Улучшение обзорности кабин колесных тракторов зеркалами

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Гальянов И. В., Рубцов О. В. Улучшение обзорности кабин колесных тракторов зеркалами // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2013. – Т. 3. – С. 1806–1810. – URL: http://e-koncept.ru/2013/53364.htm.
Аннотация. В статье рассматриваются способы улучшения обзорности с места оператора находящегося в кабине трактора Т-150К путем применения зеркал различной конфигурации.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Гальянов Иван Васильевич

Доктор технических наук, профессор. ФГБОУ ВПО ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ,

г. ОрелEmail: office1@orelsau.ru

Рубцов Олег Валерьевич

Аспирант, ФГБОУ ВПО ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ,

г. ОрелEmail: ruoleg@rambler.ru

Улучшение обзорности кабин колесных тракторов зеркалами

Аннотация.В статье рассматриваются способы улучшения обзорности с места оператора находящегося в кабине трактора Т150К путем применения зеркал различной конфигурации.Ключевые слова:обзорность, кабина трактора, сектор обзора, зеркала.

Обзорность —величина хорошо просматриваемого пространства перед трактором, сбоку и позади него.Обзорность с рабочего места ограничивается конструктивными размерами кабины и габаритами прицепной или навесной сельскохозяйственной машины. Стойки кабины, угол наклона лобового и заднего стекол уменьшают обзор и ухудшают активную безопасность, образовывая «слепые» зоны.



Рис.1 Вертикальная проекция передней зоны обзора для колесных тракторов.Точка К (точка зрения оператора) отсчет параметров обзорности трактора относительно ходовой системы. R

сектор полукруга обзора (мм). В,В сектора курсового и бокового обзора. Для тракторов 5 класса и выше R17000 мм.Наличие прицепных или навесных сельскохозяйственных машин резко ухудшает задний обзор машиннотракторного агрегата (МТА). Особенно это важно при выполнении транспортных работ, а также во время переезда МТА по дорогам общего пользования. Для увеличения обзора устанавливают панорамные (без поперечной стойки), стекла, подбирают оптимальные углы наклона стекол и капота, оборудуют МТА зеркалами заднего вида.

Обзорность позади и сбоку обеспечивается двумя наружными и одним внутрисалонным. Такое расположение зеркал обеспечивают минимальную обзорность с рабочего места тракториста. Внутреннее зеркало должно обеспечивать обзор дороги позади транспортного средства шириной не менее 20 метров и устанавливается так, чтобы в правой части зеркала был виден правый край заднего окна. Левое наружное зеркало обеспечивает обзор позади транспортного средства шириной 2.5 метра на расстоянии 10 метров. Правое наружное зеркало должно обеспечивать задний обзор шириной 3.3 метра на расстоянии 30 метров. Углы обзора в горизонтальной плоскости должны быть такими, чтобы тракторист мог видеть объекты при выполнении маневров в плане при криволинейном движении МТА по участкам полей, внутрихозяйственных дорог, при проезде перекрестков и пересечений разной конфигурации, а также светофоры, дорожные знаки, указатели и другие объекты, установленные на дорогах общего пользования. Обзорность в плане определяется, прежде всего, шириной переднего окна, шириной и расположением передних боковых стоек кабины [1].Одним из важных показателей обзорности может быть принят коэффициент бокового остекления кабины, определяемый по формуле:

Кост = Пост / Пб.п.,

где Кост –коэффициент бокового остекления кабины;Пост –площадь бокового остекления, м2;Пб.п. –площадь боковой поверхности, м2.Обзорность кабины может считаться предельной, если Кост = 1.В качестве примера рассмотрим обзорность кабины трактора Т150К.



