Основные мероприятия по технике безопасности при испытаниях автомобиля
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный Федеральный университет имени
М. К. Аммосова»
Автодорожный факультет
Кафедра «Машиноведение»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по предмету «теория автомобилей»
НА ТЕМУ: «Основные мероприятия по технике безопасности при испытаниях автомобиля»
Проверил: ст. преподаватель Бояршинов
А. Л.
Якутск-2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВЕДЕНИЕ……………………………………………………………
ГЛАВА1. ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ АВТОМОБИЛЯ…………………………………4
1.1. Организация и технологическая база испытаний………………….4
1.2. Испытания агрегатов,
узлов и систем автомобилей…………
1.3. Испытания автомобиля в целом……………………………………16
ГЛАВА2. РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ………………………………….19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУР…………………………….22
ВВЕДЕНИЕ
При проведении дорожных испытаний автомобилей возможны различные опасные ситуации, связанные с непредвиденным «поведением» испытуемого автомобиля.
Для обеспечения безопасности проведения испытаний автомобилей необходимо выполнение ряда мероприятий, в которые входит подготовка автомобиля к испытаниям, мерного участка дороги или полигона, водителей и обслуживающего персонала. Должны быть приняты меры, обеспечивающие безопасность водителя и оператора, находящегося в период испытаний внутри автомобиля или внутри него, а также безопасность самого автомобиля.
Актуальность: Подготовка автомобиля к испытаниям заключается в технической диагностике состояния его механизмов и устранении дефектов, препятствующих нормальной работе агрегатов, что может повлиять на безопасность испытаний.
Объект исследования: Испытание автомобиля.
Предмет исследования: Автомобиль.
Цель: Изучить основную мероприятию по технике безопасности при испытаниях автомобиля.
Исходя, из поставленной цели следуют следующие задачи:
- Рассмотреть мероприятию по технику безопасности при испытаниях автомобиля.
- Решение типовой задачи.
ГЛАВА1. ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ АВТОМОБИЛЯ.
1.1. Организация и технологическая база испытаний
Оборудование для испытания автомобилей на пассивную безопасность.
Анализ столкновений, наездов, переворачиваний автомобиля зависит от конструкции автомобиля. Комплекс мероприятий, способствующих уменьшению тяжести последствий аварии для водителя и пассажиров, относят к так называемой пассивной безопасности автомобиля.
Испытания автомобилей на пассивную безопасность проводят на полигонах или на специальных стендах. При испытаниях на полигонах используют комплектный автомобиль, а при стендовых - кузов (кабину) или отдельные узлы (рулевое управление, сиденья и др.).
Целью испытаний является проверка соответствия автомобилей и их отдельных узлов нормативным требованиям по пассивной безопасности. Одновременно решаются задачи поиска технически и экономически обоснованных путей дальнейшего повышения безопасности движения.
Методы полигонных испытаний автомобилей на пассивную безопасность
При испытаниях автомобилей
на полигонах воспроизводят
К числу очень опасных
дорожно-транспортных происшествий относится
опрокидывание автомобиля. Воспроизвести
эту аварийную ситуацию на полигоне
можно наездом колес какой-либо
одной стороны автомобиля, движущегося
с определенной скоростью, на препятствие-трамплин.
Получаемые результаты зависят от большого
числа факторов: точности наезда на
трамплин, массы автомобиля и характера
распределения масс по его длине,
жесткости подвесок и шин, аэродинамических
характеристик автомобиля и др. Более
стабильные результаты получают при
использовании методики, по которой
авария опрокидывания имитируется
путем сбрасывания автомобиля со
специальной подвижной
Для проведения испытаний на опрокидывание грузовых автомобилей и автобусов их сбрасывают с откоса с уклоном около 60%. В кабине автомобиля (салоне автобуса) на сиденьях размещают манекены, часть которых прикрепляют ремнями безопасности. В салоне устанавливают кинокамеры (обычные и скоростные) для съемки перемещений манекенов в процессе опрокидывания автомобиля. Стоящий на краю откоса автомобиль (автобус) приподнимают за одну сторону подъемником до тех пор, пока он не начнет падать вниз по уклону, многократно переворачиваясь. С помощью установленных на испытательной площадке кинокамер ведется непрерывная фиксация всех этапов эксперимента.
