БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ЯЩЕНКО. В. Ф. Юхименко а. А. Яценко безопасность
 Скачать 3.57 Mb.
|
|
Предельные величины углов поворота рулевого колеса для транспортных средств категорий М 1 , М 2 , N 1 Кривизна траектории, м Угол поворота рулевого колеса α р , рад минимальный максимальный 0,21 (0,21L+0,1)i·10 -2 (0,21L+1,3)i·10 -2 0,42 (0,42L+0,4)i·10 -2 (0,42L+2,6)i·10 -2 0,84 (0,84L+0,48)i·10 -2 (0,84L+5,0)i·10 -2 Примечание. L – база автомобиля, м; i – передаточное число руле- вого управления. 113 Углы поворота рулевого колеса для автомобилей категорий М 3 , N 2 и М 3 должны находиться в пределах, установленных в табл. 2.11. Таблица 2.11 Предельные величины углов поворота рулевого колеса для транспортных средств категорий М 3 , N 2 , N 3 Кривизна траектории, м Угол поворота рулевого колеса α р , рад минимальный максимальный 0,36 (0,36L+0,1)i·10 -2 (0,36L+1,3)i·10 -2 0,72 (0,72L+0,4)i·10 -2 (0,72L+2,6)i·10 -2 Характеристика дрейфа автомобиля представляет собой зависи- мость угла дрейфа автомобиля β от бокового ускорения W уск (рис. 2.35б). Угол дрейфа β автомобиля не должен превышать величин, указан- ных в табл. 2.12. Таблица 2.12 Предельные величины углов дрейфа транспортного средства Категория ТС Угол дрейфа β, 0 , при боковом ускорении ТС W уск , м/с 2 1 2 3 4 М 1 , М 2 1 2 4 7 М 3 1,2 2,5 5 N 1 1 2 6 7 N 2 1,2 2,5 6 N 3 1,5 3 6 Угол крена λ автомобиля в любой точке не должен превышать ве- личин, указанных в табл. 2.13. Таблица 2.13 Предельные величины углов крена несущей системы транспортного средства Категория ТС Угол крена λ, 0 , при боковом ускорении ТС W уск , м/с 2 1 2 4 М 1 2 4 7 М 2 , М 3 , N 1 1,5 3 7 N 2 , N 3 1,5 3 – 114 Характеристика усилия на рулевом колесе представляет собой за- висимость усилия на рулевом колесе Р р от бокового ускорения W уск (рис. 2.35в). Усилие на рулевом колесе Р р должно постепенно нарастать с увеличе- нием бокового ускорения до величины 2,5 м/с 2 для автомобилей категорий N 1 , N 2 , N 3 и М 3 и до величины 4,5 м/с 2 – для ТС категорий М 1 и М 2 Рис. 2.35. Графики зависимостей: а – поворачиваемости от угла по- ворота рулевого колеса α р ; б – дрейфа и крена ТС от углового ускорения; в – усилия на рулевом колесе ТС (тягача) при складыва- нии автопоезда от углового уско- рения; 1 – линия соответствует нейтральной поворачиваемости при скорости 3…5 км/ч Рис. 2.36. Характеристики неустановившегося движения ТС при входе в поворот: а – заброс угловой скорости ТС от углового ускор ения (прицепа); б – время 90%-ой реакции водителя ТС от углового ускорения 115 2.8.1. Методы испытаний Методы испытаний для оценки управляемости транспортных средств применяют с целью определения показателей, характеризую- щих управляемость ТС. При определении управляемости проводят испытания: – «прямая»; – «поворот R пов = 25 м»; – «поворот R пов = 35 м»; – «переставка S пер = 12...24 м»; – «переставка S пер = 20 м». Коридор для испытаний «прямая» длиной не менее 400 м ограни- чивается установкой элементов разметки с интервалом 20...25 м. На рас- стоянии 50 м до первого элемента и 50 м после последнего элемента разметки коридора устанавливают дополнительно еще по два элемента в виде ворот той же ширины, что и коридор, чтобы обеспечить вход в коридор и выход по прямой. Разметку участков для испытаний «поворот» и «переставка» осу- ществляют в соответствии с далее приведенными схемами. Таблица 2.14 Предельные величины заброса угловой скорости транспортного средства Категория ТС Заброс угловой скорости Δω 1γ , % при боковом ускорении ТС W уск , м/с 2 1 2 4 М 1 10 30 80 М 2 , N 1 10 20 60 М 3 , N 2 , N 3 10 10 – Испытания «прямая» предназначены для определения средней уг- ловой скорости корректирующих поворотов рулевого колеса. При испытаниях выполняют испытательные заезды по размечен- ному коридору без выхода ТС за его границы. ТС испытывают при скоростях: 80 км/ч – для ТС категорий М 1 , М 2 , N 1 , в том числе с прицепами и 60 км/ч – для ТС остальных категорий. С этой скоростью ТС движутся равномерно и прямолинейно и вы- полняют не менее десяти заездов. В процессе испытаний с общей длиной зачетного пробега не менее 4 км измеряют и регистрируют угол поворота рулевого колеса и время прохождения мерного участка. Испытания «поворот R = 25 м» предназначены для определения предельной скорости выполнения маневра. 