БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ЯЩЕНКО. В. Ф. Юхименко а. А. Яценко безопасность
 Скачать 3.57 Mb.
|
|
Контрольные вопросы 1. Критерии оценки управляемости транспортного средства. 2. Критическая скорость по условиям управляемости. 3. Чем вызывается увод колѐс автомобиля? 4. Виды поворачиваемости в зависимости от углов увода колѐс передней и задней оси. 5. Свойства стабилизации управляемых колѐс. 6. Причины возникновения автоколебания управляемых колѐс (шимми). 7. Профильная устойчивость транспортного средства. 105 8. Критический угол подъѐма для различных автотранспортных средств. 9. Поперечная устойчивость транспортного средства. 10. Факторы, влияющие на критическую скорость автомобиля на повороте. 11. Какие колѐса имеют большую вероятность попасть в занос при движении без торможения? 2.8. Нормативы, регламентирующие требования к управляемости. Методы испытаний Нормативы, регламентирующие требования непосредственно к управ- ляемости и устойчивости ТС и элементам ТС, влияющим на показатели управляемости и устойчивости, можно подразделить на четыре группы: – требования к управляемости и устойчивости ТС и, отдельно, к ав- тоцистернам (ОСТ 37.001.487-89, ОСТ 37.001.471-88, РД 37.001.005-86, Правила № 111 ЕЭК ООН); – требования к элементам управления ТС (Правила № 35 и 79); – требования к шинам и колесам (Правила № 30, 54, 64, 108 и 109) – требования к сцепным устройствам (Правила № 55 и 102). Учитывая важность устойчивости и управляемости ТС как фактора обеспечения их безопасности, в стране разработаны и используются при сертификации отраслевые стандарты (ОСТ 37.001.487-89 и ОСТ 37.001.471 -88), которые устанавливают значения измерителей устойчи- вости и легкости рулевого управления, влияющих на управляемость автомобилей, а также соответствующие методы испытаний ТС. Кроме того, при сертификации используется методика испытаний и оценки устойчивости управления (РД 37.001.005-86), позволяющая оце- нить способность системы водитель – автомобиль выполнять с огово- ренной заранее точностью на заданном отрезке пути задаваемый закон движения (зависимости изменения скорости, траектории, курсового уг- ла и угла крена в функции пути). Для автоцистерн действуют Правила № 111БЭК ООН, которые регламентируют основные требования к автоцистернам, касающиеся их устойчивости к опрокидыванию. В ОСТ 37.001.487-89 «Управляемость и устойчивость ТС. Общие технические требования» установлены требования к следующим харак- теристикам автомобиля: – легкость рулевого управления; – возврат повернутого рулевого колеса в нейтральное положение после его освобождения; – реакция автомобиля на поворот рулевого колеса; 106 – поперечная устойчивость на стенде; – поперечная устойчивость полноприводных автомобилей при движении на повороте. В ОСТ 37.001.471-88 «Управляемость и устойчивость ТС. Методы испытаний» определены методы испытаний ТС для оценки ранее ука- занных характеристик. Требования к легкости рулевого управления определяются в ходе испытаний «усилие на рулевом колесе», предназначенных для опре- деления усилий, которые должен затрачивать водитель для поворота управляемых колес. Испытания «усилие на рулевом колесе» должны проводиться на испытательном участке дороги как на неподвижном ТС, так и на движущемся со скоростью 10 км/ч. Испытания на неподвижном ТС при наличии рулевого усилителя проводятся с работающим в режиме минимально устойчивой часто- ты вращения коленчатого вала двигателем, а в отсутствие усилите- ля – при неработающем двигателе. На испытываемом ТС медленно поворачивают рулевое колесо из нейтрального положения вправо до упора. Фиксируют положение рулевого колеса и перемещают ТС на 0,4...0,6 м вперед или назад, после чего поворачивают рулевое колесо из крайнего правого поло- жения в крайнее левое положение. Фиксируют положение рулевого колеса и проводят дальнейшее перемещение ТС на 0,4... 