3503

УДК 658.345

Репринцев, Д. Д. Безопасность жизнедеятельности. Исследование безопасности движения автомобильного поезда на кривых участках дорог [Текст] : методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов специальностей 150200 (190601) − Автомобили и автомобильное хозяйство, 240400 (190702) − Организация и безопасность движения (автомобильный транспорт) / Д. Д. Репринцев, И. Т. Черных, В. В. Белозоров ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». − Воронеж, 2008. − 15 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»

Рецензент канд. техн. наук, доц. кафедры БЖД ВГАУ А.В. Полуэктов

Ответственный редактор В.Ф. Асминин

3

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Цель работы − изучение основных факторов, определяющих параметры габаритной полосы движения автопоезда и влияющих на безопасность дорожного движения.

Работа ставит задачи:

-изучить экспериментальную установку для исследования габаритной полосы движения (далее − ГПД) автопоезда и методику определения её пара метров;

-выявить влияние типа автопоезда, скорости его движения и положения управляемых колес прицепа на параметры ГПД транспортного средства;

-определить численные показатели параметров ГПД базового автопоезда

иавтопоезда, прицеп которого оборудован специальным поворотным устройст вом;

-оценить соответствие параметров ГПД автопоезда, полученных экспериментальным путем, регламентированным параметрам.

2.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В настоящее время в транспортном комплексе страны все большее распространение находит вывозка грузов автопоездами. Это объясняется тем, что в сравнении с одиночным автомобилем автопоезд обладает большей производительностью и экономичностью.

Автопоезда подразделяются на седельные (тягач + полуприцеп) и прицепные (тягач + прицеп), в том числе многозвенные и комбинированные [1]. В характере движения автопоезда, в сравнении с движением одиночного автомобиля, имеется ряд особенностей. Эти особенности, проявляющиеся как на прямых, так и на кривых участках дороги, могут стать причиной дорожнотранспортного происшествия (далее - ДТП).

На прямолинейном участке пути при достижении автопоездом определенной критической скорости движения возможно изменение взаимного положения его транспортных звеньев: происходит «виляние» прицепа. Это явление создает угрозу возникновения ДТП из-за возможного бокового столкновения с

4

встречным и попутным транспортом, наезда встречного автомобиля на прицеп, «заноса» прицепа и его опрокидывания.

При повороте транспортные звенья автопоезда движутся по различным траекториям, центры кривизны которых не совпадают между собой. Вследствие сдвига траектории перемещения прицепа значительно уширяется ГПД автопоезда, что при движении с большой скоростью может создать аварийную ситуацию.

ГПД, как и ряд других основных параметров перемещения автопоезда, определяется его основной траекторией (проекцией на поверхность дорожного полотна траектории середины ведущего моста двухосного автомобиля-тягача, т. е. его основной точки).

В начальный период поворота наблюдается отрицательный сдвиг траектории движения прицепа относительно основной траектории. Это обстоятельство может привести к ДТП, обусловленному наличием двух негативных причин: значительной величины заднего свеса крюка у автомобиля-тягача Со и большой скорости его поворота Vo (рис. 1). Траектория движения прицепа имеет также и большой положительный сдвиг, значение которого доходит до 1,5 м. Положительный сдвиг траектории движения прицепа увеличивается при повороте от нулевого значения (в момент отклонения передней ходовой оси прицепа от прямолинейного направления) до максимального значения, достигающего при наибольшем угле складывания. Далее, при выходе автопоезда на прямолинейное направление, положительный сдвиг траектории движения прицепа уменьшается до нулевого значения.

5

Рис. 1. Схема возникновения отрицательного сдвига при повороте

продольной оси автомобиля-тягача от первоначального прямолинейного направления; − точка сцепки тягача и прицепа

Отрицательный сдвиг траектории перемещения прицепа является источником угрозы безопасности движения на первоначальном этапе поворота вследствие того, что передняя ось прицепа может в попутном направлении наехать на различные объекты (человек, препятствие, обочина и др.). Положительный же сдвиг траектории прицепа может привести к ДТП из-за значительного уменьшения ГПД встречного транспорта.

ГПД автопоезда − ширина дорожного полотна, ограниченная проекциями траекторий наружной и внутренней габаритных точек транспортного средства. Наружной габаритной точкой автопоезда является переднее крыло тягача, внутренней точкой − проекция ребра заднего борта прицепа.

ГПД автопоезда формируется его основной траекторией и сдвигом траектории прицепа Ск (рис. 2). Основная траектория делит ГПД автопоезда на две части (внешнюю Вн и внутреннюю Вв).

