Способ оценки устойчивости движения автотранспортного средства Российский патент 2022 года по МПК G01M17/02 

Настоящее изобретение относится к области испытаний автотранспортных средств.

Известен способ определения влияния шин на боковую устойчивость автомобиля, который включает замер бокового смещения при движении по двум криволинейным траекториям. Одну из траекторий получают путем прокатывания автомобиля своим ходом с повернутыми и зафиксированными колесами из заданного положения, а другую - путем его принудительного прокатывания при воздействии бокового усилия из того же заданного положения. Чем больше разность между траекториями, тем хуже боковая устойчивость автомобиля на данных шинах (SU №385190 А1, МПК G01M 17/02, опубл. 29.05.1973).

Недостатками известного способа являются невозможность определения влияния параметров подвески на боковую устойчивость, а также низкая точность выполнения измерений ввиду отсутствия перераспределения нагрузки по колесам автомобиля вследствие малой скорости движения (1-3 м/сек) при проведении испытания.

Известен способ определения курсовой устойчивости автомобиля, который предусматривает движение автомобиля по прямолинейному горизонтальному участку дороги, оборудованному искусственными неровностями. При испытаниях водитель стремится вести автомобиль по середине полосы движения с минимальными отклонениями от прямолинейного движения, при этом определяются средняя скорость бокового смещения автомобиля и средняя интегральная угловая скорость поворота рулевого колеса. Чем меньше значения данных параметров, тем лучше курсовая устойчивость автомобиля (ОН 025 319-68 Автомобили. Оценочные параметры управляемости. Методы определения).

Недостатком известного способа является низкая точность измерения из-за значительного влияния на результаты испытаний квалификации водителя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ - испытание «поворот R_n=35 м», выполняемое по ГОСТ 31507-2012. Испытание проводят на ровной горизонтальной асфальтированной площадке, на которой размечен коридор движения, включающий прямолинейный участок для разгона и круговой сегмент для выполнения поворота. Автотранспортное средство вводят в режим равномерного прямолинейного движения, затем водитель быстро снимает ногу с педали газа и начинает поворачивать рулевое колесо для выполнения маневра. Результатом испытаний «поворот R_n=35 м» является наибольшая скорость маневра, при которой не наблюдаются отрывы колес от дороги и выходы автотранспортного средства из коридора движения.

Недостаток известного способа заключается в том, что получаемый результат охватывает только низкочастотный диапазон функционирования подвески и пневматических шин, что не позволяет оценить их влияние на свойства устойчивости при движении автотранспортного средства по неровной дорожной поверхности.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является расширение функционала испытаний автотранспортных средств в части определения влияния на устойчивость движения характеристик пневматических шин и системы подрессоривания при их работе в диапазоне высоких частот изменения нормальной нагрузки на колесо.

Техническим результатом, на достижение которого направлен предлагаемый способ, является определение численного параметра, характеризующего траекторную устойчивость автотранспортного средства при движении в условиях высокочастотного изменения вертикальной нагрузки на колесо.

Технический результат достигается тем, что способ оценки устойчивости движения автотранспортного средства, предусматривающий серию испытаний автотранспортного средства, состоящих из разгона на прямолинейном участке и последующего движения с постоянной скоростью по участку полуокружности, согласно изобретению поперек коридора движения в средней части участка полуокружности устанавливают и закрепляют единичную неровность квадратного сечения, переезд через которую вводит подвеску в возмущенное состояние, при наезде передних колес на единичную неровность квадратного сечения и до конца испытания осуществляют движение накатом при неизменном положении рулевого колеса, определяют оценочный показатель равный значению скорости, при котором автотранспортное средство начинает выходить из коридора движения на участке полуокружности после переезда единичной неровности квадратного сечения.

Отличительной особенностью изобретения является проведение испытаний автотранспортного средства при высокочастотных вертикальных колебаниях подвески и шин, что обеспечивает определение свойств устойчивости, характерных для движения по неровной дороге.

Отличительными признаками способа оценки устойчивости движения автотранспортного средства являются:

- расположение поперек коридора движения в средней части участка полуокружности закрепленной единичной неровности квадратного сечения, переезд через которую вводит подвеску в возмущенное состояние, позволит создать высокочастотное изменение вертикальной нагрузки на колесо, характерное для движения по неровной дорожной поверхности;

- движение накатом при неизменном положении рулевого колеса с момента наезда передних колес на единичную неровность квадратного сечения и до конца испытания позволит исключить влияние водителя на результаты испытания;

- определение оценочного показателя равного значению скорости, при котором автотранспортное средство начинает выходить из коридора движения на участке полуокружности после переезда единичной неровности квадратного сечения позволит получить характеристики изменения свойств траекторной устойчивости в зависимости от технического состояния подвески и шин.

