Испытания на управляемость и устойчивость

Целью проведения испытаний на управляемость и устойчивость является определение параметров, описывающих управляемость автомобиля, и нахождение таких характеристик, от которых непосредственно зависит управляемость автомобиля.

Управляемость — это свойство автомобиля под управлением водителя сохранять желаемое направление движения или изменять его, соответственно положению рулевого колеса в определенных дорожных условиях.

Устойчивость — характеризует возможность автомобиля сохранять заданную водителем траекторию движения независимо от воздействия внешних факторов (наезд на неровности дороги, возникающие боковые силы, ветер и др.). Чем выше устойчивость автомобиля, тем больше фактическая траектория движения совпадает с той, которую задает водитель. При испытаниях на управляемость и устойчивость определяют также показатели, характеризующие курсовую устойчивость, т.е. способность сохранять заданное водителем направление движения, устойчивость к опрокидыванию, боковую устойчивость, которая характеризует боковые смещения автомобиля при движении.

Показатели управляемости и устойчивости определяют при движении автомобиля в нормальных эксплуатационных условиях и по размеченным траекториям на специальных площадках и участках дорог.

Испытаниям подвергают автомобили, параметры которых соответствуют техническим условиям, при полной их массе. Предварительно обязательно проверяют углы установки управляемых колес, зазоры в рулевом управлении, давление воздуха в шинах, износ протектора шин, который не должен превышать 30% его первоначальной высоты. Длина участков должна составлять 500 м при движении со скоростями 10—30 км/ч и 1000 м при больших скоростях.

Испытания на дорогах общего пользования проводят двое водителей, прошедших специальную подготовку, для получения субъективной оценки управляемости автомобиля. Пробег протяженностью 300—600 км осуществляют на дорогах общего пользования и на скоростной дороге автополигона со скоростями от 20—30 км/ч до максимально возможной в этих дорожных условиях. Во время испытаний определяют комплекс показателей, характеризующих управляемость и устойчивость автомобиля: боковые отклонения автомобиля, колебания курсового угла, крены автомобиля, чувствительность автомобиля к управлению, стабилизацию положения управляемых колес, величины усилий на рулевом колесе и др.

Испытания на управляемость по специально размеченным траекториям включают движение по прямой (курсовая устойчивость), перевод автомобиля с одной полосы движения на другую (переставка), поворот с переходом на круговую траекторию (вход в поворот).

Курсовая устойчивость

На каждом участке проводят не менее восьми заездов в одном направлении с различными скоростями. При испытаниях на сухой асфальтобетонной или цементобетонной дороге скорости должны быть меньше максимальной на 10 и 30 км/ч для легковых автомобилей и на 5 и 15 км/ч для грузовых автомобилей и автобусов. Испытания на всех остальных типах дорог производят при максимально возможной по условиям безопасности скорости движения и меньшей на 20—25%.

Оценочным параметром курсовой устойчивости является средняя скорость бокового смещения автомобиля Vсм = V · γo где V — скорость автомобиля; γo - средний интегральный угол отклонения автомобиля от прямолинейного движения.

Отклонения продольной оси автомобиля от заданного прямолинейного движения записываются с помощью гироскопического полукомпаса, а углы поворота рулевого колеса регистрируются на ленте осциллографа или магнитографа (например, через проволочный круговой потенциометр).

Переставка

На участке дороги с помощью переставных 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, определяют угол крена, усилия на рулевом колесе и углы его поворотов, смещения продольной оси автомобиля от положения, соответствующего прямолинейному движению.

Вход в поворот

Вход в поворот совершают на горизонтальной площадке с твердым, ровным, сухим и чистым покрытием. Радиус поворота устанавливают равным 25 м для грузовых автомобилей и автобусов с числом мест больше 10 и 35 м для легковых автомобилей и автобусов малой вместимости. Перед участком входа в поворот наносят две линии прямолинейного коридора и переходную кривую, по которой автомобиль входит в движение по кругу.

Автомобиль должен иметь одно или два страховочных навесных колеса, установленных -на специальных кронштейнах, которые ограничивают наклон автомобиля при повороте (в период отрыва колес от поверхности дороги) на угол не более 25—30°. На легковых автомобилях страховочные колеса рекомендуется устанавливать на кронштейнах у передних и задних буферов.

Водитель последовательно от опыта к опыту увеличивает скорость движения до предельной, при которой происходит потеря управляемости, и затем производит 5—6 зачетных заездов с предельной скоростью. Оценочным параметром является среднее значение предельной скорости по всем зачетным заездам.

Характеристики управляемости

и запаса статической устойчивости Z от центробежного ускорения

где Cц.т - расстояние от центра тяжести до линии нейтральной поворачиваемости на высоте центра тяжести.

Испытания проводят 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. Записывают 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, причем скорость поддерживается постоянной от начала до конца прохождения длины окружности.

В качестве вспомогательного параметра используют разность углов увода осей Δδa в момент достижения максимального угла поворота рулевого колеса. Все перечисленные параметры представляют в виде зависимости от максимального углового ускорения Wγ при движении по синусоиде.

Испытания проводят на сухой цементобетонной дороге шириной не менее 10 м, на которой устанавливают более семи вешек. Расстояние между вешками назначают 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 с постоянной скоростью. Скорости изменяют от максимально возможной до минимальной (8—10 км/ч с интервалом 2—3 км/ч). На ленте осциллографа фиксируются углы поворота осевой линии автомобиля, углы поворота рулевого колеса и даются отметки времени.

Во время испытаний автомобиль движется по окружности радиусом 15 м на горизонтальной площадке, покрытой льдом. Водитель ведет автомобиль передним левым колесом по окружности, постепенно увеличивая скорость до начала заноса, причем 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.

Повороты при движении по траектории «восьмерка» осуществляют 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. Первую категорию автомобилей испытывают при движении по траектории «восьмерка» диаметром 20 м и с расстоянием между центрами 28 м, а вторую — диаметром 30 м и с расстоянием между центрами 42 м.

Переезд искусственных препятствий трапециевидной формы высотой 6 см и шириной по основанию 30 см, установленных последовательно через 0,75 м, производят со скоростью 20 км/ч поочередно колесами одной и другой стороны автомобиля. При всех испытаниях регистрируются усилия на рулевом колесе. В результате обработки полученных данных двух-трех опытов определяют максимальные усилия при каждом виде испытаний.

Автомобиль проезжает полный круг, после чего измеряют диаметр круга по осевой линии следа переднего внешнего колеса в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для определения габаритных радиусов поворота измеряют расстояние от оси следа переднего внешнего колеса до отвесов, укрепленных на автомобиле в двух точках наиболее приближенной к центру поворота и наиболее удаленной от него.