Метрологическое обеспечение в сфере технической эксплуатации автомобилей

Основным инструментом метрологического обеспечения в сфере технической эксплуатации автомобилей является техническая диагностика автомобилей. Под метрологическим обеспечением понимают установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Метрологическое обеспечение можно рассматривать как подсистему в системе управления качеством [12, 13, 14, 37, 38].

Техническая диагностика предполагает измерение, контроль и испытания. Измерения – это нахождение физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств; контроль – установление соответствия заданному допуску; испытание – воспроизведение в заданной последовательности предельных воздействий (нагрузок) измерения реакции объекта на эти воздействия и регистрация этих реакций. При испытании необходимо обеспечить в течение определенного времени соответствующий режим испытания с требуемой точностью. Поэтому метрологическое обеспечение испытаний является более сложной проблемой, чем метрологическое обеспечение измерений.

Прикладная метрология на автомобильном транспорте должна базироваться на широком комплексе знаний в области измерения разнородных физических величин, так как автомобиль является сложной физической системой.

К измерительным средствам и точности измерений при технической диагностике подвижного состава автотранспортных средств предъявляются определенные требования. Выбранные измерительные средства должны гарантировать заданную точность измерений замеряемых параметров, стабильность показаний (температуры, вибрации, силы тока и т.д.), необходимые быстродействия и чувствительность.

Важным элементом в метрологическом обеспечении является точность измерений.

Выбор средств измерения необходимо связывать с требованиями точности. При диагностировании автотранспортных средств желательно обеспечивать такую точность:

- эффективной мощности, крутящего момента двигателя и расхода топлива - 0,5 %;

- частоты вращения коленчатого вала и температуры окружающего воздуха - 1,0%;

- атмосферного давления – 1 мм рт.ст.;

- расхода воздуха – 2%;

- прорыва картерных газов – 3%;

- температуры отработавших газов – 200С.

На точность показаний оказывает влияние чувствительность прибора. Порог чувствительности измерительного прибора характеризуется минимальным значением измерительной величины. Неизменность во времени метрологических свойств средств измерений оценивается стабильностью измерений, которая в основном характеризуется вариацией в показаниях прибора.

Точность принято оценивать значением положительного и отрицательного пределов ( ) наибольшей допустимой прибором абсолютной погрешности А. Чем меньше по абсолютному значению эта погрешность, тем больше точность прибора и выше класс его точности. Класс точности приборов выражают приведенной (относительной) погрешностью _пр, т.е. отношением наибольшего значения абсолютной погрешности А к предельному или верхнему значению шкалы прибора _max в пределах _пр = ( ) 100%. Наибольшая приведенная погрешность и принимается классом точности измерительных приборов. Класс прибора обозначается цифрой в окружности. Более грубые приборы обозначения класса точности не имеют. Зная _пр и _max, можно определить А = 0,01 _{пр max} .

В зависимости от точности измерений приборы делятся на образцовые и рабочие. Образцовые служат эталонами, позволяющими воспроизводить и хранить единые измерения, проверять и градуировать другие измерительные приборы. Рабочие делятся на лабораторные контрольные и технические. В лабораторных контрольных приборах предусмотрено внесение поправок к показаниям в процессе измерения. Технические приборы более грубые. В их паспортах указывается гарантированная точность измерения в определенном интервале изменения внешних условий.

Измерительные системы состоят из первичных, промежуточных и конечных звеньев. К первичным относятся датчики и приемники. Датчики преобразуют одну физическую (неэлектрическую) величину в другую (электрическую). Приемник передает измеряемую величину без искажения (например, давление масла).

Промежуточные звенья передают физические величины по измерительной цепи от первичных к конечным выходным звеньям (усилители, передаточно-множительные механизмы). Конечные звенья преобразуют сигнал в определенный вид информации с непрерывным или дискретным выражением (осциллографы, самописцы, счетчики и т.д.).

В качестве усилителей применяются усилители переменного тока, постоянного и на несущей частоте.

3.11.1 Методы, средства и процессы диагностирования автомобилей

Методы диагностирования автомобилей характеризуются сущностью диагностических параметров. Они делятся на группы приведенные на рисунке 16 [10]:

- измерения параметров эксплуатационных свойств автомобиля (динамичности, топливной экономичности, безопасности движения, влияния на окружающую среду);

- измерения параметров процессов, сопровождающих функционирование автомобиля, его агрегатов и механизмов (вибрации, нагревы, шумы и др.);

- измерения геометрических величин, непосредственно характеризующих техническое состояние механизмов автомобилей.

Если первая группа методов позволяет оценить работоспособность и эксплуатационные свойства автомобиля в целом, то вторая и третья группы методов дают возможность выявить конкретные причины неисправностей. Поэтому при диагностировании сначала применяют первую группу методов, осуществляя общее диагностирование, а затем применяют методы второй и третьей групп, конкретизируя техническое состояние автомобиля, т.е. осуществляя его локальное диагностирование.