0,6 м, после чего возвращают рулевое колесо в нейтральное положение. Угловая скорость поворота рулевого колеса не должна превышать 60%. До- пускается кратковременная остановка рулевого колеса без снижения усилия на нем. Производят не менее двух поворотов рулевого колеса из одного крайнего положения в другое. В процессе испытаний обязательно измеряют и регистрируют: – угол поворота рулевого колеса альфа р ; – усилие на рулевом колесе Р р ; –время поворота t. Для обработки должны быть представлены графики зависимостей усилия Р р на рулевом колесе от угла поворота рулевого колеса альфа р , которые могут быть получены непосредственно на двухкоординатном самописце или путем трансформации записи во времени двух указан- ных параметров (рис. 2.34а). 107 Рис. 2.34. Графики зависимостей: а – усилия на рулевом колесе от угла его поворота; б – угла поворота рулевого колеса от времени; в – усилия на рулевом колесе от времени; Р р – усилие на рулевом колесе при круговом движении; Р рп и Р рл – усилия на рулевом колесе при повороте вправо и влево соответственно; α 12п и α 12л – углы поворота рулевого колеса вправо и влево соответственно при R пов = 12 м; α 20п и α 12л – углы поворота рулевого колеса при R пов = 20 м На графике отмечаются углы поворота рулевого колеса, соответст- вующие движению переднего наружного колеса автомобиляпо окруж- ности R пов = 12 м вправо и влево α 12п и α 12л В интервале значений от α = 0 до α = α 12 находятся для каждого i-го опыта максимальные значения усилий Р р пi и Р р.лi и средние по всем опытам значения Р рп и Р рл , которые являются оценочными показателями. Если ми- нимальный радиус поворота автомобиля по переднему наружному колесу больше 12 м, значения Р р.пi и Р р.лi определяются при максимальных углах 108 поворота рулевого колеса. Если разница в значениях Р р.пi или в значениях Р р.лi превышает 20%, испытания повторяются. Результатами испытаний являются средние значения усилий на ру- левом колесе при его повороте отдельно влево Р рл и вправо Р рn на углы, соответствующие движению передним наружным колесом по окружно- сти радиусом R пов = 12 м или по окружности минимального радиуса, если R min больше 12 м. При проведении испытаний при движении ТС разгоняют до скоро- сти (10±2) км/ч и с этой скоростью оно движется равномерно и прямо- линейно. Передачу в коробке передач выбирают наивысшую, которая обеспечивает устойчивую работу двигателя. При въезде на испытательный участок поворачивают рулевое коле- со с постоянной угловой скоростью поочередно: в одну сторону до крайнего положения, а затем в другую сторону. Для ТС всех категорий без рулевого усилителя или с работающим усилителем скорость пово- рота рулевого колеса задается такой, чтобы обеспечить переход ТС в течение t=(4±0,25) с от прямолинейного движения к движению перед- ним наружным колесом по окружности, радиус которой равен 12 м, или по окружности минимального радиуса, если R min больше 12 м. Для ТС с неработающим рулевым усилителем скорость поворота рулевого колеса задается такой, чтобы обеспечить этот переход ТС ка- тегорий М 1 , М 2 , N 1 , и N 2 в течение t=(4±0,25) с, а для ТС категорий М 3 и N 3 – в течение t=(6±0,25) с от прямолинейного движения к движению передним наружным колесом по окружности, радиус которой равен 20 м. Неисправность усилителя следует имитировать отсоединением гидронасоса. Производятся не менее трех поворотов влево и вправо для условий, оговоренных ранее. Для обработки должны быть получены 5–6 графиков зависимостей усилия на рулевом колесе Р р.пi и Р р.лi и угла поворота рулевого колеса α р.пi и α р.лi во времени при поворотах с разной скоростью вращения ру- левого колеса вправо и влево (рис. 2.34б, в).На каждом графике нахо- дятся углы поворота рулевого колеса α 12п , и α 12л для автомобиля с рабо- тающим усилителем или α 20п и α 20л для автомобиля с неработающим усилителем, соответствующие движению автомобиля передним наруж- ным колесом по окружности радиусом 12 м, 20 м или минимальному радиусу вправо и влево. Для каждого i-го опыта находятся соответствующие углы α 12п и α 12л или α 20п и α 20л , усилия на рулевом колесе Р рi и время поворота рулевого колеса t.