_а•В_а = 0,824•3,65•2,5=7,52 м²,

Где б_В - коэффициент заполнения площади, для грузовых автомобилей б_В = 0,75…0,9 (большие значения принимаются для более тяжелых автомобилей). Принимаем б_В= =0,88.

. Снаряженная и полная массы автомобиля [1]:

а) снаряженная масса m₀ = 7080 кг;

в том числе на переднюю ось m₀₁=3320 кг;

в том числе на заднюю ось m₀₂=3760 кг;

б) полная масса m_a=15305 кг;

в том числе на переднюю ось m_a1=4375 кг;

в том числе на тележку m_a2=10930 кг.

3.  Координаты центра тяжести [3]

h_ц = 1,278 м;

4.  Коэффициент полезного действия трансмиссии з_т = 0,8…0,92 [2];

принимаем з_т = 0,913 [3].

5.  Коэффициент сопротивления воздуха К_В = 0,55 Н•с²/м⁴.

6.      Статический радиус колеса для шин размером 260-508 Р [1] r=0,476м.

7.  Максимальная мощность двигателя

N_{е max}=154,4 кВт при 2600 об/мин.

8.  Максимальный крутящий момент двигателя

M_{е max}=637,4 Н•м при 1400…1700 об/мин.

Скорость максимально допустимая при прямолинейном движении автомобиля, без пробуксовки ведущих колес

 .  (3.2)

Результаты расчета по формуле (3.2) оформляем в виде таблицы 3.3 и рисунка 3.2.

Рисунок 3.2. Зависимость V_бук от коэффициента сцепления ц_х при различной весовой нагрузке Н% автомобиля КамАЗ-5320: 1-100;2-80;3-60;4-40;5-20

Из рисунка 3.2 видно, что скорость V_бук становится равным нулю при коэффициенте ц_х= = 0,0598, т.е. на дороге с ц_х = 0,0598 автомобиль КамАЗ-5320 полностью пробуксовывает независимо от скорости движения. Начиная с этой точки до ц_х = 0,16 происходит интенсивное возрастание V_бук до 36,2…52,2 м/с.

Затем возрастание V_бук в зависимости от ц_х постепенно так же, как и в предыдущем случае, переходит в линейную функцию.

Таким образом, при увеличении весовой нагрузки с 16945,48 (Н = 0) до 150142,05 Н (Н=100%), когда ДG = 80687,25, G_ср = 109798,4 Н, а ДG/G_ср=0,735, наблюдается относительное увеличение V_бук (таблица 3.4), равное ДV_бук/V_бук.ср = 0,381.

Таблица 3.3 Максимально допустимая скорость без пробуксовки ведущих колес при прямолинейном движении автомобиля КамАЗ-5320

цх	0,07	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,8	0,06
Н=100%	16,595	32,993	62,414	82,828	99,987	115,42	156,851	2,685
Н=75%	15,44	30,696	58,07	77,064	93,029	107,387	145,935	2,498
Н=50%	14,191	28,214	53,374	70,831	85,505	98,702	134,133	2,296
Н=25%	12,822	25,491	48,222	63,995	77,253	89,176	121,187	2,075
Н=0	11,287	22,44	42,45	56,335	68,006	78,502	106,681	1,826

Следовательно, относительное увеличение V_бук равно 0,518 от соответствующего увеличения весовой нагрузки

    (3.3)

практически во всем возможном диапазоне изменения V_бук.

Таблица 3.4 Абсолютные и относительные показатели увеличения скорости V_бук в зависимости от ц_х для автомобиля КамАЗ-5320

цх	Vбукmin (Н=0%)	Vбукmax (Н=100%)	Vбук.ср	ДVбук	ДVбук/ Vбук.ср
0,06	1,826	2,685	2,2555	0,895	0,381
0,07	11,287	16,595	13,941	5,308	0,381
0,1	22,44	32,993	27,7165	10,553	0,381
0,2	42,45	62,414	52,432	19,964	0,381
0,3	56,335	82,828	69,5815	26,493	0,381

Обобщая результаты расчетов показателей курсовой устойчивости для автомобиля ГАЗ-31105 и КамАЗ-5320 можем заключить, что относительное увеличение скорости V_бук равно 0,5…0,52 от соответствующего относительного повышения весовой нагрузки практически во всем возможном диапазоне изменения V_бук.

Оценка поперечной устойчивости автомобиля. Максимальная допустимая (критическая) скорость, с которой можно вести автомобиль без поперечного скольжения

    (3.4)

где R - радиус поворота середины заднего моста автомобиля, м;

ц_х - коэффициент поперечного сцепления, принимаем равным 0,5;

в - поперечный уклон дороги, принимаем в=10⁰.

При движении по горизонтальной дороге

tgV_ск=    (3.5)

Результаты расчетов для автомобилей ГАЗ-31105 и КамАЗ-5320 приводим в таблице 3.5 и оформляем рисунком 3.3.

Таблица 3.5 Максимально допустимая скорость автомобиля без поперечного скольжения

R, м	в, град	50	100	150	200	250	500
Vск, м/с	5	14,532	20,552	25,17	29,064	32495	45,955
Vск, м/с	10	13,144	18,589	22,766	26,288	29,391	41,566
Vск, м/с	15	11,362	16,068	19,68	22,724	25,406	35,93
Vск, м/с	20	8,88	12,558	15,38	17,759	19,859	28,08
Vск, м/с	25	4,515	6,385	7,82	9,03	10,095	14,277
Vск, м/с	0	15,66	22,147	27,152	31,321	35,018	49,523

Как видим из рисунка 3.3, максимально допустимая (критическая) скорость V_ск, с которой можно вести автомобиль без поперечного скольжения при различных углах в поперечного уклона дороги изменяется по параболам половинного порядка, проходящим через начало координат, причем с увеличением угла в значения V_ск снижается все в большей степени. Так для радиуса поворота R=500 м V_ск при в = 0 составляет 49,5 м/с, а при в=10⁰ - 41,6 м/с, при в = 20⁰ - 28,1 м/с.

