Файл: Н. В. Пеньшин организация транспортных услуг и безопасность транспортного процесса тамбов .pdf

243
верждает, что серия его новых шин обеспечивает снижение сопротив- ления качению на 35% без потери сцепных свойств, при этом эконо- мия топлива достигает 3…5%.
На протяжении всех лет существования пневматических шин су- ществовала проблема их прокола, поскольку прокол колеса при дви- жении с большой скоростью может привести к самым катастрофиче- ским последствиям. В последние годы работы в области создания про- тивоаварийных шин ведутся практически всеми производителями.
В течение многих лет ведущие производители шин делали по- пытки создания шин, которые не боятся проколов. Некоторые произ- водители (Goodyear, Michelin) выпускали бескамерные шины с не- сколькими герметизирующими слоями, которые очень медленно вы- пускали воздух в случае небольших повреждений. Другие (Dunlop,
Continental) устанавливали внутри шины специальные капсулы, кото- рые при смятии шины в результате выхода воздуха разрушались и вы- деляли герметизирующий состав и газ, который накачивал шину. Су- ществуют и другие варианты безопасных конструкций шин и уст- ройств для быстрого ремонта повреждённых шин.
Компания Michelin разработала безопасную шину PAX, которая действительно не боится проколов и даёт возможность автомобилю двигаться на проколотой шине около 160 км со скоростью до
88 км/ч, сохраняя управляемость и устойчивость.
Кроме повышенной безопасности, шина PAX обладает меньшим сопротивлением качению и меньшей деформацией при действии боко- вых сил, что улучшает показатели устойчивости и управляемости ав- томобиля.
Бортовая часть шины имеет специальную конструкцию, за счёт которой шина прочно удерживается на ободе. Обод колеса, предназна- ченного для шины PAX, несимметричен и не может использоваться для стандартных шин. Обод имеет плоское металлическое кольцо, по- крытое эластичным материалом. Кольцо располагается внутри смон- тированной на ободе шины и при выходе из неё воздуха обеспечивает необходимую опору.
Водитель автомобиля, оборудованного безопасными шинами, может не заметить прокола, поэтому производители таких шин требу- ют, чтобы на автомобили устанавливались системы, предупреждаю- щие водителя о падении давления в шинах. Некоторые автомобили уже комплектуются этими системами, а с ноября 2006 г. все легковые автомобили, выпускаемые в США, оборудованы ими в обязательном порядке.

245
Курсовой устойчивостью автомобиля называют его свойство дви- гаться в нужном направлении без корректирующих воздействий со стороны водителя, т.е. при неизменном положении рулевого колеса.
Автомобиль с плохой курсовой устойчивостью всё время неожиданно меняет направление движения. Это создаёт угрозу другим транспорт- ным средствам и пешеходам. Водитель, управляя неустойчивым авто- мобилем, вынужден особенно внимательно следить за дорожной об- становкой и постоянно корректировать движение, чтобы предотвра- тить выезд за пределы дороги.
Нарушение курсовой устойчивости происходит в результате дейст- вия возмущающих сил, например порывов бокового ветра, ударов колёс о неровности дороги, а также из-за резкого поворота управляемых колёс водителем. Потеря устойчивости может быть вызвана и техническими неисправностями (неправильная регулировка тормозных механизмов, излишний люфт в рулевом управлении, прокол шины).
Особенно опасна потеря курсовой устойчивости при большой ско- рости. Автомобиль, изменив направление движения и отклонившись даже на небольшой угол, может через короткое время оказаться на по- лосе встречного движения. Так, если автомобиль, движущийся со скоро- стью около 80 км/ч, отклонится от прямолинейного направления всего на 5°, то через 2,5 с он переместится в сторону почти на 1 м и водитель может не успеть вернуть автомобиль на прежнюю полосу. Часто авто- мобиль теряет устойчивость при движении по дороге с поперечным ук- лоном (косогору) и при повороте на горизонтальной дороге.
Система курсовой устойчивости в современном автомобиле- строении(антизаносная системаили система динамической стабили- зации) предназначена для сохранения устойчивости и управляемости автомобиля за счёт заблаговременного определения и устранения кри- тической ситуации.
Система курсовой устойчивости предотвращает и исправляет ошибки водителя в управлении автомобилем, с тем чтобы сохранять водителю возможность контролировать машину практически в любой дорожной ситуации.
Система курсовой устойчивости позволяет удерживать автомобиль в пределах заданной водителем траектории при различных режимах движения. Например, водитель не рассчитал скорость на входе в пово- рот и вошёл в него слишком быстро. Система поможет исправить ошиб- ку, повернёт и стабилизирует машину на повороте. В свободном каче- нии, при ускорении, при торможении и на поворотах система поможет вести машину по желаемой траектории и в нужном направлении.
Система курсовой устойчивости является системой активной безопасности и включает в себя следующие системы автомобиля:

