Влияние эксплуатационных свойств автотранспортных средств на безопасность движения

Все рассмотренные выше зависимости эффективности использования автомобиля от его конструкции и установленный комплекс основных эксплуатационных качеств в полной мере относится как к одиночному автомобилю, так и к автопоезду любого вида.

автомобиль безопасность устойчивость

2. Безопасность автомобиля, ее измерители и показатели

2.1 Безопасность автомобиля

Безопасность автомобиля в широком понимании этого определения есть совокупность его конструктивных особенностей, характеризующих приспособленность к движению с минимальной вероятностью дорожно-транспортных происшествий и сведения к минимуму возможных их последствий, а также безвредность его использования для окружающей среды.

Безопасность является комплексным качеством, определяемым отдельными, взаимно не связанными конструктивными особенностями и свойствами автомобиля.

К основным из них относятся следующие:

устойчивость -- совокупность свойств, обеспечивающих движение автомобиля без бокового скольжения, опрокидывания или отклонения от требуемого направления;

тормозные свойства -- возможность остановить автомобиль на минимальном расстоянии;

обзорность -- пространство, хорошо видимое с места водителя;

сигнализация -- наличие и эффективность действия световых и звуковых приборов на автомобиле, предупреждающих о его движении и маневрированиях;

травмозащита -- сведение к минимуму травмирования водителя и пассажиров в случаях дорожно-транспортных происшествий;

отсутствие токсичности -- отсутствие загрязнения и отравления атмосферного воздуха автомобильным двигателем;

бесшумность и отсутствие радиопомех при движении автомобиля -- совершенство конструкции его двигателя, трансмиссии, электрооборудования и других агрегатов.

Безопасность и безвредность использования автомобиля в большой степени зависят от надежности и безотказности действия всех органов управления, механизмов, сигнализационного и другого оборудования, определяющего названные выше свойства.

Устойчивость. Изучением устойчивости автомобиля занимались многие исследователи. Практическое значение этих исследований заключается в том, что они могут быть полезными конструкторам при проектировании новых автомобилей. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили установить конструктивные особенности, от которых зависит устойчивость автомобиля.

Обычно нарушение устойчивости движения автомобиля происходит под воздействием боковых сил. Такими силами могут быть: центробежная сила при движении автомобиля на повороте; боковая составляющая веса автомобиля при движении по поверхности с поперечным уклоном, сила ветра, боковые оставляющие от ударов колес о неровности дороги. Эти силы могут вызывать боковое скольжение, или опрокидывание автомобиля, или же отклонение траектории его движения от задаваемой водителем.

Боковому скольжению противодействует сила сцепления шин с дорогой. В случае одновременного бокового скольжения всех колес эта сила равна произведению массы автомобиля на коэффициент сцепления шин с дорогой в поперечном направлении.

Обычно занос начинается с бокового скольжения одной из осей автомобиля -- передней или задней. Для установления условий возникновения заноса необходимо рассмотреть действие сил на отдельное колесо автомобиля.

На рисунке 2.1 показано автомобильное колесо, на которое действуют следующие силы: вертикальная составляющая от массы автомобиля G_к, боковая сила F_у и крутящий момент автомобиля М_к. Эти силы вызывают реакции X и Y в опорной плоскости и реакцию Z, нормальную к ней. Сила R является равнодействующей сил X и Y и равна их геометрической сумме:

R=.

Рисунок 2.1 - Схема сил, действующих на колесо при наличии боковой составляющей

При отсутствии боковой силы, т. е. F_у=Y=0 колесо может катиться с использованием максимальной силы сцепления ZЧц₁. При появлении и увеличении боковой силы F_у ZЧц₁для качения колеса без бокового скольжения необходимо, чтобы сила его сцепления с дорогой была бы больше равнодействующей R, т. е.

ZЧц₁> R= или F_у=Y <. (3.1)

Таким образом боковая сила, которая может действовать на колесо, не вызывая его скольжения, тем больше, чем больше сила сцепления ZЧц₁ и чем меньше касательная реакция X. Наиболее устойчивы против бокового скольжения колеса передней не ведущей оси, у которых касательная реакция X представляет собой силу сопротивления качению и мала в сравнении с ZЧц₁. Наименее устойчивы против бокового скольжения колеса задней не ведущей оси, особенно при передаче колесом больших величин тягового или тормозного усилия.

При X=ZЧц₁ сцепление колеса с дорогой полностью используется касательной реакцией и для возникновения заноса достаточно небольшой боковой силы. Таким образом, колесо, передающее тяговую или тормозную силу, хуже противостоит заносу, чем ведомое колесо. Поэтому чаще происходит занос задней ведущей оси автомобиля.

Занос задней оси автомобиля более опасен, чем передней, так как он сопровождается появлением центробежной силы, направленной в сторону заноса, т. е. способствующей его увеличению. Занос же передней оси сопровождается появлением центробежной силы, которая, наоборот, противодействует заносу.

Изложенное выше позволяет констатировать, что устойчивость автомобиля против бокового скольжения определяется главным образом величиной коэффициента сцепления шин с дорогой в поперечном направлении. Коэффициент сцепления имеет наименьшие значения при мокром и скользком состоянии дорожной поверхности. Соответственно при этом наиболее велика вероятность заноса автомобиля. Поэтому практическое значение имеют величины коэффициента сцепления шин при мокром и скользком состоянии дороги. Конструкции шин непрерывно совершенствуются в этом направлении, что достигается подбором оптимального рисунка протектора, его глубины, эластичности резины, установкой шипов на зимний период и другими способами.

Большинство современных автомобилей имеют сравнительно низкое расположение центра тяжести и широкую колею, поэтому опрокидывание без предварительного бокового скольжения - заноса происходит очень редко. Известны случаи опрокидывания без предварительного заноса лишь грузовых автомобилей при перевозке легковесных грузов, нагруженных на большую высоту, и неосторожном движении на крутых поворотах или по неблагоустроенным дорогам с большими поперечными уклонами.

Случаи же бокового скольжения - заноса автомобилей при неосторожном движении по скользким, мокрым или обледенелым дорогам бывают значительно чаще. Нередко бывают случаи, когда после начавшегося заноса на пути бокового скольжения колес попадается какое-либо препятствие (край тротуара, неровность) и автомобиль опрокидывается.

Вероятность бокового опрокидывания автомобиля зависит от соотношения ширины его колеи и высоты центра тяжести. Она оценивается коэффициентом боковой устойчивости против опрокидывания з₀, равным тангенсу предельного угла наклона. На рисунке 2.2 изображено предельное наклонное положение автомобиля, определяющее его устойчивость против опрокидывания. Из этого рисунка следует, что

Рисунок 2.2 Схема предельного устойчивого состояния автомобиля при боковом опрокидывании

з₀=tg б =B/(2Чh_g), (2.2)

где б - угол опрокидывания;

B - ширина колеи;

h_g - высота центра тяжести.