Максимальный (критический) угол косогора дороги, по которому автомобиль может двигаться без поперечного скольжения

   (3.6)

При движении по прямолинейному участку дороги

    (3.7)

Результаты расчета по формуле (3.6) оформляем в виде таблицы 3.6 и рисунка 3.4.

Таблица 3.6 Критический угол косогора в_ск без поперечного скольжения

R	V, м/с	5	10	15	20	25	30
500	вск	26016`	25024`	23054`	21054`	19018`	16010`
400	вск	26067	25006`	23017`	20045`	17031`	13039`
300	вск	26005`	24037`	22012`	18049`	14035`	9034`
200	вск	25050`	23039`	20001`	15003`	8053`	1055`
100	вск	25006`	20045`	13039`	4023`	-5056`	-15058`

Как видно из рисунка 3.4 критический угол косогора в_ск уменьшается с увеличением скорости движения автомобиля, особенно с уменьшением радиуса поворота автомобиля. Так при радиусе поворота R = 100 м и скорости движения V = 22,8 м/с критический угол косогора становится равным нулю, т.е. автомобиль теряет устойчивость движения даже по горизонтальной дороге.

Рисунок 3.3 Зависимость V_ск и V`_ск от радиуса поворота R при различном поперечном уклоне дороги в

Рисунок 3.4. Зависимость критического угла косогора в_ск от скорости автомобиля V при различных радиусах поворота R

Максимально возможная (критическая) скорость, с которой можно вести автомобиль без угрозы опрокидывания:

,  (3.8)

где В - ширина колеи автомобиля, м.

При движению по горизонтальному участку (в = 0)

.  (3.9)

Результаты расчетов по формулам (3.8) и (3.9) отражаем в таблице 3.7 и на рисунке 3.5.

Как видим из рисунка 3.5, автомобиль ГАЗ-31105 обладает лучшей устойчивостью против опрокидывания по сравнению с автомобилем КамАЗ-5320, критическая скорость автомобиля ГАЗ-31105 без опрокидывания в 1,25 раза выше, чем у автомобиля КамАЗ-5320.

Таблица 3.7 Критическая скорость автомобиля без опрокидывания V_опр, м/с

Автомобиль	Rм	50	100	150	200	250	500
ГАЗ-31105	в = 100	21,233	30,027	36,776	42,465	47,477	67,143
	в = 00	24,732	34,977	42,837	49,464	55,303	78,21
КамАЗ-5320	в = 100	16,382	23,026	28,201	32,564	36,407	51,488
	в = 00	19,713	27,878	34,143	39,426	44,079	62,338

Рисунок 3.5. Зависимость скорости V_опр от радиуса поворота R

Критический угол косогора, по которому автомобиль может двигаться без опрокидывания

 . (3.10)

При движении по прямолинейному участку (R=∞)

 .    (3.11)

При движении по прямолинейному участку

Результаты расчетов по формуле (3.10) оформляем таблицей 3.8 и рисунком 3.6.

Рисунок 3.6 Зависимость в_опр от скорости автомобиля при различных радиусах поворота

Коэффициент поперечной устойчивости автомобиля ГАЗ-31105

з_поп= В/2h_ц = 1,484/(2*0,595) = 1,247.

Таблица 3.8 Критический угол косогора по условиям опрокидывания в_опр

R	V	5	10	15	20	25	30
100	вопр.	50002`	45021`	38021`	29006`	19046`
200	вопр.	50033`	48021`	44024`	39045`	33036`	26038`
500	вопр.	50059`	50007`	48039`	46037`	44001`	40053`

По сравнению с автомобилем ГАЗ-24 (з_поп = 1,16) коэффициент поперечной устойчивости автомобиля ГАЗ-31105 выше, но ниже, чем у автомобиля ГАЗ-14 с з_поп=1,39.

У автомобиля КамАЗ-5320

з_поп= В/2h_ц = 2,025/(2*1,278)=0,792.

Это ниже, чем у автомобиля УАЗ-451ДМ (з_поп = 0,82), но выше, чем у автомобиля ЗИЛ-130 (з_поп= 0,74).

Как видим из рисунка 3.6 критический угол косогора по условию опрокидывания у автомобиля ГАЗ-31105 с увеличением скости движения до 30 м/с падает с 50⁰02` (V=5м/с) до 8<sup>0</sup>44` при радиусе поворота R = 100м. С увеличением радиуса поворота до 500 м уменьшение в_опр наблюдается от значения 50⁰59^ґ до значения 40⁰53^ґ (V=30м/с). Следовательно увеличение радиусов поворота до 500 м благотворно сказывается на устойчивости автомобиля ГАЗ-31105 против опрокидывания и скольжения.

Это видно также из предыдущих графиков (рисунки 3.3, 3.4, 3.5).

Оценка продольной устойчивости автомобиля. Максимальный угол подъема, при котором возможно равномерное движение автомобиля без буксования ведущих колес

 .   (3.12)

Результаты расчета по формуле (3.12) оформляем в виде таблицы 3.9 и рисунка 3.7.

Как видно из рисунка 3.8 критический угол подъема для равномерного движения автомобиля КамАЗ-5320 без буксования в 1,42 раза превосходит б_бук для автомобиля ГАЗ-31105.

Таблица 3.9 Критический угол подъема для равномерного движения автомобиля без буксования

Автомобиль	ц	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
ГАЗ-31105	ббук	3004ґ	6015ґ	9032ґ	12054ґ	40053ґ	19049ґ
		3,066ґ	6,25	9,533	12,9	40053ґ	19,817
КамАЗ-5320	ббук	4013ґ	8042ґ	13023ґ	18014ґ	240081ґ	28009ґ
		4,217	8,7	13,383	18,233	24,133	28,15

Рисунок 3.7 Зависимость б_бук от коэффициента сцепления для автомобилей: 1-ГАЗ-31105; 2-КаМАЗ-5320

Выводы:

. Рассмотрение измерителей и показателей устойчивости автомобиля, теоретических основ курсовой и поперечной устойчивости автомобиля, устойчивости переднего и заднего мостов, продольной устойчивости автомобиля создала необходимые предпосылки для оценки устойчивости существующих моделей автомобилей.

