Результати гальмівних випробувань автобуса категорії М3 стосовно до експертної практики

Постановка проблеми в загальному вигляді та її зв'язок із важливими науковими чи практичними завданнями. У випадку дослідження дорожньо-транспортної пригоди (ДТП) експерт повинен оцінити гальмівну ефективність транспортного засобу, визначивши його усталене сповільнення, а потім на підставі отриманих даних розрахувати зупинний шлях. На сьогодні в Україні відсутні чіткі рекомендації щодо вибору або розрахунку величини усталеного сповільнення транспортного засобу, обладнаного антиблокувальною системою гальм. Тому в експертів мотивовано виникає проблемне питання стосовно правильності вибору величини усталеного сповільнення за застарілою методикою минулого століття.

Аналіз останніх досліджень і публікацій, у яких започатковане розв'язання цієї проблеми і на які спирається автор, виділення не розв'язаних раніше частин загальної проблеми, котрим присвячується означена стаття. Експериментально доведено, що наявність антиблокувальної системи гальм впливає на ефективність гальмування транспортних засобів. В Україні такі результати експериментальних досліджень опубліковали науковці Харківського національного автомобільно-дорожнього університету (ХНАДУ) та фахівці Науково- дослідного експертно-криміналістичного центру (НДЕКЦ) при ГУМВС України у Харківській обл. [1 - 4]. Є також зарубіжні публікації з цього приводу [5]. Але експерти вимушені і далі застосовувати затверджені міністерством юстиції застарілі експериментальні дані з визначення гальмівної ефективності автомобіля, справедливі тільки у тому разі, якщо автомобіль не обладнаний антиблокувальною системою гальм [6, 7, 8].

В усіх перелічених публікаціях не акцентовано уваги на тому, що експертна практика дослідження обставин ДТП повинна враховувати влив антиблокувальної системи на ефективність гальмування автобусів категорії М₁.

Відомо, що найточніші значення величини усталеного сповільнення автомобіля можна отримати при проведенні слідчого експерименту. Проте автомобіль після ДТП може мати такі пошкодження, які не дозволять провести необхідні вимірювання. У такому разі експерту все одно треба використовувати середньостатистичні дані величини сповільнення автомобіля або визначати цю величину шляхом розрахунку за застарілими методиками, тобто наявність непередбаченої похибки не виключається.

Це проблемне питання вивчали в ХНАДУ на кафедрі автомобілів, науковою школою якої є «Динаміка гальмування і гальмові системи автотранспортних засобів» (наук, керівник - проф. А.М. Туренко).

Формулювання цілей статті (постановка завдання). Метою дослідження було оцінювання ефективності гальмування автобуса категорії М₃ шляхом проведення експериментальних випробувань.

Для цього необхідно використати обладнання, здатне забезпечити вимір параметрів ефективності гальмування з необхідною точністю.

Гальмівні випробування автобуса виконати згідно з нормативними вимогами.

Потрібно проаналізувати отримані експериментальні дані щодо експертної практики.

Виклад основного матеріалу дослідження з повним обґрунтуванням отриманих наукових результатів. Експериментальні дослідження було виконано за допомогою ходової лабораторії ХНАДУ на базі автобуса МАЗ-256, на якому стаціонарно було розміщено сучасний аналогово-цифровий вимірювавшій комплекс (рис.1).

Рис. 1 Загальний вигляд ходової лабораторії на базі автобуса категорії Мз і схема розташування вимірювальних пристроїв: 8 - прилад «п'яте колесо»; Р1 - Р4 - датчики тиску; А1 - АЗ - двокоординатні датчики прискорення; П - датчик зусилля на гальмівній педалі; <31 - датчик витрати палива; К - контролер

Міжнародна класифікація дорожніх транспортних засобів

У цілому, ходова лабораторія дозволяє оцінити швидкісні властивості транспортного засобу, ефективність його гальмівної системи, динамічні характеристики гальмівного привода, паливну економічність, стійкість та плавність ходу.

До складу вимірювального комплексу входять: бортовий контролер; прилад «п'яте колесо»; датчики первинної інформації; кабелі зв'язку; переносний комп'ютер (ноутбук) [9].

Вимірювальний комплекс здатний функціювати при температурі навколишнього середовища від -20 до 45 °С і відносній вологості повітря від 5 до 95% без конденсації вологи. Електроживлення апаратури здійснюється від бортової мережі автомобіля напругою 11,4... 14 В. Потужність, що використовується, - не більше 20 Вт.

Бортовий контролер виконує такі основні функції:

- автоматичне опитування датчиків і первинну обробку одержаної інформації;

- обмін інформацією з переносним комп'ютером по локальній мережі ЕШетеЕ

- задає початок і закінчення автоматичного опитування датчиків;

- індикацію технологічних операцій;

- зберігання інформації за встановлений період випробувань.

Переносний комп'ютер із спеціальною прикладною програмою забезпечує:

- введення і коректування налагоджувальних коефіцієнтів параметрів, що вимірюються;

- калібрування датчиків;

- передачу введеної оператором інформації в бортовий контролер;

- виконання розрахунків за заданими функціями;

- побудову графіків по кожній функції;

- побудову гальмівної діаграми автомобіля;

- формування і видачу за командою оператора звітів заданої форми;

- надання інформації про заміряні й розрахункові параметри на моніторі у цифровому і графічному вигляді;

- зберігання одержаної в процесі випробувань інформації.

