1
Рабочее место водителя
Написано
Константин
,
в
Техника управления автомобилем
28 February 2016
·
17577 просмотров
Техника управления автомобилем в штатных дорожно-транспортных ситуациях
Рабочее место водителя
Часть пространства в салоне автомобиля, предназначенная для размещения водителя и оборудованная для исполнения его водительских функций, называется рабочим местом - это сиденье водителя; органы управления автомобилем (замок зажигания с ключом, рукоятка выключения дизельного двигателя, рулевое колесо, педали, рычаг переключения передач, рычаг стояночного тормоза); приборы и индикаторы; органы управления системами, с помощью которых поддерживаются благоприятные условия деятельности водителя и передается информация другим участникам движения.
Сиденье водителя. Автомобилями управляют люди, имеющие индивидуальные рост и телосложение. Чтобы каждый водитель имел возможность удобно разместиться на своем рабочем месте, сиденье водителя снабжается регулировками статического прогиба системы подрессоривания, высоты и наклона подушки сиденья, положения сиденья в продольном направлении, наклона спинки сиденья, кривизны спинки сиденья в поясничной области, высоты подголовника.
На рис.1 показано сиденье современного грузового автомобиля и автобуса. Такое сиденье имеет «полный набор» регулировок. При уменьшении их числа водители, антропометрические характеристики которых отклоняются от «среднего» показателя, не смогут разместиться на рабочем месте с максимальным комфортом.
На современных грузовых автомобилях и автобусах сиденье водителя для уменьшения передаваемых ему вибраций подрессоривают. Если система подрессоривания механическая (пружинная или торсионная), предварительное сжатие упругого элемента регулируется с помощью рукоятки (показана на рис.1) под вес водителя. Для удобства регулировки обычно применяется шкала веса водителя со стрелкой. Перемещением рукоятки необходимо совместить стрелку с величиной собственного веса на шкале. При отсутствии шкалы натяжения упругого элемента регулировка выполняется так, чтобы под действием веса водителя сиденье переместилось на одну треть своего полного хода. Если статическое перемещение сиденья будет меньше, вибронагруженность водителя возрастет. При увеличении статического прогиба сиденье будет сильно раскачиваться, что также создаст серьезные неудобства при управлении автомобилем. При пневматическом подрессоривании сиденья статический прогиб устанавливается автоматически на заданную величину независимо от веса водителя.
Рис.1. Сиденье водителя грузового автомобиля и автобуса:
1 - ручка регулирования наклона подушки сиденья; 2 - ручка регулирования изгиба спинки сиденья по высоте (ручка не видна, стрелкой указан уровень ее размещения сбоку сиденья); 3 - ручка регулирования кривизны спинки сиденья; 4 - ручка регулирования наклона спинки сиденья; 5 - ручка регулирования высоты подушки сиденья; 6 - ручка регулирования положения в продольном направлении; 7 - ручка регулирования системы подрессоривания сиденья
Органы управления автомобилем. Органы управления автомобилем располагаются относительно сиденья таким образом, чтобы водитель за счет регулирования положения сиденья мог занять оптимальную рабочую позу. Однако регулировок положения только сиденья может оказаться недостаточно, так как при одинаковом росте люди различаются длиной туловища, рук и ног. Поэтому на современных автомобилях предусмотрены еще регулировки положения и рулевого колеса. На грузовых автомобилях и автобусах, как правило, имеются две регулировки: наклона рулевого колеса и его перемещения вдоль оси вращения. Для изменения наклона рулевого колеса необходимо повернуть рычаг 2, показанный на рис.2,в. Чтобы переместить рулевое колесо вверх или вниз вдоль оси вращения, необходимо нажать на педаль 1, показанную на рис.2,б. Типичное расположение органов управления грузовым автомобилем и автобусом показано на рис.3.