. Выполненная оценка курсовой устойчивости автомобилей ГАЗ-31105 и КамАЗ-5320 выявила взаимосвязь относительного увеличения скорости V_бук без пробуксовки ведущих колес при прямолинейном движении автомобиля с соответствующим относительным увеличением весовой нагрузки в соотношении 1:0,5…0,52 практически во всем возможном диапазоне изменения V_бук.

. Оценка поперечной устойчивости автомобиля по критическим скорости и углу косогора без поперечного скольжения, критическим скорости и углу косогора по условиям опрокидывания выявила следующий характер изменения этих показателей в зависимости от радиуса поворота при различных углах поперечного уклона дороги, приведенный в виде графических зависимостей. Установлено, что с увеличением радиуса поворота автомобиля до 500м уменьшение критического угла косогора в при одновременном повышении скорости автомобиля до 30м/с, происходит лишь в 1,25 раза у автомобиля ГАЗ-31105. Критическая скорость автомобиля ГАЗ-31105 против опрокидывания в 1,25 раз выше, чем у автомобиля КамАЗ-5320.

. Все вышеприведенные зависимости показывают благоприятное влияние на устойчивость против опрокидывания и скольжения автомобиля ГАЗ-31105 и КамАЗ-5320 увеличения радиусов поворота до 500 м.

. Если же дорожные условия не позволяют обеспечивать минимальный радиус поворота 500м, в тех местах установление минимального радиуса поворота в 200 м позволит обеспечить достаточную устойчивость автомобиля против опрокидывания и скольжения при определенном допустимом ограничении максимальной скорости движения в зависимости от дорожных условий.

. Установлено, что оценку поперечной устойчивости автомобилей можно выполнять по значению коэффициента поперечной устойчивости, которое для автомобиля ГАЗ-31105 составляет 1,247, а для автомобиля КамАЗ-5320 - 0,82.

. Оценка продольной устойчивости по максимальному углу подъема, при котором возможно равномерное движение автомобиля без буксования ведущих колес, выявила, что критический угол подъема для равномерного движения автомобиля КамАЗ-5320 без буксования в 1,42 раза превосходит такой же показатель для автомобиля ГАЗ-31105.

4. Шумовое загрязнение

.1 Оценка шумового загрязнения

Шум признается загрязнителем природной среды гораздо реже, нежели выбросы в атмосферный воздух. Вместе с тем исследования, проведенные в самых разных странах мира, показывают, что шум, вызванный движением транспорта, признается населением одним из основных источников дискомфорта.

При оценке социальных эффектов шума от наземного транспорта в расчет следует принимать снижение производительности труда, ущерб для здоровья, влияние на цену собственности, психологический дискомфорт и тому подобные косвенные эффекты. Общая социальная оценка шума, например, в странах Евросоюза близка к 0,1 % валового внутреннего продукта. Основную роль в шумовом загрязнении окружающей среды играет автомобильный транспорт - 64 %, на авиацию приходится 26 % и на железные дороги - 10 %.

4.2 Нормирование шума в развитых странах мира

Подобно нормативам, касающимся выбросов вредных веществ в атмосферу, нормативы по шуму постоянно пересматриваются с тем, чтобы снижать негативное воздействие на окружающую среду. В качестве примера в таблице 4.1 показаны нормативы по шуму, действовавшие в Японии.

Таблица 4.1 Нормы шума от АТС в Японии, дБА

Классификация автомобиля	1982 г.	1998 г.
Грузовые и автобусы с полной массой до 3,5 т	81	78
Грузовые и автобусы с полной массой более 3,5 т	86	83
Легковые автомобили	78	78

В таблице 4.1 представлены предыдущие и действующие в настоящее время нормативы по шуму АТС для стран Евросоюза. Эти нормативы регламентированы Правилами ЕЭК ООН № 51 и Директивой 70/157/ЕЕС.

4.3 Нормативы бывшего СССР и этапы нормирования шумовых параметров автомобилей в РК

Уровень внешнего шума автомобиля регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 27436 (СТ СЭВ 4864) «Внешний шум автотранспортных средств.

Таблица 4.2 Ограничения по шуму для европейских автомобилей, дБА

Категория автотранспортного средства	До 1989 г.	До 1996 г.	С 1996 г.
М1:	78	78	74
М2: Ne < 150 кВт	80	78	78
Ne ≥ 150 кВт	83	80	80
М2, N1: Mp ≤ 2 т	78	76	76
2 т < Mp ≤ 3,5 т	79	77	77
N2, N3: Ne < 75 кВт	81	77	77
75 кВт ≤ Ne < 150 кВт	83	78	78
150 кВт ≤ Ne	84	80	80

Допустимые уровни и методы измерения». По данному стандарту предусматривается оценка шумовых характеристик автотранспортного средства, как при движении, так и на неподвижно стоящем автомобиле. Последний случай предназначен для оценки шума автомобиля, находящегося в эксплуатации, и при этом уровень шума не регламентируется.

Нормативы шумовых характеристик автомобилей, выпускаемых в бывшем СССР с 1 января 1989 г. не должны превышать значений, приведенных в таблице 4.3.

Как видно, нормативы бывшего СССР по шуму соответствуют мировым стандартам конца 80-х - начала 90-х гг., что аналогично случаю выбросов вредных веществ в атмосферу с отработавшими газами двигателей автомобилей. Такое совпадение не является случайным - после распада СССР и глубокого экономического кризиса, охватившего все постсоветские государства, работы по совершенствованию автотранспортной техники, а следовательно, и нормированию ее технических характеристик не велись

Нормирование шумовых параметров автомобилей в Республике Казахстан следует проводить в два этапа, Основанием для этого служит тот факт, что АТС с низким уровнем шума - это, как правило, современные и дорогостоящие автомобили. На период введения и отработки нормирования шумовых параметров автомобилей (3,,,5 лет) достаточно ограничиться требованиями ГОСТ 27436 (СТ СЭВ 4864-84). На более позднем этапе нормативы должны быть, конечно же, приведены в соответствие с действующими международными стандартами.