Рис. 2 Кабина трактора Т150К

Кабина трактора Т150К панельного типа.Габаритные размеры стекол кабины трактора Т150К: 150.45.139БСтекло переднее720х851

150.45.142БСтекло заднее1154х554

150.45.140БСтекло боковое391х806150.45.141БСтекло двери

605х592Ветровое стекло трактора Т150 имеет габариты 720х851 мм. Количество стекол2шт.Ширина стекла 720мм. Рычаг стеклоочистителя установлен в верхней части кабины над стеклом. Высота стекла составляет 851мм.Угол размаха по мокрому стеклу 73+ 8 град.; длина щетки : 410 мм ; длина рычага щетки 297 мм;Верхний конец щетки не доходит до верхнего края стекла на 100 мм.Расстояние от нижнего края щетки от нижнего края стекла составляет 431 мм. Расстояние от верхнего края щетки до бокового края стекла 150мм.Площадь очищаемая стеклоочистителем одного стекла составляет 0,38м2 .Очищаемая площадь двух стекол составляет 0,76 м2.Заднее стекло имеет габариты 1154х554 и оборудовано одним стеклоочистителем, установленным так же в верхней части кабины.Ширина стекла 1154мм, высота 554мм. Верхний конец щетки не доходит до верхнего края стекла на 100 мм.Расстояние от нижнего края щетки от нижнего края стекла составляет 134 мм. Площадь, очищаемая стеклоочистителем одного стекла составляет 0,38 м2.











Рис. 3 Схема расчета площади общей поверхности кабины трактора Т150К

Площадь поверхности кабины в м2:боковинаS1+S2+S3= 2,3057S1=1,785S2=0,3239S3=0,1968Остальная площадь умножаем периметр боковины на высоту (1,560)S ост = (1,020+1,750+1,430+0,790+1,044)*1,560= 9,412863669Общая площадь кабины = две боковины + ост. площадь.Общая площадь кабины составляет 14,0 м2 .Пост=13,46 м2;Поб.п.= 14,0м2; Следовательно коэффициент остекления К ост =0,53 что явно не достаточно согласно расчетам.За последнее время усложнились конструкции тракторов и сельскохозяйственных машин, увеличились их рабочие скорости, произошло совмещение технологических операций, возросли информационные нагрузки, а возможности человека не изменились, в результате чего его внимание сосредотачивается на контроле за технологическими параметрами и он упускает из виду параметры, оказывающие влияние на безопасность движения. В процессе выполнения междурядной обработки сельскохозяйственной культуры перед механизатором стоят две основные задачи управление машиннотракторным агрегатом с целью сохранения движения в рядке и контроль за работой прицепной или навесной машины. Первая задача требует достаточной видимости и внимания в направлении движения (движение по маркеру, по борозде и др.), а вторая обзорности и внимания сзади и сбоку. Требования к обзорности с рабочего места тракториста, сформулированные в директивах Европейской Экономическойкомиссии (далее ЕЭК ООН) [3]. Поле 1020175014301560790410960104460°S1S2S3SостSостобзорности считается недостаточным, если оператор не в состоянии видеть определенную часть каждого переднего колеса; ширина затененного участка хорды секторов полукруга обзора радиусом 12 м, проведенного в горизонтальнойплоскости перед трактором с центром в проекции на плоскость точки отсчета параметров обзорности (точки зрения или точки К) не должна превышать 700 мм; расположение затененных участков, создаваемых соседними конструктивными элементами шириной более 80 мм, должно быть таким, чтобы расстояние между центрами двух участков, измеряемое по хорде полукруга обзора, было не менее 2200 мм; по всему полукругу обзора должно находиться не более шести элементов, создающих затененные участки, а внутри сектора не более двух. Сектор обзора часть поля обзора, котораяограничивается: сверху горизонтальной плоскостью, проходящей через точку отсчета параметров обзорности; в плоскости дороги зоной, расположенной с внешней стороны полукруга обзора. Данная зона представляет собойпродолжение сектора полукруга обзора, хорда которого длиной 9,5 м перпендикулярна плоскости, параллельной средней продольной плоскости трактора, проходящей через середину сиденья оператора и делящей хорду пополам. Допускается наличие затененных участков размером 700... 1500 мм, если форма и место расположения конструктивных элементов, создающих затенение, не могут быть изменены. Вне сектора обзора возможно размещение двух затененных участков размерами не более 700 и 1500 мм или 1200 мм каждая.