Рис.2. Регулируемое рулевое колесо:
а - возможные положения рулевого колеса; б - расположение педали регулировки положения рулевого колеса по высоте; в - расположение рычага регулировки наклона рулевого колеса; 1 - педаль регулировки положения рулевого колеса по высоте; 2 - рычаг регулировки наклона рулевого колеса
Рис.З. Органы управления грузовым автомобилем и автобусом:
1 - замок зажигания; 2 - рычаг тормоза прицепа; 3 - рычаг стояночного тормоза; 4 - рукоятка выключения двигателя; 5 - рычаг переключения передач; 6 – педаль скорости; 7 - педаль тормоза; 8 - педаль сцепления; 9 - включатель моторного замедлителя; 10 - рулевое колесо
Рассмотрим назначение органов управления автомобилем. 3амок зажигания предназначен для включения и выключения системы зажигания двигателя с искровым воспламенением смеси в цилиндрах (откуда и возникло само название). Кроме того, он используется при обоих типах двигателей для подачи питания к потребителям электроэнергии и включения стартера. На некоторых дизельных автомобилях остановка двигателя производится также поворотом ключа зажигания. На автомобиле, рабочее место водителя которого показано на рис.3, остановка двигателя выполняется специальной рукояткой. Кроме того, замок зажигания выполняет функцию противоугонного устройства.
Выполнение перечисленных функций осуществляется поворотом ключа замка зажигания. Показанный на рис.3 замок зажигания выполняет следующие функции в зависимости от положения ключа: 0 - все выключено, можно вставить или вынуть ключ; R - включено питание радиоприемника при неработающем двигателе; I - подано питание ко всем потребителям электроэнергии, в этом положении ключ находится при движении автомобиля; II (нефиксируемое положение) - включение свечей накаливания для подогрева всасываемого воздуха при холодном пуске дизельного двигателя; III (нефиксируемое положение) - включение стартера.
На данном автомобиле для остановки двигателя служит специальная ручка, поэтому после того, как двигатель будет остановлен, ключ необходимо повернуть в положение 0.
Каждому положению педали скорости в пределах диапазона скоростей, границы которого определяются положением рычага переключения передач, соответствует определенная скорость автомобиля. Нажимая на педаль тормоза, водитель снижает скорость автомобиля. Каждому положению педали соответствует определенное замедление. Нажимая на педаль, мы увеличиваем замедление, а отпуская педаль - уменьшаем его.
Одним из способов замедления является торможение двигателем. Когда во время движения автомобиля мы освобождаем педаль скорости, колеса начинают вращать коленчатый вал и двигатель становится тормозом. На двигателях с искровым зажиганием прикрытая дроссельная заслонка вызывает значительный тормозной эффект, который заметно возрастает при отключении подачи топлива экономайзером принудительного холостого хода. На дизельных двигателях подача топлива на принудительном холостом ходу отключается, но при отсутствии дросселя тормозной момент оказывается маленьким. Поэтому на дизелях устанавливают заслонку в выпускной трубе. Это устройство называется моторным замедлителем . При нажатии на кнопку включения моторного замедлителя заслонка перекрывает выпускную трубу, увеличивая тормозной момент, создаваемый двигателем.
На большегрузных автопоездах имеется отдельная система торможения прицепа, которая позволяет «растягивать» автопоезд при «набегании» прицепа на автомобиль. Система торможения управляется рычагом (см. рис.3), который не имеет фиксированного положения. Это сделано для того, чтобы можно было быстро прекратить торможение прицепа, если его начнет заносить. Стояночный тормоз приводится в действие своим рычагом. Для этого рычаг необходимо опустить вниз до фиксированного положения. Для растормаживания автомобиля необходимо поднять вверх кольцо и, разблокировав рычаг, перевести его в верхнее положение.
Педаль сцепления позволяет решить задачу трогания с места и переключения передач в движении. При нажатой педали двигатель и трансмиссия разъединены, что позволяет включить передачу на стоящем автомобиле, переключить передачи в движении. Плавно отпуская педаль, мы соединяем двигатель с трансмиссией, обеспечивая движение автомобиля. На автомобилях с автоматической трансмиссией педаль сцепления отсутствует, поскольку переключение передач происходит автоматически. Это упрощает управление автомобилем.
С помощью рулевого колеса регулируется направление движения автомобиля, стабилизируется его курсовая неустойчивость при заносе.
Возможные схемы перемещения рычага переключения передач для четырех- и пятиступенчатых коробок передач показаны на рис.4.