116 При испытаниях выполняют заданный разметкой (рис. 2.37) маневр при постепенном увеличении скорости от заезда к заезду. Рис. 2.37. Схема испытания «поворот»: а – разметка участка при радиусе поворота R пов = 35 м; б – разметка участка при радиусе поворота R пов = 25 м; Участок 1 – начало маневра «поворот»; Участок 2 – выполнение маневра «поворот»; Участок 3 – окончание маневра «поворот» (ликвидация заноса); Участки 4, 5 – раз- мечают при испытании ТС с задними управляемыми колесами; 1 – фотоэлементы для измерения скорости; 2 – резиновые элементы разметки; L – расстояние между фотоэлементами; D 1 и D 2 – ширина коридора в зависимости от габаритной ширины ТС (D 1 – не более 3 м, D 2 – не более 3,9 м) ТС вводят в режим равномерного прямолинейного движения. Передачу в коробке передач выбирают наивысшую, обеспечиваю- щую устойчивую работу двигателя. При пересечении передними ко- лесами ТС границы между участками 1 и 2 размеченного коридора водитель начинает поворачивать рулевое колесо влево для выполне- ния маневра. Положение всех остальных органов управления должно оставаться постоянным. Внешний наблюдатель отмечает отрывы ко- лес от дороги, выходы ТС за пределы коридора. 117 Начальная скорость принимается равной 30 км/ч. В последую- щих заездах скорость увеличивают с интервалом 1...3 км/ч, причем с увеличением скорости этот интервал должен уменьшаться. При появлении в заезде отрыва колеса от дороги или выхода ТС за боковые границы коридора производят повторный заезд с той же скоростью. Если в трех заездах на одной скорости происходит отрыв колеса от дороги или выход за пределы коридора, испытания закан- чиваются. В процессе испытания регистрируют: – скорость ТС на участке 7; – углы поворота рулевого колеса; – боковое ускорение ТС в момент отрыва колеса от дороги; – угол крена; – отрыв колес от дороги; – момент пересечения передними колесами ТС границы между участками 1 и 2 размеченного коридора. При обработке записи параметров определяют: – скорость V пр на входе в поворот по показаниям специального датчика или по времени t 1 прохождения расстояния L между фото- створами на участке 1 размеченного коридора; – угол α р.у поворота рулевого колеса при установившемся круго- вом движении; – угол корректирующего поворота рулевого колеса α р.к ; – боковое ускорение W опр ТС в момент начала опрокидывания: опр опр g W W sin ' 0 , где W’ 0 – показание датчика боковых ускорений в момент начала опро- кидывания, установленного в центре масс; λ опр – угол крена в момент начала опрокидывания. Отмечают записи испытательных заездов, в которых по информа- ции от внешнего наблюдателя имел место отрыв колеса ТС от дороги или выход ТС за пределы размеченного коридора. Определяют заезд с минимальной скоростью V тin , в котором отмечено то или другое явление, и заезд с максимальной скоростью V mах , в котором то или другое явление не отмечено. Диапазон между V тiп и V mах не должен превышать 2,5 км/ч. Пре- дельная скорость по отрыву колеса V пр.в или выходу за пределы ко- ридора V пр.