Средства диагностирования представляют собой технические устройства, предназначенные для измерения диагностических параметров тем или иным методом. Они включают:

- устройства, задающие тестовый режим;

- датчики, воспринимающие диагностические параметры в виде, удобном для обработки или непосредственного использования;

- устройства для обработки сигнала (усиления, анализа, фильтрации), для постановки диагноза, индикации результатов, их хранения или передачи в органы управления;

Классификация средств диагностирования автомобилей приведена на рисунке17.

Процессы диагностирования включают:

- тестовое воздействие на объект;

- измерение диагностических параметров;

- обработку полученной информации;

- постановку диагноза.

Тестовое воздействие осуществляют путем естественного функционирования объекта на заданных силовых, скоростных и тепловых режимах или при помощи стендов, подкатных и переносных устройств. Параметры измеряют съемными и встроенными измерителями-преобразователями. Обработка информации заключается в преобразовании, усилении, анализе и фильтрации диагностических параметров как по виду, так и по величине (посредством пороговых устройств). Постановка диагноза в простейшем случае состоит из сравнения полученного сигнала с нормативным. В сложных случаях применяют логические устройства.

Группа измерения параметров Группа измерения параметров,

эксплуатационных свойств а/м сопровождающих работу а/м

Ходовые качества (боковые силы Тепловое состояние (температура

на управляемых колесах, сопротив- и скорость нагрева)

ления их вращению, уводу)

Влияние на окружающую среду Наличие примесей и состав картер-

(токсичность отработавших и ного масла и отработавших газов

картерных газов, шум, вибрации,

безопасность движения)

Диагностирование по геометрическим

параметрам (зазор, люфт, свободный

ход, соосность)

Рисунок16 – Группа методов диагностирования автомобилей

Средства диагностирования

Внешние Встроенные

Подвижные Стацио- Перенос- Датчики Устройства Средства

станции диаг- нарные ные при- и индика- централи- для обра-

ностирования стенды боры торы зованного ботки и

съема ин- выдачи

формации информа-

ции

Смешанные

Рисунок 17 – Классификация средств диагностирования автомобилей

3.11.2 Требования к обеспечению безопасности машин

3.11.2.1 Контроль и испытания тормозных систем

Одним из наиболее важных факторов для обеспечения безопасности дорожного движения является исправное состояние тормозной системы автотранспортного средства. Требования к ее состоянию содержатся в ГОСТ Р 51709-2001. Своевременное выявление характерных неисправностей должно обеспечиваться диагностированием. Диагностические параметры проверяют методами стендовых или дорожных испытаний.

Контроль тормозных систем производится в соответствии с ГОСТом на специально оборудованных площадках или тормозных стендах. Стенды позволяют оценить тормозное усилие на каждом из колес отдельно, подсчитать суммарную тормозную силу от всех колес и , приведя ее к весу автомобиля, вычислить удельную тормозную силу, которая в соответствии с ГОСТом является основным нормируемым показателем. Кроме того, определяется неравномерность действия тормозных механизмов по осям колес автомобиля, что также влияет на устойчивость автомобиля при торможении.

Расчет удельной тормозной силы на этих стендах проводят с помощью встроенных вычислительных устройств или внешних компьютеров по формуле [40]

γ_т = Р_т / М · g,

где Р_т – сумма максимальных тормозных сил на колесах автотранспортного средства, Н; М – полная масса автотранспортного средства, кг; g – ускорение свободного падения, м/с^2.

Величина удельной тормозной силы выражается, как и коэффициент неравномерности, в относительных единицах или в процентах и в соответствии с требованиями ГОСТа должна быть для соответствующих категорией ТС не ниже величин, указанных в таблице 3, 4 для АТС, производство которых начато после 01.01.81.

В соответствии с правилами ЕЭК ООН, разработанными Комитетом по внутреннему транспорту, Европейской экономической комиссией ООН, автотранспортные средства классифицируются следующим образом: легковым автомобилям, имеющим не более 8 мест для сиденья (кроме места водителя), присуноквоена категория М₁, автобусам полной массы до 5 т – М₂, свыше 5т – М₃; грузовым автомобилям с полной массой до 3,5 т – N₁; при 3,5 … 12,0 т – N₂, свыше 12,0 т – N₃.

В таблице 3 приведены предельные значения коэффициента неравномерности тормозных сил для колес одной оси автомобилей и прицепов К_Н. Общая удельная тормозная сила, развиваемая стояночной тормозной системой, должна быть не менее 0,16, или обеспечивать неподвижное состояние АТС полной массы на дороге с уклоном не менее 16%, а для АТС в снаряженном состоянии, на дороге с уклоном, – не менее 23% для легковых автомобилей (категория М) и не менее 31 % для грузовых (категория N).