Способ оценки устойчивости движения автотранспортного средства поясняется изображениями, на которых представлено:

на фиг. 1 - схема проведения испытания;

на фиг. 2 - начало разгона автотранспортного средства на прямолинейном участке;

на фиг. 3 - въезд автотранспортного средства на участок полуокружности;

на фиг. 4 - начало переезда колес передней оси через единичную неровность;

на фиг. 5 - начало переезда колес задней оси через единичную неровность;

на фиг. 6 - движение автотранспортного средства после единичной неровности;

на фиг. 7 - выезд автотранспортного средства с участка полуокружности.

Способ оценки устойчивости движения автотранспортного средства предусматривает выполнение серии испытаний, проводимых на ровной горизонтальной площадке с асфальтовым покрытием, на которой размечают коридор движения 1 (см. фиг. 1), включающий прямолинейный участок для разгона и участок в виде полуокружности для выполнения поворота. В средней части участка полуокружности поперек коридора движения 1 устанавливают и закрепляют единичную неровность 2 квадратного сечения со стороной 0,05 м. Испытуемое автотранспортное средство 3 разгоняют на прямолинейном участке, затем осуществляют движение по круговому участку и после переезда единичной неровности 2 и продолжают движение без изменения положения рулевого колеса. При наезде передних колес на единичную неровность 2 квадратного сечения и до конца испытания автотранспортное средство переводят в режим движения накатом. При движении по полуокружности на автотранспортное средство воздействуют центробежная сила и противодействующие ей боковые реакции в пятнах контакта шин с опорной поверхностью. Переездом через единичную неровность 2 квадратного сечения возбуждают вертикальные колебания колес автотранспортного средства, характер протекания которых зависит от параметров шин и подвески. Наличие колебаний приводит к изменению боковых реакций и, следовательно, траектории движения испытуемого автотранспортного средства 3. При движении автотранспортного средства после переезда неровности по траектории 4, не выходящей из габаритного коридора, устойчивость движения признается удовлетворительной. При выходе из габаритного коридора, т.е. при движении по траектории 5, устойчивость движения признают недостаточной. Испытания подразделяют на предварительные и зачетные. Предварительные испытания проводят для определения начальных скоростей зачетных испытаний. Начальные скорости предварительных испытаний выбирают такими, при которых не происходит снижение свойств устойчивости. Заканчивают предварительные испытания на скорости, при которой начинает проявляться снижение свойств устойчивости. Начальную скорость зачетных испытаний принимают на 10% меньше скорости окончания предварительных испытаний. В последующих заездах скорость увеличивают с интервалом 1 км/ч. Если в трех заездах на одной скорости наблюдается выход за пределы коридора движения, то испытания заканчивают. Количественной оценкой устойчивости движения является максимальная скорость, при которой автотранспортное средство начинает выходить из коридора движения на участке полуокружности после переезда единичной неровности 2 квадратного сечения.

Способ оценки устойчивости движения автотранспортного средства поясняется примерами конкретного выполнения.

Пример 1

Проводят испытание автотранспортного средства категории M1 с заведомо неисправными задними амортизаторами по методике, реализующей описываемый способ (см. фиг. 2-7). Выполняют предварительные испытания при скорости автотранспортного средства: 20, 25, 30, 35 и 40 км/ч. Экспериментально установлено, что при скорости 40 км/ч наблюдают выезд автотранспортного средства из коридора движения после переезда единичной неровности квадратного сечения, на скорости 35 км/ч выезд не происходит. Начальную скорость зачетных испытаний, равную 36 км/ч, определяют, как уменьшенную на 10% скорость окончания предварительных испытаний (40 км/ч). Выполняют зачетные испытания при скорости автотранспортного средства: 36, 37 и 38 км/ч. Экспериментально установлено, что при скорости 38 км/ч наблюдают выезд автотранспортного средства из коридора движения после переезда единичной неровности квадратного сечения, на скорости 37 км/ч выезд не происходит. При повторных испытаниях на скорости 38 км/ч также наблюдают выезд автотранспортного средства из коридора движения после переезда единичной неровности квадратного сечения.