в находится как средняя между указанными скоростями. Оценочными показателями являются: предельная скорость, при которой происходит отрыв одного из колес от поверхности дороги или выход ТС за пределы размеченного коридора из-за заноса или 118 невписываемости в поворот, и боковое ускорение в момент отрыва колеса от дороги. Испытания «поворот R пов = 35м» предназначены для определе- ния предельной скорости выполнения маневра и скоростей, при ко- торых возникают снос, занос и курсовые колебания ТС. При испытаниях выполняют заданный разметкой (рис. 2.37) ма- невр при постепенном увеличении скорости от заезда к заезду, вво- дят в режим равномерного прямолинейного движения. Передачу в коробке передач выбирают наивысшую, обеспечивающую устойчи- вую работу двигателя. Испытания «переставка S = 12...24 м» предназначены для опре- деления предельной скорости выполнения маневра и скорости, при которой возникает занос (рис. 2.38). Рис. 2.38. Схема испытания «переставка» (разметка участка длиной S пер = 12...24 м): 1 – фотоэлементы для измерения скорости ТС; 2 – резиновые элементы разметки; D 1 – ширина размеченного коридора; L – расстояние между фотоэлементами При испытаниях выполняют заданный разметкой маневр при по- степенном увеличении скорости от заезда к заезду. ТС вводят в режим равномерного прямолинейного движения. Передачу в коробке передач выбирают наивысшую, обеспечиваю- щую устойчивую работу двигателя. Положение рук водителя на ру- левом колесе соответствует цифрам 3 и 9 циферблата часов. При пересечении передними колесами ТС границы между участ- ками 1 и 2 размеченного коридора водитель быстро снимает ногу с педали акселератора и начинает выполнение маневра. Перехват рулевого колеса допускается только при достижении угла поворота, при котором происходит предельное перекрещивание рук водителя. В остальном поворот рулевого колеса в течение всего испытательного заезда не регламентируется; положение всех осталь- ных органов управления ТС должно оставаться постоянным. Внешний наблюдатель отмечает отрывы колес от дороги, выхо- ды ТС за пределы коридора и информирует о них водителя. 119 Испытательные заезды должны быть проведены в интервале ха- рактерных скоростей от соответствующих началу возникновения заноса V зан ТС, который необходимо корректировать поворотом ру- левого колеса, до скорости V пр , соответствующей появлению отрыва колес от дороги или выходу ТС за пределы размеченного коридора. Испытания проводят при длине участка S пер = 12 м и S пер = 24 м. Если при S пер = 12 м предельная скорость не превышает 30 км/ч, то испытания проводят при S пер = 16 м. Если на длине S пер = 24 м пре- дельная скорость ТС не достигнута, то испытания проводят при S пер = 20 м. Перед испытательными заездами выполняют предварительные заезды для определения скорости V зан . Предварительные заезды мо- гут проводиться без регистрации измеряемых параметров и заканчи- ваться скоростью, при которой водитель вынужден корректировать занос ТС поворотом рулевого колеса. Начальную скорость испытательных заездов принимают на 5 км/ч меньше конечной скорости предварительных заездов. В после- дующих заездах скорость увеличивают с интервалом 1...3 км/ч, при- чем с увеличением скорости интервал должен уменьшаться. При появлении в заезде отрыва колеса от дороги или при выходе ТС за боковые границы коридора, заезд повторяют с прежней скоро- стью. Если в трех заездах на одной скорости происходит отрыв коле- са от дороги или выход ТС за пределы коридора, то испытания за- канчиваются. В процессе испытаний измеряют и регистрируют: – скорость ТС на участке 1; – угол поворота рулевого колеса; – момент пересечения передними колесами ТС границы между участками 1 и 2 размеченного коридора. При обработке записи параметров определяют: – время t 1 прохождения расстояния L на участке 1 размеченного коридора; – скорость ТС при входе в размеченный коридор; – углы α 1 и α 2 поворота рулевого колеса, необходимые для вве- дения ТС на участок 3 размеченного коридора; – угол α 3 поворота рулевого колеса, необходимый для ликвида- ции заноса ТС. Предельную скорость V