При подобной проверке усилие, прикладываемое к органу управления стояночным тормозом, должно быть не более 40 кгс для легковых и не более 60 кгс для остальных автомобилей. Для грузовых автопоездов определяется также и значение коэффициента совместимости звеньев автопоезда К_с для двухзвенного прицепного автопоезда, которое определяется по формуле

К_с = ,

где – общая удельная тормозная сила соответственно прицепного звена и тягача. Численные значения приведены в таблице 4.

Таблица 3 Нормативные параметры состояния тормозной системы

автотранспортных средств

Тип автотранспортного средства	Категория АТС	V0 , км/ч	Рn , Н не более	ST*,м, не более	jуст , м/с2 не менее	г не менее	Кн не более	tср, с не более
Одиночные автотранспортные средства	М1		490(50)	12,9(12,2)	6,8	0,64	0,09	0,5
М2	686(70)	17,0(13,6)	0,55	0,8
М3	17,4(16,8)	5,7	0,11
N1	19,0(15,1)	0,46	0,7
N2	20,1(17,3)	0,8
N3	19,7(16,0)	6,2
Автопоезда, тягачами которых являются автотранс-портные средства категорий М-N	М1	490(50)	16,5(13,6)	5,9	0,47 0,42	0,09	0,5
М2	686(70)	20,6(15,2)	5,7	0,8
М3	19,5(18,4)	5,5	0,51	Табл.4	0,9
N1	21,8(17,7)	4,6	0,38	0,11	0,7
N2	21,3(18,8)	5,5	0,46	Табл.4	0,9
N3	20,8(18,4)
Данные для более старых автомобилей:
Одиночные автотранспортные средства и автопоезда	М1		490(50)	16,2(14,5)	6,1	0,53		0,6
М2	686(70)	21,2(18,7)	5,5	0,46	1,0
М3	21,2(19,9)	5,0
Одиночные автотранспортные средства	N1	23,0(19,0)	5,4	0,41
N2	23,0(18,4)	5,7
N3	23,0(17,7)	6,1
Автопоезда, тягачи которых являются а/м категорий N	N1	25,0(22,7)	4,7	1,2
N2	25,0(22,1)	4,9
N3	25,0(21,9)	5,0

* Для автотранспортных средств в снаряженном состоянии нормативы тормозного пути приведены в скобах

Значение коэффициента совместимости звеньев автопоезда К_с для трехзвенного прицепного автопоезда, которое определяется отдельно для каждой пары связанных между собой звеньев по формулам

К_с1 = , К_с2 = ,

где К_с1, К_с2 – коэффициенты совместимости звеньев автопоезда, характеризующие соотношение общей удельной тормозной силы между тягачом и первым прицепным устройством.

Таблица 4 Удельные тормозные силы тягача и прицепного звена

Значение коэффициента совместимости звеньев автопоезда, согласно требованиям ГОСТа, не должно быть ниже 0,9. Кроме того, у грузовых автомобилей и автобусов с пневматическим приводом тормозов поверяется герметичность системы, которая при неработающем двигателе не должна допускать падения давления более чем на 0,5 кгс/см³ нижнего предела регулирования в течение 15 мин при полном задействовании рабочей тормозной системы или в течение 30 мин – при свободной тормозной системе. Асинхронность срабатывания тормозов по осям автопоездов не должна превышать 0,3с. Значения тормозного пути S_т, установившего замедление j_уст, время срабатывания тормозной системы t_ср и начальной скорости торможения V₀ приведены в табл. 3, 4. Эти нормативы используются при оценке эффективности тормозной системы АТС при их испытаниях не на роликовых стендах, а горизонтальных, ровных, сухих площадках.

Стендовые испытания имеют ряд преимуществ по сравнению с дорожными: благодаря применению стационарных измерительных приборов повышается точность результатов испытаний; возможна раздельная проверка каждого тормозного механизма; стандартные условия испытаний обеспечивают повторяемость результатов и сопоставимость данных, полученных в разное время.

Значения тормозных сил на колесах грузовых автомобилей и автобусов приведены в РД-200РСФСР15-0150-81 «Руководство по диагностике технического состояния подвижного состава автомобильного транспорта», а на колесах легковых автомобилей – в РД-37.009.010-85». Руководство по организации диагностирования легковых автомобилей на СТО системы «Автотехобслуживание».

Стендовые испытания проводят с помощью тормозных стендов различных моделей, номенклатура которых достаточно разнообразна (например, стенд модели СТС-2 для контроля тормозных систем легковых автомобилей, автобусов малого класса, мини-грузовиков с нагрузкой на ось не более 19600Н; стенд СТС-10 предназначен для испытания тормозных систем грузовых автомобилей, троллейбусов и автобусов; стенды модели СД-2М, СД-3К, СД-4, выпускаемые Челябинским АРЗ, КИ-8901, выпускаемые Береговским ОЭЗ и др.).