Таблица 4.3 - Допустимые уровни шума базовых моделей автомобилей и их модификаций по ГОСТ 27436

Тип автомобиля	Уровень шума, дБА
Легковые и пассажирские автомобили	77
Автобусы полной массой более 3,5 т с двигателем мощностью, кВт:
менее 150	80
150 и более	83
Автобусы и грузовые автомобили с полной массой, т:
не более 2	78
более2, но не более 3,5	79
Грузовые автомобили полной массой более 3,5 т с двигателем мощностью, кВт:
менее75 кВт	81
75 и более, но не менее 150	83
150 и более	84

5. Экономическое обоснование обхода сельского населенного пункта Красный Кут

Одной из главных причин задержек, снижения скорости и ДТП является перенасыщение магистралей транспортными и пешеходными потоками. Принцип снижения загрузки дорог предполагает выполнение мер, которые позволяют снизить интенсивность движения до пределов, обеспечивающих повышение скорости и безопасности движения, что особенно важно в пиковые периоды.

Сократить загрузку данной магистрали как транспортным, так и пешеходным движением можно рассредоточиванием потоков, или ликвидацией соответствующих источников генерации и притяжения пассажиро- и грузопотоков. Рассредоточивание потоков можно осуществлять в пространстве и во времени [21].

Рассредоточивание в пространстве достигается использованием (устройством) дополнительных полос для движения или дублирующих путей для пропуска данного потока, например, использованием параллельной улицы, которая ранее не имела соответствующего технического состояния и не использовалась, или устройством обходной дороги для населенного пункта и исключения, таким образом, движения транспортного потока через него.

Подобного рода мероприятия не могут быть самостоятельно выполнены службой организации движения и требуют участия соответствующих административных органов и хозяйственных организаций. Однако роль специалистов по организации движения здесь заключается в подготовке объективных материалов на базе исследований движения, обосновывающих необходимость таких решений.

При внедрении мероприятий по организации движения (изменение схем) необходимо обеспечить широкую информацию участников движения, желательно предварительную по времени и расстоянию, что необходимо для сокращения или полной ликвидации периода привыкания участников движения к измененным условиям. Информация предварительная по времени осуществляется публикацией в печати, оповещением по радио, телевидению, с помощью специальных листовок, распространяемых на автотранспортных предприятиях и гаражах. Информация предварительная по расстоянию подразумевает установку транспарантов, маршрутных схем и других средств на достаточном удалении от места необходимого исполнения, чтобы не создавать необходимость в экстренных действиях водителей и пешеходов, которые, как правило, опаснее, чем заранее предусмотренные.

Район пос. Красный Кут находится в Карагандинской области, расположенной в IV климатической зоне - зоне степей с умеренным увлажнением грунтов. Лето жаркое, зимы умеренно холодные со среднесуточной температурой наиболее холодного месяца февраля - 14,5°С. Отрицательные температуры воздуха бывают с 25 октября до 7 апреля, и расчетная длительность периода отрицательных температур Т_з=162 сут.

В районе пос. Красный Кут частые снегопады и метели приводят к образованию заторов из-за снежных заносов, когда движение транспортных средств по автомобильной дороге М36 К-22 Ектеринбург - Алматы, проходящее через этот поселок прерывается порой на 2…3 суток или даже на неделю до принятия чрезвычайных мер по ликвидации последствий снежных заносов.

Таким образом, строительство обходной автомобильной дороги вокруг пос. Красный Кут становится особенно актуальным.

Определим экономическую эффективность устройства обхода сельского населенного пункта Красный Кут.

Предполагаемый вариант обхода пос. Красный Кут на участке дороги республиканского значения приводит к увеличению протяжения участка дороги на 80 м и одновременно предусматривает снегозащитные мероприятия, которые здесь облегчаются благодаря прохождению обходного участка вне строений населенного пункта и имеющему возвышение дорожного полотна на 2 м (рисунок 5.1).

Интенсивность N₁ движения в год ввода в эксплуатацию обхода (2009 г.) составит 2450 авт/сут, ежегодный прирост интенсивности движения равен 7%. Состава движения: 40% - грузовые автомобили, 41% - легковые автомобили (из них 20% - автомобили личного пользования), 19% - автобусы. Количество автомобилей по маркам и типам в потоке на год ввода в эксплуатацию:

ГАЗ-3307 40% 980

ГАЗ-31105 21% 515

ПАЗ-672 19% 465

У80% У1960

Индивидуальные автомобили 20% 490

У100% 2450

Расчетная интенсивность движения на 20-й год эксплуатации обхода по формуле сложных процентов N_t = N₁(1+ q)^t составит 8860 авт/сут. Обход построен по нормам для дорог II технической категории. Протяженность обхода равна 1,96 км. Протяженность реконструируемого участка в населенном пункте составляет 1,0 км, длина участков подхода к населенному пункту в пределах реконструируемого участка равна 0,88 км.

Капиталовложения в обходной участок с учетом использования земель составили 57,3 млн. тенге.

Для устройства обхода средняя скорость движения автомобилей в населенном пункте составляла 40 км/ч, на подходах к населенному пункту 60 км/ч. После устройства обхода средняя скорость движения автомобилей на участке составит 60 км/ч.

Решение. Расчет заключается в определении текущих затрат при сохранении существующих до реконструкции дорожных условий за расчетный период и затрат за тот же период после реконструкции с последующей оценкой эффективности устройства обхода.

. Определяем текущие автотранспортные затраты.