6

УШИРЕНИЯ ПОЛОСЫ ДВИЖЕНИЯ АВТОПОЕЗДА

т

Рис. 2. Схема габаритной полосы движения автопоезда при повороте на угол 90°: I − внешняя габаритная кривая; II − внутренняя габаритная кривая; III − траектория движения прицепа; Ск − сдвиг траектории прицепного звена; Ro − радиус поворота основной точки тягача

При повороте автопоезда ширина наружной составляющей ГПД автопоезда Вн определяется следующим образом:

(1)

где- габаритная ширина тягача;

− передний свес тягача.

Ширина внутренней составляющей ГПД автопоезда Вв определяется с помощью уравнения:

(2)

где − габаритная ширина прицепа.

7

При рассмотрении выражений (1) и (2) можно сделать вывод, что уменьшить параметры ГПД автопоезда можно лишь за счет уменьшения величины сдвига траектории прицепного звена или за счет увеличения радиуса поворота тягача Ro, что в условиях интенсивного движения со значительной скоростью на кривых участках дороги малого радиуса не всегда представляется возможным.

Уменьшить параметры ГПД автопоезда как на прямых участках дороги, так и при повороте можно с помощью специальных поворотных устройств прицепов. Поворотные устройства прицепов, имеющие различные приводы, позволяют сблизить траектории движения тягача и прицепа.

В настоящее время наиболее простой и надежной является конструкция поворотного устройства прицепа с электропневматическим приводом [2]. Достоинство этой схемы заключается в том, что в ней функции управления выполняют электрические коммуникации, обеспечивающие высокое быстродействие, многоконтурность и автономность, а размещение ресивера вблизи поворотного круга прицепа сводит до минимума время срабатывания пневматической части привода (прил. А).

3. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Для исследования параметров ГПД подвижного состава используются модели автопоездов различных типов и специальный стенд. Механические модели автопоездов представляют собой уменьшенные в масштабе 1:22 копии ав-

топоездов КамАЗ-5410+ОдАЗ-9385 и КамАЗ -5320+ГКБ-8350 (2 ГКБ-8350).

Для получения рисунка колеи движения модели автопоезда её колеса в начальный период перемещения на стенде окрашиваются чернилами в специальной ванне (углубление размерами 200x50x5 мм).

Модель приводится в движение с помощью электрического двигателя постоянного тока МЭ 14-А, питающегося от элементов 3R12G. Перемещение мо-

9

Трогание с места и поворот передних колес модели автомобиля производится с помощью выносного пульта, позволяющего управлять моделью дистанционно. Управление передней осью прицепа осуществляется с помощью гибкого вала и блокировочного узла. Работа блокировочного узла имитирует работу специального поворотного устройства прицепа.

После прохождения поворота и выхода модели на прямолинейный участок производится выключение установки с помощью выносного пульта.

Затем на исследуемую область движения модели автопоезда накладывается тарировочная калька. С се помощью определяется ширина ГИД па различных участках криволинейного движения. По окончании эксперимента результаты испытаний необходимо занести в протокол по прилагаемой форме и с учетом масштаба моделирования сделать вывод о соответствии параметров ГПД исследуемого автопоезда параметрам ГПД, указанным в Согласованных рекомендациях ЕЭС (см. с. 16).

4.ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

4.1.Исследование параметров ГПД модели базового автопоезда

1.Установить тип модели автопоезда и рекомендуемые параметры ГПД для данного типа транспорта.

2.Задать вид перемещения (прямолинейное или криволинейное) и характер дорожных условий (1-ый тип дорожного покрытия).

3.Установить скорость движения Vo и радиус поворота модели тягача Ro.

4.Определить фактическую величину ГПД модели автопоезда, для этого: а) установить на исходную позицию модель автопоезда, проверить

степень заряженности электрических элементов на модели автопоезда и пульте управления;

б) включить на пульте управления тумблеры 1 и 2. При прохождении моделью начального участка движения ее колеса окрасятся чернилами в

10

специальной ванне. При дальнейшем движении модели автопоезда наблюдается четкая картина прохождения поворота каждым колесом, т. к. все ходовые оси имеют различный рисунок протектора.

5. Занести данные испытаний в табл. 1.

Таблица 1

Результаты испытаний при движении j модели базового автопоезда

6.Провести в той же последовательности эксперимент со второй и третьей моделями автопоездов. Результаты испытаний занести в табл. 1.

7.Установить II тип дорожного покрытия и исследовать изменение параметров ГПД соответственно для первой, второй и третьей модели автопоезда.

8.Проделать то же для III и IV типа дорожного покрытия. Результаты испытаний занести в табл. 1.