Таким образом, устойчивость автомобиля против бокового опрокидывания будет тем больше, чем шире колея и ниже центр тяжести.

Высота центра тяжести в формуле (2.2) не является точным геометрическим ее значением. Она принимается для расчета в несколько измененном виде с учетом бокового крена кузова и смятия шин, т. е. такой, как она определяется по принятому методу наклона автомобиля до предельно устойчивого состояния на стенде Ипатова или непосредственным наклоном автомобиля.

Для грузовых автомобилей и автобусов, имеющих разную ширину колеи передних и задних колес, в расчете принимается средняя арифметическая ее величина.

Высота центра тяжести принимается наибольшая, т. е. при полной нагрузке автомобиля, что соответствует наиболее неблагоприятному случаю с точки зрения возможности опрокидывания автомобиля.

Современным автомобилям свойственны следующие значения коэффициента боковой устойчивости против опрокидывания:

Для легковых…………………………………………………з₀=1,0…1,4

Для грузовых…………………………………………………з₀=0,6…0,9

Для автобусов…………………………………………………з₀=0,6…0,7

Устойчивость движения автомобиля по задаваемой водителем траектории без отклонения от нее, называется его управляемостью [9, 16].

Практически наибольшее влияние на управляемость оказывает боковая эластичность шин. Причем это влияние становится заметным и возрастает при увеличении каких-либо боковых сил, действующих на автомобиль. Оно может иметь существенное значение при движении автомобиля на криволинейной траектории на поворотах.

Боковая эластичность шины характеризуется углом бокового увода между плоскостью качения диска колеса и осью отпечатка шины на дороге, образуемым под действием боковой силы.

На рисунке 2.3 показана зависимость угла бокового увода колеса д от величины поперечной силы F_у. В начальный период нарастания поперечной силы угол увода увеличивается примерно пропорционально ей (участок ОА). При дальнейшем увеличении поперечной силы начинается проскальзывание отдельных элементов протектора шины в плоскости контакта с опорной поверхностью и пропорциональная зависимость нарушается (участок АВ). При и достижении поперечной силы значений F_у=G_кЧц₁ начинается полное боковое скольжение колеса (участок ВС).



Рисунок 2.3 Зависимость угла бокового увода колеса от боковой силы

Пропорциональная зависимость между поперечной силой и углом увода (участок ОА) сохраняется тем больше, чем больше коэффициент бокового сцепления шин с дорогой ц₁. При скользком состоянии дороги явление увода практически отсутствует. Коэффициентом сопротивления уводу колеса называется поперечная сила, создающая угол увода в 1°. Он выражается в следующем виде:

k_у= F_у / д, Н/град. (2.3)

Для колес легковых автомобилей величина k_у находится в пределах 300…600 Н/град, для колес грузовых автомобилей и автобусов с внутренним давлением в шинах более 0,3 МПа - в пределах 700…1200 Н/град.

Величина коэффициента сопротивления уводу зависит от конструктивных особенностей шины - высоты и ширины профиля, количества слоев кордной ткани, угла наклона нитей корда, жесткости боковины. В значительной степени она зависит также от нагрузки на колесо и внутреннего давления в шине.

Качение колес с боковым уводом может оказать различное влияние на движение автомобилей разных конструкций в зависимости от распределения их массы по осям и коэффициентов увода передних и задних колес. По этому признаку все автомобили подразделяются на три разновидности: автомобили с недостаточной, излишней и нейтральной поворачиваемостью.

Измерителем устойчивости автомобиля, определяемой боковой эластичностью шин является коэффициент поворачиваемости, являющийся отношением величин уводов задних и передних колес и выражающийся в следующем виде:

з_п =G_зЧk_уп/(G_пЧk_уз), (2.4)

где G_п и G_з - соответственно передняя и задняя осевые нагрузки, Н;

k_уп и k_уз - коэффициенты сопротивления уводу передних и задних колес.

У автомобилей с недостаточной поворачиваемостью з_п <1. у автомобилей с излишней поворачиваемостью з_п >1. Чем больше значение коэффициента поворачиваемости автомобиля, тем больше предрасположенность к заносам.

Для двухосных автомобилей с одинаковыми передними и задними колесами, с одинаковыми шинами и внутренним давлением в них коэффициенты сопротивления уводу передних и задних колес одинаковы, т. е. k_уп = k_уз. Для таких автомобилей коэффициент поворачиваемости выражается в виде

з=G_з /G_п. (2.5)

Для двухосных автомобилей с двойными колесами на заднем мосту, можно принять допущение, что k_уп=0,5Чk_уз, тогда коэффициент поворачиваемости для них приближенно может приниматься равным:

з=G_з /(2ЧG_п). (2.6)

Я.М. Певзнером разработан метод экспериментального исследования устойчивости путем установления критической скорости устойчивого движения автомобиля по кругу. Однако этот метод не получил широкого применения не только вследствие некоторой его сложности, но главным образом потому, что он не дает достаточно полной оценки устойчивости автомобиля. В нем предусматривается определение устойчивости автомобиля только при малых скоростях движения на повороте по ровному дорожному покрыт v, при возможном наличии неровностей, характерных в зимних условиях и не только на поворотах, но также при прямолинейном движении со скоростями, характерными в эксплуатации. В теории автомобиля пока еще остается неизученным действие инерции поступательного движения автомобиля в случаях нарушения его устойчивости, что имеет существенное значение, особенно при больших скоростях движения.

Таким образом, пока еще для оценки устойчивости автомобиля могут быть использованы только отдельные, названные выше измерители, позволяющие косвенно характеризовать это свойство автомобиля.

Тормозные свойства. Тормозные свойства автомобиля в основном характеризуются длиной тормозного пути или величиной замедлений при торможении.

Теоретически длина тормозного пути современного автомобиля или автопоезда с торможением всех колес определяется зависимостью

S= t₂Чv/3,6+K_эЧv²/( 254Ч(цЧcos б ±i)), м, (2.7)

где v - начальная скорость движения автомобиля, км/ч;

ц - коэффициент сцепления шин с дорогой;

б - угол продольного уклона дороги, град;

i - продольный уклон дороги, равный tg б;

t₂ - время запаздывания действия тормозного привода и нарастания тормозного усилия на колесах автомобиля, с;

K_э - коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов [7].