Текущие автотранспортные затраты определяем отдельно для участка, проходящего по населенному пункту, для суммарного протяжения участков подходов к населенному пункту и для обходного участка. Автотранспортные текущие затраты индивидуальных автомобилей при расчетах не учитываются.

Ежегодные текущие автотранспортные затраты определяются по формуле

С_тр=0,365ЧС_АТЧN_t ЧL, тыс. тенге

где С_АТ - средневзвешенная расчетная автотранспортная составляющая текущих затрат на 1 авт-км (см. таблицу 1.2 [22]) для соответствующей скорости движения, тенге/1 авт-км;

L - длина участка, км;

N_t - среднегодовая суточная интенсивность движения в t-м году, авт/сут.

Для участка, проходящего по населенному пункту при средней скорости движения 40 км/ч, средневзвешенная автотранспортная составляющая текущих затрат

С_АТ=(980Ч9,98+515Ч6,27+465Ч10,76)/1960=9,19 тенге/авт-км,

Ежегодные текущие автотранспортные затраты для участка дороги в населенном пункте записываем в таблицу 5.1. Ежегодные автотранспортные затраты приводятся к исходному году и суммируются.

Таблица 5.1 Приведенные ежегодные автотранспортные затраты для участка дороги в населенном пункте

Год эксплуатации дорог, t	Расчетная интенсивность движения, Nt, авт/сут	Средние ежегодные затраты, Стр, тыс. тенге	1/(1+Е)t	Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1	1960	6574,5	0,926	6088
2	2097,2	7034,7	0,857	6028,8
3	2244	7524,2	0,794	5976,6
4	2401,1	8054,1	0,735	5919,8
5	2569,2	8618	0,681	5868,9
6	2749	9221,1	0,63	5809,3
7	2941,4	9866,5	0,583	5752,2
8	3147,3	1057,1	0,54	5700,9
9	3367,6	11296,1	0,5	5648,1
10	3603,4	12087,1	0,463	5596,3
11	3855,6	12933	0,429	5548,3
12	4125,5	13838,4	0,397	5493,8
13	4414,3	14807,1	0,368	5449
14	4723,3	15843,6	0,34	5386,8
15	5053,9	16952,5	0,315	5340,1
16	5407,7	18139,3	0,292	5296,7
17	5786,2	19408,9	0,27	5240,4
18	6191,3	20767,8	0,25	5191,9
19	6624,7	22221,6	0,232	5155,4
20	7088,4	23777	0,215	5112
Итого				111603,3

Таким образом, приведенные автотранспортные затраты на участке дороги в пределах населенного пункта составляют 111603,3 тыс. тенге.

Для участков подходов к населенному пункту и обходного участка, где средние скорости движения автомобилей составляют 60 м/ч, а процентное соотношение автомобилей по типам то же, средневзвешенная автотранспортная составляющая

С_АТ=(980Ч10,38+515Ч5,44+465Ч11)/1960=9,229 тенге/авт-км,

L=0,88 км.

Расчеты, проведенные аналогично предыдущим, показали, что расходы на подходах к населенному пункту за период службы дороги (20 лет) составят 98627,6 тыс. тенге (таблица 5.2).

Текущие суммарные автотранспортные затраты на всем обойденном участке, если бы остались существующие условия движения, составляют: 111603,3+98627,6=210230,9 тыс. тенге.

Таблица 5.2 Приведенные ежегодные автотранспортные затраты для участков подходов к населенному пункту

Год эксплуатации дорог, t	Расчетная интенсивность движения, Nt, авт/сут	Средние ежегодные затраты, Стр, тыс. тенге	1/(1+Е)t	Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1	1960	5810,1	0,926	5380,2
2	2097,2	6218,8	0,857	5327,8
3	2244	6652	0,794	5281,7
4	2401,1	7117,7	0,735	5231,5
5	2569,2	7616	0,681	5185,5
6	2749	8149	0,63	5133,9
7	2941,4	8719,4	0,583	5083,4
8	3147,3	9329,7	0,54	5038
9	3367,6	0,5	4491,4
10	3603,4	10681,8	0,463	4945,7
11	3855,6	11429,4	0,429	4903,2
12	4125,5	12229,4	0,397	4855,1
13	4414,3	13085,6	0,368	4815,5
14	4723,3	14001,5	0,34	4760,5
15	5053,9	14981,6	0,315	4719,2
16	5407,7	16030,3	0,292	4680,9
17	5786,2	17152,3	0,27	4631,1
18	6191,3	18353,2	0,25	4588,3
19	6624,7	19638	0,232	4556
20	7088,4	21012,5	0,215	4517,7
Итого				98627,6

Для обходного участка протяжением 1,96 км приведенные текущие автотранспортные затраты составляют 219670,8 тыс. тенге (таблица 5.3).

Таблица 5.3 Приведенные ежегодные автотранспортные расходы для обходного участка протяженностью 1,96 км

Год эксплуатации дорог, t	Расчетная интенсивность движения, Nt, авт/сут	Средние ежегодные затраты, Стр, тыс. тенге	1/(1+Е)t	Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1	1960	12940,8	0,926	11983,1
2	2097,2	13846,6	0,857	11866,5
3	2244	12940,8	0,794	11763,8
4	2401,1	13846,6	0,735	11652
5	2569,2	14815,8	0,681	11551,8
6	2749	15853,1	0,63	114334,5
7	2941,4	16963	0,583	11332,1
8	3147,3	18150	0,54	11221,1
9	3367,6	19420,4	0,5	11177,2
10	3603,4	20779,8	0,463	11015,2
11	3855,6	22234,3	0,429	10920,8
12	4125,5	23791,2	0,397	10813,6
13	4414,3	25456,3	0,368	10725,4
14	4723,3	27238,3	0,34	10603
15	5053,9	29145,1	0,315	10510,9
16	5407,7	31185,2	0,292	10425,6
17	5786,2	33368	0,27	10314,8
18	6191,3	35703,9	0,25	10219,4
19	6624,7	38203	0,232	10147,5
20	7088,4	40877,6	0,215	10662,1
Итого				219670,9

Таким образом, автотранспортные текущие затраты на обходном участке на 9439,8 тыс. тенге больше, чем при сохранении существующих условий.

