Нормы и требования эффективности тормозных систем т и ттм (тормозной путь, м / замедление, м/с2)

Кате­гории АТС	Скорость начала тормо- жения, км/ч	ГОСТ 22895-77	Прави­ла ЕЭК ООН №13	Cтандарт США для автомобилей								Cтандарт Швеции F18**
				с гидроприводом (MVSS-105) категорий*					с пневмоприводом MVSS-121		А			В
				a	b	c	d
Ml	80	43,2 7,0	50,7 5,8	45,2 46	–	–	–	–		50,7 5,8			–
М2	60	32,1 6,0	36,7 5,0	–	28,1 7,2	31,5 6,2	45,8 3,8	–		32,9 5,8			36,7 5,0
МЗ	60	32,1 6,0	36,7 5,0	–	–	–	45,8 3,8	34,7 5,4		–			36,7 5,0
N1	80	56,8 5,5	61,2 5,0	–	50,9 6,3	–	–	–		54,4 5,8			–
N2	60	34,2 5,5	36,7 5,0	–	–	31,5 6,2	45,8 3,8	34,7 5,4		–			36,7 5,0
N3	60	34,2 5,5	36,7 5,0	–	–	–	45,8 3,8	34,7 5,4		–			36,7 5,0

Примечание:

* а – легковые , b – полной массы менее 3630 кг; с – то же от 3630 до 4536 кг; d – то же более 4536 кг;

**А – полной массы до 3500 кг; В – то же более 3500 кг;

«+» – требование контролируется; «–» – контроля нет

Под управляемостью понимается свойство Т и ТТМ подчиняться действиям водителя для сохранения или изменения величины и направ­ления вектора скорости движения (траекторией, управлением) и ориентации продольной оси Т и ТТМ (курсовое управление).

Под устойчивостью понимается свойство Т и ТТМ сохранять заданные направления движения (траекторная устойчивость), ориентацию продольной оси (курсовая устойчивость) и вертикальной оси (устойчивость против опрокидывания).

Управляемость и устойчивость должны быть такими, чтобы водитель средней квалификации не испытывал затруднений при управлении. Эти свойства Т и ТТМ предусматривают:

• Т и ТТМ должна реагировать на управляющее воздействие водителя предсказуемым образом;

• изменение внешних условий (скорость, сцепление с дорогой, изменение нагрузки, сопротивление воздуха и т.п.) должно оказывать минимальное влияние на управляемость и устойчивость Т и ТТМ;

• водитель должен получать четкое предупреждение о том, что Т и ТТМ приближается к границе потери устойчивости;

• управление Т и ТТМ должно оказывать минимальное психо­физи-ологическое воздействие на водителя и не вызывать переутомления.

Технические операции, виды основных испытаний управляемости и устойчивости Т и ТТМ приведены в табл. 8, где использованы их условные, но характерные, ставшие обще­принятыми, наименования. Подробное описание операций, а также мето­ды обработки из результатов, установленные численные нормативы при­ведены в соответствующих регламентирующих документах.