Для автомобилей, находящихся во вполне исправном техническом состоянии при торможении на горизонтальном участке дороги с ровным усовершенствованным покрытием в сухом состоянии, могут приниматься следующие значения величин, входящих в формулу (2.7); ц=0,85; i=0; cos б=1; t₂=0,2 с; K_э=1,3 для легковых автомобилей и грузовых на их базе и K_э=1,85 для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов. При этом формула (2.7) будет иметь следующий вид:

Для легковых автомобилей и грузовых на их базе:

S_л=0,06Чv+0,006Чv², м; (2.8)

для грузовых автомобилей и автобусов с гидравлическим тормозным приводом:

S_т=0,06Чv+0,0085Чv², м; (2.9)

для грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с пневматическим тормозным приводом:

S=0,11Чv+0,0085Чv², м; (2.10)

На рисунке 2.4 изображены зависимости тормозного пути разных видов автомобилей от скорости движения, установленные по этим формулам.



Рисунок 2.4 Зависимость тормозного пути автомобилей на горизонтальном участке дороги в сухом состоянии (ц=0,85) от скорости движения: 1 - легковые автомобили; 2 - грузовые автомобили и автобусы

Величина замедлений автомобиля, средняя за период торможения без учета времени срабатывания привода, определяется по формуле:

a_j=9,81Чц/K_э , м/с². (2.11)

При названных выше условиях средние замедления при торможении легковых автомобилей и модификаций грузовых на их базе составляют 6,4 м/с², а остальных грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов - 4,5 м/с².

В зарубежных странах эффективность действия тормозов обычно оценивается путем экспериментально определения средней величины замедлений (в м/с²), по которой расчетным путем устанавливается тормозной путь. Так, например, во Франции принята следующая формула для расчета тормозного пути автомобиля:

S_т= v²/(2Ч a_j)+0,75Чv, м; (2.12)

В СНГ введен отраслевой стандарт автомобилестроения на тормозные свойства автомобилей, которым установлены технические требования к тормозным механизмам и условия проведения испытаний по оценке их эффективности. Предельно допустимые нормативы эффективности действия рабочей тормозной системы автомобилей, которые установлены этим стандартом, предусматривают существенное увеличение эффективности тормозных систем всех видов автомобилей.

Стандартом предусмотрены три вида испытаний по определению эффективности тормозных систем для всех видов автомобильных транспортных средств: испытания при холодных тормозных механизмах (испытания 0); при нагретом их состоянии (испытания I) и также при нагретых на затяжных спусках (испытания II). Испытания всех типов проводятся на прямом горизонтальном участке дороги с продольным уклоном не более 0,5%. Поверхность этого участка дороги должна иметь ровное усовершенствованное (связанное) покрытие в сухом состоянии. Температура окружающей среды должна находиться в пределах от минус 5° до плюс 30°С, скорость ветра - не более 3 м/с. Автомобиль, подвергающийся испытаниям, должен иметь вполне исправное техническое состояние, тормозные механизмы тщательно отрегулированы, давление в шинах точно соответствовать номинальному. Износ рисунка протектора шин допускается не более 50% по глубине. Тормозные испытания всех трех типов проводятся при полной полезной нагрузке автомобилей.

Нормативные значения тормозного пути для испытаний 0, при холодных тормозных механизмах, рассчитаны в стандарте по следующим формулам:

для легковых автомобилей и автобусов с полной массой до 5 т (М₁ и М₂)

S₀? 0,10Чv₀+v₀ /182, м;

для автобусов с полной массой свыше 5 т (М₃)

S₀? 0,15Чv₀+v₀ /156, м;

для всех одиночных грузовых автомобилей (N₁, N₂ и N₃)

S₀? 0,15Чv₀+v₀/143, м;

для всех грузовых автопоездов (N₁, N₂ и N₃)

S₀? 0,18Чv₀+v₀/143, м.

Для испытаний типа I нормативные значения тормозного пути определяются как S_I= 1,25Ч S₀ и для испытаний II S_II= 1,33Ч S₀.

Тормозной путь автомобиля может быть меньше расчетного за счет более совершенной конструкции тормозных механизмов, меньших значений времени t₂ и меньшего коэффициента эффективности торможения K_э в формуле (2.7). Чем ближе значение этого коэффициента к единице, тем совершеннее тормозные механизмы автомобиля.

Обзорность. Метод измерения и оценки обзорности заключается в определении геометрических границ пространства, видимого с уровня расположения глаз водителя. При проведении измерений в место расположения глаз водителя устанавливается электрическая лампа мощностью не менее 35 В. Нить лампочки располагается на линии, проходящей на расстоянии 300 мм параллельно к ненагруженной спинке сиденья и на высоте 700 мм от его поверхности, деформированной под нагрузкой в 500 Н (рисунок 2.5).



Рисунок 2.5 Расположение лампы при измерении обзорности с места водителя

Для определения границ невидимого пространства перед автомобилем в плоскости дороги он устанавливается на площадке с нанесенной сеткой так, чтобы лампа в месте расположения глаз водителя находилась над пересечением осевой линии и первой поперечной линии сетки. Контуры площадки, освещенные лампочкой, переносятся в масштабе на диаграмму обзорности (рисунок 2.6). По этой диаграмме определяется наибольшая длина невидимой зоны перед автомобилем L₁ и ширина невидимого пространства, заслоняемого левой боковой стойкой лобового стекла в пределах сетки, нанесенной на площадке x, а также ширина невидимой зоны слева l.

Рисунок 2.6 Схема определения обзорности в плоскости дороги перед автомобилем с места водителя

Верхний край светофора или дорожно-сигнального знака должен располагаться на высоте не более 5 м над дорогой. На рисунке 2.7 изображена схема ограничения обзорности с места водителя легкового автомобиля водителя в вертикальной плоскости. На этой схеме длина невидимой зоны перед автомобилем обозначена L₁ и расстояние видимости светофора (обзорности вверх) обозначено L₂. Названные параметры обзорности являются основными.

Сигнализация. Безопасность автомобиля характеризуется наличием и эффективностью действия следующих видов сигнализационного оборудования, которые стали необходимыми на всех автомобилях: указатели поворотов, стоп-сигнал, сигнал движения задним ходом, габаритные фонари, звуковой сигнал. К числу сигнализационного оборудования относится также опознавательное освещение заднего номерного знака в ночное время.

Ко всем средствам сигнализации существуют нормативные требования, правила их размещения на автомобиле, на их светотехнические или акустические параметры и на методы измерения этих параметров. Соответствие автомобиля нормативам сигнализационного оборудования проверяется при оценке его безопасности [15, 20].

Рисунок 2.7 Схема определения обзорности в вертикальной плоскости с места водителя легкового автомобиля

Травмозащита водителя и пассажиров. Основным способом защиты водителя и пассажиров от травмирования является обеспечение надлежащей прочности и жесткости каркаса кузова или кабины, предотвращающих их смятие в случае удара или опрокидывания автомобиля. Все шире применяются испытания автомобилей на прочность кузова путем ударов при наезде на неподвижное препятствие или опрокидывания при движении на большой скорости. Такие испытания позволяют выявить слабые места в конструкции кузова и производить их усиление. Создаются конструкции легковых автомобилей с увеличенной прочностью средней части, в которой располагаются пассажиры, и с выполнением передней и задней частей кузова в виде демпфирующих систем, поглощающих энергию удара. Вводятся энергопоглощающие упругие элементы в конструкцию бамперов, проводится упрочнение дверей и предотвращение их самопроизвольного открывания в момент аварии, расширяется применение безосколочных стекол с синтетической прослойкой увеличенной толщины (с 0,38 до 0,76 в США).