Рис.4. Схемы переключения четырех- и пятиступенчатых коробок передач
На большегрузных автомобилях применяются восьми-, десяти-, двенадцати-, четырнадцати- и шестнадцатиступенчатые трансмиссии. Создание таких трансмиссий возможно путем объединения в один агрегат обычной четырех- или пятиступенчатой коробки передач с расположенными за ней демультипликатором, а перед ней делителем. Демультипликатор и делитель являются двухступенчатыми коробками передач. При включении прямой передачи в демультипликаторе и делителе мы имеем обычную коробку передач, или «верхний диапазон передач». При включении пониженной передачи в демультипликаторе общее передаточное отношение увеличивается. Теперь, переключая передачи в «основной» коробке, мы имеем новый ряд передач, более низких, чем основные, или «нижний диапазон передач». При включении пониженной передачи делителя каждая из восьми передач разделяется пополам, т.е. добавляются еще восемь передач. Для управления демультипликатором и делителем на рукоятку рычага переключения передач устанавливают переключатель диапазонов (флажок) и переключатель делителя (клавиша), показанные на рис.5.
Положение флажка В соответствует включению верхнего ряда передач, а положение Н - включению нижнего ряда передач. Каждое положение рычага основной коробки соответствует двум передачам: одной в нижнем и одной в верхнем диапазонах. Изложенное поясняет рис.6. Нажимая на верхнюю часть клавиши, мы включаем прямую высшую (В) передачу в делителе. При нажатии на нижнюю часть клавиши включается низшая (Н) передача (рис.7).
Для переключения делителя при любой включенной передаче или совместно с переключением передач в основной коробке необходимо предварительно перевести клавишу в новое положение. При нажатии на педаль сцепления произойдет переключение делителя. Переключение демультипликатора осуществляется при переходе с четвертой передачи на пятую или наоборот. Для этого при движении на четвертой передаче необходимо предварительно перевести флажок из нижнего положения в верхнее, нажать на педаль сцепления и перевести рычаг переключения передачи в нейтральное положение. При этом включается контрольная лампа, и она остается включенной до тех пор, пока не будет закончено переключение демультипликатора. После того как лампа погаснет, можно включить пятую передачу и отпустить педаль сцепления. Переход с пятой передачи на четвертую выполняется в обратной последовательности. Для этого флажок необходимо предварительно перевести в нижнее положение, затем при скорости, не превышающей 25 км/ч, нажать на педаль сцепления и перевести рычаг переключения передач в нейтральное положение. Включить четвертую передачу можно после того, как погаснет контрольная лампа. Если скорость автомобиля превышает 25 км/ч, переключение не произойдет. Допускается переключение с шестой на четвертую и с пятой на третью передачи.
Рис.5. Рукоятка рычага переключения передач с органами управления демультипликатором и делителем:
а - расположение органов управления на рукоятке: 1 – переключатель диапазонов демультипликатора; 2 - переключатель делителя; б - положение органов управления: В - верхний диапазон (верхняя передача делителя); Н - нижний диапазон (нижняя передача делителя)
Рис.6. Управление восьмиступенчатой трансмиссией с демультипликатором:
а - положение рычага переключения передач; б - схема управления
Рис.7. Управление шестнадцатиступенчатой трансмиссией с демультипликатором и делителем
Автоматическая трансмиссия управляется рычагом селектора передач, показанным на рис.8. Рычаг может находиться в следующих положениях от крайнего переднего до крайнего заднего: R - задний ход; N - нейтральное положение; D - движение вперед (при этом происходит автоматическое переключение от первой до четвертой передачи); 3, 2 - наивысшие передачи, до которых будет происходить автоматическое переключение; 1 – движение только на первой передаче.
Рис.8. Рычаг селектора передач автоматической трансмиссии:
а - движение только на первой передаче; б - нейтральное положение рычага; в - устройство для разблокирования рычага
Пуск двигателя возможен только при положении рычага N. Для предотвращения ошибочных действий при перемещении рычага, которые могут привести к поломке коробки, имеется блокировка, снимаемая при перемещении вверх кольца, показанного стрелкой на рис.8,в. Без блокировки рычаг селектора перемещается только вверх - из положения 1 до D и далее до положения N. Для перемещения рычага из N в R или D необходимо поднять кольцо блокировки. То же необходимо сделать для перемещения рычага вниз - от D до 1.
Приборы и индикаторы. Органы управления средствами информирования других участников движения и системами поддержания комфортных условий деятельности водителя. Для надежного и эффективного управления автомобилем водитель должен получать информацию о дорожно-транспортной ситуации; режиме движения; состоянии систем и агрегатов автомобиля, качестве управления автомобилем.