Показателями эффективности торможения рабочей тормозной системой при дорожных испытаниях автомобилей являются значения тормозного пути и усилие на органе управления. При проведении испытаний торможение рабочей тормозной системой осуществляют в режиме экстренного, полного торможения при однократном воздействии на орган управления (корректировка траектории движения автомобиля не допускается). Начальная скорость торможения 40км/ч, время приведения в действие органа управления тормозной системы – не более 0,2 с.

Дорожные испытания проводят на прямой горизонтальной, ровной и сухой дороге с цементно- или асфальтобетонным покрытием.

Испытания на стендах и в дорожных условиях должны проводиться в безопасных условиях.

Погрешность измерений должна находиться в пределах [8]:

- тормозного пути – 5 %;

- начальной скорости торможения – 1км/ч;

- установившегося замедления – 4 %;

- предельного уклона площадки для торможения – 1 %;

- тормозной силы – 3 %;

- усилия на органе управления – 7 %;

- время срабатывания тормозной системы – 0,03с;

- время запаздывания тормозной системы – 0,03с;

- время нарастания замедления – 0,03с;

- давление воздуха в пневматическом или пневмогидравлическом тормозном приводе – 5%.

Тормозная система автомобиля считается выдержавшей испытание, если диагностические параметры соответствуют нормативным. Для того чтобы тормозные системы автомобиля смогли успешно выдержать проверку, необходимо провести квалифицированное обслуживание или ремонт основных узлов.

Замену тормозных накладок, колодок дисков и барабанов необходимо проводить обязательно по обоим колесам оси. После замены указанных деталей необходимо дать им приработаться в течение пробега 300-400 км.

При проверке автомобилей в сырую погоду или после мойки желательно просушить тормозные механизмы, в особенности барабанного типа, путем нескольких торможений или непродолжительным движением с подторможенным автомобилем. Не рекомендуется также подвергать проверке тормоза автомобиля с ошипованными шинами на роликовых площадных стендах, т.к. коэффициент сцепления стального шипа со стальной поверхностью барабана или площадки может быть существенно ниже.

3.11.2.2 Контроль и испытания рулевого управления

Техническое состояние рулевого управления автомобиля непосредственно влияет на безопасность движения. Поэтому к его состоянию предъявляются повышенные требования, которые содержатся в ГОСТ Р 51709-2001 и в руководящих документах РД200 РСФСР 15-0150-81, РД 37.009.010-85 и РД200 РСФСР 0086-79. Требования к рулевому управлению содержатся также в технологической документации на ремонт и техническое обслуживание автомобилей и в инструкциях по эксплуатации конкретных моделей автомобилей. В результате длительной эксплуатации без необходимых регулировок люфт рулевого колеса возрастает.

Числовым показателем ГОСТа, нормирующим работу элементов рулевого механизма, является суммарный люфт рулевого колеса, который при испытаниях не должен превышать следующие допустимые значения [12, 40, 47]:

для легковых автомобилей и созданных на базе их агрегатов грузовых автомобилей и автобусов…………….….10^о;

автобусов …………………………..20^о;

грузовых автомобилей …………… 25^о.

Суммарный люфт рулевого управления автомобилей может быть измерен несколькими приборами. Наиболее распространенными являются электронный измеритель люфта модели К-526, механический люфтомер модели К-524, прибор модели К-402 и др.

Испытания автомобилей, оборудованных усилителем рулевого привода, проводят при работающем двигателе. Номенклатура соответствующего испытательного оборудования разнообразна. Одной из них является установка К-465М.

Автомобиль считается выдержавшим испытание, если полученные значения суммарного люфта не превышают допустимых значений.

При подготовке АТС к этапу проверки необходимо провести очередное обслуживание узлов и деталей рулевого механизма, проверить уровень рабочей жидкости и натяжение приводного ремня насоса в системе усилителя рулевого управления, проверить затяжку и фиксацию резьбовых соединений деталей и узлов, состояние пыльников и защитных кожухов.

3.11.2.3 Контроль и испытания внешних световых приборов

Безопасность движения автотранспортных средств в большой степени зависит от исправности фар, подфарников, задних фонарей, ламп освещения приборов.

Контроль внешних световых приборов заключается в проверке соответствия их типа, количества, цвета, углов видимости и расположения требованиям ГОСТ 8769, а также направления, распределения и силы света светового пучка требованиям ГОСТ 25478-91. В зависимости от высоты установки фар ГОСТом предусмотрены различные углы наклона светового потока (табл.5).

Измерения проводят на специально оборудованных, выровненных с большой точностью площадках с помощью специальных оптических приборов.

На АТС, фары которых снабжены корректором с управлением из салона, данные измерения проводят в положении управляющего устройства корректора, соответствующем загрузке. Помимо угла наклона светового потока при ближнем свете фар (типа С или НС) измеряется и разность в освещенности, создаваемой фарой выше и ниже светотеневой границы, и нормированное значение силы света в режиме «дальний свет».