Токсичность. По наблюдениям, проведенным в США, автомобили загрязняют воздух на 65% отработавшими газами двигателей, на 20% картерными газами и на 15% испарениями бензина из бака, карбюратора и при заправках.

В СНГ установлены предельно допустимые концентрации вредных компонентов в атмосферном воздухе, которые не должны превышать: окись углерода (СО) не более 1 мг/м³, окись азота (NO_x) не более 0,085 мг/м³, углеводороды (С_mН_n) не более 0,035 мг/м³.

На рисунке 2.8 показано содержание токсичных компонентов (в %) у газовых двигателей и дизелей в сравнении с их содержанием в отработавших газах карбюраторных двигателей, принятым за 100%. Из этого рисунка видно, что дизели в сравнении с карбюраторными двигателями значительно менее токсичны по выделению окиси углерода (в 8…20 раз), а также менее токсичны по выделению окислов азота и углеводородов.



Рисунок 2.8 Сравнение автомобильных двигателей по содержанию токсичных компонентов в отработавших газах: 1 - карбюраторный четырехтактный; 2 - газовый; 3 - дизель с непосредственным впрыском; 4 - дизель форкамерный

Наименее токсичны особенно по выделению окислов азота и углеводородов, форкамерные дизели [4]. В то же время недостатком дизелей является значительное содержание сажи в отработавших газах.

Бесшумность. Шум, создаваемый автомобилем, характеризуется величиной уровня звука в децибелах, измеряемым электроакустическим шумомером. Для определения частотного состава звукового давления используются фильтры диапазонов частот.

В легковых автомобилях уровень внешнего шума не должен превышать 84 дБ А и внутреннего 80 дБ А. В грузовых автомобилях и автобусах с полной массой более 3500 кг уровень как внешнего, так и внутреннего звука не должен превышать 85 дБ А. В грузовых автомобилях и автобусах с полной массой более 3500 кг уровень внешнего звука не должен превышать 89 дБ А, а при мощности двигателя более 220 л. С. - 92 дБ А. Внутренний шум в пассажирском помещении автобусов не должен превышать 80 дБ А, а в туристских и международных 75 дБ А.

2.2 Оценка безопасности грузовых автомобилей

Из группы измерителей, характеризующих устойчивость автомобиля, расчетом достаточно просто устанавливается только коэффициент устойчивости против бокового опрокидывания, определяемый по формуле (2.2).

В таблице 2.1 приведены численные значения ширины колеи, высоты центра тяжести и коэффициента устойчивости против опрокидывания для основных моделей отечественных грузовых автомобилей. При расчете принято, что груз равномерно распределен по полу кузова. Ширина колеи принята как среднее арифметическое между колеями передних и задних колес.

Таблица 2.1 Значения коэффициента боковой устойчивости против опрокидывания

Автомобили	Средняя ширина колеи, мм	Высота центра тяжести, мм	Коэффициент устойчивости против бокового опрокидывания с полной нагрузкой
		без нагрузки	с полной нагрузкой
Общего назначения
ИЖ-2715.01	1242	609	680	0,913
ГАЗ-3307	1660	749	1152	0,720
ЗиЛ-431410	1795	885	1220	0,736
МАЗ-53371	1925	1050	1450	0,663
Урал-5557	2000	1415	1810	0,560
Повышенной проходимости
УАЗ-3303	1442	705	830	0,868
ГАЗ-66.11	1775	763	1150	0,772
ЗиЛ-131Н	1820	758	1163	0,783
Урал-4320.01	2000	1270	1500	0,675

Довольно высоко расположен центр тяжести у автомобиля Урал -5557. Коэффициент боковой устойчивости этого автомобиля имеет наиболее низкое значение в сравнении со всеми другими автомобилями. Этот автомобиль предназначен для эксплуатации на дорогах низших технических категорий, в условиях пересеченной местности, а также по грунтовым дорогам, где устойчивость особенно важна. Коэффициенты устойчивости против опрокидывания других моделей отечественных грузовых автомобилей находятся на достаточно высоком уровне.

В таблице 2.2 приведены значения конструктивных параметров двухосных грузовых автомобилей, которые могут влиять на их устойчивость, а также значения коэффициентов поворачиваемости, определенные по формулам (2.4) и (2.5), (2.6).

Таблица 2.2 Параметры устойчивости грузовых автомобилей

Автомобили	База, мм	Без груза	С полной нагрузкой
		Масса, %, на	Коэффициент поворачиваемости	Масса, %, на	Коэффициент поворачиваемости
		переднюю ось	заднюю ось		переднюю ось	заднюю ось
Общего назначения
ИЖ-2715.01	2400	53,8	46,2	0,86	40,0	60,0	1,42
ЕрАЗ-762А	2700	-	-	0,78	45,0	55,0	1,23
ГАЗ-3307	3700	45,0	55,0	0,61	24,5	75,5	1,26
ЗиЛ-431410	3800	49,3	50,7	0,51	27,0	73,0	1,35
МАЗ-53371	3850	50,8	49,2	0,43	32,6	67,4	1,04
Повышенной проходимости
УАЗ-3303	2300	55,4	44,6	0,80	0,46	0,54	1,20
ГАЗ-66.11	3300	61,5	38,5	0,62	0,47	0,53	1,13

Как видно из этой таблицы, все грузовые автомобили в ненагруженном состоянии имеют коэффициент поворачиваемости меньше 1, т. е. недостаточную поворачиваемость, и, следовательно, стремление на поворотах сохранять прямолинейное направление движения. По этому показателю наиболее устойчивы, т. е. имеют наименьшую поворачиваемость, автомобили ЗиЛ-431410, МАЗ-53371. Все автомобили с полной нагрузкой имеют коэффициент поворачиваемости больше 1, т. е. излишнюю поворачиваемость. При этом наибольшая склонность к потере устойчивости движения из-за боковой эластичности шин у автомобиля малой грузоподъемности ИЖ-2715.01. Наилучшим по этому показателю является автомобиль МАЗ-53371.

Все современные отечественные грузовые автомобили имеют тормозные механизмы, обеспечивающие возможность экстренного затормаживания на достаточно коротких расстояниях. Величины тормозного пути и средних замедлений укладываются в установленные нормативные требования.