пр определяют как среднеарифметическое значение скоростей трех заездов с наибольшей скоростью, при кото- рой не было выхода за пределы разметки. Разница между значениями скоростей в указанных заездах не должна превышать 3 км/ч. Оце- 120 ночным показателем является предельная скорость выполнения ма- невра. Испытания «переставка S пер = 20 м» предназначены для опре- деления характеристик: – зависимости управляющих и корректирующих углов поворота рулевого колеса от скорости автомобиля; – предельной скорости; – скорости, при которой начинается занос ТС; – зависимости курсового угла прицепа (полуприцепа) от скорости ТС. Испытательные заезды выполняют аналогично испытаниям «пере- ставка S пер = 12... 24 м». Только в отличие от способа управления скоро- стью при пересечении передними колесами ТС границы между участ- ками 1 и 2 размеченного коридора (рис. 2.39) водитель не изменяет по- ложение педали управления подачи топлива и поддерживает его посто- янным в течение всего заезда. Рис. 2.39. Схема испытания «переставка» (разметка участка длиной S пер = 12...24 м): 1 – фотоэлементы для измерения скорости ТС; 2 – резиновые элементы разметки; D 1 – ширина размеченного коридора; L – расстояние между фотоэлементами В процессе испытаний измеряют и регистрируют: – скорость ТС на участке 1; – угол поворота рулевого колеса; – курсовой угол прицепа; – момент пересечения передними колесами ТС границы между уча- стками 1 и 2 размеченного коридора. Обработку результатов испытаний выполняют также аналогично испытаниям «переставка S пер = 12...24 м». Оценочными показателями являются предельные скорости вы- полнения маневров. Кроме того, для испытаний «переставка S пер = 20 м» строят характеристики: α 1 =f(υ), α 3 =f(υ), ω ак =f(υ) (рис. 2.40а). Для автопоездов дополнительно строят характеристику: γ П =f(υ) (рис. 2.40б). 121 Рис. 2.40. Характеристики испытаний «переставка S пер = 20 м»: а – управляемости автомобиля; б – ходовой устойчивости автопоезда (прицепа) Контрольные вопросы 1. Условия проведения испытаний «усилие на рулевом колесе». 2. Параметры, измеряемые в ходе испытаний «стабилизации управляемых колѐс и рулевого колеса». 3. Требования к реакции автомобиля на поворот рулевого колеса. 4. Характеристика дрейфа автомобиля. 5. Характеристика крена транспортного средства. 6. Методы испытаний управляемости транспортных средств. 7. Цели проведения испытаний «поворот». 8. Для каких целей проводят испытания «переставка»? 2.9. Методика испытаний и оценка устойчивости управления автомобилями Руководящий документ РД 37.001.005-86 «Методика испытаний и оценки устойчивости управления транспортными средствами» устанав- ливает оценочные показатели устойчивости против опрокидывания и устойчивости управления ТС, методы определения значений этих пока- зателей и методы оценки результатов испытаний. Испытания предусматривают определение значений показателей поперечной статической устойчивости (на стенде-опрокидывателе) и устойчивости управления в штатных (эксплуатационных) и нештатных (критических) режимах движения. Оценочными показателями, принятыми в данной методике, являются: 122 – коэффициент поперечной устойчивости (для ТС, рассматривае- мого как абсолютно жесткое тело): h K q y 2 , где К – расчетная величина колеи ТС, мм; h – высота центра тяжести над опорной поверхностью, мм; – угол опрокидывания на стенде ε, °; – угол крена λ относительно опорной поверхности, в нормальном поперечном сечении, проходящем через центр тяжести ТС, °; – устойчивость управления траекторией, балл; – устойчивость курсового управления, балл; – устойчивость против опрокидывания, балл; – устойчивость управления скоростью, балл; – устойчивость управления замедлением, балл; – устойчивость управления траекторией при торможении, балл; – устойчивость курсового управления при торможении, балл; – предельная скорость ТС при выполнении маневра V пр , км/ч; скорость ТС при появлении снижения устойчивости управления траекторией V тр , км/ч; – скорость ТС при появлении снижения устойчивости курсового управления V курс , км/ч; – скорость ТС при появлении курсовых колебаний V к.