Таблица 5 Контрольные параметры фар АТС

Высота установки фары (по центру рассеивателей), Н, мм	Угол наклона светового пучка в вертикальной плоскости	Расстояние от проекции центра фары до световой границы пучка по экрану (мм), удаленному на
5м	10м
До 600 Св. 600 до 700 Св. 700 до 800 Св. 800 до 900 Св. 900 до 1000 Св. 1000 до 1200 Св. 1200 до 1600

Фары типа R (HR) должны быть отрегулированы так, чтобы угол наклона наиболее яркой (центральной) части светового пучка в вертикальной плоскости находился в диапазоне 0-34` вниз от оси отсчета.

Сила света фар типов CR (HCR) в режиме «дальний свет» должна измеряться в направлении 34` вверх от положения верхней части светотеневой границы режима «ближний свет» в вертикальной плоскости, проходящей через ось отсчета.

Сила света фар типов R (HR) и CR (HCR), расположенных на одной стороне АТС, в режиме «дальний свет» не должна быть меньше 10000 кд.

Сила света противотуманных фар, измеренная в вертикальной плоскости, проходящей через ось отсчета, должна быть не более 625 кд в направлении 3^о вверх от положения верхней светотеневой границы; не менее 1000 кд в направлении 3^о вниз от положения верхней светотеневой границы.

Противотуманные фары (тип В) также контролируются по углу наклона положения световой границы и разности силы света на фиксированных уровнях ( 3) от верхней светотеневой границы.

Кроме фар на автомобиле с помощью сигнальных приборов контролируются:

- сила света светосигнальных фонарей представленная в таблице 6;

- время от момента включения указателей поворота до появления первого проблеска (не более 1,2 с);

- частота проблесков фонарей указателей поворота (90 30 проблесков в минуту);

- соотношение длительности горения фонаря указателя поворота ко времени цикла (в пределах 30…75%).

Выполнение других требований к внешним световым приборам контролируется визуально.

На АТС должна быть нанесена светоотражающая маркировка по ГОСТ Р 51253.

Таблица 6 Сила света светосигнальных фонарей

3.11.2.4 Контроль и испытания двигателей

Двигатель – наиболее сложный и важный агрегат, от состояния которого зависят многие технические и экономические показатели работы автомобилей.

К самым распространенным неисправностям относятся падение мощности, повышенный расход топлива и масла, появление стуков и вибраций.

Требования к автомобильным двигателям содержатся в ГОСТ 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» и ГОСТ 23435-79 «Техническая диагностика. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Номенклатура диагностических параметров».

В настоящее время существует эффективное испытательное оборудование для определения значений показателей элементов топливной аппаратуры карбюраторных и дизельных двигателей. Классификация средств технического диагностирования (СТД) двигателей приведена на рисунок. 18.

Для дизельных двигателей наиболее современными из отечественного оборудования являются:

- стенд КИ-15711 – предназначен для проверки и регулировки топливных насосов высокого давления широкой номенклатуры автотранспортных дизелей, в том числе импортных;

- стенд КИ-15706.01 – предназначен для проверки и регулировки всех типов форсунок автотранспортных дизелей.

При проверке системы топливоподачи карбюраторного двигателя определяют диагностические параметры: удельный расход топлива, подачу топливного насоса, давление топлива после насоса, уровень топлива в поплавковой камере и содержание окиси углерода в отработавших газах.

Удельный расход топлива определяется при помощи различных расходомеров, например КИ-13967, и устройства для нагружения двигателя.

Для измерения производительности и давления, развиваемого бензонасосом, без снятия его с двигателя применяют прибор КИ-436.

При измерении частоты вращения коленчатого вала двигателя, его углового ускорения и постоянного напряжения бортовой сети машин в настоящее время широкое распространение получил прибор ИМД-Ц. Этот прибор применяется для оценки эффективной мощности всего двигателя и его отдельных цилиндров.

Для измерения максимальной компрессии применяют компрессометры: для дизелей – модель КИ-8611, для карбюраторных двигателей – модель 179, К-52. Для записи их показаний используются компрессографы модели КВ-1124 и К-181. Компрессия дизелей может изменяться в пределах 5...2МПа, а карбю-раторных двигателей – 1,5…0,6 МПа.

При диагностировании кривошипно-шатунного механизма (КШМ) на неработающем двигателе определяют зазоры в верхней и нижней головках шатуна с помощью устройства КИ-11140. Для определения суммарного зазора в КШМ на работающем двигателе применяют устройство КИ-13933.

Проверка фаз газораспределения на неработающем двигателе проводится при помощи комплекта КИ-13902.