Так, например, длина тормозного пути наиболее распространенных автомобилей ГАЗ-3307 и ЗиЛ-431410 с полным грузом при торможении на горизонтальном участке дороги с ровным асфальтобетонным покрытием, находящимся в сухом состоянии, при начальной скорости 50 км/ч составляет соответственно 16,5 м и 18 м. Аналог автомобиля ГАЗ 3307 ФОРД Ф 600 имеет тормозной путь 16,5 м, Шевроле С-60 - 15,83 м.

Большое значение для безопасности движения имеет величина усилия, которую должен прикладывать водитель к тормозной педали. Оно должно быть сравнительно небольшим, доступным водителям любого физического развития и в то же время обеспечивать надежную работу тормозной системы. Гидровакуумный усилитель на автомобиле ГАЗ-53-12 позволяет резко сократить усилие на тормозной педали. Междуведомственные испытания автомобилей ЗиЛ-133ГЯ показали, что усилие на тормозной педали этих автомобилей в конце торможения составляет 450…500 Н, и соответствует нормам. Вместе с тем необходимо отметить, что испытываемые одновременно с ними автомобили зарубежного производства Дженерал Моторс-7500 и Форд Т850 имеют усилие на тормозной педали соответственно 220 Н и 350 Н. Поэтому, хотя отечественные автомобили и отвечают установленным нормам, при разработке тормозного привода новых моделей конструкторы должны стремиться к еще большему снижению усилия на тормозной педали.

На отечественных грузовых автомобилях устанавливается пневматический (ЗиЛ-431410, МАЗ-5336), гидравлический (ГАЗ-53-12, ГАЗ-3307) или комбинированный пневмогидравлический (Урал-4320.01) тормозной привод, которые хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации. Однако при эксплуатации в условиях горной местности более приемлем гидравлический или комбинированный привод.

В таблице 2.3 приведена полная масса грузовых автомобилей, приходящаяся на 1 см² суммарной площади всех тормозных накладок. Этот показатель характеризует в основном износостойкость и тепловую напряженность тормозных механизмов.

Из таблицы видно, что отечественные грузовые автомобили по указанному показателю в основном отвечают предъявляемым требованиям. Исключение составляет автомобиль МАЗ-53362, у которого масса, приходящаяся на 1 площади тормозных накладок, несколько превышает допустимые пределы. Сюда же относится и автомобиль АЗЛК-2335, к которому предъявляются такие же требования, как и к легковым автомобилям.

Таблица 2.3 Полная масса, приходящаяся на 1 см² площади тормозных накладок

Автомобили	Полная масса, кг	Площадь тормозных накладок, см2	Масса, приходящаяся на 1 см2 площади тормозных накладок, кг/ см2
ИЖ-2715.01	1615	768	2,10
АЗЛК-2335	1630	768	2,12
ГАЗ-3307	7850	2066	3,80
ЗиЛ-431410	10400	2968	3,50
МАЗ-53362	16380	4190	3,91

В последние годы в связи с ростом автомобильного парка, увеличением мощностей и быстроходности двигателей большое значение приобрела проблема шумности. В связи с этим подкомитетом по автомобильному транспорту ЕЭК ООН разработаны рекомендации по предельно допустимым уровням шума транспортных средств. В таблице 2.4 приведены предельные значения уровня шума для грузовых автомобилей отечественного производства, установленные по данным испытаний НИЦИАМТ, а также рекомендации ЕЭК ООН и нормы Англии, Германии, Польши и Чехии. Отечественные грузовые автомобили за некоторым исключением удовлетворяют указанным выше требованиям.

С оценкой шумности связана оценка радиопомех, которые создаются электрооборудованием автомобиля. В НИЦИАМТ проведена оценка некоторых отечественных и зарубежных автомобилей с целью установления создаваемого ими уровня радиопомех. Испытывались Урал-4320.01, ГАЗ-3307 и семейство автомобилей КамАЗ, а также Форд Ф-600, Форд Д-400 и Шевроле С-60. Результаты показали, что автомобиль Урал-4320.01 имеет сравнительно высокий уровень радиопомех. Так, например, испытания показали, что фактически в диапазоне частот от 50 до 150 Гц радиопомехи составляли от 30 до 400 мкВ. Уровни радиопомех ГАЗ-3307 и Форд ф-600 также превышают допустимые нормы. Соответствуют допустимым нормам и автомобили Форд Д-400 и Шевроле С-60.

НИЦИАМТ провел оценку токсичности дизельного двигателя ЯМЗ-740, устанавливаемого на автомобилях КамАЗ. Сравнение проводилось с дизельными двигателями Даймлер-Бенц ОМ-352, Катерпиллар-1150, Дейтц Ф6Л-912, Мерседес-Бенц ОМ-360 и Дейтц Ф6Л-413.

Результаты показали, что дизель ЯМЗ-740 на режиме максимального крутящего момента при n=1400 об/мин имеет максимальную дымность 56%, а при номинальной частоте вращения - 30%. Процент дымности устанавливается путем сравнения прозрачности газа с прозрачностью чистого воздуха.

Максималная дымность зарубежных дизелей соответственно равна: Даймлер-Бенц ОМ-352 - 78 и 64%,; Катерпиллар-1150 - 72 и 58%; Дейтц Ф6Л-912 - 58 и 42%; Мерседес-Бенц ОМ-360 - 60 и 56% и Дейтц Ф6Л-413 - 55 и 30%. Полученные результаты показывают, что дизель ЯМЗ-740 по дымности отработавших газов лучше зарубежных образцов, особенно при работе на номинальном режиме.

Концентрация окиси углерода в отработавших газах у всех дизелей невысокая. Наименьшее количество СО при n=1400 об/мин имеют дизели Дейтц Ф6Л-413 (0,02%) и Мерседес-Бенц ОМ-360 (0,02%), а при номинальной частоте вращения - ЯМЗ-740 (0,03%).

Невысокие значения дымности и окиси углерода говорят о высокой полноте сгорания в дизеле ЯМЗ-740.

Таблица 2.4 Предельные значения уровней шума отечественных и зарубежных грузовых автомобилей

С полной массой	Уровни шума, дБ А
	Отеч. выпуска до 2000 г.	Отеч. выпуска после 2000 г.	Нормы Англии	Нормы Германии	Нормы Польши	Нормы Чехии
До 3,5 т включительно	86…87	85	85	82*	85(88)**	85
От 3,5 т до 12 т включительно	89…90	89	88	88	86(88)	88
Свыше 12 т с мощностью двигателя до 150 кВт	89…91	89	90	90	86(88)	90
Свыше 12 т с мощностью двигателя свыше 150 кВт	92…93	92	90	90	88(90)	90

* Полной массой до 2,5 т включительно.