. Определяем текущие затраты, связанные с потерями времени пассажиров в пути.

Народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров, определяем на основе времени проезда на каждом из выделенных участков.

В расчетах учитывают и индивидуальные автомобили. Составляет 3 чел., автобусов ПАЗ-672 23 чел.

Среднее время проезда t_ср участка дороги одним пассажиром подсчитывается как L/v (в ч).

С учетом числа автомобилей и автобусов, а также их заполнения среднее число пассажиров в сутки (N_пасс) п каждому из участков

N_пасс=515Ч3+465Ч23+490Ч3=13710 пасс./сут.

Учитывая, что мы приняли постоянное ежегодное увеличение числа автомобилей, равное 7%, предположим таким же и ежегодный прирост числа пассажиров. Стоимость 1 пасс.-ч принимаем равной 30 тенге.

Годовые народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров в тыс. тенге

С_пасс=0,365Ч30Ч N_пассЧt_ср.

Расчет народнохозяйственных затрат, связанные с нахождением в пути пассажиров на участке дороги в населенном пункте, приведен в таблице 5.4. Среднее время проезда участка одним пассажиром

t_ср=1,0/40=0,025 ч.

Как видно из таблицы 5.4, суммарные приведенные затраты, связанные с потерями в пути, в населенном пункте составят 63709,4 тыс. тенге.

t_ср2=0,88/60=0,084667 ч.

t_ср3=1,19/60=0,032677 ч.

Таблица 5.4 Приведенные народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров в населенном пункте

Год эксплуатации дорог, t	Ежегодное кол-во пассажиров, Nпасс,	Ежегодные затраты, Спасс, тыс. тенге	1/(1+Е)t	Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1	13710	3753,1	0,926	3475,4
2	14699,7	4015,8	0,857	3441,6
3	15696,6	4296,9	0,794	3411,8
4	16795,3	4597,7	0,735	3379,3
5	17971	3753,1	0,681	3350,2
6	19229	4015,8	0,63	3316,3
7	20575	4296,9	0,583	3283,7
8	22015,3	4597,7	0,54	3254,4
9	23556,3	4919,6	0,5	3224,3
10	25205,3	5263,9	0,463	3194,7
11	26969,6	5632,4	0,429	3167,3
12	28857,5	6026,7	0,397	3136,2
13	30877,5	6448,5	0,368	3110,6
14	33039	6900	0,34	3076,1
15	35351,7	7382,9	0,315	3048,4
16	37826,3	7899,7	0,292	3023,6
17	40474,2	8452,7	0,27	2991,5
18	43307,3	90944,4	0,25	2963,8
19	46330,9	9677,5	0,232	2943
20	49582	13573,2	0,215	2918,2
Итого				63709,4

Аналогичные расчеты, проведенные для подходов к населенному пункту (таблица 5.5) и обходного участка (таблица 5.6) показали, что текущие затраты соответственно составят 37376,4 тыс. тенге и 83243,2 тыс. тенге.

Таким образом, приведенные текущие затраты, связанные с временем нахождения в пути пассажиров по участку дороги при сохранении существующих условий движения составят:

,4+37376,2=101085,6 тыс. тенге.

Приведенные текущие затраты, связанные с временем нахождения в пути пассажиров на обходном участке на 17838,4 тыс. тенге меньше, чем при сохранении существующих условий.

. Определяем текущие затраты, связанные с потерями народного хозяйства от ДТП.

Потери народного хозяйства от ДТП определяем на основании графиков коэффициентов аварийности. Графиков коэффициентов аварийности для существующих условий приведен на рисунке 5.1.

После реконструкции дороги с устройством обхода населенного пункта протяженность дороги увеличилась на 80 м. Итоговый коэффициент аварийности на всем участке обхода не превышает 10. Расчет заключается в определении потерь от ДТП при сохранении существующих до реконструкции дорожных условий и потерь после реконструкции. В расчет принимаются все автомобили.

Из рисунка 5.1 видно, что опасным является один участок, на котором итоговый коэффициент аварийности более 50.

Рассчитаем потери на участке 2 протяженностью 300 м. Итоговый коэффициент аварийности равен 51,8. Расчеты сводим в таблицу 5.7. Определяем ежегодную интенсивность движения и заносим данные в графу 2. Если интенсивность движения значительно меняется по годам, как в данном примере, частный коэффициент аварийности, зависящий от интенсивности движения, корректируется и пересчитывается итоговый коэффициент аварийности в отдельные годы.

Так в примере на 9-й год эксплуатации дороги интенсивность движения превысила 4 тыс. авт/сут, K₁=1 [23], K_итог составляет 69; на 15-ый год K₁=1,3, K_итог=90; на 19-ый год K₁=1,7, K_итог =1,18. Данные записываем в графу 3 таблицы 30, используя график (рисунок 1,12 [22]), и определяем вероятное число ДТП на 1 млн. авт-км для приведенных в графе 3 коэффициентов аварийности, записывая его в графу 4.

Таблица 5.5 Приведенные народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров на подходах к населенному пункту

Год эксплуатации дорог, t	Ежегодное количество пассажиров, Nпасс,	Ежегодные затраты, Спасс, тыс. тенге	1/(1+Е)t	Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1	13710	2201,8	0,926	2038,9
2	14699,7	2356	0,857	2019,1
3	15696,6	2520,9	0,794	2001,6
4	16795,3	2697,3	0,735	1982,5
5	17971	2886,1	0,681	1965,5
6	19229	3088,2	0,63	1945,6
7	20575	3304,3	0,583	1926,4
8	22015,3	3535,7	0,54	1909,3
9	23556,3	3783,1	1891,6
10	25205,3	4048	0,463	1874,2
11	26969,6	4331,3	0,429	1858,1
12	28857,5	4634,5	0,397	1839,9
13	30877,5	4958,5	0,368	1824,9
14	33039	5306,1	0,34	1804,1
15	35351,7	5677,5	0,315	1788,4
16	37826,3	6074,9	0,292	1773,9
17	40474,2	6500,2	0,27	1755
18	43307,3	6955,2	0,25	1738,8
19	46330,9	7442	0,232	1726,6
20	49582,6	7963	0,215	1712
Итого				37366,4

Из таблицы 1.10 [22] и [24] в графу 5 выписываем средние потери от одного ДТП без разделения по отчетности в каждом календарном году.

