Испытания на управляемость и устойчивость

Испытания со сменой полосы движения характеризуют управляемость и устойчивость автомобиля и проводятся при разных состояниях поверхности твёрдого дорожного покрытия.
На участке дороги (см. рис.6) с помощью переставных ярко окрашенных конусов размечают полосы, по которым водитель должен вести автомобиль, не сбивая и не смещая разметочных знаков с изменением полосы движения. Показателем управляемости при этом является наибольшая скорость, при которой выполняются требования смены полосы движения. Кроме того, определяется угол крена машины, усилия на рулевом колесе и углы его поворотов, смещения продольной оси автомобиля от положения, соответствующего прямолинейному движению.
2.5.2. Испытания "пововрот"
При входе в поворот определяется предельная скорость движения на поворотах постоянного радиуса с высоким коэффициентом сцепления в момент потери управляемости автомобилем, вызванной опрокидыванием, заносом или невписываемостью в заданную траекторию. Радиус поворота устанавливается равным 25 метров для грузовых автомобилей и автобусов с числом мест больше 10 и 35 метров – для легковых автомобилей и автобусов малой вместимости.
Перед участком входа в поворот наносятся две линии прямолинейного коридора и переходную кривую, по которой автомобиль входит в движение по кругу (рис. 13).

1 – вертикальные ограничители коридора движения; 2 – датчики скорости
Рисунок 13 – Испытания «поворот» с радиусом 30 м

2.5.3. Испытания "рывок руля"
Испытания «рывок руля» проводятся с предварительным разгоном для автомобилей категорий М1, М2, N1, N2 до скорости 80 ± 3 км/час, категорий М3, N3, – до 60 ± 3 км/час. При въезде с этой скоростью на разворотную площадку производится резкий поворот руля с угловой скоростью не менее 400 град/с. Угол поворота рулевого колеса увеличивается в последовательных заездах до возникновения бокового (центробежного) ускорения до 4,5 м/с2 или потери сцепления шин, а также при начале бокового опрокидывания. Испытания выполняются при рывке руля в правую и левую стороны. Предельная скорость определяет как курсовую устойчивость, так и поворачиваемость машины.
2.5.4. Испытания "змейка"
На рис. 14 показана схема движения автомобиля при испытании «змейка», где определятся максимально возможная скорость синусоидального движения.

Рисунок 14 – Разметка для движения «змейка»