Результат испытания (оценка устойчивости движения): нижняя граница скоростного диапазона, при котором автотранспортное средство теряет траекторную устойчивость равна 38 км/ч.

Пример 2

Проводят испытание исправного автотранспортного средства категории Ml по методике, реализующей описываемый способ. Выполняют предварительные испытания при скорости автотранспортного средства: 20, 25, 30, 35, 40, 45 и 50 км/ч. Экспериментально установлено, что при скорости 50 км/ч наблюдают выезд автотранспортного средства из коридора движения после переезда единичной неровности квадратного сечения, на скорости 45 км/ч выезд не происходит. Начальную скорость зачетных испытаний, равную 45 км/ч, определяют, как уменьшенную на 10% скорость окончания предварительных испытаний (50 км/ч). Выполняют зачетные испытания при скорости автотранспортного средства: 45, 46 и 47 км/ч. Экспериментально установлено, что при скорости 47 км/ч наблюдают выезд автотранспортного средства из коридора движения после переезда единичной неровности квадратного сечения, на скорости 46 км/ч выезд не происходит. При повторных испытания на скорости 47 км/ч также наблюдают выход выезда автотранспортного средства из коридора движения после переезда единичной неровности квадратного сечения.

Результат испытания (оценка устойчивости движения): нижняя граница скоростного диапазона, при котором автотранспортное средство теряет траекторную устойчивость равна 47 км/ч.

Предлагаемое изобретение «Способ оценки устойчивости движения автотранспортного средства» по сравнению с прототипом «Испытание «поворот R_n=35 м» (см. ГОСТ 31507-2012) позволяет:

- определять количественный показатель влияния на устойчивость автотранспортного средства, свойств пневматических шин и подвески, функционирующих при высокочастотном изменении вертикальной нагрузки на колесо, для движения по неровной дорожной поверхности;

- определять максимальную скорость устойчивого движения автотранспортного средства при высокочастотных вертикальных колебаниях подвески и пневматических шин;

- расширить функционал испытаний автотранспортных средств в части определения влияния на устойчивость движения характеристик пневматических шин и системы подрессоривания при их работе в диапазоне высоких частот изменения нормальной нагрузки на колесо.

Изобретение относится к области испытаний автотранспортных средств. Для определения численного параметра, характеризующего траекторную устойчивость автотранспортного средства при движении в условиях высокочастотного изменения вертикальной нагрузки на колесо, в способе оценки устойчивости определения влияния шин и подвески на устойчивость движения автотранспортного средства проводят испытания на ровной горизонтальной площадке с асфальтовым покрытием. Автотранспортным средством осуществляют движение по коридору 1, состоящему из прямолинейного участка для разгона и участка в виде полуокружности для выполнения поворота. В средней части участка полуокружности поперек коридора движения 1 устанавливают и закрепляют единичную неровность 2 квадратного сечения со стороной 0,05 м. Переездом через единичную неровность квадратного сечения возбуждают вертикальные колебания колес автомобиля, характер протекания которых зависит от параметров шин и подвески. Наличие колебаний приводит к изменению боковых реакций и, следовательно, траектории движения испытуемого автомобиля 3. При движении автотранспортного средства после переезда неровности по траектории 4, не выходящей из габаритного коридора, устойчивость движения признают удовлетворительной. При выходе из габаритного коридора, траектория 5, устойчивость движения признают недостаточной. Количественной оценкой устойчивости движения является максимальная скорость, при которой автотранспортное средство начинает выходить из коридора движения на участке полуокружности после переезда единичной неровности квадратного сечения. Технический результат - определение численного параметра, характеризующего траекторную устойчивость автотранспортного средства при движении в условиях высокочастотного изменения вертикальной нагрузки на колесо. 7 ил.

Способ оценки устойчивости движения автотранспортного средства, предусматривающий серию испытаний автотранспортного средства, состоящих из разгона на прямолинейном участке и последующего движения с постоянной скоростью по участку полуокружности, отличающийся тем, что поперек коридора движения в средней части участка полуокружности устанавливают и закрепляют единичную неровность квадратного сечения, переезд через которую вводит подвеску в возмущенное состояние, при наезде передних колес на единичную неровность квадратного сечения и до конца испытания осуществляют движение накатом при неизменном положении рулевого колеса, определяют оценочный показатель, равный значению скорости, при котором автотранспортное средство начинает выходить из коридора движения на участке полуокружности после переезда единичной неровности квадратного сечения.