При этом необходимо учитывать маневренность автомобиля, его габариты и устойчивость при движении в различных дорожных условиях.

Современные принципы организации дорожного движения все больше внимания уделяют внимание конструкции автомобиля с позиции безопасности. В связи с этим необходимо проводить анализ конструкции автомобиля и его тягово-динамических свойств для установления возможности предотвращения дорожно-транспортного происшествия как за счет хороших тормозных качеств, так и за счет запаса мощности двигателя автомобиля.

При этом необходимо учитывать маневренность автомобиля, его габариты и устойчивость при движении в различных дорожных условиях.

Большую роль так же играют информативность автомобиля, уровень его пассивной безопасности, поскольку важность обеспечения комфорта и безопасных условий труда водителя крайне велика, т.к. непосредственно влияет на безопасность дорожного движения.

Целью данной курсовой работы является с принципами оценки конструктивных особенностей автомобиля и расчетом его параметров влияющих на безопасность движения.

Все расчеты в курсовой работе проводились в среде MS EXCEL

1. Компоновочные параметры
автомобиля ВАЗ-2107

Легковой автомобиль малого класса, выпускается Волжским автомобильным заводом с 1982 г. Кузов - седан, закрытый, несущий, четырехдверный. Заднее стекло - с электрообогревом. На часть автомобилей устанавливаются очистители и омыватели блок-фар с электрическими приводами. Передние сиденья - регулируемые по длине и наклону спинки. Заднее сиденье - неподвижное.

Геометрические и весовые, а также параметры тяговой динамичности приведены в таблице 1.1

Таблице 1.1.

Геометрические параметры, м
Габаритная длина, Lа	4,145
Габаритная ширина, Ва	1,680
Габаритная высота, На	1,443
База, L	2,424
Колея, b	1,321
Внешний наименьший радиус поворота по точке переднего бампера автомобиля (не более)	5,9
Внешний наименьший радиус поворота по оси следа переднего колеса (не более)	5,6
Весовые параметры, кг
Снаряженная масса, ma в том числе: на переднюю ось на заднюю ось
Полная масса в том числе: на переднюю ось на заднюю ось
Масса багажа
Сухая масса (масса незаправленного и неснаряженного автомобиля)
Тяговая динамичность
параметр	обозна чение	значе ние	раз мерность
Рабочий объем	Vл	1,458	л
Номинальная мощность по ГОСТ 14864-81 (нетто) при частоте вращения коленчатого вала 5600об/мин, не менее	N­e max	53,3	кВт
Угловая скорость коленчатого вала при N­e max	wN		об/мин
Максимальный крутящий момент по ГОСТ 14846-81 (нетто) при частоте вращения коленчатого вала равной частоте вращения при максимальном крутящем моменте об/ мин	Me max	104 (10,6)	Нм (кгс*м)
Передаточное число главной передачи	UГЛ	4,3	–
Радиус ведущего колеса	r	0,278	м
Максимальная скорость	VMAX		км/ч
Время разгона до 100 км/ч	tр		c
Тормозной путь автомобиля с полной нагрузкой, движущегося со скоростью 80 км/час на горизонтальном участке сухого, ровного асфальтированного шоссе, м (не более) при использовании рабочей тормозной системы……………………………….. при использовании аварийной (одного из контуров) тормозной системы……..	Sт		м   м
Максимальный подьем, преодолеваемый обкатонным автомобилем с приработанным двигателем, с полной нагрузкой на участке сухого, ровного и твердого грунта без разгона на первой передаче при протяженности подьема не менее двойной длины автомобиля			%

2. Активная безопасность автомобиля

Активная безопасность автомобиля – свойство предотвращать ДТП (снижать вероятность их возникновения).

2.1. Расчет времени и пути обгона

Обгон представляет собой сложный и опасный маневр, вызванный желанием водителя двигаться без потерь времени. Обгон связан с выездом на соседнюю полосу движения и требует свободного пространства перед обгоняющим автомобилем. Трудность правильного выполнения обгона в сочетании с высокой скоростью требует от водителя безошибочного расчета и точных действий по управлению автомобилем. Поэтому правила дорожного движения категорически запрещают водителю обгоняемого автомобиля, какими бы то ни было способами препятствовать завершению обгона.

Манёвр обгона можно разделить на три фазы: отклонение обгоняющего автомобиля влево и выезд на соседнюю полосу движения; движение слева от обгоняемого автомобиля и впереди него, возвращение обгоняющего автомобиля на свою полосу впереди обгоняемого автомобиля.

Для простоты расчетов время, затраченное на поперечное смещение обгоняющего автомобиля и переход его с одной полосы движения на другою, не учитывают, так как это время невелико по сравнению с общим временем обгона и разгон обгоняющий автомобиль начинает только после выхода на левую полосу. При обгоне в заданных условиях водитель обгоняющего автомобиля имеет впереди себя свободное пространство для предварительного разгона до большей скорости V₁. Эта скорость должна быть больше скорости V₂ обгоняемого автомобиля. Время t_oб и расстояние S_oб необходимые в этом случае для безопасного обгона, определяем по методике, изложенной в [2].

2.1.1. Расчет пути и времени обгона с постоянной скоростью

Из задания известно, что скорость обгоняющего автомобиля V₁ =151 км/ч, (42 м/с) и скорость обгоняемого автомобиля V₂ = 113 км/ч (31,4 м/с).

Путь обгона

, (2.1)

где D₁ и D₂ – дистанции безопасности между обгоняющим и обго­няемым автомобилями в начале и конце обгона, м;

L₁ и L₂ – габаритные длины обгоняющего и обгоняемого автомобилей м,

L₁ = 4,1 м габаритная длинна автомобиля ВАЗ-2107 [2],

При расчетах принимаем, что обгоняющий и обгоняемый автомобили имеют одинаковую длину (L₁=L₂=4,1 м).