Находясь в удобной позе на сиденьи, водитель должен хорошо видеть дорогу как перед собой, так и сзади автомобиля (через систему зеркал заднего обзора). С помощью приборов водитель получает информацию о режиме движения, о состоянии систем и агрегатов автомобиля, качестве управления автомобилем. Важно, чтобы водитель, находясь в удобной позе на своем рабочем месте, мог хорошо видеть все эти приборы.
Современный грузовой автомобиль оборудуется системой наружных зеркал заднего обзора показанной на рис.9. Помимо двух основных зеркал (левого 1 и правого 3), устанавливаются дополнительные зеркала 2, 4, 5. Чтобы обеспечить требуемую зону обзора, зеркала грузовых автомобилей и автобусов выполняются сферическими. Хотя минимальный радиус сферы ограничен, водитель видит дорогу с искажением, что затрудняет оценку ситуации сзади автомобиля при обгоне. Поэтому с левой стороны размещено дополнительное плоское зеркало 2.
С правой стороны даже сферическое зеркало не обеспечивает обзора пространства вдоль борта автомобиля и прежде всего в районе кабины автомобиля. Поэтому с правой стороны устанавливается дополнительное зеркало 5, позволяющее водителю наблюдать за пространством возле правой двери кабины. На автопоездах в основное зеркало не видно прицепа на крутом повороте. Эту проблему помогает решить зеркало широкого обзора 4, позволяющее видеть движение прицепа на крутом повороте и судить о наличии других участников движения в «слепой зоне» основного зеркала. Чтобы водитель мог отрегулировать положение основного правого зеркала без посторонней помощи, применяется дистанционный привод поворота зеркала с места водителя. На автобусах дополнительные зеркала устанавливают для того, чтобы водитель мог видеть пространство возле обеих дверей автобуса и в салоне.
Рис.9. Система зеркал заднего обзора:
1 - основное левое сферическое зеркало; 2 - дополнительное левое плоское зеркало; 3 – правое основное сферическое зеркало; 4 - правое дополнительное зеркало широкого обзора; 5 – правое дополнительное зеркало для обзора пространства возле правой двери
Приборы, установленные на автомобиле, можно разделить на пилотажные, контрольные и индикаторы. Пилотажные приборы необходимы для реализации оптимальных алгоритмов регулирования скорости автомобиля: скоростного и экономичного. Для этой цели требуются тахометр и спидометр. На двигателях с искровым зажиганием нужен эконометр на всех типах двигателей с турбонаддувом - манометр давления наддува.
Показателями качества управления автомобилем являются средняя скорость и средний расход топлива. Для их определения на автомобиль устанавливается бортовой компьютер. Указатель уровня топлива в баке позволяет планировать заправку автомобиля топливом.
Контрольные приборы соответственно температуры охлаждающей жидкости, давления масла в смазочной системе двигателя, давления воздуха в контурах тормозной системы, напряжения бортовой сети позволяют контролировать состояние систем и агрегатов автомобиля.
Стрелочные приборы удобны для наблюдения за медленно изменяющимися параметрами, например, в случае постепенного повышения температуры охлаждающей жидкости. При быстром изменении контролируемых параметров вероятность обнаружения этого по стрелочному прибору невелика, и для этих случаев для привлечения внимания водителя служат световые индикаторы. Поскольку таких индикаторов много, быстро заметить засветившийся среди них также сложно. Для ускорения обнаружения сигнала служат дополнительно установленные центральный индикатор и звуковой зуммер, которые срабатывают одновременно с любым из индикаторов. Кроме аварийных имеются информационные индикаторы, которые подтверждают включение определенной системы (сигнала поворота, габаритных огней, дальнего света), верхнего ряда передач, стояночного тормоза и т.д.
Яркий солнечный свет, неблагоприятные погодные условия (дождь, снегопад), темное время суток - факторы, затрудняющие или делающие невозможным получение информации из среды движения автомобиля, чтение показаний приборов. Поэтому автомобиль снабжается дополнительным оборудованием, системами повышения надежности получения водителем необходимой ему информации. Не менее важным для безопасности движения является информирование водителем других участников движения о своих предполагаемых маневрах. Надежность управления зависит от микроклимата в салоне автомобиля. Для создания комфортных условий в салоне автомобиль оснащен системами отопления, вентиляции и кондиционирования.