Стационарные, переносные и передвижные СТД

Классификация

СТД

Рисунок 18 – Классификация средств технического диагностирования (СТД) двигателей

Негативное воздействие АТ на окружающую среду связано с выбросами вредных веществ в атмосферу и далее в воду и почву, тепловым загрязнением среды, шумом и вибрацией.

Токсичными выбросами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автомобилей являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака.

Основная доля токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. Как показывает анализ, отработавшие газы как карбюраторных, так и дизельных двигателей имеют в своем составе более 200 наименований вредных веществ и соединений. Наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет большего выброса оксида углерода, оксидов азота, углеводородов, альдегидов, бенз(а)пирена и др. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде не токсична. Однако частицы сажи, обладая высокой адсорбционной способностью, несут на своей поверхности частицы токсичных веществ, в том числе и таких канцерогенов, каким является бенз(а)пирен. Сажа может длительное время находиться во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсичных веществ на человека и другие объекты биосферы.

Диоксид серы образуется в отработавших газах в том случае, когда сера содержится в исходном топливе, чаще в дизельном. Тетраэтилсвинец содержится только в отработавших газах этилированного бензина. Около 70% свинца, содержащегося в этилированном бензине, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает в земле сразу за срезом выхлопной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине:

Содержание свинца в бензине, г/л – 0,15 0,20 0,25 0,50.

Концентрация свинца в воздухе, мкг/м³ – 0,40 0,50 0,55 1,00.

Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности с карбюраторным двигателем ежегодно выбрасывает оксида углерода 3150 кг, углеводородов –

410 кг, оксидов азота – 335 кг. Выбросы вредных веществ легкового автомобиля ежегодно составляют соответственно 510, 42 и 36кг. В реальных условиях эксплуатации эти характеристики ухудшаются на 40-60%: нарушение регулировки карбюратора, большое количество неустановившихся режимов (разгон, торможение) и т.п. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности, работающий на этилированном бензине, выделяет 2,5-3 кг свинца в год [13, 40].

Нормативы содержания вредных веществ отработавших газов автотранспорта регламентированы следующими документами. В воздухе рабочей зоны производственного помещения содержание вредных веществ нормируется ГОСТ 12.1.005-88 [15]. В атмосферном воздухе населенных пунктов нормативным документом является «Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух», 1991г.; в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями – ГОСТ 17.2.2.03-87/99; в отработавших газах автомобилей с дизелями, находящимися в эксплуатации, установлены ГОСТ 21393-75/76/99. При стендовых испытаниях дизелей дымность нормируется ГОСТ 17.2.2.012-84 [18, 21].

В ряде стран Европы и США кроме оксида углерода и углеводородов, содержание которых нормируется как для автомобилей с бензиновыми двигателями, так и для дизелей, нормируется содержание в отработавших газах автомобилей оксидов азота. В случае введения в России международных экологических стандартов (соответствующих Правил ЕЭК ООН) изменяются и нормируемые показатели и методы измерений.

Снижение негативного влияния автомобильного транспорта возможно по нескольким направлениям. Первое, не требующее значительных капитальных вложений, заключается в организации и осуществлении контроля за составом и нормативным значением компонентов отработавших газов автотранспортных средств. Уменьшение количества вредных веществ, попадающих в окружающую среду с отработавшими газами, может быть достигнуто за счет улучшения технического состояния подвижного состава, регулировки и карбюратора и системы зажигания, исключения подтекания топлива и масла. Повышение профессионального мастерства водителей, применение рациональных приемов управления автомобилем позволяют добиться снижения расхода топлива на 5-10% и сокращения выброса вредных веществ.

Второе направление требует более существенных затрат. К сокращению выброса токсичных веществ приводит дизелизация автомобильного парка, особенно если при этом повышать качество дизельного топлива. К уменьшению вредного влияния автотранспорта приводит и улучшение качества традиционных моторных топлив, например, применение малосернистых топлив – не более 0,05% серы по весу, отказ от этилированного бензина, например, замена ТЭС на метилтретичнобутиловый эфир (МТБЭ). Существенное снижение загрязнения окружающей среды может дать совершенствование топливной аппаратуры и режимов работы ДВС.

В значительной степени снизить содержание вредных веществ в отработавших газах можно за счет применения нейтрализаторов. В настоящее время наибольшее распространение получили каталитические нейтрализаторы, в которых в качестве катализатора используются редкоземельные элементы – платина, палладий, радий.

Третье направление предполагает замену традиционного нефтяного топлива, так называемыми альтернативными видами моторного топлива, в первую очередь, газовым. В этом плане практическое применение нашли сжиженные пропан-бутановые газы и сжатый природный газ. По экспериментальным оценкам, использование газового топлива снижает выбросы окиси углерода в 2-4 раза, окислов азота – в 1,1 - 1,5 и суммарных углеводородов – в 1,4 - 2 раза. Однако переход на использование сжатого газового топлива по ряду оценок сочетается с недостатками, в частности снижением мощности двигателя на 20% и грузоподъемности на 14% (из-за значительной массы газовых баллонов), уменьшением запаса хода автомобилей на одной заправке до 180-220км (вдвое по сравнению с автомобилями, работающими на бензине), необходимостью значительных затрат на переоборудование автомобилей, автотранспортных организаций, строительство газонаполнительных станций.

