ЛЕКЦИЯ 6.6. Пассивная, послеаварийная и экологическая безопасность транспортных средств.
Вопросы: 1. Понятие о пассивной безопасности автомобиля.
2. Послеаварийная безопасность.
3. Пожароопасность автомобиля при ДТП.
Под пассивной безопасностью транспортного средства понимаютсяего свойства, снижающие тяжесть последствий дорожно-транспортного происшествия.
Различают внешнюю и внутреннюю пассивную безопасность автомобиля. Основным требованием внешней пассивной безопасности является обеспечение такого конструктивного выполнения наружных поверхностей и элементов автомобиля, при котором вероятность повреждений человека этими элементами в случае дорожно – транспортного происшествия была бы минимальной.
Как известно, значительное количество происшествий связано со столкновениями и наездами на неподвижное препятствие. В связи с этим одним из требований к внешней пассивной безопасности автомобилей является предохранение водителей и пассажиров от ранений, а также самого автомобиля от повреждений с помощью внешних элементов конструкции.
Примером элемента пассивной безопасности может быть травмобезопасный бампер, назначение которого – смягчать удары автомобиля о препятствия при малых скоростях движения (например, при маневрировании в зоне стоянки).
Пределом выносливости перегрузок для человека является 50–60g (g–ускорение свободного падения). Пределом выносливости для незащищённого тела является величина энергии, воспринимаемая непосредственно телом, соответствующая скорости движения около 15 км/ч. При 50 км/ч энергия превышает допустимую примерно в 10 раз. Следовательно, задача состоит в снижении ускорений тела человека при столкновении за счёт продолжительных деформаций передней части кузова автомобиля, при которых поглощалось бы как можно больше энергии.
То есть, чем больше деформация автомобиля и чем дольше она происходит, тем меньшие перегрузки испытывает водитель при столкновении с препятствием.
К внешней пассивной безопасности имеют отношение декоративные элементы кузова, ручки, зеркала и другие детали, закреплённые на кузове автомобиля. На современных автомобилях всё шире применяются утомленные ручки дверей, не наносящие травм пешеходам в случае дорожно – транспортного происшествия. Не применяются выступающие эмблемы заводов–изготовителей на передней части автомобиля.
К внутренней пассивной безопасности автомобиля предъявляются два основных требования:
– создание условий, при которых человек мог бы безопасно выдержать любые перегрузки;
– исключение травмоопасных элементов внутри кузова (кабины). Водитель и пассажиры при столкновении после мгновенной остановки автомобиля еще продолжают двигаться, сохраняя скорость движения, которую автомобиль имел перед столкновением. Именно в это время происходит большая часть травм в результате удара головой о ветровое стекло, грудью о рулевое колесо и рулевую колонку, коленями о нижнюю кромку щитка приборов.
Под послеаварийной безопасностью транспортного средства понимаются его свойства в случае аварии не препятствовать эвакуации людей, не наносить травм при эвакуации и после нее. Основными мерами послеаварийной безопасности являются противопожарные мероприятия, мероприятия по эвакуации людей, аварийная сигнализация.
Наиболее тяжелым последствием дорожно – транспортного происшествия является возгорание автомобиля. Чаще всего возгорание происходит при тяжелых происшествиях, таких как столкновение автомобилей, наезды на неподвижные препятствия, а также опрокидывание. Несмотря на небольшую вероятность возгорания (0,03 –1,2% от общего количества происшествий), их последствия тяжелейшие.
Они вызывают почти полное разрушение автомобиля и при невозможности эвакуации – гибель людей, В таких происшествиях топливо выливается из поврежденного бака или из заливной горловины. Возгорание происходит от горячих деталей системы выпуска отработавших газов, от искры при неисправной системе зажигания или возникшей от трения деталей кузова об дорогу или о кузов другого автомобиля. Могут быть и другие причины возгорания.
Пожароопасность – свойство, характеризующее вероятность возгорания в силу объективных факторов (ДТП, попадание в зону пламени и т.д.);
Требования к пожарной безопасности автомобиля регламентируются Правилами № 34 ЕЭК ООН. Согласно этим требованиям топливные системы автомобилей должны обладать такой противоударной стойкостью пи встречном столкновении при 13 м/с и попутном 9 м/с, чтобы утечка топлива из топливной системы при заполненном баке на 90 % не превышала 28 г/мин; накопление каплеобразной смеси также не превышала 28 г/мин. Система питания должна противостоять коррозии как снаружи, так и изнутри. Топливный бак должен изготовляться из огнеупорных материалов или пластмасс, не должна распологаться в салоне или составлять какую-либо из его перегородок. Для отделения салона от топливного бака должна предусматриваться перегородка, которая выдерживает в течение 2 мин. воздействие открытого пламени. Топливный бак должен быть прочно укреплен и установлен так, чтобы обеспечивался вывод из транспортного средства на землю топлива, которое могло вытечь из бака, из его заливной горловины и его соединений.
Такие тяжелые ДТП как лобовое столкновение, наезды на мачты, столбы, падение автомобиля с высоты в несколько метров в результате нарушения герметичности топливной аппаратуры и соприкосновения паров топлива с нагретыми деталями автомобиля или электрической искрой могут сопровождаться пожаром.