Аварию опрокидывания можно имитировать также при сбрасывании автомобиля, расположенного вверх колесами под углом к горизонту, на плоскую горизонтальную площадку. Площадка должна иметь твердую основу и быть покрыта листом фанеры толщиной 15 мм. Высота подъема автомобиля составляет 0,35 м и определяется расстоянием от нижней точки крыши до поверхности площадки. В момент касания крыши угол наклона продольной оси автомобиля относительно поверхности площадки должен составлять 5°, а поперечной 25°. При таком искусственном опрокидывании получают стабильные результаты, соответствующие реальным, поскольку во многих дорожно-транспортных происшествиях наблюдается переворачивание автомобиля в воздухе с последующим ударом о дорожное полотно.
Обязательной является оценка легкового автомобиля с позиций пассивной безопасности при наезде сзади. Цель таких испытаний - определение зоны деформации кузова при ударе сзади, проверка надежности и пожаробезопасности. Проверяются также перегрузки шеи пассажиров-манекенов, эффективность действия и прочность подголовников. Испытания проводят при скорости столкновения 35 ± 3 км/ч, топливный бак должен быть заполнен топливом на 90%. Манекены, размещенные в салоне автомобиля, прикреплены ремнями безопасности. На автополигоне НАМИ для испытаний, имитирующих наезд сзади, применяют двухосную тележку с жесткой рамой и ударной плитой размером 800X2500 мм. Тележка имеет дистанционно управляемые гидравлические тормоза с электроприводом. Разгонять тележку до заданной скорости можно следующими способами: движением по направляющим под уклон достаточной длины и крутизны, буксировкой, реактивным ускорителем и др. Для создания ударного импульса можно также использовать маятниковое устройство с радиусом качания не менее 5 м (ГОСТ 21959-76). Масса ударного устройства (тележки или маятника) должна составлять 1100 ± 20 кг.
Аналогично проводят испытания на боковой удар. В качестве ударного устройства применяют также тележку или маятник (ГОСТ 21961-76). В испытываемом автомобиле, как правило, на переднем и заднем сиденьях со стороны удара размещают два манекена, прикрепленных ремнями безопасности. В процессе эксперимента измеряют перегрузки туловища и головы манекенов, деформации боковых частей кузова, остаточное пространство салона и ряд других параметров, фиксируют случаи самооткрывания дверей в момент приложения ударного импульса, состояние стекол кузова, двигателя и агрегатов шасси, проверяют работоспособность дверей и дверных замков противоположной удару стороны автомобиля (двери должны открываться без применения инструмента).
По результатам описанных
испытаний автомобиля на лобовое
столкновение, опрокидывание, наезд
сзади и сбоку можно дать комплексную
оценку соответствия конструкции требованиям
пассивной безопасности и в случае
необходимости разработать
Методы лабораторных испытаний кузовов и кабин на удар
В связи с необходимостью повышения безопасности конструкции автомобиля все большее распространение получают стендовые испытания на пассивную безопасность, так как на стенде часто можно ограничиться разрушением только кузова или его отдельной части, а в некоторых случаях возможно получить искомые результаты без разрушения конструкции. Естественно, что при этом повышается сопоставимость результатов отдельных экспериментов и достигается существенная экономия средств.
Испытания натурных образцов кузовов и автомобилей в сборе на удар производят на специальных динамических стендах-катапультах. Так, например, санный имитатор столкновений (рис. 1) основан на использовании энергии сжатого газа (исходное давление примерно 14-21 МПа).