Таблица 8

Условия испытаний т и ттм на устойчивость и управляемость

Условные наименования вида испытаний	Оцениваемые показатели, характеристики	Регистрируемые и нормируемые величины	Регламентирующий документ
1	2	3	4
Стабилизация	Самовозврат управляемых колес в нейтральное положение без воздействия на рулевое колесо после поворота	Скорость самовозврата рулевого колеса, остаточный угол самовозврата, угол заброса, время, скорость	ОСТ 37.001. 471-88; Правила ЕЭК ООН №79
Усилие на рулевом колесе	Нагрузка водителя для поворота	Момент на рулевом колесе для поворота управляемых колес на месте и в движении (с исправным и неисправным усилителем), угол поворота руля, скорость движения Т и ТТМ, время	Тоже
1	2	3	4
Прямая	Способность сохранения устойчивого прямолинейного поступательного движения	Текущее значение угла поворота рулевого колеса, время, скорость движения, средняя угловая скорость корректирующих поворотов руля (подруливания)	Тоже
Переставка	Способность смены полосы движения при возможно высокой ско-рости, устойчивость при маневре	Скорость движения, угол поворота руля, время	ОСТ 37.001. 471-88
Двойная смена полосы движения	Тоже	Тоже	ИСО 3888-75
Поворот с радиусом R = 35м	Предельная скорость выполнения движения маневра, устойчивость против опрокидывания на повороте	Скорость движения и боковое ускорение в момент опрокидывания	ОСТ 37.001. 471-88
Рывок руля	Реакция автомобиля на экстренное управляющее воздействие по курсовой устойчивости и поворачиваемости в переходных режимах	Угол поворота руля, угловая скорость поворота автомобиля около вертикальной оси, увод задней оси, заброс угловой скорости поворота до и после рывка, время 90%-ной реакции автомобиля	Тоже
Импульсное воздействие на рулевое управление (треуголь-ная форма зависимости поворота руля по времени)	Реакция автомобиля	Переходные частотные характеристики динамической системы	ИСО 7401-88
Синусоидальное воздействие на рулевое управление с одним периодом и установившееся (не менее трех периодов) с частотой 1…4 Гц	Тоже	Тоже	Тоже
Боковое опрокидывание на стенде	Устойчивость против опрокидывания статическая	Углы опрокидывания платформы (кузова) и крена раздельного переднего и заднего сечения подрессорной массы	ОСТ 37.001. 471-88

В приведенных операциях испытаний предусмотрена инструмен­тальная оценка показателей устойчивости и управляемости Т и ТТМ. Кроме этого, используются и органолептические оценки, выставляемые контро­лерами-испытателями по пятибалльной системе в виде комплексной оценки устойчивости управления траекторией движения, курсовой устойчивости, устойчивости против заноса и опрокидывания, управления замедлением, в том числе при нештатных режимах испытаний, например, при торможении на повороте и в критических режимах движения.

Следует отметить, что, несмотря на значимость устойчивости и управляемости в оценке активной безопасности Т и ТТМ, международные нормативные требо­вания в этом отношении недостаточно разработаны и ограничены. Международные и национальные стандарты, как на требования к Т и ТТМ, так и на методы испытаний этих свойств, недостаточно гармонизированы, эффективное метрологическое обеспечение технологии испытаний не установлено, прежде всего, из-за недостаточной информации о накопленных фактических данных об испытаниях устойчивости и управляемости.

Для сопоставимой и воспроиз­водимой оценки управляемости и устойчивости Т и ТТМ необходимо возможно более стабильное и фиксируемое состояние всех элементов системы «водитель-автомобиль-дорога» при каждом опыте. Это достигается: регламентацией состояния среды (температуры воздуха, скорости ветра, погоды, однообразия природной обстановки и отсутствия отвлекающих внимание обстоятельств на месте испытаний); регламентацией дорожных условий (ровность, сцепные свойства опорной поверхности, строгую и единообразную разметку траектории движения); регламентацией действий водителя путем определенных пред­писаний воздействия на органы управления Т и ТТМ, соблюдением за­данных скоростей в опытах.

Рассмотренные положения технологии испытаний активной безопасности Т и ТТМ показывают, что остается актуальной задача повышения достоверности получаемых оценок и их более точной связи с изменяющимися характеристиками конструкции для снижения вероятности ДТП в эксплуатации.

В отличие от активной «пассивная безопасность» характеризует спо­собность конструкции предотвратить или ослабить травмирование водителя и пассажиров при случившемся ДТП. Исследования и статистика ДТП и их последствий показывают разную степень опасности повреждения отдельных элементов конструкции и существенные различия видов ДТП по тяжести последствий. Исходя из этих положений и строятся оценки пассивной безопасности, формируются требования к конструкции в отношении безопасности, разрабатываются технологии испытаний для оценки соответствия Т и ТТМ этим требованиям. В настоящее время выработано более 20 требований к конструкции автомобильной техники для обеспечения определенного уровня безопасности. Среди них выделяются требования безопасности в наиболее тяжелом виде ДТП – фронтальном или лобовом столкновении. При этом учитывается, что по статистическим данным 80% всех фронтальных столкновений с движущимися или неподвижными объектами составляют прямые центральные удары, при которых количество погибающих водителей и пассажиров достигает более 40% от общего количества жертв в ДТП всех видов. Это является убедительным основанием приоритетности требований пассивной безопасности при фронтальном столкновении или наезде на препятствие.

