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»

 

                                                     

 

 

 

                                                        Выполнила: Ст. гр. ПО-09 Саввинова  Ж.Г.                                                                               

                        Проверил: ст. преподаватель Бояршинов А. Л.                                                    

 

                                            

 

 

 

 

 

 

Якутск-2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………...3

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………………14

1.3. Испытания автомобиля  в целом……………………………………16

ГЛАВА2. РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ………………………………….19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….21

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:

1. Рассмотреть мероприятию по технику безопасности при испытаниях автомобиля.
2. 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 наиболее типичные аварийные ситуации: лобовое  столкновение; опрокидывание автомобиля; наезды сзади и сбоку. Одним наиболее распространенным лобовым столкновением  в полигонных условиях является столкновение с неподвижным препятствием. На автополигоне НАМИ такие испытания проводят на специальной площадке размером 10X300 м. Железобетонное препятствие представляет собой параллелепипед соответственно с высотой, шириной и длиной, равными 1,5x3,5x5 м. Масса препятствия составляет около 90 тыс. кг. Лицевая поверхность  препятствия перпендикулярна концевому  участку полосы разгона и облицована фанерными щитами толщиной 20 мм. Испытываемый автомобиль разгоняют буксирующим тягачом или лебедкой до скорости 48-53 км/ч прямо по направляющему рельсу. Столкновение с бетонным препятствием при скорости автомобиля около 50 км/ч идентично встречному столкновению двух автомобилей, движущихся со скоростями 70-75 км/ч. Процесс столкновения с препятствием фиксируется скоростными кинокамерами с частотой съемки, примерно равной 1000 кадров в секунду. По результатам экспериментов оценивают надежность крепления ремней безопасности, сидений, дверных замков и перегородки между багажным отсеком и пассажирским салоном, а также возможность эвакуации пассажиров из салона автомобиля после аварии. Аппаратура, предназначенная для измерения скорости автомобиля в момент столкновения, должна обеспечивать измерения с погрешностью < 1%. Так, например, на автополигоне НАМИ используют систему фотостворов, которые расположены на расстоянии 5 и 10 м от препятствия. Время движения автомобиля на участке между фотостворами фиксируется с точностью до тысячных долей секунды.

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 платформы. Испытываемый автомобиль устанавливают  на опорную площадку платформы, которая  наклонена на 23° относительно оси  автомобиля в поперечной плоскости. Нижний конец опорной площадки имеет  прочный бортик высотой около  100 мм, в который упираются боковины шин. Платформа движется горизонтально в направлении, перпендикулярном продольной оси установленного на опорной площадке автомобиля, с постоянной скоростью 48 км/ч. По нормативным данным, платформа затормаживается со скорости 48 км/ч до полной остановки на расстоянии не более 0,914 м, сохраняя свое строго горизонтально-поступательное движение того же направления. Замедление платформы в процессе торможения должно быть не менее 20g в течение 0,04 с. Разгоняют платформу до требуемой скорости тягачом. Требуемое движение платформы обеспечивается направляющим устройством, а торможение - буферным устройством. В результате интенсивного замедления платформы установленный на ней автомобиль, продолжая движение по инерции, падает на поверхность испытательной площадки и переворачивается несколько раз. В процессе испытаний скорость платформы измеряют с помощью фотостворов. Для оценки пассивной безопасности конструкции определяют деформации кузова, размеры остаточного пространства салона; изучают состояние дверей, ремней безопасности и мест их крепления, стекол кузова, манекенов и т. д.

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 рекомендации о необходимых изменениях и конструктивных усовершенствованиях.

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.