Транспортные средства, выполняющие основную производственную функцию — перемещение грузов и пассажиров, имеют различные свойства в зависимости от среды (наземной, водной, воздушной), в которой они работают. Колесные транспортные машины перемещаются по твердой поверхности земли, за счет сил взаимодействия колес с опорной поверхностью.
Автомобиль является сложной машиной и характеризуется большим числом свойств, образующих определенным образом выстроенную систему, включающую качество, крупные групповые свойства (надежность, безопасность), другие групповые свойства, в том числе эксплуатационные свойства.
Конструкция транспортного средства с учетом его категории и назначения должна обеспечивать:
- эффективное действие тормозной системы;
- эффективное действие рулевого управления, управляемость и устойчивость;
- минимизацию травмирующих воздействий на находящихся в транспортном средстве людей и возможность их эвакуации после дорожно-транспортного происшествия;
- минимизацию физического воздействия на других участников движения;
- пожарную безопасность;
- обзорность внешнего пространства для водителя;
- измерение, регистрацию и ограничение скорости транспортного средства;
- электробезопасность;
- защиту транспортного средства от несанкционированного использования;
- 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; безопасное для здоровья состояние микроклимата в кабине водителя и пассажирском помещении и минимизацию содержания вредных веществ в воздухе кабины водителя и пассажирского помещения транспортного средства;
- необходимое и достаточное количество, месторасположение, характеристики и действие светотехнических и звуковых сигнальных устройств;
- необходимое расположение и идентификацию органов управления и средств контроля транспортного средства;
- соблюдение габаритных и весовых ограничений, определяемых особенностями национальной дорожной сети.
Качество автомобиля определяется совокупностью свойств, обеспечивающих возможность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением.
Общие требования к конструкции автомобилей и их отдельных частей условно могут быть разделены на три группы:
- производственные,
- эксплуатационные,
- нормативные.
Требования производственного характера в основном касаются снижения затрат на изготовление автомобилей как объектов серийного или массового производства.
Первая группа устанавливает требования: к конструкции, технологичности, материалоемкости, степени унификации деталей и узлов, другие требования.
Технологичностью конструкции называют совокупность ее свойств, обеспечивающих минимальные затраты труда, средств и времени при ее изготовлении, а под унификацией изделий понимают сведение многообразия конструктивных элементов к рациональному мини муму.
Вторая группа требований определяет возможность реализации потребительских качеств автомобилей. Эти требования оцениваются та кими понятиями, как надежность, производительность, динамичность, топливная экономичность, удобство эксплуатации (в том числе ремонта и технического обслуживания), комфортабельность, проходимость и другими.
Многие из этих понятий являются комплексными, например, надежность определяется, в частности, прочностью и долговечностью изделий, а на комфортабельность оказывают влияние плавность движения, внешний и внутренний шум, удобство посадки, эффективность отопления и вентиляции и другие факторы.
Третья группа требований является социально значимой, и поэтому регламентируются специальными нормативными или законодательными актами. Основные из них — это требования по безопасности конструкции. Нормативные требования в этой области устанавливаются национальными стандартами, техническим регламентом в отношении безопасности, директивами ЕЭС и правилами ЕЭК ООН.
Подавляющее большинство требований имеют количественные показатели и нормативы. Указанные требования в той или иной степени касаются и отдельных деталей, узлов, агрегатов и систем. В отношении отдельных элементов конструкции эти требования могут быть конкретизированы, так, например, в общем случае механизмы автомобиля должны обладать высоким коэффициентом полезного действия (КПД), а энергия, которую водитель затрачивает на управление автомобилем, не должна превышать установленных для разных органов управления нормативов.
Основными показателями эксплуатационных свойств и надежности автомобилей считают следующие показатели:
- Материалоемкость, характеризует технический уровень автомобиля, который может оцениваться с помощью показателя «удельная материалоемкость», определяемого отношением сухой массы автомобиля к произведению грузоподъемности в тоннах и срока службы до капитального ремонта в тысячах километров.