Пожар при ДТП довольно редкое явление, приводящее к полному разрушению автомобиля и гибели людей. Число возгораний пропорционально тяжести и количеству ДТП Пребывание человека в автомобиле во время пожара более 1,5 минут является смертельным. В 3% случаев пожар становится причиной травмирования водителей и пассажиров автобусов и грузовых автомобилей.
В США установлено, что пожар на грузовых автомобилях возникал в 5% случаев от общего числа ДТП, т.е. гораздо чаще, чем в ДТП с легковыми автомобилями (0,5%). Это объясняется воспламенением отдельных грузов, а также меньшей защищенностью баков у грузовых автомобилей.
Наиболее часто пожары возникают на пассажирском транспорте – 75% от общего числа пожаров. Больше 1/3 пожаров вызвано пролитым или подтекающим горючим, тлеющими электрическими проводами, сигаретой и т.д.
Экологическая безопасность автомобиля
Экологическая безопасность – это свойство автомобиля, позволяющее уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе его нормальной эксплуатации. Основными загрязняющими веществами при эксплуатации автотранспорта являются:
– нефтепродукты при их испарении;
– продукты истирания шин, тормозных колодок и дисков сцепления, асфальтовых и бетонных покрытий.
Шумовое загрязнение является также серьезной проблемой. Фактически шум создают транспортные потоки, и уровень его может меняться от очень многих причин, основными из которых являются; техническое состояние, скорость движения и режимы движения автомобиля; тип и состояние дорожного покрытия; состав и характеристики транспортного потока, в котором движется автомобиль; градостроительные особенности магистрали. При исследовании влияния срока службы автомобиля на уровень создаваемого шума установлено, что он возрастает в среднем на 1,5– 2,5 дБ по шкале А в год. В отдельных городах под воздействием автомобильного транспорта и других источников загрязнения образовались предельные экологические состояния, что препятствует устойчивому их развитию и требует кардинальных решений по улучшению их коммуникационной инфраструктуры. Наибольшему загрязнению подвержены территории, непосредственно прилегающие к трассам. Полоса загрязнения достигает 300 м и более.
Основными мероприятиями по предотвращению и уменьшению вредного воздействия автомобилей на окружающую среду следует считать:
1) Разработку таких конструкций автомобилей, которые меньше загрязняли бы атмосферный воздух токсичными компонентами отработавших газов и создавали бы шум более низкого уровня.
2) Совершенствование методов ремонта, обслуживания и эксплуатации автомобилей с целью снижения концентрации токсичных компонентов в отработавших газах, уровня шума, производимого автомобилями, и загрязнения окружающей среды эксплуатационными материалами.
3) Использование средств и методов организации и регулирования движения, обеспечивающих оптимальные режимы движения и характеристики транспортных потоков, сокращение остановок у светофоров, числа переключения передач и времени работы двигателей на неустановившихся режимах.
На дороге пробка. Не вредно ли ехать на велосипеде по автомагистрали? Почему?
После реконструкции проспекта, окна дома стали выходить на автомагистраль, уровень шума в квартире резко возрос. Что делать?
При широком использовании автомобилей все возрастающее количество людей посещает ранее недоступные для них природные комплексы. К каким последствиям это может что привести?
Лекция 5. Послеаварийная и экологическая безопасность транспортных средств
Послеаварийная безопасность — это свойства транспортного средства снижать тяжесть последствий ДТП.
К элементам послеаварийной безопасности относятся конструктивные свойства автомобиля, предотвращающие возникновение опасных явлений (пожар, заклинивание дверей) в результате ДТП. К элементам послеаварийной безопасности можно также отнести средства аварийной сигнализации и связи, средства оказания пострадавшим медицинской помощи.
Для снижения вероятности возникновения пожара в результате ДТП регламентируют утечку топлива из топливного бака, наливной горловины и топливопроводов при фронтальном ударе и при наезде сзади; применение огнестойкой перегородки между топливным баком и салоном автомобиля; требования к самому баку по статическому электричеству; требования к электропроводке и ее защите; свойства материалов внутренней отделки кузова по горючести (по скорости сгорания) для предотвращения быстрого распространения пламени и образования в салоне автомобиля ядовитых газов (продуктов сгорания).
Наибольшую опасность для водителя и пассажиров представляет возгорание автомобиля. Хотя, по данным статистики, вероятность возгорания при ДТП составляет 0,3. 1,2 %, оно приводит к тяжелейшим последствиям. Требования к пожарной безопасности автомобилей определены нормативными документами, в которых предусмотрены:
— раздельное размещение топливного бака и двигателя, при этом установка бака сзади предпочтительнее, так как лобовые столкновения и наезды на препятствия отличаются особой тяжестью последствий;
— автоматическое отключение бортовых источников энергии;
— обеспечение пожаробезопасности топливных баков, наливных горловин, топливопроводов;
— система блокировки в момент ДТП дверных замков, конструкция замков удерживающих устройств (ремней безопасности), позволяющая легко освободиться от них, чтобы быстро покинуть автомобиль;
— наличие устройств аварийной эвакуации (люки в крыше, инструменты в салоне для разбивания стекол и т.д.); обеспечение бортовыми средствами пожаротушения.