к , км/ч; – скорость ТС при появлении отрыва колеса от поверхности дороги V отр , км/ч. При испытаниях, наряду с инструментальными измерениями, ис- пользуется органолептический (выявляемый с помощью органов чувств ) метод определения значений показателей с применением способа их выражения в баллах: Оценка устойчивости управления ТС Балл Отлично, улучшать не требуется ............................................ 5,0 Между хорошо и отлично ....................................................... 4,5 Хорошо, желательно улучшить .............................................. 4,0 Между посредственно и хорошо ............................................ 3,5 Посредственно, необходимо улучшить ................................. 3,0 Между посредственно и плохо ............................................... 2,5 Плохо ........................................................................................ 2,0 Очень плохо .............................................................................. 1,0 Оценки устойчивости управления ТС выставляют исходя из сле- дующих положений: – отлично, улучшать не требуется – водитель не ощущает затруд- нений при управлении ТС; 123 – хорошо, желательно улучшить – водитель начинает ощущать не- большие затруднения, заключающиеся в появлении некоторого несоот- ветствия реакции ТС на управляющее воздействие (по моменту его на- чала в амплитуде) по отношению к желаемой реакции; – посредственно, необходимо улучшить – водитель ощущает зна- чительные затруднения в управлении скоростью, замедлением, траекто- рией, стабилизацией курса и крена; при выставлении данной оценки безопасное движение возможно при максимальном внимании к управ- лению ТС; – плохо – водитель работает на пределе своих возможностей; ми- нимальная ошибка в выборе момента приложения и величины управ- ляющего воздействия приводит к потере устойчивости управления ТС; – очень плохо – устойчивое управление ТС невозможно. Объем ис- пытаний и основные требования определяют с учетом показателей в следующей последовательности: – показатели статической устойчивости по результатам измерений, расчетов и испытаний на опрокидывающем стенде; – показатели, характеризующие штатные режимы движения на до- рогах полигона; – показатели, характеризующие нештатные режимы движения при выполнении маневров «переставка», «поворот» и «торможение на пово- роте» на дорогах полигона; – показатели, характеризующие штатные режимы движения на ав- томобильных дорогах общего пользования 1–3 категорий. К испытаниям по оценке устойчивости управления ТС допускают водителей со стажем работы не менее пяти лет, прошедших специаль- ную подготовку по методам испытаний, изложенным в настоящем до- кументе, и проработавших на испытаниях не менее одного года. Техническое состояние ТС, их агрегатов и узлов должно соответст- вовать технической документации предприятия-изготовителя. Образец ТС, представленный к испытаниям, должен пройти обкатку в соответст- вии с руководством (инструкцией) по эксплуатации. Шины ТС должны иметь пробег не менее 1000 км, кроме автомобилей категории М 1 , про- бег шин которых должен быть не менее 600 км. Износ шин при испыта- ниях не должен превышать 60%. Давление в шинах должно соответст- вовать указанному давлению в руководстве (инструкции) по эксплуата- ции. Разница величин тормозных сил на левом и правом колесах одного моста не должна превышать 15% от большего значения. Испытания ТС следует проводить с полной нагрузкой. Массу водителя (при стендовых испытаниях) и пассажиров заменяют балластом. |