При перечисленных испытаниях автомобиль должен иметь одно или два страховочных навесных колеса, установленных на специальных кронштейнах, которые ограничивают наклон автомобиля при повороте (в период отрыва колёс от поверхности дороги) на угол, не превышающий 25…30°. На легковых автомобилях страховочные колёса рекомендуется устанавливать на кронштейнах у передних и задних бамперов [2].
2.5.5. Испытания дополнительных характеристик управляемости
К характеристикам автомобиля, оказывающим влияние на управляемость, относятся статическая и динамическая поворачиваемость, предельная скорость движения по окружности на дороге с малым коэффициентом сцепления, стабилизация управляемых колёс, наименьшие радиусы поворота, лёгкость рулевого управления, максимальные углы поворота рулевого колеса и управляемых колес, а также угловое передаточное число рулевого управления.
Статической поворачиваемостью характеризуется способность автомобиля сопротивляться уводу, вызванному действием центробежной силы при движении по кругу с заданной скоростью.
Испытания проводятся на цементобетонной горизонтальной сухой площадке диаметром не менее 80 м. Комплект аппаратуры, установленной на автомобиле, должен обеспечивать непрерывную запись угла увода задней оси, пути и времени, проходимого какой-либо точкой автомобиля, или углов увода обеих осей и центробежного ускорения. Записываются углы увода при помощи «пятого колеса», устанавливаемого под задней осью двухосного автомобиля или под серединой базы задней тележки трехосного автомобиля. Допускается смещение «пятого колеса» в поперечном направлении к центру поворота автомобиля.
Во время испытаний автомобиль движется по окружности диаметром 25 м с последовательно увеличивающимися в заездах скоростями от минимальной – 3…4 км/ч до предельной, причём скорость поддерживается постоянной от начала до конца прохождения длины окружности.
Динамическая поворачиваемость определяется при движении автомобиля по синусоидальной траектории между вешками, поставленными по прямой. Характеристиками динамической поворачиваемости являются разность углов увода передней и задней осей автомобиля, максимальная скорость вращения рулевого колеса за период проезда синусоиды, разность фактически произведенного и теоретически необходимого угла поворота рулевого колеса на участке, ограниченном четырьмя вешками.
В качестве вспомогательного параметра используется разность углов увода осей в момент достижения максимального угла поворота рулевого колеса. Все перечисленные параметры представляются в виде зависимости от максимального углового ускорения при движении по синусоиде.
Испытания проводятся на сухой цементобетонной дороге шириной не менее 10 м, на которой устанавливают более семи вешек. Расстояние между вешками назначается в зависимости от базы автомобиля, например, 10 м для автомобилей с базой до 2,7 м и 25 м – для автомобилей с базой более 4,2 м. Автомобиль проходит между вешками на возможно близком расстоянии от них [10].
При испытаниях скорости изменяются от максимально возможной до минимальной – 8…10 км/ч с интервалом 2…3 км/ч). Аппаратурой записываются углы поворота оси автомобиля, углы поворота рулевого колеса, отметки времени.
Одной из характеристик управляемости автомобиля является, предельная скорость его движения по окружности на горизонтальной поверхности с малым коэффициентом сцепления. Устойчивость автомобиля характеризуется предельной скоростью движения передней оси по окружности (основной параметр) и центробежное ускорение, при котором происходит занос одной из осей автомобиля (вспомогательный параметр).
Во время испытаний автомобиль движется по окружности радиусом 15 м на горизонтальной площадке, покрытой льдом. Водитель ведёт автомобиль передним левым колесом по окружности, постепенно увеличивая скорость до начала заноса, причём увеличение скорости при прохождении одного круга не должно быть более 1…1,5 км/ч. Перед началом заноса производится непрерывная запись угловой скорости продольной оси автомобиля или угла поворота и времени.
Стабилизация управляемых колес автомобиля определяется по скорости возвращения колёс в нейтральное положение при выходе из поворота. Автомобиль движется со скоростью 20 км/ч так, что переднее наружное колесо находится на окружности радиусом 15 м, нанесенной на ровной и сухой площадке с твёрдым покрытием. По команде водитель отпускает рулевое колесо, и оно поворачивается в положение, которое соответствует прямолинейному движению автомобиля. При этом регистрируются изменения угла или скорости поворота рулевого колеса по времени. Движение автомобиля продолжается с постоянной скоростью до прекращения вращения рулевого колеса. Затем автомобиль останавливается и рулевое колесо доводят до нейтрального положения. В результате обработки данных определяются средние угловые скорости самовозврата рулевого колеса и стабилизации управляемых колёс для трех заездов в прямую и обратную стороны [9].
Легкость управления автомобилем оценивается по величине усилий на ободе рулевого колеса при повороте управляемых колёс на месте, при движении по траектории «восьмерка» и при переезде препятствий.
Испытания проводятся на горизонтальной асфальтобетонной площадке в сухом состоянии. Повороты на месте производятся вправо и влево до упора в ограничители. При наличии усилителя рулевого привода испытания проводятся при работающем двигателе.
Повороты при движении по траектории «восьмерка» осуществляются со скоростями 25 км/ч для легковых автомобилей, автобусов с числом мест до восьми и грузовых автомобилей с полной массой до 3500 кг и 20 км/ч для остальных автомобилей. Первая категория автомобилей испытывается при движении по траектории «восьмерка» диаметром 20 м и с расстоянием между центрами 28 м, а вторая – диаметром 30 м и с расстоянием между центрами 42 м.
Переезд искусственных препятствий трапецевидной формы высотой 6 см и шириной по основанию 30 см, установленных через 0,75 м, производится со скоростью 20 км/ч поочередно колёсами каждой стороны автомобиля [4].