Строятся графики зависимости Р р.пi =f(t i ). На графиках находят- ся усилия Р рп и Р рл для времени t = 4 с или t = 6 с для автомобилей раз- личных категорий, которые являются оценочными показателями. 109 Усилие на рулевом колесе автомобиля не должно превышать зна- чений, указанных в табл. 2.9. Таблица 2.9 Предельные значения усилий на рулевом колесе Категория ТС Предельные значения усилий на рулевом колесе, Н Неподвижный автомобиль Движущийся автомобиль без рулевого усилия с рулевым усилием с исправным рулевым управлением при отказе усилителя М 1 , М 2 250 60 150 300 М 3 350 250 200 450 N 1 300 180 200 300 N 2 350 180 250 400 N 3 350 250 200 450 Требования к возврату повернутого рулевого колеса в нейтраль- ное положение после его освобождения и методы его оценки опреде- ляются в ходе испытания «стабилизации», предназначенного для опре- деления параметров, характеризующих самовозврат управляемых колес и рулевого колеса в нейтральное положение. ТС разгоняют до скорости 50 км/ч для категории М 1 и 40 км/ч – для остальных категорий ТС, с этими скоростями они движутся равномерно по окружности радиусом 50 м. Рулевое колесо движущегося автомобиля освобождают. Скорость поддерживают постоянной до полной останов- ки поворота рулевого колеса, после чего испытательный заезд считают законченным. Проводят не менее трех заездов вправо и трех – влево. В процессе испытаний измеряют и регистрируют: – угол поворота рулевого колеса α р ; – скорость автомобиля V; – время испытания t, а также определяют следующие параметры: – угол поворота рулевого колеса α р1 в начале испытательного заезда; – остаточное значение угла поворота рулевого колеса а р2 в конце испытательного заезда; – величину заброса угла поворота рулевого колеса α p3 ; 110 – время Δt 90% , за которое происходит уменьшение угла поворота рулевого колеса на 90% от полного его уменьшения в испытательном заезде; – время уменьшения угла поворота рулевого колеса α р до его пол- ной остановки t ст (время стабилизации). Зачетными считаются заезды, в которых разница в величинах α p Δt 90% превышает 20%. Число зачетных заездов должно быть не менее трех. Среднее значение скорости самовозврата рулевого колеса ω ас опре- деляется по формуле: % 90 2 1 ) ( 9 , 0 t ас Оценочными показателями являются средние по всем испытатель- ным заездам значения: – средняя скорость самовозврата рулевого колеса ω ас ; – остаточный угол поворота рулевого колеса а р2 в конце испыта- тельного заезда; – величина заброса угла поворота рулевого колеса α р3 ; – время стабилизации t ст . Угол поворота рулевого колеса после его освобождения не должен увеличиваться. При наличии возврата рулевого колеса в нейтральное положение возврат должен происходить без колебаний. Допускается один переход рулевого колеса через нейтральное положение. Требования к реакции автомобиля на поворот рулевого колеса и методы ее оценки определяются в ходе испытания с целью определе- ния характеристик курсовой устойчивости и поворачиваемости ТС. Для испытаний следует использовать площадку с минимальными размерами 100x100 м с примыкающей к ней разгонной полосой длиной не менее 1000 м и шириной не менее 7 м. ТС испытывают при следующих скоростях: – (80 +3 ) км/ч для категорий М 1 М 2 , N 1 , О 1 и О 2 ; – (60 +3 ) км/ч для категорий М 3 , N 2 , N 3 , О 3 и О 4 Если максимальная скорость ТС равна или меньше указанной ско- рости, то скорость при испытаниях принимается на 10 км/ч меньше максимальной, оговоренной в ТУ предприятия-изготовителя. С этой скоростью ТС движутся равномерно и прямолинейно до начала поворо- та рулевого колеса. При испытаниях производят максимально быстрый (с угловой скоро- стью не менее 400°/с) поворот рулевого колеса в заданное положение. Ру- левое колесо удерживают в этом положении до начала установившегося кругового движения или, если криволинейное движение не становится ус- тановившимся, в течение 3 с для автомобиля и 5 с для автопоезда. 