Вычисляем итоговый стоимостный коэффициент тяжести ДТП (см. указания ВСН 25-76 [23]) М_т=1,1Ч1Ч0,75Ч0,7Ч1,2=0,69. По формуле (1.20) [22] определяем ежегодные потери от ДТП и записываем их в графу 6.

C_t=0,365Ч10^-4Чa_tiЧП_срt ЧМ_тЧN_t ЧL,

где a_ti - число ДТП на 1 млн. авт-км (см. рисунок 1.12 [22]);

П_срt - средние потери от одного ДТП в t-м году, тыс. тенге;

М_т - итоговый стоимостный коэффициент, учитывающий тяжесть ДТП;

N_t - среднегодовая суточная интенсивность движения на участке дороги, авт/сут;

L - протяженность участка с однородными дорожными условиями, км.

Ежегодные потери приводим к расчетному году. Таким образом, приведенные потери от ДТП, если не учитывать обхода на данном участке составляют 1486,911 тыс. тенге.

Аналогичным образом подсчитываем потери и по участкам 3, 4 и 5, где K_итог =25. Они составляют 1905,684 тыс. тенге.

Для участков 1, 6, 7, 8, 9, 10, где даже после прироста интенсивности движения итоговый коэффициент аварийности составляет менее 10, а М_т=1 принимаем 0,27 ДТП на 1 млн. авт-км. Длину этих участков суммируем и заносим в таблицу 5.9. Длина этих участков составляет 1,2 км. Приведенные потери от ДТП на этих участках составляют 3558,054 тыс. тенге.

Таким образом, приведенные потери от ДТП по участку до устройства обхода составляют 6950,649 тыс. тенге. Длина обходного участка, как указано выше, составляет 1,96 км. Приведенные потери для него составляют 5811,486 тыс. тенге. Таким образом, экономический эффект от повышения безопасности движения из-за снижения числа ДТП составляет 1139,163 тыс. тенге.

Текущими дорожно-эксплуатационными затратами, народнохозяйственными потерями от загрязнения воздуха, шумового воздействия и потерями в сопряженных отраслях народного хозяйства можно пренебречь ввиду малой разницы в протяженности сравниваемых участков и их близкого расположения.

Таблица 5.6 Приведенные народнохозяйственные затраты, связанные с нахождением в пути пассажиров на обходном участке

Год эксплуатации дорог, t	Ежегодное количество пассажиров, Nпасс,	Ежегодные затраты, Спасс, тыс. тенге	1/(1+Е)t	Приведенные ежегодные затраты, тыс. тенге
1	13710	4904,1	0,926	4541,2
2	14699,7	5247,4	0,857	4497
3	15696,6	5614,7	0,794	4458,1
4	16795,3	6007,7	0,735	4415,6
5	17971	6428,2	0,681	4377,6
6	19229	6878,2	0,63	4333,3
7	20575	7359,7	0,583	4290,7
8	22015,3	7874,9	0,54	4252,4
9	23556,3	8426,1	0,5	42132
10	25205,3	9015,9	0,463	4174,4
11	26969,6	9647	0,429	4138,6
12	28857,5	10322,3	0,397	4098
13	30877,5	11044,0	0,368	4064,5
14	33039	11817,1	0,34	4018,1
15	35351,7	12645,3	0,315	3983,3
16	37826,3	13530,5	0,292	3950,9
17	40474,2	14477,6	0,27	3909
18	43307,3	15491	0,25	3872,8
19	46330,9	16575,4	0,232	3845,5
20	49582,6	17735,7	0,215	3813,2
Итого				83247,2

Экономическая эффективность устройства обхода:

Е=(210230,9+101085,6+6950,649-(219670,8+83247,2+5811,486))/57300=

=0,166>0,12.

Таблица 5.7 Приведенные текущие затраты, связанные с потерями народного хозяйства от ДТП на участке 2

Год эксплуатации дороги, t	Расчетная интенсивность движения, Nt, авт/сут	Kитог	Расчетное кол-во ДТП на 1 млн. авт-км Qt	Средние ежегодные потери от одного ДТП Псрt, тыс. тг.	Ежегодные потери от происшествий, Ct , тыс. тенге	Приведенные потери, тыс. тенге
1	2450	52	0,61	623,0	70,347	65,142
2	2621,5	52	0,61	634	76,601	65,647
3	2805	52	0,61	645	83,348	66,207
4	3001,4	52	0,61	656	90,744	66,697
5	3211,5	52	0,61	667	98,725	67,232
6	3436,3	52	0,61	678	107,378	67,648
7	3678,8	52	0,61	688	16,587	67,97
8	3934,2	52	0,61	699	1126,744	68,442
9	4209,6	69	0,67	710	151,299	75,65
10	4504,2	69	0,67	721	164,396	76,115
11	4819,5	69	0,67	732	178,587	76,614
12	5156,9	69	0,67	743	193,96	77,003
13	5517,9	69	0,67	754	210,612	77,505
14	5904,1	69	0,67	765	228,64	77,738
15	6317,4	90	0,7	776	259,275	81,672
16	6759,6	90	0,7	787	281,357	82,156
17	7232,8	90	0,7	798	305,26	82,42
18	7339,1	90	0,7	809	331,131	82,782
19	8280,8	118	0,68	820	348,866	80,937
20	8860,5	118	0,68	831	378,296	81,334
Итого						1486,911

Таким образом, устройство обхода экономически эффективно.