3. Основы техники безопасности при дорожных испытаниях автомобилей
Дорожные испытания автомобиля отличаются повышенной опасностью. Испытания разрешается проводить только при соблюдении требований техники безопасности, действующей на полигоне.
Для проведения испытаний должен быть официально назначен ответственный за проведение испытаний (руководитель испытаний), который несёт ответственность за безопасность людей и оборудования.
Руководитель испытаний должен присутствовать при подготовке и проведении испытаний, обеспечить соблюдение мер безопасности и выполнение программы испытаний.
Руководитель должен разъяснить каждому участнику испытаний – студенту и преподавателю – его задание и обязанности, указать рабочее место, которое необходимо занимать во время испытаний.
Испытания проводятся на специально отведённом участке.
Испытатель и оператор должны быть пристёгнуты ремнём безопасности и экипированы защитными шлемами автомобильного типа.
Применяемые при проведении испытаний измерительные и регистрирующие приборы должны быть надёжно закреплены и не мешать управлению автомобилем.
При обнаружении неисправностей испытания должны быть приостановлены до их устранения.
Испытания должны быть прекращены при угрозе опрокидывания автомобиля.
На автомобиле должны быть постоянно во время движения включены фары «ближнего света» или дневные ходовые огни.
После окончания испытаний необходимо отключить электропитание измерительной и регистрирующей аппаратуры и восстановить временно отключенные элементы автомобиля [11].
Заключение
В соответствии с заданием рассмотрен комплекс вопросов, включающих в себя изучение методов и способов испытаний автомобилей на управляемость и устойчивость.
В результате проделанной работы достигнуты следующие результаты:
рассмотрены теоретические сведения по управляемости и устойчивости автомобилей;
изучены организация и проведение испытаний на управляемость и устойчивость;
уточнены положения по технике безопасности при дорожных испытаниях автомобилей.
Таким образом, цель работы достигнута.
Целью проведения испытаний на управляемость и устойчивость является определение параметров, описывающих управляемость автомобиля, и нахождение таких характеристик, от которых непосредственно зависит управляемость автомобиля.

Список литературы
Автомобили: Теория эксплуатационных свойств: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / А.М. Иванов [и др.]; под. общ. ред. А.М. Иванова. – М.: Изд. центр «Академия», 2013. – 176 с.
Беляев В.П. Испытания автомобилей: учебное пособие. / В.П. Беляев. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013. – 293 с.
Вахламов, В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. К. Вахламов. – 4-е изд., стер. – М.: Изд. центр «Академия», 2010. – 240 с.
Верещагин С.Б. Планирование и оценка результатов испытаний колёсных и гусеничных машин: Учебное пособие. – М.: МАДИ (ГТУ),. 2008 – 60 с.
Вохмин Д.М., Титла И.М. Эксплуатационные свойства транспортных и транспортно-технологических машин. Учебное пособие / – Тюмень: Издательство ТИУ, 2017 – 74 с.
ГОСТ 33997-2016 Колесные транспортные средства. Требования к безопасности в эксплуатации и методы проверки – М.: Стандартинформ, 2018 – 73 с.
ГОСТ 31507-2012 Автотранспортные средства. Управляемость и устойчивость. Технические требования. Методы испытаний – М.: Стандартинформ, 2013 – 54 с.
ГОСТ Р 52051-2003 Механические транспортные средства и прицепы. Классификация и определения – М.: Стандартинформ, 2003 – 15 с.
Испытания колёсных транспортных средств: учебное пособие / А.М. Иванов, С.Р. Кристальный, Н.В. Попов, А.Р. Спинов. – М.: МАДИ, 2018. – 124 с.
Кушвид Р.П., Испытания автомобиля: учебник. – М.: МГИУ, 2011. – 351 с.
Спинов, А.Р. Учебные дорожные испытания автомобиля: методические указания / А.Р. Спинов, С.Р. Кристальный, Н.В. Попов. – М.: МАДИ, 2015. – 48 с.
Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 018/2011 (с изменениями на 11 июля 2016 года) О безопасности колесных транспортных средств. Приложение № 3 «Технические требования в отношении отдельных элементов и свойств объектов технического регулирования для оценки соответствия типов транспортных средств (шасси)». Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.gost.ru/
Чичкина М.И., Кузьмин Н.А., Трусов Ю.П. Оценка параметров устойчивости и управляемости при внесении изменений в конструкцию автомобиля // Транспортные системы. 2018. № 2 (8). – С. 4-11.
Сайт Государственный научный центр Российской Федерации ФГУП «НАМИ». Электронный ресурс. Режим доступа: https://nami.ru














3