Эргономика автотранспорта

Содержание

Разработка общего образа машины………………………………………………….     2

Макетирование автомобиля             ………………………………………………....     3

Климатическая комфортабельность автотранспорта ………………………………    4

Список использованной литературы ………………………………………………..    11

Разработка общего образа машины.

Основой для разработки внешних форм автомобиля является эскизная компоновка. В ходе эскизной компоновки предварительно определяются размеры и вза­имное расположение основных частей машины и ее агрегатов, геометриче­ские параметры салона или кабины, положение водителя и пассажиров, расположение сидений и органов управления, расположение багажа, если он предусматривается, или груза, если автомобиль грузовой. Чаще всего разрабатывается несколько вариантов компоновочных схем, из которых выбирается одна. Эскизная компоновка является составной частью техни­ческого задания.

Эскизный компоновочный чертеж представляет собой изображение автомобиля или трактора в трех проекциях. Для автомобилей за начальные координатные плоскости на чертеже принимают:

- вертикальную продольную плоскость симметрии;

- вертикальную поперечную плоскость, проходящую через геомет­рическую ось передних колес;

- горизонтальную произвольно выбранную плоскость, часто прохо­дящую по верхним или нижним поверхностям лонжеронов рамы грузового автомобиля или пола несущего кузова.

Чертеж выполняется в масштабе (чаще всего 1:5) и снабжается ко­ординатной сеткой, частота делений которой обычно принимается равной 200 мм.

В эскизной компоновке указываются основные размеры разрабаты­ваемой машины: габаритная длина, ширина и высота, колесная база (рас­стояние между осями передних и задних колес), если разрабатывается ко­лесное транспортное средство, колея (расстояние между средними плоско­стями правого и левого колес или гусениц), дорожный просвет, передний и задний свесы. Недостающие размеры определяются с помощью коорди­натной сетки. На компоновочном чертеже предварительно наносятся очер­тания крыши, капота, переднего и заднего стекол, поперечных контуров кузова или кабины.

Основой для разработки дизайнерским подразделением внешних форм машины является выкопировка из эскизной компоновки, дополнен­ная текстовой пояснительной запиской, в которой указываются возможные модификации кузова или кабины, расположение световых и сигнальных устройств, возможные варианты окраски и тому подобные сведения.

Работа над внешним обликом машины обычно начинается с графи­ческих эскизов, выполняемых вручную или с помощью компьютера. Ком­пьютерные программы позволяют легко менять цвет кузова, поворачивать его на экране монитора и рассматривать в разных ракурсах, менять осве­щение, делать поверхность блестящей или матовой. Компьютер позволяет помещать будущий автомобиль илитрактор в разное окружение (город­ской или сельский пейзаж, дорога и т. п.) и оценивать его зрительное взаи­модействие с фигурами людей. Последнее особенно важно, потому что, например, легковые автомобили разных классов должны иметь различные пропорции кузова, и оценить это можно, только если рядом с автомобилем находятся люди. Можно показать также объект разработки в движении, создавая видеоклипы. Для уменьшения трудоемкости работы, анимацион­ная графика обычно выполняется упрощенной, без излишней детализации. Демонстрация машины в движении не только позволяет разработчику бо­лее обоснованно определить общую концепцию внешнего вида машины, но и продемонстрировать это заказчику, что на стадии эскизного проекти­рования

особенно важно для принятия направления дальнейшей работы.

Несмотря на широкие возможности компьютерной графики, разра­ботать объемно-пространственное решение кузова или кабины удается только с помощью макетов.

Макеты. Макеты, создаваемые в процессе проектирования автомо­биля или трактора, бывают нескольких видов, создаются они последовательно или с некоторым «перекрытием» по времени.

Прежде всего, разрабатывается масштабный макет. Час­то создается одновременно

несколько макетов на конкурсной основе, не­сколькими дизайнерами или небольшими группами дизайнеров независи­мо друг от друга. Такая организация работы позволяет проявить творче­скую инициативу разных специалистов, заставить их работать с полной отдачей.

Макеты выполняются обычно в масштабе 1:5. Более мелкий мас­штаб 1:10 не позволяет достаточно качественно проработать детали и при­меняется только в том случае, если объект разработки имеет очень боль­шие размеры.

Основной материал при создании масштабного макета - пластилин. Макетный пластилин представляет собой плотную массу, обычно какого-либо нейтрального цвета, например, серо-зеленого. Макет помещается на жесткой прочной плите, чаще всего деревянной, которая располагается на такой высоте над полом, чтобы объект разработки можно было видеть в том ракурсе по высоте, как это было бы при наблюдении реальной маши­ны. Работать на высоте обычного стола нельзя. Плита снабжается мас­штабной сеткой, прочерченной на ее поверхности. Работа над масштабным макетом автомобиля поясняется рис. 4.6.