Величины дистанций безопасности D₁ и D₂ зависят от дорожных условии, типа автомобиля, опыта и квалификации водителя. Точный их расчет невозможен, поэтому правилами дорожного движения предусматривается, что дистанции между автомобилями выбирает водитель.

Первая дистанция безопасности может быть представлена в виде функции скорости обгоняющего автомобиля

; (2.2)

а вторая — в виде функции скорости обгоняемого автомобиля,

; (2.3)

где а_об и b_об — эмпирические коэффициенты, зависящие от типа обгоняемого автомобиля, для легкового автомобиля

а_об = 0,33,

b_об = 0,26 [1] Таблица 2.1. Значения коэффициентов a_об и b_об

Подставляя в формулы (2.2), (2.3) получаем

D₁ = 586,12 м,

D₂ = 260,3496 м.

­Вторая дистанция безопасности короче первой, так как водитель обгоняющего автомобиля стремится быстрее возвратиться на свою полосу движения и иногда «срезает угол». Кроме того, скорость V₁ обгоняющего автомобиля больше скорости V₂, поэтому если в момент завершения обгона дистанция между автомобилями и окажется короче допустимой, то она очень быстро увеличится.

Рассчитанные значения D₁ и D₂ могут сильно отличатся от реальных, т.к. водители руководствуются не столько скоростью движения, сколько дорожно-транспортной ситуацией, а перед началом обгона эта дистанция значительно сокращается.

Время обгона

(2.4)

Подставляя полученные значения D₁ и D₂ в формулы (2.1), (2.4) получаем:

S_{об 1} = 3386м,

t_{об 1} = 81 c = 1м. 21с.

Вывод

Чем выше скорость обгоняющего автомобиля, тем меньше значения S_oб и t_об необходимые для безопасного обгона. Поэтому наиболее безопасен обгон легковым автомобилем тихоходного транспортного средства, например автопоезда.

Напротив, обгоны легковых автомобилей, предпринимаемые иногда торопящимися водителями грузовых автомобилей и даже автопоездов, весьма опасны и нередко заканчиваются трагически.

Обгоняющий автомобиль завершит обгон спустя 81 секунды после начала маневра, пройдя путь в 3,4 км.

Обгон в данных условиях крайне рискован, поскольку путь обгона многократно превышает дистанцию видимости встречного транспортного средства, а большое время обгона дает очень высокую вероятность появления встречного транспортного средства.

Определим минимальное расстояние S_св1, которое должно быть свободным перед обгоняющим автомобилем в начале обгона:

(2.5)

где V₃ – скорость встречного автомобиля, м/с.

Скорость встречного автомобиля принимаем

(2.6)

2.1.2. Расчет пути и времени обгона с возрастающей скоростью

Обгон с возрастающей скоростью характерен при высокой интенсивности движения при движении сплошным пото­ком. В этих условиях быстроходный автомобиль, догнав медленно движущийся автомобиль, уменьшает скорость и некоторое время движется позади него с той же скоростью. Водитель зад­него автомобиля внимательно следит за потоком и при появлении перед обгоняемым автомобилем достаточного свободного расстояния начинает обгон, сочетая его с разгоном. Для того чтобы путь и время обгона были минимальными, интенсивность разгона должна быть максимально возможной.

Для расчета t_об и S_об в данных условиях воспользуемся графоаналитическим методом. Для этого кривую ускорения на одной из передач разбивают на ряд интервалов, начиная с скорости, соответствующей скорости обгоняемого автомобиля. При этом разгон осуществляется на прямой передаче, т.к. третья передача не обеспечивает нужной скорости движения.

При расчете считаем, что в каждом интервале скоростей автомобиль движется с постоянным ускорением j_ср, равным

(2.7)

где j_i – ускорение автомобиля на i-й передаче при скорости движения V_i, м/с²;

D_i – динамический фактор на i-й передаче при указанной скорости;

y – коэффициент сопротивления дороги;

d_в – коэффициент учета вращающихся масс.

При расчетах в данном случае рассматриваем движение по горизонтальной дороге, тогда

(2.8)

где f – коэффициент сопротивления качению колеса с учетом скорости движения.

Значение коэффициента f рассчитываем по формуле

(2.9)

где f₀ – значение коэффициента сопротивления качению колеса при скоростях менее 50 км/ч. Значение коэффициента сопротивления качению выбираем для асфальтобетонного покрытия f₀ = 0,012. [1] Таблица 2.2. Значение коэффициентов сопротивления качению.

;

Остальные значения f приведены в сводной таблице расчетов ниже (Табл. 2.1.2)

Коэффициент , учитывающий наличие в движущемся автомобиле вращающихся масс, определяется по формуле

(2.10)

где – коэффициент, учитывающий инерционный момент колес ( =0,04), [1];

– коэффициент, учитывающий инерционный момент маховика ( =0,0007), [1];

U_ТРi – передаточное число трансмиссии на рассматриваемой передаче.

;

Угловая скорость коленчатого вала:

; (2.11)

где n_е – частота вращения, с которой работает двигатель при расчетной скорости на соответствующей ей передаче, об/мин;

V_a – расчетная скорость движения автомобиля, км/ч;

i_КП – передаточное число коробки передач на данной передаче;

i_г – передаточное число главной передачи;

r_{к –} радиус колеса, м.

Крутящий момент двигателя при определенной частоте вращения n_e:

(2.12)

где М_е – крутящий момент двигателя, Нм;

N_max – максимальная мощность двигателя, кВт;

a, b, c – эмпирические коэффициенты;

n_N – частота вращения, соответствующая максимальной мощности, об/мин.

Таблица 2.1.1