Водитель управляет перечисленными системами, оборудованием посредством соответствующих органов управления. Расположение приборов и индикаторов органов управления дополнительными системами, помогающих водителю сохранять надежность своих действий при изменении условий движения, информировать других участников движения о своих маневрах, показано на рис.10.
Положение противосолнечных шторок регулируется по высоте, с тем, чтобы предотвратить прямое попадание солнечных лучей в глаза водителя. Система очистки ветрового стекла от влаги и снега и омывания стекла от грязи управляется правым подрулевым рычагом. При перемещении вверх он имеет три фиксированных положения: первое - прерывистая работа стеклоочистителей, второе - низкая скорость, третье - высокая скорость. Для подачи омывающей жидкости необходимо переместить рычаг в сторону рулевого колеса.
Переключатель наружного освещения и подсветки приборов расположен слева на приборной панели. Он имеет следующие положения: 0 - все выключено; поворот на один шаг – включено стояночное освещение; поворот на второй шаг – включены фары (если ключ замка зажигания находится в положении «движение»). Переключение «ближний-дальний» свет осуществляется левым подрулевым рычагом, который имеет два фиксированных положения относительно рулевого колеса: ближе (включен «ближний» свет) и дальше (включен «дальний» свет). Из ближнего к рулевому колесу фиксированного положения рычаг можно «подтянуть» в сторону рулевого колеса. При этом он не фиксируется, но до тех пор, пока водитель удерживает его, будет гореть дальний свет вне зависимости от положения переключателя света и ключа зажигания. Левый подрулевой рычаг включает также и указатели поворота: при перемещении вверх включается правый указатель, а вниз - левый. Слева от руля расположен еще один, небольшой подрулевой переключатель. Его перемещением вниз и назад водитель включает аварийную сигнализацию. Сигнал о торможении включается автоматически при перемещении педали тормоза.
Рис.10. Расположение приборов, индикаторов и органов управления дополнительными системами:
1 - манометр давления турбонаддува; 2 - центральные индикаторы; 3 - тахометр, 4 - спидометр; 5 - клавиша проверки индикаторов; 6 - панель индикаторов; 7 - указатель уровня топлива; 8 - указатель давления масла; 9 - вольтметр; 10 - пульт управления отоплением и вентиляцией; 11 - вентиляционное сопло; 12 - рычаг включения стеклоочистителя и омывателя ветрового стекла; 13 – рычаг включения аварийной световой сигнализации; 14 - рычаг включения указателей поворота и кратковременного включения дальнего света; 15 – переключатель стояночного освещения, ближнего и дальнего света фар; 16 - манометры давления воздуха в переднем и заднем контурах тормозной системы; 17 – вентиляционное сопло; 18 - указатель температуры охлаждающей жидкости; 19 - блок индикаторов; 20 - противосолнечная шторка
Система отопления и вентиляции салона и обогрева стекол управляется с отдельного пульта. Схема распределения потоков воздуха в кабине и пульт управления показаны на рис11. Верхний переключатель 1 регулирует скорость вентилятора, средний 2 - распределяет потоки воздуха, нижний 3 - регулирует температуру подаваемого воздуха. В положении ручки max воздух поступает максимально подогретым. При отсутствии кондиционера в положении рукоятки min в кабину поступает воздух с температурой окружающей среды. При наличии кондиционера это положение соответствует максимальному охлаждению поступающего воздуха. Для вентиляции салона в летнее время при отсутствии кондиционера используются опускающиеся боковые стекла дверей и люк на крыше кабины. Для предотвращения обмерзания и запотевания наружных зеркал используется их электрообогрев.
На рабочем месте водителя автобуса имеются дополнительные органы открывания-закрывания дверей, пульт управления отоплением пассажирского салона, микрофон для информирования пассажиров.
Рис.11. Действие систем отопления и вентиляции:
а - схема распределения потоков воздуха в кабине; б - пульт управления системой вентиляции и отопления: 1 - переключатель скорости вентилятора; 2 – переключатель распределения воздуха: I - поток воздуха направлен в ноги; II – поток воздуха распределяется между ногами и ветровым стеклом; III - поток воздуха направлен на ветровое стекло; IV - рециркуляция воздуха внутри кабины; 3 – переключатель регулирования температуры подаваемого воздуха; в - управление подачей воздуха через сопло: 4 - ручка открывания и закрывания сопла; 5 – ручка регулировки направления потока воздуха
Спасибо за труд, приятно читать.