Срок окупаемости затрат

Т=1/Е=1/0,166=6 лет<Т_н=8,3 года.

Результаты расчетов экономической эффективности устройства обхода поселка Красный Кут заносим в таблицу 5.8.

Таблица 5.8 Экономическая эффективность устройства обхода поселка Красный Кут

Показатели	До устройства обхода	После устройства обхода
1. Протяженность участка дороги, км	1,88	1,96
2. Средняя скорость движения автомобилей, км/ч	40	60
3. Приведенные народнохозяйственные затраты, тыс. тенге
а) текущие автотранспортные	210230,9	219670,8	101085,6	83247,2
в) связанные с потерями народного хозяйства от ДТП	6950,6	5811,5
4. Экономический эффект от повышения безопасности	-	1139,2
5. Срок окупаемости затрат	-	6
6. Коэффициент экономической эффективности	-	0,166

Рисунок 5.1 График коэффициентов аварийности на участке автомобильной дороги

Заключение

Таким образом по результатам выполненной дипломной работы можно сделать следующие выводы:

. В настоящей дипломной работе установлен комплекс наиболее важных эксплуатационных качеств для автомобилей разных типов и назначений. 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.

. Все применяемые в настоящее время разновидности автомобилей объединены в разработанной транспортной классификации, основанные на принципе их использования; подразделение видов автомобилей на три группы определяется наибольшей величиной осевой нагрузки на опорную поверхность.

. Выявлена системная связь между элементами конструкции автомобиля, его эксплуатационными качествами и элементами эффективности использования, характеризующая метод оценки совершенства его конструкции.

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

. Установлено, затраты на перевозки находятся в зависимости от тех же конструктивных особенностей автомобилей, что и производительность, и могут оцениваться теми же установленными выше эксплуатационными качествами, а кроме того зависят еще и от ряда других конструктивных особенностей автомобилей.

. Разработана схема зависимости трудоемкости использования грузового автомобиля от элементов его конструкции.

. Определена схема зависимости безвредности автомобиля от элементов его конструкции.

. Выявлены основные эксплуатационные качества автомобиля для комплексной оценки его конструктивного совершенства, а также элементы эффективности, которые они позволяют оценивать.

. Установлен комплекс наиболее важных эксплуатационных качеств для автомобилей разных типов и назначений.

. Выполнена оценка безопасности грузовых автомобилей.

. Рассмотрены вопросы нормирования шумовых параметров автомобилей в РК.

. Экономическая оценка устройства обхода сельского населенного пункта Красный Кут показала достаточную эффективность с коэффициентом эффективности затрат 0,166 и сроком окупаемости 6 лет. Экономический эффект от повышения безопасности движения из-за снижения числа ДТП составил более 1,1 млн. тенге в год.

Список используемых источников

1. Афанасьев Л.Л., Дьяков А.Б., Иларионов В.А. Конструктивная безопасность автомобиля. - М.: Машиностроение, 1983. - 212 с.

. Немцов Ю.М, Майборода О.В. Эксплуатационные качества автомобиля, регламентированные требованиями безопасности движения. - М.: Транспорт, 1977. - 141 с.

. Веселов А.И., Немцов Ю.М. Требования безопасности и развитие конструкций легковых автомобилей. - М.: НИИН автопром, 1973. - 163 с.

. Коршаков И.К. Пассивная безопасность автомобиля. - М.: МАДИ, 1979. - 87 с.

. Проценко В,Б. Организация рабочего места водителя. - М.% ВНИИТЭ, 1973. - 135 с.

. Безопасность конструкции автомобиля/М.А. Андронов, Ф.Е. Межевич, Ю.М. Немцов, Е.С. Савушкин. - М.: Машиностроение, 2005. - 160 с.

. Великанов Д.П. Эксплуатационные качества автомобиля. - М.: Автотрансиздат, 2007. - 399 с.

. Автомобильные транспортные средства./Под ред. Д.П. Великанова. - М.: Транспорт, 1977. - 326 с.

. Иларионов В.А. Эксплуатационные свойства автомобилей. - М.: Машиностроение, 1966. - 280 с.

. Сильянов В.В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1984. - 287 с.

. Фаробин Я.Е., Шупляков В.С. Оценка эксплуатационных свойств автопоездов для международных перевозок. - М.: Транспорт, 1983. - 200 с.

. Закин Я.Х. Прикладная теория движения автопоезда. - М.: Транспорт, 1967. - 255 с.

. Великанов Д.П. Развитие метода оценки совершенства конструкции автомобиля. - «Автомобильный транспорт», 2003, №1, с. 38 - 42.

. Чудаков Е.А. Избранные труды. Т.1 - Теория автомобиля. - М.: изд-во Академии наук СССР, 1961. - 463 с.

. Совет экономической взаимопомощи. Рекомендации по стандартизации РС 1685 - 69. Автомобили и автопоезда - методы испытаний. - М.: НАМИ, 1970. - 159 с.

. Фалькевич Б.С. Теория автомобиля. - М.: Машгиз, 1963. - 239 с.

17. Литвинов А. С. Управляемость и устойчивость автомобиля. - М.: Машиностроение, 1971 г. - 416 с.

18. Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль: теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 2009 г. - 240 с.

Гришкевич А.И. Автомобили: Теория. - Минск: Вышэйшая школа, 1986. - 208 с.

. Дьяков А.Б. Автомобильная светотехника и безопасность движения. - М.: Транспорт, 1973. - 78 с.

. Клинковштейн Г.И. Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения. - М.: Транспорт, 2001. - 247 с.

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

. Указания по организации и обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах. ВСН 25-76, Минавтодор РСФСР, М.: Транспорт, 1977. - 176 с.

. Инструкция по учету потерь народного хозяйства от ДТП при проектировании автомобильных дорог. ВСН 3-81, Минавтодор РСФСР, М.: Транспорт, 1982. - 54 с.