Рис. 1. Принципиальная схема санного имитатора столкновений
Стенд имеет две цилиндрические камеры: переднюю 3 и заднюю 7, разделенные перегородкой 5 с центральным отверстием. В передней камере размещены поршень 4 со штоком, соединенным с динамическими салазками 1. Между торцом поршня 4 и перегородкой 5 имеется специальное уплотнение по периметру отверстия. Для изменения давлений р1 и р2 предназначены плавающие поршни 2 и 8. В исходном состоянии система находится в равновесии, так как активная площадь со стороны большего давления р2 мала. При введении небольшого количества газа в пространство между перегородкой 5 и поршнем 4 равновесие нарушается, высокое давление р2 начинает действовать на всю площадь поршня, что приводит к быстрому разгону салазок 1 с закрепленным на них кузовом автомобиля или другим объектом испытаний. При моделировании лобового столкновения используют принцип реверсирования процесса удара, т. е. стоящий кузов резко разгоняют назад до скорости 113 км/ч, причем инерционные перегрузки достигают 40g. Ускорение разгона кузова можно изменять, управляя перепадом давлений в отверстии с помощью стержня переменного сечения 6. Описанный стенд можно использовать для исследований перегрузок, действующих на манекенов-пассажиров, для проверки работы оборудования салона автомобиля на соответствие требованиям пассивной безопасности и для оценки эффективности новых конструктивных решений по повышению травмобезопасности. Для испытаний кузовов и автомобилей на удар применяют также пружинную катапульту (рис. 2).
а - автомобиль в исходном положении; б - момент столкновения с барьером
Рис. 2. Стенд-катапульта
На катапульте натяжение пружин 2 осуществляют с помощью лебедки 5, после чего пружины запирают пневматическим спусковым механизмом 4. Максимальная масса испытываемого объекта равна 2200 кг. От спускового рычага 6 скорость движения объекта в момент столкновения с барьером 1 составляет 50 км/ч. На катапульте кузова и автомобили в сборе испытывают на различные виды столкновений (рис. 3). Возможно также испытание отдельных узлов кузова (например, передка). С этой целью узел закрепляют на динамической тележке 3 (рис. 2), а определенное, заранее выбранное торможение, обеспечивают специальным замедлителем.
В лабораторных условиях с некоторым приближением могут быть воспроизведены условия нагружения силового каркаса кузова при опрокидывании легкового автомобиля, т. е. имитированы испытания на опрокидывание, при проведении которых кузов устанавливают, как показано на рис. 4. Согласно ГОСТ 21960-76 масса ударной плиты 600x1600 мм должна составлять 60% массы испытываемого автомобиля в снаряженном состоянии, а скорость при ударе 2,7-3,3 м/с.
Рис. 3. Варианты испытаний на столкновение на пружинном стенде-катапульте
Одной из известных методик испытаний кабин грузовых автомобилей на пассивную безопасность является методика, применяемая в Швеции при проверке прочности кабин грузовых автомобилей, имеющих общую массу более 7000 кг. Перед испытаниями полностью комплектную кабину устанавливают и закрепляют на отдельном шасси или специальной раме точно так же, как на автомобиле. Рама надежно соединена со станиной испытательного стенда. Двери кабины закрыты, но не заблокированы. Методика испытаний предусматривает три основных режима нагружения, соответствующих типичным аварийным ситуациям. Статическое нагружение на потолок кабины с силой, соответствующей двойному весу снаряженного автомобиля с водителем, но не более 150 кН. Нагрузка распределяется на несущие детали кабины (режим приближенно воспроизводит ситуацию переворачивания автомобиля). Удар маятником спереди по переднему верхнему углу кабины (имитируется падение автомобиля с откоса). Удар направлен под углом 15° к продольной оси автомобиля с энергией около 30 кДж. Применяемый при испытаниях маятник имеет форму правильного цилиндра диаметром 0,6 м, массой не менее 1000 кг. Удар маятником по задней стенке кабины под прямым углом к ней с энергией 30 кДж. Маятник этой серии испытаний массой не менее 1000 кг имеет прямоугольную форму с шириной 1600 мм и высотой 500 мм (высота падения 2 м). Испытание воспроизводит аварийную ситуацию, когда при резкой остановке незакрепленный на платформе груз сминает заднюю стенку кабины.
Рис. 4. Установка кузова легкового автомобиля для имитации опрокидывания в лабораторных условиях
Выдержавшими испытания считаются такие кабины, которые после действия всех перечисленных видов нагрузок не разрушились и сохранили хотя бы минимальное пространство салона, необходимое для стандартных манекенов, имитирующих водителя и пассажира. Кроме того, необходимо, чтобы кабина не была оторванной от рамы автомобиля, двери кабины самопроизвольно не открывались, а последующее их отпирание не было затруднено. Из-за некоторой условности указанной методики испытаний кабин нельзя с уверенностью утверждать, что в реальных аварийных ситуациях кабина, выдержавшая эти испытания, будет отвечать всем требованиям пассивной безопасности.