Предельное значение токсичных веществ для газобаллонных автомобилей изложены в ГОСТ Р 17.2.02.06-99 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах газобаллонных автомобилей».

3.11.2.5 Контроль и испытания прочих элементов конструкции автомобиля

Основными нормативными документами по вопросам состояния и безопасной эксплуатации автомобильных шин являются ГОСТ Р 51709-2001 и «Правила эксплуатации автомобильных шин», в которых изложены основные требования к колесам и шинам.

Контроль состояния шин и колес осуществляется в основном визуальным способом. Единственным, инструментально контролируемым параметром является высота рисунка протектора шин, которая должна быть не менее:

1,6 мм – для легковых автомобилей;

1,0 мм – для грузовых;

2,0 мм – для автобусов.

Для прицепов и полуприцепов минимальная высота рисунка протектора принимается той же, что и для тягачей.

При подготовке автомобилей к проверке необходимо внимательно осмотреть колеса и шины, убедиться в надежности крепления колес, отсутствии инородных предметов между сдвоенными колесами, проверить момент затяжки колесных гаек и болтов, давление в шинах, наличие золотников и защитных колпачков на вентилях, диски колес не должны иметь трещин, погнутостей, нарушений сварных швов.

В случае, если на автомобиле установлены диски, не предусмотренные конструкцией, при контроле может потребоваться наличие сертификата на их соответствие требованиям безопасности.

Требования к другим элементам автомобиля, обеспечивающим его безопасность и работоспособность, изложены в ГОСТ Р 51709-2001.

Требования к сцепным устройствам легковых автомобилей изложены в ГОСТ 28248-89 «Легковые автомобили. Тягово-сцепное устройство шарового типа. Основные размеры».

Ремни безопасности должны соответствовать требованиям ГОСТ 18837 и ГОСТ 21015.

3.11.2.6 Требования к условиям труда водителя

Требования к микроклимату, составу воздушной среды в рабочей зоне и к другим условиям труда водителя автомобиля в основном регламентируются Санитарными правилами (СП) по гигиене труда водителей автомобилей (утверждены заместителем главного государственного врача СССР 05.05.88г. №4616-88). Санитарно - технические средства автомобиля (вентиляция, отопле-ние, кондиционирование, теплоизоляция) должны обеспечивать поддержание в кабине автомобиля оптимальные или допустимые параметры микроклимата (в холодный и переходный период года в диапазоне 18-25⁰С)не позднее, чем через 30минут после начала непрерывного движения автомобиля с прогретым двигателем. Перепад температуры по вертикали не должен превышать 3-5⁰С [22].

Кабины должны быть оборудованы средствами теплозащиты солнечной радиации (защитные козырьки, специальное тонированное остекление, жалюзи и т.д.), а также термоизоляцией от работающего двигателя, обеспечивающими остаточную тепловую облученность водителя от стен кабины и двигателя не более 35 Вт/м², а от окон – не более 100 Вт/м².

Концентрация вредных веществ в кабине автомобиля не должна превышать допустимые санитарно-гигиенические нормы [15]: азота оксид (в пересчете на NO²) – 5 мг/м³; углерода оксид – 20 мг/м³; углеводороды (в пересчете на С) – 300 мг/м³; акролеин – 0,2 мг/м³.

Контроль воздушной среды в кабине автомобиля должен осуществляться с учетом вида используемого топлива, а также включать в себя оценку запыленности.

Уровни звука в кабине грузовых автомобилей не должны превышать 70 дБ по шкале А; уровни звука в кабине легковых автомобилей и автобусов не должны превышать 60 дБ по шкале А [16].

Уровни инфразвука в кабине автомобиля не должны превышать 110 дБ в соответствии с гигиеническими нормативами (Гигиенические нормы инфразвука на рабочих местах. Минздрав СССР 12.12.80 г., №2274-80) [17].

Уровни общей вибрации на рабочем месте водителя грузовых легковых автомобилей и автобусов должны соответствовать ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ Вибрационная безопасность. Общие требования» [18].

Освещенность кабины, создаваемая светильниками общего освещения, должна составлять не менее 10 лК на уровне щитка приборов.

Освещенность шкалы приборов должна быть не менее 12 лК.

Усилие, прилагаемое водителем к педали тормоза, не должно превышать для автотранспортных средств, выпущенных после 01.01.81г., категорий М₁ –

0-50 кгс, категорий М₂ , М₃ , N₁ , N₂ – 70 кгс [19].