Рассмотренные виды безопасности связаны между собой и влияют друг на друга. Например, замки автомобильных дверей должны выдерживать большие перегрузки не открываясь, чтобы предотвратить выпадение пассажиров при ДТП (пассивная безопасность). Вместе с тем они не должны заклиниваться и препятствовать эвакуации пострадавших из автомобиля (послеаварийная безопасность).
Взаимосвязь разных видов безопасности и противоречивость требований, предъявляемых к конструкции автомобиля, обязывают конструкторов и технологов принимать компромиссные решения.
· Экологическая безопасность транспортных средств
Экологическая безопасность — это свойство транспортного средства снижать степень отрицательного влияния на окружающую среду в процессе всего срока эксплуатации.
По данным Союза инженеров-автомобилестроителей (SAE) средний автомобиль имеет массу 1390 кг. За период эксплуатации 12 лет и пробег 190 тыс. км автомобиль потребляет более 14000 кг топлива 200 л масла, выделяет в атмосферу боле 52 т отработавших газов и 42 кг мелкодисперсных частиц (сажи).
Основные негативные последствия, связанные с эксплуатацией автомобиля, — это потери полезной площади земли, загрязнение атмосферного воздуха, истощение природных ресурсов, уничтожение флоры и фауны, шум, вибрации, электромагнитные излучения.
В настоящее время особую актуальность имеет загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами, содержащимися в отработавших газах, к которым относятся прежде всего оксид углерода (СО), углеводороды (СхНy), оксиды азота (NOх), твердые частицы (сажа).
Таблица 2.Выброс загрязняющих веществ транспортными средствами с дизельными двигателями полной массой более 3,5 т
| Уровень выбросов, г/ кВт· ч | ||||
| Стандарт, программа | CO (оксид углерода) | CH (углеводо-роды) | NOx (оксиды азота) | PM (твердые частицы) |
| Правила ЕЭК ООН № 49 (R-49): R-49, с 1.10.1990 г. (Евро-0) | 11,2 | 2,4 | 14,4 | – |
| R-49/02-A, с 1.10.1993 г. (Евро-1) | 4,9 | 1,23 | 9,0 | 0,4 |
| R-49/02-B, с 1.10.1996 г. (Евро-2) | 4,0 | 1,1 | 7,0 | 0,15 |
| R-49/03-А, с 1.10.2001 г. (Евро-3) | 2,1 | 0,66 | 5,0 | 0,10 |
| R-49, с 1.10.2005 г. (Евро-4, проект) | 1,5 | 0,46 | 3,5 | 0,02 |
| R-49, с 1.10.2008 г. (Евро-5, проект) | 1,5 | 0,46 | 2,0 | 0,02 |
| Сверхнизкие выбросы вредных веществ | 1,5 | 0,25 | 2,0 | 0,02 |
| Фактические выбросы: КамАЗ, ЯМЗ | 3,5 – 9,0 | 2,0 – 4,0 | 13,0 – 18,0 | 0,5 – 1,0 |
Вступая в реакцию с окружающим воздухом, загрязняющие вещества образуют фотохимический смог, вызывающий резь в глазах, аллергические, сердечно-сосудистые, нервные заболевания людей.
Отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду заключается не только в выделении токсичных веществ, но и в сжигании кислорода (примерно 3,3 т кислорода на 1 т нефтепродуктов).
Таблица 3. Предельно допустимое содержание вредных веществ для АТС с бензиновыми двигателями по ГОСТ Р 52033-2003 (с 01.01.2005 г.)
| Комплектация автомобиля | Частота вращения коленчатого вала | Оксид углерода, объемная доля, % | Углеводороды, объемная доля, млн.–1 |
| Автомобили категорий М1, М2, М3, N1, N2, N3, произведенные до 01.10.1986 г. | nмин | 4,5 | – |
| Автомобили категорий М1 и N1, не оснащенные системами нейтрализации отработавших газов | nмин | 3,5 | |
| nпов | 2,0 | ||
| Автомобили категорий М2, M3, N2, N3, не оснащенные системами нейтрализации отработавших газов | nмин | 3,5 | |
| nпов | 2,0 | ||
| Автомобили категорий М1 и N1, оборудованные двухкомпонентной системой нейтрализации отработавших газов | nмин | 1,0 | |
| nпов | 0,6 | ||
| Автомобили категорий М2, M3, N2, N3, оборудованные двухкомпонентной системой нейтрализации отработавших газов | nмин | 1,0 | |
| nпов | 0,6 | ||
| Автомобили категорий М1 и N1 с трехкомпонентной системой нейтрализации отработавших газов и те же автомобили, оборудованные встроенной (бортовой) системой диагностирования | nмин | 0,5 | |
| nпов | 0,3 | ||
| Автомобили категорий М2, M3, N2, N3 с трехкомпонентной системой нейтрализации отработавших газов и те же автомобили, оборудованные встроенной (бортовой) системой диагностирования | nмин | 0,5 | |
| nпов | 0,3 |
С 01.01.2005 года по ГОСТ Р 52160-2003 (соответствует требованиям Правил ЕЭК ООН № 24 и ГОСТ Р 41.24-99) предусмотрен контроль уровня дымности дизелей.