Манекены для испытаний на пассивную безопасность
Для изучения перемещений людей внутри кузова (кабины) автомобиля во время испытаний на столкновение, опрокидывание и т. д. и для оценки соответствия конструкции требованиям пассивной безопасности применяют специальные манекены.
Одной из обязательных характеристик
манекенов для испытаний на пассивную
безопасность является так называемая
представительность (или репрезентативность).
Размеры тела человека и его масса
колеблются в очень широких пределах.
В соответствии с этим манекены по
своим основным размерам разбиты
на несколько групп
Манекены 50% представительности
обычно используют для определения
положения различных
1.2. Испытания агрегатов, узлов и систем автомобилей
Испытания коробок передач
При испытании коробки
передач в лабораторных и дорожных
условиях определяют ее основные характеристики,
статистическую прочность и долговечность,
а также изучают различные
процессы ее работы. Методы стендовых
контрольных и приемочных испытаний
коробок передач
Во время испытании устанавливают величину и положения пятна контакта зубьев шестерен всех передач под нагрузкой, температурную характеристику, общий уровень вибрации и шума, жесткость конструкции, качество работы синхронизаторов и механизма управления коробкой передач и КПД коробки передач. Во время дорожных испытаний, особенно при движении по горны или грунтовым дорогам летом, температуру масла измеряют регулярно. Оценивают температурное состояние коробки передач по максимальной и средней температуре масла за пробег. На стенде температурное состояние коробки передач устанавливают или по времени ее непрерывной работы в постоянном режиме, при котором температура масла повышается от 40 до 120°С, или по величине и интенсивности повышения температуры масла в течении заданного срока от 40°С. Постоянный режим коробки передач в обоих случаях соответствует режиму максимальной мощности двигателя. Температурную характеристику КП определяют на стенде разомкнутого типа.
Испытания КП на вибрацию и шумность производят на всех передачах на стенде разомкнутого типа с малошумным тормозом при максимальной частоте вращения без нагрузки и с полной нагрузкой. Герметичность уплотнений валов и разъемов картера определяют визуально после заливки маловязкого масла в картер коробки и подачи сжатого воздуха под давлением 0,03 МПа.
При испытании коробки передач определяют долговечность шестерен, подшипников качения, подшипников скольжения, муфт переключения передач, сальников, деталей механизма переключения передач и картера коробки передач. Для автоматической КП число испытаний больше. Некоторые виды испытании объединяют, применяя комбинированные стенды.
Долговечность уплотнении определяют на прямой передаче при угловой скорости первичного вала от 105 рад/с до угловой скорости соответствующей режиму максимальной мощности двигателя. Длительность испытании составляет не мене 600 ч. Во время стендовых испытании устанавливают влияние различных конструктивных и технологических факторов на работу синхронизаторов коробок передач. При испытаниях измеряют следующие параметры: усилия действующие на рычаге, переключения передач, время синхронизации, синхронизирующий крутящий момент, частоту вращения валов. Силу, необходимую для включения синхронизаторов, измеряют с помощью тензорезисторов, наклеиваемых на вилки переключения передач. Форсированные ресурсные стендовые испытания дают возможность в кратчайшие сроки определить долговечность синхронизаторов. Форсируют испытания как повышением частоты включения, так и увеличением работы буксования при каждом включении. Для испытания КП на долговечность в большинстве случаев используют стенды с замкнуты контуром, на котором можно легко осуществить ступенчатое нагружение и нагружение по схеме случайного процесса. На этом стенде долговечности механизма переключения передач и синхронизаторов на каждой передаче определяют отдельно, так как в процессе испытания передачи не переключают.
1.3. Испытания автомобиля в целом
Определение тормозных свойств автомобилей
Безопасность автомобилей
в значительной степени определяется
их тормозными свойствами. Разработаны
правила, регламентирующие методику проведения
испытаний тормозов в дорожных условиях,
и требования, предъявляемые к
тормозным свойствам
При оценке тормозных свойств учитывают тип автомобиля (транспортного средства). В зависимости от назначения автомобили подразделяют на три категории: М - для перевозки людей; N - для перевозки грузов; О - прицепы и полуприцепы. В зависимости от полной массы или числа мест для сидения каждая категория имеет подкатегории.