Усилие, прилагаемое к рычагу ручного тормоза при оценке его эффективности, не должно быть более: для категории М₁ – 0-40 кгс; для остальных категорий – 60 кгс (ГОСТ 25478-91).

Усилие, прилагаемое к рулевому колесу, не должно превышать 6 кгм (ГОСТ 21752-76 «Система человек – машина. Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования») [19].

Для профилактики различных заболеваний, соблюдения правил личной гигиены водитель должен иметь в автомобиле моющие средства, щетку для мытья рук, полотенце, ветошь или специальную ткань для удалении с рук горюче-смазочных материалов (Правила по охране труда на автомобильном транспорте ПОТ 0-22-01-95) [49].

Водители, имеющие контакт с различными смазочно-охлаждающими жидкостями, маслами, лакокрасочными материалами и т.п., должны обеспечиваться защитными мазями и пастами.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные термины в области метрологии.

2. Когда была принята Метрическая конвенция?

3. Назовите три главные функции измерений в народном хозяйстве.

4. Для чего применяется физическая величина?

5. Назовите виды измерений.

6. Назовите виды измерений по количеству измерительной информации.

7. Приведите классификацию методов прямых измерений.

8. Как классифицируются средства измерений?

9. Что понимают под измерительным преобразователем?

10. Что понимают под измерительным прибором?

11. Что понимают под измерительными установками и системами?

12. Для чего предназначен эталон?

13. Назовите классификацию эталонов.

14. В чем заключается поверка средств измерений?

15. Что понимается под погрешностью измерения?

16. Назовите виды погрешностей измерений.

17. Как классифицируются погрешности измерений?

18. Какими показателями характеризуется качество измерений?

19. Что понимается под точностью измерений?

20. Какова последовательность обработки экспериментальных данных прямых многократных измерений?

21. Приведите алгоритм обработки многократных измерений.

22. Приведите методику выполнения измерений.

23. Какие требования предъявляются к измерительным средствам и точности измерений при технической диагностике автомобилей?

24. Цели и задачи метрологического обеспечения в сфере технической эксплуатации автомобилей.

25. Назовите основные требования к метрологическому обеспечению испытаний.

26. Цель государственной системы обеспечения единства измерений.

27. Из каких подсистем состоит государственная система измерений (ГСИ)?

28. Чем представлена техническая подсистема ГСИ?

29. Чем представлена организационная подсистема ГСИ?

30. Цель государственного метрологического контроля и надзора.

31.Что понимается под метрологическим обеспечением в сфере технической эксплуатации автомобилей?

32. Назовите группы методов диагностирования автомобилей.

33. Приведите классификацию средств диагностирования автомобилей.

34. Что включают в себя процессы диагностирования?

35. Какими методами проверяют диагностические параметры тормозных систем автотранспортных средств?

36. По каким основным параметрам проводятся испытания тормозной системы автотранспортного средства?

37. Какими приборами можно измерить суммарный люфт рулевого механизма?

38. В чем заключается контроль внешних световых приборов?

39. В чем заключается контроль двигателей?

40. Состав содержания компонентов отработавших газов.

41. Методы снижения вредного влияния АТС на окружающую среду.

42. Контроль состояния колес.

43. Основные параметры микроклимата кабины АТС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Стандартизация, сертификация, метрология и лицензирование на автомобильном транспорте – сложное и актуальное направление современной науки и практики. Реформа государственного регулирования транспортной безопасности, формирование государственной политики в области обеспечения автотранспортной безопасности представляются объективно и безотлагательно необходимыми.

Государственная концепция обеспечения безопасности на автомобильном транспорте может обеспечить устойчивую транспортную деятельность, предотвращающую и минимизирующую вред здоровью и жизни людей, имуществу и природе. В решении этой проблемы большее значение имеет принятый Федеральный закон РФ «О техническом регулировании» №184 от 27.12.2002 г. Поэтапная его реализация создает не только систему технического регулирования в стране, но и приведет нашу систему технического регулирования в соответствие с международной. Данный закон позволяет пересмотреть основные правила стандартизации и сертификации, определивших коренное изменение правовых актов этих процедур, а также соблюдение правил метрологии на автомобильном транспорте.

На основе Закона РФ «О техническом регулировании» в последние годы вышел ряд новых нормативных документов по стандартизации, сертификации и лицензированию, требования которых направлены на повышение безопасности автотранспортной деятельности, а изложенный материал в них учтен в данном издании учебного пособия в виде дополнений и изменений отдельных разделов. В частности, внесены дополнения и изменения в разделы «Качество продукции и услуг» в пункты «Показатели качества грузовых и пассажирских перевозок», в раздел «Стандартизация», в п. «Система сертификации на автомобильном транспорте» раздела «Сертификация» и в раздел «Лицензирование». В приложениях даны материалы, пригодные для практической реализации при сертификации работ (услуг) на автомобильном транспорте и лицензировании автомобильных перевозок.