Чтобы обеспечить необходимую прочность макета, вначале из дере­вянных реек, фанеры, жесткого пенопласта делается каркас («болванка»), по размерам немного меньше, чем необходимые размеры макета. Каркас закрепляется на рабочей плите в соответствии с координатной сеткой, к нему крепятся колеса, выточенные из дерева или жесткого пенопласта и окрашенные. На «болванку» наносится достаточно толстый слой разогре­того пластилина. Собственно процесс макетирования заключается в со­скабливании, срезании пластилина с тех мест, где он не нужен, и нанесе­нии его в те места, где это требуется. Используемый инструмент показан на рис. 4.6. Это скребки разных видов и форм. Обычно их изготовляет сам дизайнер в соответствии со своими вкусами. Часто лезвие скребка делается с мелкими насечками, тогда при «протягивании» его вдоль обрабатываемой пластилиновой поверхности можно проследить развитие этой поверх­ности от одного сечения до другого, что помогает в процессе работы ви­деть логичность или, напротив, нелогичность того или иного элемента по­верхности. Естественно, что на готовом макете получившиеся мелкие бо­роздки заглаживают. Мерительный инструмент используют такой же, как и при изготовлении литейных моделей.

Макетирование автомобиля

На поверхность макета часто наносится координатная сетка.

Масштабный макет позволяет решить несколько задач. Прежде все­го, проверяется общая концепция внешнего облика машины и, при необхо­димости, намечаются пути ее развития. Макет позволяет корректировать компоновочный чертеж машины, для чего с него делаются шаблоны из тонкой фанеры, алюминия или жесткого тонкого пластика в тех сечениях, которые задаются координатной сеткой. Затем очертания этих шаблонов переносятся на компоновочный чертеж. В процессе работы над масштаб­ным макетом шаблоны используются для того, чтобы обеспечить симмет­ричность кузова или кабины (разумеется, если они задуманы как симмет­ричные). Полученный комплект шаблонов в дальнейшем будет использован при изготовлении макета в натуральную величину. Масштабный макет служит также для изготовления пластмассовой модели (копии) для после­дующей продувки ее в аэродинамической трубе. Для этого вначале изго­тавливаются «отпечатки» частей макета из стеклопластика, а из них соби­рается пресс-форма для изготовления модели. На поверхности макета на­мечаются линии необходимых разъемов: очертания дверей, капота, крыш­ки багажника, намечаются технологические разъемы отдельных штампо­ванных деталей (последняя работа выполняется предварительно, оконча­тельно это удается сделать только на полномасштабном макете), намеча­ются и предварительно оформляются отверстия, решетки для охлаждения агрегатов и вентиляции.

После обсуждения представленных на конкурс масштабных макетов принимается решение в пользу одного из них, но чаще всего это решение дополняется замечаниями о том, что, скажем, заднюю часть кузова следует использовать от другого макета, а облицовку радиатора - от третьего.

Масштабные макеты, тем более в сочетании с компьютерной графи­кой, дают большой объем информации о будущем автомобиле или тракто­ре, но для окончательного решения относительно формы объекта необхо­димо видеть его в натуральную величину. Для этого строится макет внеш­них форм в масштабе 1:1.               Макет в натуральную величину строится на чугунной плите, которая устанавливается вровень с полом. На плите имеется мас­штабная сетка. Иногда, в крупных дизайнерских центрах, макет монтиру­ется на поворотном круге. Каркас делается из дерева, иногда с использова­нием металлических сварных конструкций, потому что масса макета изме­ряется тоннами. Каркас устанавливается на прочных опорах по масштаб­ной сетке. Колеса как опора, как правило, не используются, они чаще всего просто прислоняются к каркасу, правда, с соблюдением компоновочных размеров. Применяются реальные колеса с реальными шинами. Если пред­полагается использование декоративного колесного колпака, то он являет­ся предметом макетирования и изготовляется из пластилина. Поскольку натурный макет трудоемок и дорог, его правую и левую части часто дела­ют разными, а чтобы получить представление об объекте в целом, по сред­ней продольной плоскости устанавливают двустороннее зеркало, как это показано на рис. 4.7, тогда при взгляде с любой стороны макет представля­ется целым.

Основой для создания поверхности макета в масштабе 1:1 служат шаблоны, снятые с масштабного макета с соответствующим пересчетом размеров.

Техника макетирования в принципе такая же, как и для масштабных макетов, но практика выработала ряд специфических приемов. Например, чтобы получить гнутое переднее или заднее стекло автомобиля, использо­вать тонкую пластиковую пленку не удается, так как поверхность, при ус­тановке пленки на пластилин, получается неровной, с мелкими световыми бликами. Поэтому приходится делать деревянный «болван», накрывать его байковым одеялом, а сверху укладывать разогретое до размягчения орга­ническое стекло толщиной около 6 мм. Под действием собственного веса пластик облегает болван и принимает его форму, а одеяло не позволяет грубой поверхности дерева отпечататься на пластике. Перед установкой на макет внутренняя поверхность «стекла» окрашивается с темно-серый цвет.