246
антиблокировочную систему тормозов (ABS), систему распределения тормозных усилий (EBD), электронную блокировку дифференциала
(EDS), антипробуксовочную систему (ASR).
В зависимости от производителя системы курсовой устойчивости получили следующие наименования:
− система ESP (Electronic Stability Programme), на большинстве автомобилей в Европе и Америке;
− система ESC (Electronic Stability Control), на автомобилях
Honda, Kia, Hyundai;
− система DSC (Dynamic Stability Control), на автомобилях
BMW, Jaguar, Rover;
− система DTSC (Dynamic Stability Traction Control), на автомо- билях Volvo;
− система VSA (Vehicle Stability Assist), на автомобилях Honda,
Acura;
− система VSC (Vehicle Stability Control), на автомобилях Toyota;
− система VDC (Vehicle Dynamic Control), на автомобилях Infini- ti, Nissan, Subaru;
− система VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management), на автомобилях Toyota.
Принцип действия системы курсовой устойчивости автомобиля
(системы ESP) следующий.
Система ESP представляет собой комплекс, который включает в себя входные датчики, блок управления и гидравлический блок систе- мы ABS/ASR со всеми компонентами.
Входные датчики фиксируют конкретные параметры автомобиля и преобразуют их в электрические сигналы. С помощью датчиков сис- тема динамической стабилизации оценивает действия водителя и па- раметры движения автомобиля.
Блок управления системы ESP принимает сигналы от датчиков и формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства подконтрольных систем активной безопасности:
− впускные и выпускные клапаны системы ABS;
− переключающие и клапаны высокого давления системы ASR;
− контрольные лампы системы ESP, системы ABS, тормозной системы.
В своей работе блок управления ESP взаимодействует с блоком управления системы управления двигателем и блоком управления ав- томатической коробки передач (если автомобиль оборудован автома- тической трансмиссией).

247
Стабилизация движения автомобиля может достигаться несколь- кими способами:
− подтормаживанием определённых колёс;
− изменением крутящего момента двигателя, изменением угла поворота передних колёс (при наличии системы активного рулевого управления);
− изменением степени демпфирования амортизаторов (при на- личии адаптивной подвески).
В конструкции системы курсовой устойчивости могут быть реа- лизованы следующие дополнительные функции (системы):
− гидравлический усилитель тормозов;
− система предотвращения опрокидывания;
− система предотвращения столкновения;
− система стабилизации автопоезда;
− система повышения эффективности тормозов при нагреве;
− система удаления влаги с тормозных дисков и др.
Все вышеперечисленные системы в основном не имеют своих конструктивных элементов, а являются программным расширением системы ESP.
Работу системы ESP можно описать так. Как только какое-то ко- лесо автомобиля начинает проскальзывать, что может привести к сно- су или заносу, в то же мгновение система включается и подтормажи- вает одно из колёс, что предотвращает дальнейшее скольжение. Сен- соры позволяют системе выяснить, отклоняется ли машина от курса, заданного водителем.
Происходит это так: при стабилизации автомобиля система ана- лизирует управляющие действия водителя, такие как угол поворота рулевого колеса, положение педалей газа и тормоза, и сопоставляет их с реальным откликом автомобиля на эти действия, в первую очередь со скоростью автомобиля, скоростью изменения и величиной угла раз- ворота автомобиля и величиной боковых ускорений.
Этой информации системе достаточно, чтобы определить начало разворота вокруг вертикальной оси или сноса с желаемой траектории.
Если реальные параметры движения автомобиля будут отличаться от рассчитанных по управляющим действиям водителя (машина в реаль- ности уходит от заданной водителем траектории), то система может вмешаться в процесс управления автомобилем, подтормаживая оба правых или левых колеса автомобиля и изменяя крутящий момент, развиваемый двигателем, стремясь вернуть автомобиль на заданную водителем траекторию.