111 Угол поворота, рулевого колеса увеличивается ступенчато от заезда к заезду до достижения в заезде бокового ускорения ТС не менее 4,5 м/с 2 , или близкого к предельному по сцеплению шин с дорогой, или максимально возможного по условиям безопасности. Первый испытательный заезд выполняют при угле поворота руле- вого колеса, соответствующем боковому ускорению 1…1,5 м/с 2 . Всего с постепенным увеличением бокового ускорения (как влево, так и вправо) должно быть выполнено не менее 12 заездов в каждую сторону. В процессе испытаний нужно измерять и непрерывно регистриро- вать во времени: – угол поворота рулевого колеса а р ; – угловую скорость автомобиля ω γ ; – скорость автомобиля V; – угол дрейфа автомобиля β. При испытаниях автопоезда, кроме перечисленных параметров, не- обходимо измерять и непрерывно регистрировать: – угловую скорость прицепа (полуприцепа) ω γп ; – курсовой угол автомобиля-тягача γ; – курсовой угол прицепа (полуприцепа) γ п ; При необходимости измеряют и регистрируют: – угол крена автомобиля в центре масс λ: – угол крена прицепа (полуприцепа) в центре масс λ п ; – усилие на рулевом колесе Р р . При обработке результатов измерений определяется установившее- ся значение угла α р и момент времени достижения 50% этого значения. Определяются следующие параметры записи угловой скорости ТС: – установившееся значение угловой скорости автомобиля (прицепа) ω γу (ω γп.у ); – заброс угловой скорости автомобиля (прицепа) над установив- шимся значением Δω 1γ (Δω 1γП ); – обратный заброс реакции прицепа по угловой скорости Δω 0γп ; – момент времени достижения 90% установившегося значения уг- ловой скорости автомобиля (прицепа); – момент времени достижения первого максимума угловой скоро- сти автомобиля (прицепа); – время 90% реакции автомобиля (прицепа) Δt 90% (Δt 90%П ), пред- ставляющее собой интервал времени между моментами достижения 50% установившегося значения угла поворота рулевого колеса и 90% установившегося значения угловой скорости автомобиля (прицепа); – время достижения первого максимума угловой скорости (пиковое время реакции) автомобиля (прицепа) t 1 (t 1П ), представляющее собой интервал времени между моментами достижения 50% установившегося значения угла поворота рулевого колеса и первого максимума угловой скорости автомобиля (прицепа). 112 Если датчик бокового ускорения размещен не на гиростабилизиро- ванной платформе, то его показания корректируются по формуле: sin g W W дат уск уск , где W уск.дат — показания датчика. В случае если датчик не установлен, W уск рассчитывается по формуле: W W уск Результатом испытаний является ряд характеристик устойчивости, поворачиваемости и усилия на рулевом колесе ТС, представляемых в графической форме. Характеристика установившегося кругового движения, в частно- сти характеристика поворачиваемости автомобиля, представляет со- бой зависимость отношения (кривизна установившегося поворота) от угла поворота рулевого колеса α р (рис. 2.35а). Из характеристики определяется чувствительность автомобиля к повороту рулевого колеса, представляющая собой производную от кривизны по углу α р . Если ве- личина чувствительности по данной характеристике больше величины чувствительности по характеристике кинематической поворачиваемо- сти, то поворачиваемость автомобиля избыточная; если меньше или равна — соответственно недостаточная или нейтральная. Характери- стика кинематической поворачиваемости должна быть нанесена на гра- фике как зависимость ) ( p f , линия 1, полученная при скорости движения 3...5 км/ч. Максимальное значение кривизны траектории ТС всех категорий в условиях испытаний должно быть не менее 0,01 м. Углы поворота рулевого колеса для автомобилей категорий М 1 , М 2 и N 1 должны находиться в пределах, установленных в табл. 2.10. Таблица 2.10 |