2. Климатическая комфортабельность автотранспорта.

Ненормальные климатические условия в кабине автомобиля или трактора вредно отражаются на здоровье водителя (оператора) и являются одной из причин, способствующей возникновению ДТП. Под влиянием повышенной температуры в кабине автомобиля (трактора) у водителя.

(оператора) притупляется внимание, снижается острота зрения, увеличи­вается время реакции, быстро наступает усталость, появляются ошибки и просчеты, которые могут привести к ДТП или к снижению качества вы­полнения технологической операции тракторным агрегатом. Установлено, что наиболее приемлемой температурой в кабине автомобиля (трактора) является температура 20...22 °С. При снижении температуры до 13°С сте­пень относительной опасности ДТП возрастает в 1,5 раза, а при повыше­нии ее до 27 °С - в 1,6 раза.

Одним из требований техники безопасности и гигиены труда являет­ся исключение возможности проникновения в кабину водителя отрабо­тавших газов, которые содержат ряд токсичных компонентов, в том числе оксида углерода. В зависимости от доли оксида углерода в воздухе и дли­тельности работы водителя (оператора) в такой атмосфере результаты бы­вают различными.

Наиболее характерными признаками при незначительном отравле­нии являются сонливость, чувство усталости, интеллектуальная пассив­ность, нарушение пространственной координации движений, ошибки в определении дистанции и увеличение латентного периода при сенсомо-торных реакциях. Проведенные исследования показали, что достаточно лишь незначительного количества оксида углерода, чтобы вызвать у неко­торых людей ощущение угара, одурманивание, головную боль, сонливость и потерю ориентировки, т. е. такие отклонения, которые могут привести к съезду с дороги, неожиданному повороту рулевого колеса, сну. Исследо­вания воздушной среды в кабинах водителей и в пассажирских салонах ав­тобусов показали, что в отдельных случаях содержание оксида углерода достигает 125 мг/м, что в несколько раз превышает предельно до­пустимую концентрацию для рабочей зоны водителя.

Оксид углерода засасывается в салон вместе с отработавшими газа­ми при технических неисправностях автомобиля. Лишенный всякого запа­ха и цвета, оксид углерода в течение длительного времени остается совер­шенно незамеченным. При этом работающий человек отравляется в 3 раза быстрее по сравнению с человеком, находящимся в состоянии покоя. При этом необходимо учитывать, что оксид углерода попадает на рабочее ме­сто водителя также вместе с отработавшими газами, выбрасываемыми двигателями других автомобилей. Особенно это опасно для водителей лег­ковых автомобилей - такси, городских автобусов и грузовых автомобилей, систематически работающих в условиях интенсивного и плотного движе­ния транспортных средств в городах, магистрали которых заполнены от­работавшими газами. Поэтому длительное вождение автомобиля, превы­шающее 8 ч, в условиях города крайне опасно из-за возможности отравле­ния водителя оксидом углерода.

      Условия, в которых человек не испытывает перегрева или переохла­ждения, резкого движения воздуха и других неприятных ощущений, мож­но считать в тепловом отношении комфортными. Комфортные условия в зимний период несколько отличаются от этих же условий в летний период, что связано с применением человеком разной одежды. Основными факто­рами, определяющими тепловое состояние человека, являются температу­ра, влажность и скорость воздуха, температура и свойства окружающих человека поверхностей. При различных сочетаниях этих факторов можно создать одинаковые комфортные условия в летний и зимний периоды экс­плуатации.

Ввиду многообразия особенностей теплообмена между организмом человека и внешней средой выбор единого критерия, характеризующего комфортные условия и являющегося функцией параметров среды, является трудной задачей. Поэтому комфортные условия обычно выражают сово­купностью показателей, ограничивающих отдельные параметры: темпера­туру, влажность, скорость воздуха, максимальный перепад температур воздуха в кузове и вне его, температуру окружающих поверхностей (пола, стен, потолка), уровень радиации человека, подачу воздуха в ограниченное помещение (кузов, кабину) на одного человека в единицу времени или кратность воздухообмена.

Комфортные значения температуры и влажности воздуха, рекомен­дуемые различными исследователями, несколько отличаются. Так, Инсти­тут гигиены труда и профессиональных заболеваний АМН СССР рекомен­дует для человека, выполняющего легкую работу, температуру воздуха в зимнее время 20...22 °С, в летнее 23...25 °С при относительной его влаж­ности 40...60%. Допустимой является температура воздуха 28 °С при той же влажности и незначительной его скорости (около 0,1 м/с).

По результатам французских исследователей, для легких зимних ра­бот рекомендуется температура воздуха 18...20 °С при его влажности 50...85%, а для летних 24...28 °С при влажности воздуха 35...65%.