- Тягово-скоростные (динамические) свойства — характеризует производительность автомобиля и оценивается с помощью скоростных характеристик: «разгон — выбег», «разгон на высшей и предшествую щей передачах», средняя скорость движения по дороге с переменным продольным макропрофилем, максимальная скорость, условная максимальная скорость, время разгона на определенном пути. Каждый из указанных показателей характеризует один из режимов движения автомобиля, а в совокупности позволяют судить о значении средней скорости движения, как обобщающем показателе тягово-скоростных свойств.
- Удельная мощность — характеризует энерговооруженность автомобиля и является основным показателем для сравнения различных автомобилей в транспортном потоке. Величина удельной мощности законодательно нормируется во многих странах.
- Топливная экономичность — оценивается при движении в различных условиях: контрольный расход (режим движения определяется изготовителем ТС), расход при движении в магистральном цикле, расход при движении в городском цикле, расход при движении по дороге с переменным продольным макропрофилем. Основными измерителями топливной экономичности являются: расход топлива на 100 км, расход топлива на 100 км транспортной работы.
- Безопасность конструкции — определяется направлениями без опасности конструкции: активная, пассивная и экологическая.
Активная безопасность автомобиля обеспечивается свойствами, уменьшающими вероятность дорожно-транспортных происшествий. К ним относятся управляемость, устойчивость, динамичность, маневренность, тормозные свойства, а также конструктивные особенности автомобиля, обеспечивающие легкость управления им (они объединены общим понятием «эргономичность» и оцениваются рядом показателей).
Пассивная безопасность обеспечивается свойствами конструкции, которые в случае аварии сводят к минимуму её последствия для водите ля и пассажиров. На нее влияют ударно-прочностные свойства кузова и других элементов конструкции, противопожарная безопасность, наличие ремней и подушек безопасности, подголовников, мягкая внутренняя обивка салона и т. д.
Экологическая безопасность автомобиля оценивает степень его вредного воздействия на окружающую среду. Это воздействие определяется несколькими показателями, среди которых токсичность от работавших газов, внешний шум, давление на опорную поверхность, возможность утилизации элементов конструкции после выработки ресурса и другие.
Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Надежность является комплексным свойством, которое оценивается по четырем показателям:
- безотказность,
- долговечность,
- ремонтопригодность,
- сохраняемость или по сочетанию этих свойств.
К основным характеристикам эксплуатационных свойств также относят:
- проходимость,
- тормозные свойства,
- управляемость,
- устойчивость,
- маневренность,
- плавность движения,
- внешний и внутренний шум и другие свойства.
Кроме основных показателей эксплуатационных свойств, автомобиль оценивают рядом параметров, среди которых наиболее значимыми являются:
- вместимость, наибольшее количество грузов или пассажиров, которые может одновременно перевозить автомобиль; технически допустимая максимальная масса, масса одиночно го ТС, полученная как сумма масс снаряженного автомобиля, водителя и экипажа, груза, пассажиров и багажа;
- снаряженная масса, масса автомобиля с техническими жидкостями и снаряжением, но без водителя, пассажиров и грузов; технически допустимая максимальная масса, приходящаяся на i-ю ось;
- технически допустимая максимальная масса, приходящаяся на одиночную ось или группу осей;
- технически допустимая максимальная буксируемая масса; технически допустимая максимальная масса комбинации механического транспортного средства и прицепа;
- геометрические параметры (габаритные размеры, колея, база, дорожный просвет, радиусы поворота, определяют возможность эксплуатации автомобилей в связи с параметрами авто мобильных дорог, мостов, эстакад и туннелей, возможность маневрирования и реализации основных эксплуатационных свойств: тормозных, устойчивости, управляемости, плавности движения, проходимости и других);
- положение центра и моменты инерции автомобиля относительно горизонтальных и вертикальной осей (влияют на управляемость автомобиля и устойчивость его против заноса, на плавность движения и устойчивость против поперечного опрокидывания).