** В скобках даны значения для дизельных двигателей.

Максимальная концентрация окислов азота на режимах n_max и n_ном достигает у дизеля ЯМЗ-740 4…5 мг/л. Повышенное количество окислов азота имеет также дизель Дейтц Ф6Л-912. У остальных двигателей максимальная концентрация не превышает 3,0…3,5 мг/л. В связи с тем, что в настоящее время законодательным путем ограничивается выброс токсичных веществ с отработавшими газами, необходимо вести изыскание путей дальнейшего снижения токсичности отработавших газов отечественных автомобильных двигателей, в первую очередь окислов азота.

Обзорность с места водителя из кабин грузовых автомобилей характеризуется данными, приведенными в таблице 2.5

Таблица 2.5 Обзорность с места водителя на грузовых автомобилях

Автомобили	Длина не обозреваемой зоны, м	Левая граница не обозреваемой зоны, м
УАЗ-3303	3,6	1,0
ГАЗ-3307	5,3	1,0
ЗиЛ-431410	7,2	1,8
КамАЗ-5320	6,4	-
МАЗ-53362	6,7	0,61
КрАЗ-258Б1	10,0	-

Параметры обзорности подавляющего большинства отечественных грузовых автомобилей удовлетворяют требованиям стандартов. Исключение составляют автомобили Урал 4320.01 и КрАЗ-258Б1, длина не обозреваемой зоны которых превышает допустимые пределы. Несколько недостаточна обзорность у автомобилей КамАЗ. Хотя в целом обзорность через лобовое стекло можно признать удовлетворительной. Обзорность через зеркала заднего вида соответствует требованиям ЕЭК ООН, за исключением величины угла обзорности в горизонтальной плоскости правого зеркала (5° вместо требуемого 11°). В дальнейшем на автомобилях КамАЗ предусматривается установка сферических зеркал, которые имеют величину угла обзорности более 11°.

3. Расчет характеристик устойчивости автомобилей «Волга» и КамАЗ

Исходными данными для расчета характеристик устойчивости автомобиля являются:

1. Размерные параметры автомобиля ГАЗ-31105 «Волга» [1]:

а) наибольшая ширина В_а = 1,846 м;

б) наибольшая высота Н_а = 1,476 м;

в) база автомобиля L = 2,8 м;

г) площадь лобового сопротивления может быть приближенно определена по выражению [2]

А_В = б_В*На*Ва = 0,78*1,476*1,846 = 2,125 м²;

где б_В - коэффициент заполнения площади; для легковых автомобилей б_В = 0,78…0,8. Принимаем б_В = 0,78.

2. Снаряженная и полная масса автомобиля [1]:

а) снаряженная масса m₀ = 1470 кг; m₀₁ = 780 кг; m₀₂ = 690 кг.

б) полная масса m_а=1870 кг;

в том числе на переднюю ось m_а1 = 890 кг;

в том числе на заднюю ось m_а2 = 980 кг.

3.Координаты центра тяжести [3]:

а) высота центра тяжести h_ц = 0,595 м;

б) расстояние от центра тяжести:

до передней оси автомобиля

а = L* m_а2 /m_а = 2,8*980 /1870 = 1,467 м;

до задней оси автомобиля

в = L - а = 2,8 - 1,467 = 1,333 м.

4. Коэффициент полезного действия трансмиссии з_Т = 0,8…0,92 [2].

Принимаем з_Т = 0,92.

5. Коэффициент сопротивления воздуха для легковых автомобилей [2] К_В=0,15…0,35 Н*с²/м⁴. Принимаем К_В = 0,2 Н*с²/м⁴.

6. Статический радиус колеса. Для шин размеров 205/70R14 статический радиус колеса [1] r = 0,295 м.

7. Максимальная мощность двигателя N_еmax=77,2 кВт при 4750 об/мин.

8. Максимальный крутящий момент двигателя

М_еmax=182 Н*м при 2500-3000 об/мин.

Скорость, максимально допустимая при прямолинейном движении автомобиля, без пробуксовки ведущих колес

(3.1)

Результаты расчета по формуле (3.1) оформляем в виде таблицы 3.1 и рисунка 3.1.

Как видим из таблицы 3.1 и рисунка 3.1 скорость V_бук при коэффициенте сцепления ц_х=0,13 равна нулю, т.е. на дороге с ц_х=0,13 автомобиль полностью пробуксовывает независимо от скорости движения. Начиная с этой точки происходит вначале (до ц_х=0,2) интенсивное возрастание скорости V_бук до 38,45…42,24 м/с, затем возрастание скорости V_бук в зависимости от ц_х постепенно переходит в линейную функцию. В зависимости от весовой нагрузки или числа пассажиров в салоне автомобиля ГАЗ-31105 (при одном водителе весовая нагрузка составляет 20%) диапазон изменения V_бук возрастает при ц_х= 0,2 от 38,453 до 42,237 м/с, т.е. равен 3,784 м/с; при повышении весовой нагрузке от 20% до 100% и при ц_х =0,3 V_бук возрастает от 61,152 до 67,159 м/с, т.е. ДV_бук = 6,007 м/с. Таким образом при увеличении весовой нагрузки с 15205,5 Н (Н=20%) до 18344,7 Н (Н=100%), когда ДG=3139,2 Н, G_ср=16755,5 Н, а ДG/ G_ср=0,1871 наблюдается относительное увеличение V_бук (таблица 3.2), равное ДV_бук/V_бук.ср.= 0,0937.

Таблица 3.1 Максимально допустимая скорость без пробуксовки ведущих колес при прямолинейном движении автомобиля ГАЗ-31105

цх	0,2	0,3	0,4	0,5	0,14	0,15	0,8
Н=100%	42,237	67,169	86,41	103,337	1156,77	122,3	149,136
Н=80%	41,323	65,716	84,541	101,103	1153,38	121,818	145,912
Н=60%	40,389	64,231	82,63	98,818	1149,91	121,325	142,614
Н=40%	39,433	62,71	80,674	96,478	1146,36	120,82	139,238
Н=20%	38,453	61,152	78,67	94,081	1142,73	120,302	135,778

Рисунок 3.1 Зависимость V_бук от коэффициента сцепления ц при различной весовой нагрузке Н% автомобиля ГАЗ-31105: 1-100; 2-80; 3-60; 4-40; 5-20

Следовательно относительное увеличение V_бук равно половине соответствующего относительного увеличения весовой нагрузки:

Таблица 3.2 Абсолютные и относительные показатели увеличения скорости V_бук в зависимости от коэффициента ц_х.

цх	Vбук.min (Н=20%)	Vбук.max (Н=100%)	Vбук.ср	ДVбук	ДVбук/Vбук.ср
0,14	14,237	15,677	14,97	1,404	0,0938
0,15	20,302	22,3	21,301	1,998	0,0938
0,2	38,453	42,237	40,375	3,784	0,0937
0,3	61,152	67,169	64,155	6,007	0,0936

практически во всем возможном диапазоне изменения V_бук.