Особливістю ходової лабораторії є можливість одночасного отримання необхідної інформації по всіх вимірювальних каналах як у цифровому, так і в графічному вигляді. Це дозволяє наочно спостерігати картину протікання, наприклад, такого багатогранного і складного процесу, як гальмування автомобіля не тільки за параметрами гальмівної ефективності, але й з урахуванням динаміки гальмівного привода, зміни зусилля на гальмівній педалі, зміни курсової стійкості і появи коливань дій від нерівностей дороги (рис. 2).

Ходова лабораторія дозволяє оцінити ефективність гальмівної системи автомобіля двома різними способами: за допомогою приладу «п'яте колесо» і за допомогою вимірювання сповільнення автомобіля електронним датчиком прискорення.

Датчики прискорення, розташовані на мостах підвісок і кузові автобуса, дозволяють оцінити його курсову стійкість при гальмуванні (рис. 3). Відомо, що втрата стійкості виявляється в перекиданні автомобіля чи ковзанні його коліс у поперечній чи подовжній площинах. Більш імовірною є втрата автомобілем поперечної стійкості, однак у певних умовах можливою є втрата і подовжньої стійкості. Частіше виникає ковзання коліс, рідше - перекидання. Із численних факторів, що змінюються при експлуатації автомобіля, на стійкість значною мірою впливає технічний стан шин і гальмівної системи.

Рис. З Курсова стійкість автомобіля при гальмуванні

Методи випробувань за визначенням гальмівних властивостей автомобілів серійного і масового виробництва та дослідних зразків установлюються діючими стандартами країни, розробленими на підставі Міжнародних правил ЕЕК ООН №13.

Відповідно до існуючих вимог, критеріями оцінювання ефективності робочої гальмівної системи при дорожніх випробуваннях автомобілів категорій М і N є гальмівний шлях і усталене сповільнення. Гальмівний шлях - це відстань, яку автомобіль проходить від початку до кінця гальмування, тобто від моменту торкання водієм гальмівної педалі до моменту зупинки автомобіля. Усталене сповільнення - це середня величина сповільнення автомобіля при гальмуванні з максимальною ефективністю.

Випробування з визначенням ефективності робочої гальмівної системи розділяють на три типи: випробування типу «нуль», випробування типу І, випробування типу II. Випробування виконувалися за типом «нуль», коли температура гальмівних механізмів не перевищує 100°С.

Ділянка дороги, на якій проводяться випробування, повинна бути прямою і горизонтальною. Допускаються поздовжні ухили, що не перевищують 0,5%. Покриття дороги має бути твердим і сухим, достатнім для забезпечення високого коефіцієнта зчеплення колеса з дорогою (ср>0,7). Випробування повинні виконуватися при температурі від +5 до +30°С і швидкості вітру, не більшій ніж 5 м/с.

При контрольних гальмуваннях не допускається доводити до блокування колеса автомобіля. Результати випробувань за визначенням ефективності гальмування вважаються незаліковими, якщо автомобіль у процесі гальмування повертається на кут понад 15°. При цьому не допускається коректування траєкторії руху автомобіля рульовим керуванням, якщо цього не вимагає безпека випробувань.

Похибки вимірювання не повинні перевищувати при визначенні гальмівного шляху ±1,5%, початкової швидкості гальмування ±1,5%, уповільнення ±4,0%.

Ходова лабораторія ХНАДУ забезпечує вимірювання параметрів з такими похибками:

- похибка пройденого шляху при гальмівних випробуваннях не перевищує 1,05%;

- похибка вимірювання швидкості - 1%;

- похибка вимірювання прискорення при використовуванні приладу «п'яте колесо» - 2,1%;

- похибка вимірювання прискорення від акселерометрів - 1,02%.

Такі похибки справедливі при швидкостях, що перевищують 1,5 м/с.

Похибка вимірювання інтервалів часу, наявна при всіх вимірюваннях, складає 0,1%.

У процесі експерименту було виконано більше 40 випробувань у спорядженому (порожньому) стані та 10 випробувань з повним навантаженням (з повною масою).

Крім того, підраховувалася середня величина усталеного сповільнення за всіма випробуваннями, оскільки усталене сповільнення автомобіля є одним з основних параметрів до розрахунку ефективності гальмування. Саме тому висновок експерта при дослідженні ДТП багато в чому буде залежати від правильності й достовірності встановленої величини усталеного сповільнення. Згідно з отриманими експериментальним даним на сухому асфальті (коефіцієнт зчеплення 0,7 - 0,8) величина усталеного порожньому стані та 5,7 м/с² у завантаженому стані.

Треба ще раз відзначити, що ці дані отримані на автобусі, який обладнано антиблокувальною системою гальм із пневматичним приводом. Тому ці дані значно відрізняються від тих, якими користуються експерти при дослідженні ДТП. Така різниця у визначенні величини сповільнення автомобілів в експертній практиці можлива при використанні застарілих систематизованих даних (таблиці 3, 4) [7, 8].

Крім того, як показують результати експерименту, в автобуса категорії М₃ із сучасною гальмівною системою практично вдвічі скоротився час запізнювання спрацьовування гальм з 0,3 с (табл. 3) до 0,15 - 0,2 с (див. табл. 2). На практиці це приводить до того, що при гальмуванні зі швидкості 60 км/ч = 16,66 м/с за рахунок зменшення часу гальмування на 0,15 с скорочується зупинний шлях на 1,8 - 2,4 м. Тобто експерт повинен теж ураховувати такі зміни в часі спрацьовування гальм автобуса категорії М₃ із сучасною гальмівною системою при розрахунку зупинного шляху, який виконується з точністю до 0,01 м.

Примітки:

* у чисельнику для гальм з підсилювачем, у знаменнику - без підсилювача;

** у чисельнику для гальм з гідроприводом, у знаменнику -- з пневмоприводом.