Тормозные системы рассматривают
как рабочую, запасную (аварийную), стояночную
и вспомогательную. Критериями оценки
эффективности рабочей и
Перед дорожными испытаниями проверяют состояние шин. Если износ протектора (по высоте) превышает 50%, шины заменяют и обкатывают при пробеге, составляющем не менее 500 км. Весовая нагрузка, действующая на автомобиль, в зависимости от вида испытаний может быть полной, соответствующей номинальной грузоподъемности, и частичной от масс водителя и испытателя.
На автомобиль устанавливают
приборы для измерения пути и
скорости, усилия на тормозной педали,
замедления, термопары для измерения
температуры тормозных
Испытания тормозов проводят на режимах типа "0", "I" и "II". Для автомобилей, тормозная система которых имеет ограничитель давления или антиблокировочную систему (АБС), дополнительно проводят испытания в режиме торможения на повороте и в режиме изменения ряда (переставка). Рабочую тормозную систему испытывают на всех режимах, а запасную - только на режиме типа "0".
На режиме типа "0" оценивают эффективность холодных тормозов. Автомобиль разгоняют до скорости, которая больше начальной скорости торможения на 3-5 км/ч. Перед началом торможения температура тормозных механизмов не должна превышать 100° С. Водитель отключает двигатель от трансмиссии и при достижении начальной скорости быстро нажимает на педаль тормоза с усилием, зависящим от типа автомобиля. Торможение производится до полной остановки.
Испытания типа "I" состоят из двух этапов: предварительного, для нагрева тормозов и основного, для оценки эффективности работы нагретых тормозов.
В испытательном режиме типа "II" при длительном торможении на затяжном спуске оценивают потери тормозного момента. Предварительный этап проводят при непрерывном торможении на спуске длиной 6 км и крутизной 6% со скоростью 30 ÷ 5 км/ч.
Испытания осуществляют с соединенным с трансмиссией двигателем и отключенным от нее, а также с полной нагрузкой и нагрузкой только от водителя и испытателя. За начальную скорость торможения принимают максимальную скорость, с которой автомобиль проходит заданный участок без заноса и опрокидывания.
Дополнительные испытания проводят на дороге, отвечающей общим требованиям на тормозные испытания типа "0". Но основные испытания типа "0" для автомобилей с ограничителем давления или антиблокировочной системой проводят на дороге как с высоким значением коэффициента сцепления (не ниже 0,7), так и с низким (не выше 0,3), а в ряде случаев и с разными значениями коэффициента сцепления на обеих сторонах автомобиля (например, слева 0,7, а справа 0,3).
Показателем эффективной работы вспомогательной тормозной системы является поддержание постоянной скорости 30 ÷ 2 км/ч на спуске длиной 6 км и крутизной 7%. При этом допускается торможение двигателем с условием, что его частота вращения не будет превышать частоту вращения при максимальной мощности или по ограничителю. Не допускается использование других тормозных систем для повышения эффективности торможения.
Стояночную тормозную
систему испытывают при холодных
тормозах на крутых спусках. Автомобиль
устанавливают на уклоне определенной
крутизны и затормаживают стояночным
тормозом. В заданном положении он
должен удерживаться не менее 5 мин. Не
допускается включать передачи для
повышения эффективности
Вывод
Подготовка автомобиля к
испытаниям заключается в технической
диагностике состояния его

- Основные мероприятия Федеральной службы по труду и занятости населения по реализации политики занятости
- Основные меры борьбы с износом рекламы
- Основные меры по борьбе с коррупцией
- Основные меры по борьбе с коррупцией и пути решения проблем в Российской Федерации
- Основные методики оценки доходов и расходов коммерческих банков
- Основные методологические подходы школы науки управления и их роль в современном менеджменте
- Основные методы анализа маркетинговой информации
- Основные мероприятия, направленные на повышение молочной продуктивности у коров
- Основные мероприятия по направлению прибыли
- Основные мероприятия по планированию экономного использования материальных ресурсов
- Основные мероприятия по повышению производительности труда на предприятии
- Основные мероприятия по совершенствованию макроэкономических показателей
- Основные мероприятия по совершенствованию системы управления городским пассажирским транспортом
- Основные мероприятия по сокращению товарных потерь и повышению эффективности использования складского хозяйства