Рис. 4 Требования к обзорности с рабочего места тракториста:точка К –точка зрения оператора;α1 γ4 –углы обзора в зависимости от конструкции трактора.

Для сельскохозяйственных тракторов в качестве оценочного показателя принят угол обзора функциональных зон и объектов наблюдения соизмеримый с психофизиологическим показателем углом зрения оператора.Большинство производственных процессов выполняется при агрегатировании машин сзади трактора, что требует постоянного контроля за рабочими органами сзади и при недостаточной обзорности вынуждает механизатора постоянно оглядываться назад или располагаться на сиденье боком (в вполоборота) по направлению движенияМТА, а это отвлекает его от движения прямо и ведет к утомлению и снижению внимания.Улучшить обзорность можно путем установки дополнительных зеркал или специальных устройств.Зоны обзора в зеркалах заднего вида определяются размером оптических элементов,его положением и кривизной относительно глаз человека за рулем. Минимальные зоны обзора в зеркалах определены Правилами ЕЭК ООН и международными и Государственными стандартами. В большинстве современных зеркал зоны обзора превышают установленные стандартами минимальные параметры. При проектировании машин в конструкцию зеркал закладывают нужные параметры обзорности [2]. Для повышения обзора используют зеркала с применением оптического элемента повышенной площади, асферические зеркала, сферические панорамные зеркала. Места установки зеркал также могут быть различными. Они устанавливаются над верхней кромкой ветрового стекла слева, справа или по центру, а также могут крепиться на передней части капота мотоотсека или крыльев.Зеркало должно быть наклонено таким образом, чтобы оператор машинотракторного агрегата мог видеть в нем отражение поверхности дороги, как можно ближе к машине на расстоянии 0,51,5 м от его переднего края.Дополнительное зеркало в продольной плоскости может быть установлено у верхней кромки ветрового стекла и около нижней кромки ветрового стекла или другого элемента салона, ограничивающего нижний угол обзорности. Каждое из возможных мест расположения дополнительных зеркал имеет свои преимущества и недостатки.Преимущество при верхнем расположении дополнительное зеркало и крепящие кронштейны лучше компонуются, не изменяя внешний вид кабины в целом. Недостаток ограниченные возможности в обеспечении степени увеличения нижнего угла обзорности, особенно для кабин, расположенных за двигателем и имеющих большую длину капота. Преимущество при нижнем расположении возможность обеспечения дополнительным зеркалом нижнего угла обзорности почти в 90°. Недостаток трудность обеспечения хорошей компоновки зеркала с крепящим кронштейном. Исходя изсравнения, верхнее расположение дополнительного зеркала наиболее предпочтительно. Нижнее расположение можно рассматривать как дополнительное место установки в том случае, когда при расположении зеркала сверху нельзя обеспечить необходимый нижний угол обзорности. При компоновке «кабина за двигателем» нижнее расположение зеркал рекомендуется только в случае очень длинных капотов, значительно снижающих эффективность верхней установки дополнительного зеркала, так как при верхнем расположении обеспечение необходимой величины нижнего угла обзорности потребовало бы применения длинного кронштейна крепления. Такой кронштейн невыгоден с конструкторской точек зрения. Верхнее расположение имеет ограниченные возможности в увеличении верхнего угла обзорности. Расположение дополнительного зеркала по ширине кабины может быть различным. Зеркало может располагаться перед трактористом, на продольной оси симметрии МТА, справа и слева от него. Место установки будет определяться конструктивными параметрами самого зеркала (размеры, форма поверхности, отражение и др.) и теми задачами, решение которых облегчают трактористу дополнительные зеркала. К наружным зеркалам относятся зеркала бокового обзора и зеркала для обзора зоны выполнения работ широкозахватных агрегатов. Лучшими свойствами обладают широкоугольные зеркала и дополнительные зеркала, а также оптические элементы различной конструкции. Широкоугольные зеркала предназначены для просматривания «мертвых зон» и могут обеспечить обзор большего сектора пространства, чем стандартные зеркала. Их оптический элемент имеет большую кривизну и поэтому адекватная оценка размеров объектов, расстояний и их формы в таких зеркалах затруднена. Плоское зеркало позволяет точно определить удаление идущего сзади транспорта, но имеет недостаток –“мертвый угол”. Если сделать поверхности стекла выпуклыми, то можно избавиться от “мертвого угла”, но чрезмерная кривизна зеркала искажает расстояние до движущихся сзади транспортных средств [4].В последнее время созданы асферические зеркала, обеспечивающие дополнительный обзор "мертвой зоны" справа и слева сбоку машины. Особенностью этих зеркал является наличие на дальнем от водителя крае стекла зоны с увеличенной кривизной. Переход от основной плоской или сферической части отражателя к этой зоне происходит с плавным изменением радиуса кривизны. Это обеспечивает более комфортные условия для наблюдения в зеркале. Асферические зеркала повышают угол обзорности до 45 градусов и улучшают обзорность, значительно сужая мертвые зоны. Тем не менее, отмечается, что езда с такими зеркалами требует определенного привыкания.