Основным нормируемым параметром дымности является коэффициент поглощения света k, вспомогательным – коэффициент ослабления света N.
Дымность автомобилей в режиме свободного ускорения не должна превышать:
· предельно-допустимое значение коэффициента поглощения света kдоп, указанное предприятием-изготовителем в знаке официального утверждения и нанесенное на двигатель/автомобиль в соответствие с приложением 3 ГОСТ Р 41.24 (Правила ЕЭК ООН № 24) для обкатанных автомобилей;
· более чем на 0,5м –1 предельных значений kдоп, указанных в знаке официального утверждения, для необкатанных автомобилей.
Методы, применяемые для снижения токсичности отработавших газов, можно разделить на четыре группы:
• группа I— изменение конструкции, рабочего процесса, специального регулирования двигателей внутреннего сгорания и их систем;
• группа II— применение другого вида топлива или изменение физико-химических свойств топлива;
• группа III— очистка выбросов от токсичных компонентов с помощью дополнительных устройств;
• группа IV— замена традиционных двигателей новыми мало токсичными силовыми установками.
Группа I включает в себя мероприятия по улучшению смесеобразования и обеднения смеси, дозирования и распределения ее по цилиндрам (электронные и электромеханические системы впрыска топлива, модифицированные быстропрогреваемые впускные клапаны). Токсичность отработавших газов значительно уменьшается при применении бесконтактных транзисторных систем зажигания, карбюраторов новых типов (с быстродействующими заслонками, электронным управлением), при установке устройств для рециркуляции отработавших газов. С помощью специальных регулировок (состава смеси, частоты вращения холостого хода, угла опережения зажигания и времени перекрытия клапанов) можно уменьшить содержание токсичных компонентов в отработавших газах.
Группа II имеет два основных направления — применение присадок к топливам, снижающих выброс свинца, серы, сажи и т.д.; перевод двигателей на другие виды топлива (природный газ, пропан-бутан, водород).
Группа III включает в себя очистку выбросов от токсичных компонентов с помощью нейтрализаторов разных типов и очистителей, устанавливаемых на автомобилях. Для снижения токсичности отработавших газов применяют неэтилированный бензин.
С 01.01.2005 года введен в действие ГОСТ Р 52231-2004 «Внешний шум автомобилей в эксплуатации. Допустимые уровни и методы измерения».
Допустимый уровень шума не должен превышать более чем на 5 дБА контрольного значения, установленного в эксплуатационной документации.
Если в эксплуатационной документации неуказанны контрольные значения уровня шума, то допустимый уровень шума выпускной системы автомобиля не должен превышать значений, приведенный в таблице 4.
Таблица 4. Допустимые уровни шума выпускной системы двигателей автомобилей
| Тип автомобиля | Уровень шума, дБА |
| Автомобили легковые категории М1 и грузопассажирские и грузовые категории N1 | |
| Автобусы категории М2 и автомобили грузовые категории N2 | |
| Автобусы категории М3 и автомобили грузовые категории N3 |
Таблица 5. Ограничение шумности автомобилей полной массой более 3,5 т
по правилу ЕЭК ООН № 51 (в дБА)
| Категория АТС по мощности | Для автомобилей выпуска | ||
| двигателя | До 1991 г. | После 1991 г. | С 1.10.1995 г. |
| Менее 75 кВт | |||
| От 75 до 150 кВт | |||
| Свыше 150 кВт |
Основными источниками шума на автомобиле являются двигатель, шасси автомобиля (трансмиссия, кузов), шины, поток воздуха за автомобилем. Мероприятия по снижению шума автомобиля включают в себя совершенствование конструкций воздухоочистителей, впускных и выпускных трубопроводов, глушителей, синхронизаторов, применение косозубых шестерен постоянного зацепления и менее шумных подшипников, применение других шумопоглощающих и шумоизолирующих устройств.
Вопросы для самоконтроля:
1. Перечислите требования к послеаварийной безопасности ТС.
2. По каким параметрам оценивается экологическая безопасность ТС.
3. По каким веществам и показателям оценивают вредное влияние отработавших газов двигателей автомобилей?
4. Назовите мероприятия по повышению экологической безопасности ТС.
Послеаварийная и экологическая безопасность транспортных средств
Понятие послеаварийной безопасности автомобиля. Устройства, которые повышают послеаварийную безопасность автомобиля. Способы эвакуации людей при ДТП. Экологическая безопасность автомобиля и влияние автомобилизации на окружающую среду. Шум от автомобилей.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.09.2016 |
| Размер файла | 58,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Послеаварийная и экологическая безопасность транспортных средств
1. Понятие послеаварийной безопасности автомобиля
2. Устройства и приборы повышающие послеаварийную безопасность автомобиля, и способы эвакуации людей при ДТП
3. Экологическая безопасность автомобиля и влияние автомобилизации на окружающую среду
4. Шум от автомобилей и методы его уменьшения
На прошлых лекция мы с Вами уяснили, что 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.