Исходными данными для расчета характеристик устойчивости автомобиля КамАЗ являются:

1. Размерные параметры автомобиля КамАЗ-5320 [1]:

а) наибольшая ширина В_а = 2,5 м;

б) наибольшая высота Н_а=3,65 м;

в) база автомобиля

L = 3,19 + 0,66 = 3,85;

г) площадь лобового сопротивления может быть приближенно определена по выражению [2]:

А_В = б_В*Н_а*В_а = 0,824*3,65*2,5=7,52 м²,

Где б_В - коэффициент заполнения площади, для грузовых автомобилей б_В = 0,75…0,9 (большие значения принимаются для более тяжелых автомобилей). Принимаем б_В= =0,88.

2. Снаряженная и полная массы автомобиля [1]:

а) снаряженная масса m₀ = 7080 кг;

в том числе на переднюю ось m₀₁=3320 кг;

в том числе на заднюю ось m₀₂=3760 кг;

б) полная масса m_a=15305 кг;

в том числе на переднюю ось m_a1=4375 кг;

в том числе на тележку m_a2=10930 кг.

3. Координаты центра тяжести [3]

h_ц = 1,278 м;

4. Коэффициент полезного действия трансмиссии з_т = 0,8…0,92 [2];

принимаем з_т = 0,913 [3].

5. Коэффициент сопротивления воздуха К_В = 0,55 Н*с²/м⁴.

6. Статический радиус колеса для шин размером 260-508 Р [1] r=0,476м.

7. Максимальная мощность двигателя

N_{е max}=154,4 кВт при 2600 об/мин.

8. Максимальный крутящий момент двигателя

M_{е max}=637,4 Н*м при 1400…1700 об/мин.

Скорость максимально допустимая при прямолинейном движении автомобиля, без пробуксовки ведущих колес

. (3.2)

Результаты расчета по формуле (3.2) оформляем в виде таблицы 3.3 и рисунка 3.2.



Рисунок 3.2. Зависимость V_бук от коэффициента сцепления ц_х при различной весовой нагрузке Н% автомобиля КамАЗ-5320: 1-100;2-80;3-60;4-40;5-20

Из рисунка 3.2 видно, что скорость V_бук становится равным нулю при коэффициенте ц_х= = 0,0598, т.е. на дороге с ц_х = 0,0598 автомобиль КамАЗ-5320 полностью пробуксовывает независимо от скорости движения. Начиная с этой точки до ц_х = 0,16 происходит интенсивное возрастание V_бук до 36,2…52,2 м/с.

Затем возрастание V_бук в зависимости от ц_х постепенно так же, как и в предыдущем случае, переходит в линейную функцию.

Таким образом, при увеличении весовой нагрузки с 16945,48 (Н = 0) до 150142,05 Н (Н=100%), когда ДG = 80687,25, G_ср = 109798,4 Н, а ДG/G_ср=0,735, наблюдается относительное увеличение V_бук (таблица 3.4), равное ДV_бук/V_бук.ср = 0,381.

Таблица 3.3 Максимально допустимая скорость без пробуксовки ведущих колес при прямолинейном движении автомобиля КамАЗ-5320

цх	0,07	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,8	0,06
Н=100%	16,595	32,993	62,414	82,828	99,987	115,42	156,851	2,685
Н=75%	15,44	30,696	58,07	77,064	93,029	107,387	145,935	2,498
Н=50%	14,191	28,214	53,374	70,831	85,505	98,702	134,133	2,296
Н=25%	12,822	25,491	48,222	63,995	77,253	89,176	121,187	2,075
Н=0	11,287	22,44	42,45	56,335	68,006	78,502	106,681	1,826

Следовательно, относительное увеличение V_бук равно 0,518 от соответствующего увеличения весовой нагрузки

(3.3)

практически во всем возможном диапазоне изменения V_бук.

Таблица 3.4 Абсолютные и относительные показатели увеличения скорости V_бук в зависимости от ц_х для автомобиля КамАЗ-5320

цх	Vбукmin (Н=0%)	Vбукmax (Н=100%)	Vбук.ср	ДVбук	ДVбук/ Vбук.ср
0,06	1,826	2,685	2,2555	0,895	0,381
0,07	11,287	16,595	13,941	5,308	0,381
0,1	22,44	32,993	27,7165	10,553	0,381
0,2	42,45	62,414	52,432	19,964	0,381
0,3	56,335	82,828	69,5815	26,493	0,381

Обобщая результаты расчетов показателей курсовой устойчивости для автомобиля ГАЗ-31105 и КамАЗ-5320 можем заключить, что относительное увеличение скорости V_бук равно 0,5…0,52 от соответствующего относительного повышения весовой нагрузки практически во всем возможном диапазоне изменения V_бук.

Оценка поперечной устойчивости автомобиля. Максимальная допустимая (критическая) скорость, с которой можно вести автомобиль без поперечного скольжения

(3.4)

где R - радиус поворота середины заднего моста автомобиля, м;

ц_х - коэффициент поперечного сцепления, принимаем равным 0,5;

в - поперечный уклон дороги, принимаем в=10⁰.

При движении по горизонтальной дороге

tgV_ск= (3.5)

Результаты расчетов для автомобилей ГАЗ-31105 и КамАЗ-5320 приводим в таблице 3.5 и оформляем рисунком 3.3.

Таблица 3.5 Максимально допустимая скорость автомобиля без поперечного скольжения

R, м	в, град	50	100	150	200	250	500
Vск, м/с	5	14,532	20,552	25,17	29,064	32495	45,955
Vск, м/с	10	13,144	18,589	22,766	26,288	29,391	41,566
Vск, м/с	15	11,362	16,068	19,68	22,724	25,406	35,93
Vск, м/с	20	8,88	12,558	15,38	17,759	19,859	28,08
Vск, м/с	25	4,515	6,385	7,82	9,03	10,095	14,277
Vск, м/с	0	15,66	22,147	27,152	31,321	35,018	49,523

Как видим из рисунка 3.3, максимально допустимая (критическая) скорость V_ск, с которой можно вести автомобиль без поперечного скольжения при различных углах в поперечного уклона дороги изменяется по параболам половинного порядка, проходящим через начало координат, причем с увеличением угла в значения V_ск снижается все в большей степени. Так для радиуса поворота R=500 м V_ск при в = 0 составляет 49,5 м/с, а при в=10⁰ - 41,6 м/с, при в = 20⁰ - 28,1 м/с.

Максимальный (критический) угол косогора дороги, по которому автомобиль может двигаться без поперечного скольжения

(3.6)

При движении по прямолинейному участку дороги

(3.7)

Результаты расчета по формуле (3.6) оформляем в виде таблицы 3.6 и рисунка 3.4.