Травмоопасность при фронтальном столкновении определяется уровнем перегрузок, возникающих в направлении спина-грудь водителя и пассажиров, и зависит главным образом от деформаций передней части Т и ТТМ.

Теория, описывающая реакцию конструкции на фронтальное столк­новение, строится на модели наезда Т и ТТМ на неподвижное препятствие. Несмотря на упрощенность такой модели (линейные характеристики, отражающие сминаемую часть конструкции), ее использование помогло обобщить результат многих испытаний на единой основе и выявить некоторые усредненные величины, характеризующие процесс реакции Т и ТТМ на фронтальное столкновение, усовершенствовать способы измерений и обработки наблюдений.

В дальнейшем развитии теории фронтального столкновения произо­шел переход от модели упруго-вязкой колебательной системы к энергетической модели и теории удара, а также к нелинейным моделям подпружиненных структурных частей, основанных на теории больших деформаций и методе конечных элементов (МКЭ). В такой модели Т и ТТМ описывается очень детально и достигается высокая степень совпадения расчета и эксперимента в оценках параметров пассивной безопасности – деформаций Т и ТТМ и перегрузок водителя. При этом необходимые экспериментальные данные относятся в основном только к свойствам материалов и деталей, что позволяет оценивать пассивную безопасность на адекватных моделях МКЭ без дорогостоящих натурных испытаний. Это обеспечивает также возможность оптимального проектирования.

В настоящее время технология испытаний пассивной безопасности строится на натурных экспериментах полнокомплектных образцов. Ее со­держание при фронтальном столкновении изложено в Правилах №33 ЕЭК ООН «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении поведения их конструкции в случае лобового столкновения». По этим Правилам безопасность оценивается величиной сохранения внутреннего пространства в салоне Т и ТТМ после лобового удара о неподвижное препятствие при наезде с регламентированной скоростью.

Для такой оценки испытания разделяются на этапы:

• установление размеров внутри салона до удара;

• наезд в определенных условиях на препятствие;

• измерения в салоне после удара.

На первом этапе устанавливаются точки, характеризующие положе­ние сидящих в кабине водителя и пассажира, и координаты этих точек относительно недеформируемых элементов конструкции. В качестве водителя и пассажиров используются стационарные объемные манекены, вес и очертания которых соответствуют величинам, характерным для взрослого человека среднего роста. При этом в предписаниях Правил №33 строго обозначены не только весовые и размерные показатели стандартного манекена, но и способы его размещения на сиденьях.

Технология регламентирует место испытаний, барьер (размеры, вес, покрытие, установку), а также подготовку, обеспечение снаряженного состояние Т и ТТМ и условия разгона и столкновения его с препятствием. Одно из основных нормируемых условий – скорость в момент удара при испытании фронтальным столкновением предусмотрена в пределах 48,3...53,1 км/ч. Измерение скорости при наезде должно обеспечиваться с точностью до 1%.

Измерения в салоне после удара производятся по методике Правил №33. Тип Т и ТТМ считается безопасным, если все параметры после столкновения удовлетворяют требованиям Правил.

При этом производится оценка и послеаварийной безопасности автомобиля, к которой относятся следующие требования Правил:

• после испытаний никакой жесткий элемент в салоне не должен представлять опасности серьезного ранения водителей или пассажиров;

• боковые двери не должны открываться от действия удара, а после удара должна обеспечиваться возможность открытия без применения инструмента достаточного числа дверей для эвакуации всех лиц, находящихся в Т и ТТМ.

Как правило, каждое натурное испытание фронтальным столкновением используется для исследования происходящих процессов и сопровождается более широкой номенклатурой измерений и регистрации, включая скоростную киносъемку, текущие измерения элементов конструкций и манекенов, усилий и деформаций структурных частей и других величин.