Обеспечение комфортных условий в салоне снижает утомление водителя и повышает надежность управления. В связи с этим в эту же 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 вибрации и шума в пассажирском помещении, предотвращение попадания в салон автомобиля выхлопных газов и паров топлива.
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.
Необходимость обеспечения определенных свойств автомобиля в отношении безопасности в различных конкретных условиях движения, создало предпосылки для создания методик проверки этих свойств и явилось причиной разработки и введения специальных требований безопасности, при соответствии которым 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 России и во многих других странах.
1. Понятие послеаварийной безопасности автомобиля
Все дорожно-транспортные происшествия в зависимости от механизма возникновения подразделяются на девять видов:
3) наезд на стоящее транспортное средство;
4) наезд на препятствие;
5) наезд на пешехода;
6) наезд на велосипедиста;
7) наезд на гужевой транспорт;
8) наезд на животных;
9) прочие происшествия.
Начиная рассмотрение вопроса важно отметить, что в техническом регламенте в главе 2 содержится следующее требование к конструкции автомобиля, которая с учетом его категории и назначения должна обеспечивать:
— минимизацию травмирующих воздействий на находящихся в транспортном средстве людей;
— и возможность их эвакуации после дорожно-транспортного происшествия.
Опасные явления ДТП:
Опасными явлениями, которые могут возникнуть в результате ДТП, следует, считать:
· заполнение водой салона автомобиля, если он затонул.
После возникновения ДТП в результате нарушения герметичности топливной аппаратуры и соприкосновения паров топлива с нагретыми деталями автомобиля или электрической искрой может начаться пожар. Водитель и пассажиры не всегда могут быстро покинуть горящий автомобиль из-за заклинивания дверей или полученных травм. Пребывание в горящем автомобиле более 1, 5 мин является для человека практически смертельным. Несмотря на то, что пожар при ДТП возникает сравнительно редко (по статистическим данным различных стран, число ДТП с пожаром составляет 0, 03- 1, 2%), он представляет собой серьезную опасность.
Заклинивание дверей, происходящее достаточно часто при ДТП, препятствует быстрой эвакуации пассажиров и водителя из автомобиля, что особенно опасно в случае получения водителем и пассажирами серьезных повреждений или возникновения пожара.
При быстром проникновении воды внутрь автомобиля в случае попадания его в водоем водитель и пассажиры при ДТП не сразу приходят в себя и им нужно время для осмысления возникшей ситуации и принятия мер для того, чтобы покинуть затопленный автомобиль. Подобные случаи в большинстве стран происходят не часто.
Она обеспечивается средствами противопожарной безопасности, надежной конструкцией дверных замков, эвакуационными люками, аварийной сигнализацией и др.
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.
К элементам послеаварийной безопасности автомобиля относятся конструктивные мероприятия и дополнительные приборы, предотвращающие возникновение опасных явлений, возникающих в результате ДТП. К элементам послеаварийной безопасности можно также отнести средства оказания пострадавшим медицинской помощи.
2. Устройства и приборы повышающие послеаварийную безопасность автомобиля, и способы эвакуации людей при ДТП
Требования к пожарной безопасности автомобиля и соответствующим элементам его конструкции регламентируются Правилами № 34-01 ЕЭК ООН. Этот документ регламентирует утечку топлива из топливного бака, заливной горловины и топливопроводов при фронтальном наезде автомобиля на препятствие со скоростью 13, 9 м/с или наезде сзади со скоростью 10 м/с; утечка топлива в момент наезда не должна превышать 28 г/мин, а образование каплеобразной смеси также 28 г/мин. В ходе испытаний определяется объем жидкости, заменяющей топливо и вытекшей из бака при нарушении его герметичности, оценивается вероятность возникновения пожара и возможность его тушения имеющимися на автомобиле средствами.
Конструкции автомобилей массового производства должны отвечать следующим требованиям в отношении пожарной безопасности:
1) Предусматривается установка огнестойкой перегородки между топливным баком и пассажирским салоном. Элементы системы питания должны быть защищены от коррозии и предохранены от соприкосновения с препятствиями на грунте. Все топливопроводы должны располагаться в защищенных местах (но не в салоне автомобиля); они не должны подвергаться каким-либо механическим воздействиям. Топливный бак следует изготовлять из огнестойкого материала; он не должен заряжаться статическим электричеством.
2) Заливная горловина не должна располагаться в салоне, багажнике или моторном отсеке и выступать над поверхностью кузова; крышка горловины должна быть огнестойкой.
3) Электропроводку следует размещать в специальных каналах или крепить к корпусу; она должна быть защищена от коррозии.
4) Для предотвращения быстрого распространения пламени и образования в салоне ядовитых газов (продуктов сгорания) регламентируются свойства материалов для внутренней отделки салона.
Кроме того, для повышения пожарной безопасности автомобилей на них должны устанавливатся автоматически включающиеся огнетушители (как правило, пенные); штатные пенные или порошковые огнетушители; устройства, автоматически размыкающие электрическую цепь автомобиля при возникновении перегрузок определенной величины; устройства для автоматического впрыскивания в топливный бак веществ, превращающих бензин в трудносгораемое вещество (композиции галогенов, кремниевые соединения, специальные смолы).