248
По сути, система курсовой устойчивости реагирует на критиче- ские ситуации, ставя и получая благодаря входным датчикам ответы на два вопроса: Куда намерен ехать водитель? Куда на самом деле едет автомобиль?
Ответ на первый вопрос система получает от датчиков, опреде- ляющих угол поворота рулевого колеса и угловые скорости колёс ав- томобиля. Ответ на второй вопрос даёт измерение угла поворота авто- мобиля вокруг вертикальной оси и величина его поперечного ускоре- ния. Если датчики выдают разноречивую информацию, т.е. ответы на вопросы не совпадают, то существует вероятность возникновения кри- тической ситуации, при которой необходимо вмешательство системы
ESP.
Критическая ситуация на поворотах может проявиться в двух ва- риантах поведения автомобиля:
1.
Недостаточная поворачиваемость автомобиля. В этом случае система дозировано подтормаживает внутреннее заднее колесо по от- ношению к повороту, а также воздействует на системы управления работой двигателя и АККП (если автомобиль оборудован автоматиче- ской трансмиссией). В результате добавления тормозной силы к зад- нему колесу, вектор сил, действующих на автомобиль, поворачивается в сторону поворота, и машина возвращается на заданную траекторию движения, вписываясь в поворот.
2.
Избыточная поворачиваемость автомобиля. В этом случае система дозировано подтормаживает переднее внешнее колесо и воз- действует на системы управления работой двигателя и АККП (если автомобиль оборудован автоматической трансмиссией). В результате вектор сил, действующих на автомобиль, поворачивается «наружу» поворота, тем самым предотвращая занос автомобиля и следующее за ним неуправляемое вращение вокруг вертикальной оси.
Ситуация у автомобиля с системой ESP будет выглядеть несколь- ко иначе. Водитель пытается объехать препятствие. По сигналам дат- чиков система распознаёт возникший неустойчивый режим движения автомобиля, производит необходимые вычисления и подтормаживает левое заднее колесо, способствуя тем самым повороту автомобиля.
Пока машина движется по дуге влево, водитель начинает поворачивать рулевое колесо вправо. Чтобы способствовать повороту автомобиля вправо, система подтормаживает правое переднее колесо. Задние колё- са при этом вращаются свободно, что препятствует возникновению заноса.
Система курсовой устойчивости может предотвратить возникно- вение заноса или сноса лучше любого водителя, но при этом не следу- ет забывать, что устойчивость автомобиля определяется сцеплением

249
шин с дорожным покрытием, поэтому если на скользком повороте на большой скорости резко дёрнуть руль, то никакая система не спасёт.
Электроника может подправить действия водителя, исправить не- большие ошибки. Но серьёзных промахов в управлении, связанных с значительным превышением скорости, ни одна система исправить не сможет. Человеческий фактор всегда остаётся главным.
Управляемость автомобиля. Под управляемостью понимают спо- собность автомобиля сохранять или изменять направление движения, заданное водителем, с минимальной затратой физической энергии. Имен- но поэтому управляемость автомобиля больше, чем другие его эксплуата- ционные свойства, связана с водителем. Для обеспечения хорошей управ- ляемости автомобиля его конструктивные параметры должны соответст- вовать психофизиологическим особенностям водителя.
Управляемые колёса под воздействием случайных, ударов и толчков постоянно отклоняются от нейтрального положения даже во время прямолинейного движения автомобиля по дороге с ровным ас- фальтобетонным покрытием. Свойство управляемых колёс сохранять нейтральное положение и автоматически в него возвращаться называ- ется стабилизацией. Автомобиль с плохой стабилизацией колёс произ- вольно меняет направление своего движения, вследствие чего води- тель вынужден непрерывно поворачивать рулевое колесо то в одну, то в другую сторону, чтобы возвратить управляемые колёса в исходное положение. Плохая стабилизация требует значительных затрат физи- ческой энергии водителя, ухудшает устойчивость автомобиля, повы- шает износ шин и деталей рулевого механизма.
У автомобиля с хорошей стабилизацией колёса при выходе из по- ворота автоматически возвращаются в нейтральное положение, и ав- томобиль сохраняет прямолинейное направление, даже если водитель не держит рулевое колесо.
Для достижения хорошей управляемости конструкция автомоби- ля должна удовлетворять следующим требованиям:
− управляемые колёса при повороте должны катиться без боко- вого скольжения;
− рулевой привод должен обеспечивать правильное соотноше- ние углов поворота управляемых колёс;
− размеры направляющих элементов подвесок и упругие харак- теристики подвесок и шин должны быть подобраны таким образом, чтобы углы увода передней и задней осей находились в определённом соотношении;
− управляемые колёса должны иметь хорошую стабилизацию и отсутствие произвольных колебаний;