Рис. 5 Пример системы боковых зеркал заднего вида:1 основное левое сферическое зеркало; 2 дополнительное левое плоское зеркало; 3 правое основное сферическое зеркало; 4 правое дополнительное зеркало широкого обзора.В кабинах машин устанавливаются панорамные сферические зеркала. Для достижения нужного уровня обзора в подобных зеркалах используют панорамный оптический сферический элемент. Оптический сферический элемент обеспечивает лучший обзор при умеренных размерах зеркала. Радиус кривизны его выбирается исходя из нужного поля обзора, однако, по стандарту, он не может быть менее чем 1500 мм. Особенность зеркал отдалять объекты, что негативно сказывается на правильности оценки расстояния до объектов расположенных или движущихся сзади.Так же внедряются разработки универсальных систем улучшения переднего обзора при перестроении. Система "Кругозор" –дает предоставление водителю полной информации о ситуации на дороге впереди справа или слева при объезде препятствия или перестроении.

Действие системы основано на перископическом эффекте взаимно расположенных двух зеркал.



Рис. 6 Система зеркал «Кругозор»

Система имеет небольшие габариты, устанавливается внутри салона над приборной панелью в зависимости от расположения рулевого колеса [5].В заключении можно сделать вывод –применение новых устройств дают больше шансов механизатору правильно сориентироваться в реальной ситуации и принять решение, которое будет самым оптимальным идейственным.

Ссылки на источники:1. ГОСТ Р 5126699, ОБЗОРНОСТЬ С МЕСТА ВОДИТЕЛЯ. Технические требования. Методы испытаний.2. ГОСТ 12.2.002.491, ТРАКТОРЫ И МАШИНЫ САМОХОДНЫЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ. Метод определения обзорности с рабочего места оператора.3.Директивы Европейской Экономической комиссии ООН в области автомобилестроения.4. Евграфов А.Н., Карунин А.Л., Ломакин В.В., Степанов И.С., Шарипов В.М. Автомобили и тракторы. Основы эргономики и дизайна. М.; МГТУ «МАМИ» 2002г. 230с.5. http://tled.ru/products

GalianovIvanVasilevich

Doctor of Technical Sciences, Professor. FGBOU VPO Orel State Agrarian University,OrelEmail: office1@orelsau.ru

RubtsovOlegValerevich

The postgraduate student, FGBOU VPO Orel State University,Orel Email:ruoleg@rambler.ru

Improving the visibility cab wheeled tractors mirrors

The article considers the ways of improvement of the visibility from the operator's position is in the cabin of a tractor T150K through the use of mirrors of various configurations.Key words: visibility, the cab of the tractor, a sector review, mirrors.