Облегчение эвакуации людей из салона автомобиля, особенно автобуса, может быть достигнуто следующими мероприятиями:
— устройством запасных выходных люков в крыше автобуса (автомобиля);
— устройством запасных выходных люков в боковых стенках автобуса;
— снабжением дверей и люков дополнительными наружными замками и рукоятками;
— оборудованием салона молотками для разбивания стекол, пилами, молотами, ножницами и другими инструментами для прорезывания отверстий в стенках автобуса.
Большое значение имеет знание приемов эвакуации.
Вероятность спасения людей при возникновении пожара, затоплении автомобиля и серьезных ранениях в значительной степени зависит также от того, насколько хорошо организованы на трассе медицинская, пожарная и водолазная спасательные службы (в последнее время во многих городах появились многофункциональные службы спасения, которые также оказывают помощь на автодорогах. Все должны помнить номер 112). Однако эти вопросы выходят за рамки конструктивной безопасности транспортных средств.
безопасность автомобиль послеаварийный эвакуация
3. Экологическая безопасность автомобиля и влияние автомобилизации на окружающую среду
Важно отметить, что в техническом регламенте в главе 2 содержится следующее требование к конструкции автомобиля, которая с учетом его категории и назначения должна обеспечивать:
· минимизацию выбросов вредных (загрязняющих) веществ, а также энергетическую эффективность, которая выражается в минимизации потребления топлива транспортными средствами с двигателями внутреннего сгорания и потребления электроэнергии электромобилями;
· минимизацию внешнего и внутреннего шума;
· устойчивость к воздействию внешних источников электромагнитного излучения и электромагнитную совместимость.
В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли:
· теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.),
· далее предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии,
· предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов.
На Западе ситуация немного иная. Так, например, основное количество вредных выбросов в США, Великобритании и Германии приходится на автотранспорт (50-60%), тогда как на долю теплоэнергетики значительно меньше (16-20%).
Ярким примером неблагоприятного влияния развития производства на окружающую среду может служить автомобилизация. Автомобили оказывают вредное воздействие на природу и человека, так как в отработанных продуктах содержатся опасные для здоровья и окружающей среды компоненты, при движении автомобилей возникает шум.
Автомобильные дороги и их инфраструктура отняли у человечества свыше 50 миллионов гектаров земли (такова суммарная территория таких стран, как ФРГ и Великобритания). Кроме того, дороги с интенсивным движением создают “разделяющий эффект”, затрудняя связи между объектами и участками живой природы, расположенными по разные стороны дороги.
Дорожное строительство нарушает экологическое равновесие в природе вследствие:
· изменения существующего ландшафта;
· усиления водной и ветровой эрозии;
· развития геодинамических процессов, например оползней и обвалов;
· загрязнения окружающей местности, поверхностных и грунтовых вод материалами и веществами, применяемыми при эксплуатации автомобилей и дороги;
· неблагоприятного воздействия на существующий растительный и животный мир.
Источником загрязнения и истощения окружающей среды стала как сама трасса, так и её инженерные сооружения, объекты обслуживания, особенно места хранения нефтепродуктов, автозаправочные станции, станции технического обслуживания, мойки и т.п.
При широком использовании автомобилей все возрастающее количество людей посещает ранее недоступные для них природные комплексы, что приводит к загрязнению отходами территорий, прилегающих к автомобильным дорогам, и других мест. В отдельных городах и их агломерациях под воздействием автомобильного транспорта и других источников загрязнения образовались предельные экологические состояния, что препятствует устойчивому их развитию и требует кардинальных решений по улучшению их коммуникационной инфраструктуры.
Мероприятиями по уменьшению вредного воздействия автомобилей на окружающую среду следует считать снижение токсичности отработавших газов и уровня шума.
Основными загрязняющими веществами при эксплуатации автотранспорта являются:
— нефтепродукты при их испарении;
— продукты истирания шин, тормозных колодок и дисков сцепления, асфальтовых и бетонных покрытий;
— противогололедные реагенты, соли и песок.
Важно отметить. что наибольшему загрязнению подвержены территории, непосредственно прилегающие к трассам. Полоса загрязнения достигает 300 м и более.
Основными мероприятиями по предотвращению и уменьшению вредного воздействия автомобилей на окружающую среду следует считать:
1) разработку таких конструкций автомобилей, которые меньше загрязняли бы атмосферный воздух токсичными компонентами отработавших газов и создавали бы шум более низкого уровня;
2) совершенствование методов ремонта, обслуживания и эксплуатации автомобилей с целью снижения концентрации токсичных компонентов в отработавших газах, уровня шума, производимого автомобилями, и загрязнения окружающей среды эксплуатационными материалами;
3) соблюдение при проектировании и строительстве автомобильных дорог, инженерных сооружений, объектов обслуживания таких требований, как:
· вписывание объекта в ландшафт;
· рациональное сочетание элементов плана и продольного профиля, обеспечивающее постоянство скорости движения автомобиля;
· защита поверхностных и грунтовых вод от загрязнения;
· борьба с водной и ветровой эрозией;
· предотвращение оползней и обвалов;
· сохранение животного и растительного мира;
· сокращение площадей, отводимых под строительство;
· защита зданий и сооружений вблизи дороги от вибраций;
· борьба с транспортным шумом и загрязнением воздуха;
· применение методов и технологии строительства, приносящих наименьший ущерб окружающей среде;
4) использование средств и методов организации и регулирования движения, обеспечивающих оптимальные режимы движения и характеристики транспортных потоков, сокращение остановок у светофоров, числа переключения передач и времени работы двигателей на неустановившихся режимах.