Таблица 3.6 Критический угол косогора в_ск без поперечного скольжения

R	V, м/с	5	10	15	20	25	30
500	вск	26016`	25024`	23054`	21054`	19018`	16010`
400	вск	26067	25006`	23017`	20045`	17031`	13039`
300	вск	26005`	24037`	22012`	18049`	14035`	9034`
200	вск	25050`	23039`	20001`	15003`	8053`	1055`
100	вск	25006`	20045`	13039`	4023`	-5056`	-15058`

Как видно из рисунка 3.4 критический угол косогора в_ск уменьшается с увеличением скорости движения автомобиля, особенно с уменьшением радиуса поворота автомобиля. Так при радиусе поворота R = 100 м и скорости движения V = 22,8 м/с критический угол косогора становится равным нулю, т.е. автомобиль теряет устойчивость движения даже по горизонтальной дороге.



Рисунок 3.3 Зависимость V_ск и V`_ск от радиуса поворота R при различном поперечном уклоне дороги в

Рисунок 3.4. Зависимость критического угла косогора в_ск от скорости автомобиля V при различных радиусах поворота R

Максимально возможная (критическая) скорость, с которой можно вести автомобиль без угрозы опрокидывания:

, (3.8)

где В - ширина колеи автомобиля, м.

При движению по горизонтальному участку (в = 0)

. (3.9)

Результаты расчетов по формулам (3.8) и (3.9) отражаем в таблице 3.7 и на рисунке 3.5.

Как видим из рисунка 3.5, автомобиль ГАЗ-31105 обладает лучшей устойчивостью против опрокидывания по сравнению с автомобилем КамАЗ-5320, критическая скорость автомобиля ГАЗ-31105 без опрокидывания в 1,25 раза выше, чем у автомобиля КамАЗ-5320.

Таблица 3.7 Критическая скорость автомобиля без опрокидывания V_опр, м/с

Автомобиль	Rм	50	100	150	200	250	500
ГАЗ-31105	в = 100	21,233	30,027	36,776	42,465	47,477	67,143
	в = 00	24,732	34,977	42,837	49,464	55,303	78,21
КамАЗ-5320	в = 100	16,382	23,026	28,201	32,564	36,407	51,488
	в = 00	19,713	27,878	34,143	39,426	44,079	62,338



Рисунок 3.5. Зависимость скорости V_опр от радиуса поворота R

Критический угол косогора, по которому автомобиль может двигаться без опрокидывания

. (3.10)

При движении по прямолинейному участку (R=?)

. (3.11)

При движении по прямолинейному участку

Результаты расчетов по формуле (3.10) оформляем таблицей 3.8 и рисунком 3.6.



Рисунок 3.6 Зависимость в_опр от скорости автомобиля при различных радиусах поворота

Коэффициент поперечной устойчивости автомобиля ГАЗ-31105

з_поп= В/2h_ц = 1,484/(2*0,595) = 1,247.

Таблица 3.8 Критический угол косогора по условиям опрокидывания в_опр

R	V	5	10	15	20	25	30
100	вопр.	50002`	45021`	38021`	29006`	19046`	8044`
200	вопр.	50033`	48021`	44024`	39045`	33036`	26038`
500	вопр.	50059`	50007`	48039`	46037`	44001`	40053`

По сравнению с автомобилем ГАЗ-24 (з_поп = 1,16) коэффициент поперечной устойчивости автомобиля ГАЗ-31105 выше, но ниже, чем у автомобиля ГАЗ-14 с з_поп=1,39.

У автомобиля КамАЗ-5320

з_поп= В/2h_ц = 2,025/(2*1,278)=0,792.

Это ниже, чем у автомобиля УАЗ-451ДМ (з_поп = 0,82), но выше, чем у автомобиля ЗИЛ-130 (з_поп= 0,74).

Как видим из рисунка 3.6 критический угол косогора по условию опрокидывания у автомобиля ГАЗ-31105 с увеличением скости движения до 30 м/с падает с 50⁰02` (V=5м/с) до 8<sup>0</sup>44` при радиусе поворота R = 100м. С увеличением радиуса поворота до 500 м уменьшение в_опр наблюдается от значения 50⁰59^ґ до значения 40⁰53^ґ (V=30м/с). Следовательно увеличение радиусов поворота до 500 м благотворно сказывается на устойчивости автомобиля ГАЗ-31105 против опрокидывания и скольжения.

Это видно также из предыдущих графиков (рисунки 3.3, 3.4, 3.5).

Оценка продольной устойчивости автомобиля. Максимальный угол подъема, при котором возможно равномерное движение автомобиля без буксования ведущих колес

. (3.12)

Результаты расчета по формуле (3.12) оформляем в виде таблицы 3.9 и рисунка 3.7.

Как видно из рисунка 3.8 критический угол подъема для равномерного движения автомобиля КамАЗ-5320 без буксования в 1,42 раза превосходит б_бук для автомобиля ГАЗ-31105.

Таблица 3.9 Критический угол подъема для равномерного движения автомобиля без буксования

Автомобиль	ц	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
ГАЗ-31105	ббук	3004ґ	6015ґ	9032ґ	12054ґ	40053ґ	19049ґ
		3,066ґ	6,25	9,533	12,9	40053ґ	19,817
КамАЗ-5320	ббук	4013ґ	8042ґ	13023ґ	18014ґ	240081ґ	28009ґ
		4,217	8,7	13,383	18,233	24,133	28,15



Рисунок 3.7 Зависимость б_бук от коэффициента сцепления для автомобилей: 1-ГАЗ-31105; 2-КаМАЗ-5320

Выводы:

1. Рассмотрение измерителей и показателей устойчивости автомобиля, теоретических основ курсовой и поперечной устойчивости автомобиля, устойчивости переднего и заднего мостов, продольной устойчивости автомобиля создала необходимые предпосылки для оценки устойчивости существующих моделей автомобилей.

2. Выполненная оценка курсовой устойчивости автомобилей ГАЗ-31105 и КамАЗ-5320 выявила взаимосвязь относительного увеличения скорости V_бук без пробуксовки ведущих колес при прямолинейном движении автомобиля с соответствующим относительным увеличением весовой нагрузки в соотношении 1:0,5…0,52 практически во всем возможном диапазоне изменения V_бук.

3. Оценка поперечной устойчивости автомобиля по критическим скорости и углу косогора без поперечного скольжения, критическим скорости и углу косогора по условиям опрокидывания выявила следующий характер изменения этих показателей в зависимости от радиуса поворота при различных углах поперечного уклона дороги, приведенный в виде графических зависимостей. Установлено, что с увеличением радиуса поворота автомобиля до 500м уменьшение критического угла косогора в при одновременном повышении скорости автомобиля до 30м/с, происходит лишь в 1,25 раза у автомобиля ГАЗ-31105. Критическая скорость автомобиля ГАЗ-31105 против опрокидывания в 1,25 раз выше, чем у автомобиля КамАЗ-5320.