К основным вредным компонентам отработавших газов автомобилей относятся:
· окись углерода СО (сильное токсичное вещество),
· окислы азота NOх (токсичны, вместе с углеводородами СН образует фотохимический смог),
· альдегиды (вредно действуют на нервную систему и органы дыхания),
· твердые частицы (сажа),
· соли свинца (сильно действующие токсичные вещества).
Отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду заключается не только в выделении токсичных веществ, но и в сжигании кислорода, так как для сгорания нефтепродуктов необходим кислород (ориентировочно 3, 3 т кислорода на 1 т нефтепродуктов).
То есть если российский автомобиль выпущен после октября 2008 года, то он должен удовлетворять нормам Евро V.
Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода.
Последствия воздействия на организм человека
Препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти
Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы; вызывает снижение умственных способностей у детей, откладывается в костях и др. тканях, поэтому опасен в течение длительного времени
Могут увеличивать восприимчивость организма к вирусным заболеваниям, раздражают легкие, вызывают бронхит и пневмонию
Раздражает слизистую оболочку органов дыхания, вызывает кашель, нарушает работу легких; снижает сопротивляемость к простудным заболеваниям; может обострять хронические заболевания сердца, вызывать астму и бронхит
Вызывают онкологические заболевания, нарушение функции половой системы и дефекты у новорожденных
Методы уменьшения загрязнения атмосферы отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания можно разделить на две группы:
· методы снижения токсичности выбросов;
· методы уменьшения объемов выбросов.
Методы снижения токсичности выбросов.
Методы, применяемые для снижения токсичности, можно разделить на четыре основные группы:
· изменение конструкции, рабочего процесса, технологии производства и специального регулирования двигателей внутреннего сгорания и их систем;
· применение другого вида топлива или изменение физико-химических свойств топлива;
· очистка выбросов от токсичных компонентов с помощью дополнительных устройств;
· замена традиционных двигателей новыми малотоксичными силовыми установками.
Методы первой группы включают многочисленные мероприятия по улучшению смесеобразования и обеднения смеси, дозирования и распределения ее по цилиндрам (электронные и электромеханические системы впрыска топлива, модифицированные быстропрогреваемые впускные клапаны, термостатирование воздуха, гомогенизация смеси).
Токсичность отработавших газов значительно уменьшается при применении бесконтактных транзисторных систем зажигания; карбюраторов с быстродействующими заслонками, пневматическим впрыском и электронным управлением; использовании форкамерно-факельных, процессов и послойного смесеобразования; установке устройств для рециркуляции отработавших газов, изменении формы камеры сгорания и впрыске в нее воды.
С помощью специальных регулировок (состава смеси, частоты вращения холостого хода, угла опережения зажигания и опережения впрыска топлива, времени перекрытия клапанов) можно уменьшить содержание токсичных компонентов в отработавших газах. Снижение выброса вредных компонентов можно достичь путем поддержания двигателя в чистоте и снижения загрязнения системы питания, отложений в газораспределительном механизме, всасывающей трубе.
Вторая группа методов имеет два основных направления: применение присадок к топливам, снижающих выброс свинца, серы, канцерогенных веществ, сажи и твердых частиц; перевод двигателей на другие виды топлива (пропан-бутан, природный газ, водород, воздух).
Распространенные в настоящее время бензиновые карбюраторные двигатели могут быть заменены двигателями других типов, отработавшие газы которых содержат меньше токсичных веществ:
· дизелями и особенно их малотоксичными модификациями;
· двигателями, работающими на газовом топливе;
· гибридной силовой установкой, в которой объединены двигатель внутреннего сгорания, генератор переменного тока, тяговый электромотор и аккумулятор (Toyota Prius);
Могут применяться двигатели, которые вообще не дают вредных выхлопов:
· двигатели, работающие на водородном топливе или на сжатом воздухе (двигатель французского изобретателя Ги Негра).
Теоретически могут быть применены комбинации ДВС с емкостным накопителем энергии на базе конденсаторов, а также паровые двигатели. Но необходимо учитывать, что применение комплекса устройств, снижающих токсичность, в большинстве случаев значительно удорожает автомобиль (до 25%).
Методы уменьшения объемов выбросов.
Эти методы относятся в значительной степени к организационно-техническим мероприятиям. Уменьшение объемов выбросов может быть достигнуто:
· соответствующей организацией транспортных потоков и оптимизацией их характеристик;
· рациональной организацией доставки пассажиров в городах и изменением типажа городского транспорта;
· целесообразной транспортной планировкой городов;
· уменьшение токсичности продуктов истирания дисков сцепления, тормозных накладок и шин.
1. По спектру шумы подразделяются: на стационарные и нестационарные.
2. По характеру спектра шумы подразделяют на:
— широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
— тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона.
Выраженным тон считается если одна из третьеклассных полос частот превышает остальные не менее чем на 10 дБ.
3. По частотной характеристике (Гц) шумы подразделяются на:
4. По временным характеристикам:
— непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.
5. По природе возникновения:
При движении автомобиля шум создается:
1. двигателем внутреннего сгорания,
2. шасси автомобиля (в основном механизмами трансмиссии и кузовом)
3. и в результате взаимодействия шин с дорожным покрытием.
В результате взаимодействия колеса с дорожным покрытием возникает шум, уровень и характеристики которого зависят:
· от типа автомобиля,
· нагрузки на шину, ее жесткости и давления в ней.
Шум от работы двигателя внутреннего сгорания возникает:
· во впускном тракте карбюратора и трубопроводе;
· в газораспределительном клапанном механизме в результате взаимодействия толкателей с клапанами;
· в зубчатых, а также в цепных и ременных передачах между коленчатым и распределительным валами;
· в системе охлаждения двигателя вследствие работы вентилятора, ременной передачи и водяного насоса; в выпускной системе.
Шум возникает также в зубчатых зацеплениях коробки передач и ряде других второстепенных (по шуму) механизмов.
В элементах шасси технически исправного (нового) автомобиля и его кузове шум создается при работе механизмов трансмиссии элементах подвески и в результате обтекания кузова воздушным потоком при движении.
Шум, создаваемый отдельным автомобилем (автопоездом), регламентируется рядом нормативных документов, основными из которых являются Правила № 9 ЕЭК ООН. Шум выпускаемых отечественной автомобильной промышленностью транспортных средств в основном соответствует этим нормам.
Фактически шум создают транспортные потоки, и уровень его может меняться от очень многих причин, основными из которых являются:
· техническое состояние, скорость движения и режимы движения автомобиля;
· тип и состояние дорожного покрытия;
· состав и характеристики транспортного потока, в котором движется автомобиль;
· градостроительные особенности магистрали.
При исследовании влияния срока службы автомобиля на уровень создаваемого шума установлено, что он возрастает в среднем на 1, 5- 2, 5 дБ по шкале А Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется ГОСТ 12.1.003-88. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности». Нормирование шума звукового диапазона осуществляется двумя методами: по предельному спектру уровня шума и по дБА. Первый метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ГЦ. Второй метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума. Нормируемым показателем в этом случае является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же влияние, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера. в год. При этом по мере изнашивания автомобиля доминирующее значение приобретают шумы двигателя, трансмиссии, подвески и особенно кузова автомобиля.
Шум двигателя увеличивается из-за нарушения герметичности во впускном и выпускном трактах и изнашивания вращающихся деталей. Вследствие изнашивания сопряженных пар повышается шум в трансмиссии и подвеске. Особенно возрастает шум кузова из-за ослабления крепления его элементов и снижения общей жесткости конструкции, что неизбежно приводит к вибрации кузова. При движении на неустановившихся режимах также увеличивается шум двигателя и шасси, особенно при разгонах и торможениях автомобиля, что характерно для движения в городских условиях.
Методы снижения уровня шума автомобилей
Для снижения шума автомобиля, прежде всего, стремятся:
· конструировать менее шумные механические узлы;
· уменьшать число процессов, сопровождающихся ударами;
· снижать величину неуравновешенных сил, скорости обтекания деталей газовыми струями, допуски сопрягаемых деталей;
· применять подшипники скольжения и бесшумные материалы.
Кроме того, уменьшение шума автомобиля достигается применением шумопоглощающих и шумоизолирующих устройств.
Шум во впускном тракте двигателя может быть уменьшен с помощью воздухоочистителя специальной конструкции, имеющего резонансную и расширительную камеры, и конструкций впускных труб, уменьшающих скорости обтекания внутренних поверхностей потоком топливовоздушной смеси. Эти устройства позволяют снижать уровень шума впуска на 10-15 дБ по шкале А.
Уровень шума, при выпуске отработавших газов (при их истечении через выпускные клапаны), может достигать 120-130 дБ по шкале А. Чтобы уменьшить шум при выпуске, устанавливают активные или реактивные глушители. Наиболее распространенные простые и дешевые активные глушители представляют собой многокамерные каналы, внутренние стенки которых изготовлены из звукопоглощающих материалов. Звук гасится в результате трения отработавших газов о внутренние стенки. Чем больше длина глушителя и меньше сечение каналов, тем интенсивнее гасится звук.
Шум в трансмиссии, ходовой части и кузове нового исправного автомобиля может быть уменьшен путем конструктивных усовершенствований. В коробке передач применяются синхронизаторы, косозубые шестерни постоянного зацепления, блокирующие конусные кольца и ряд других конструктивных решений. Получают распространение промежуточные опоры карданного вала, гипоидные главные передачи, менее шумные подшипники. Совершенствуются элементы подвески. В конструкциях кузовов и кабин широко используются сварка, шумоизолирующие прокладки и покрытия.