CC BY
89
Оригинальная статья / Original article УДК 656/05
DOI: 10.21285/1814-3520-2017-4-188-197
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ ШИН АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ КАТЕГОРИИ М1 ПРИ ТОРМОЖЕНИИ НА МЕРЗЛОМ АСФАЛЬТЕ
© С.П. Озорнин1, В.Г. Масленников2, Н.С. Замешаев3
Забайкальский государственный университет,
Российская Федерация, 672039, Забайкальский край, г. Чита, ул. Александро -Заводская, 30. РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. В настоящее время в методиках реконструкции дорожно-транспортных происшествий нет определения состоянию дорожного покрытия «мерзлый асфальт». При производстве экспертизы принимаются величины замедления автотранспортных средств, установленные в 1995 г. методической рекомендацией Российского федерального центра судебной экспертизы для всех автомобилей определенной категории без учета специфических особенностей конкретного автомобиля. Проблема определения продольного коэффициента сцепления шин колес автотранспортных средств с поверхностью дороги снижает качество автотехнических экспертиз. Цель данной работы - выявить зависимость продольного коэффициента сцепления шин колес автотранспортных средств с поверхностью дороги от факторов и условий движения автотранспортных средств на покрытии «мерзлый асфальт». МЕТОДЫ. В работе использован экспериментальный метод получения данных и метод регрессионного анализа для их обработки. РЕЗУЛЬТАТЫ. Экспериментально определены функциональные зависимости между фактическим значением коэффициента сцепления и различными влияющими факторами при торможении автотранспортных средств на мерзлом асфальте. Представлены математические модели определения коэффициента сцепления шин автотранспортных средств категории М1, не оборудованных и оборудованных антиблокировочной системой торможения, при торможении на мерзлом асфальте. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные математические модели для автотранспортных средств, оборудованных и не оборудованных антиблокировочной системой торможения, при исследовании обстоятельств дорожно -транспортного происшествия позволяют моделировать значения коэффициента продольного сцепления шин автотранспортных средств категории М1 на мерзлом асфальте в зависимости от скорости автотранспортных средств и величины нормальной нагрузки на колесо.
Ключевые слова: мерзлый асфальт, фактический коэффициент сцепления шин с дорогой, регрессионный анализ, математическая модель.
Формат цитирования: Озорнин С.П., Масленников В.Г., Замешаев Н.С. Математические модели определения коэффициента сцепления шин автотранспортных средств категории М1 при торможении на мерзлом асфальте // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 4. С. 188-197. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-4-188-197
MATHEMATICAL MODELS FOR DETERMINING THE ADHESION COEFFICIENT OF M1 CATEGORY VEHICLE TYRES UNDER BRAKING ON FROZEN ASPHALT S.P. Ozornin, V.G. Maslennikov, N.S. Zameshaev
Transbaikal State University (ZabGU),
30, Aleksandro-Zavodskaya St., Chita, Transbaikal region, 672039, Russian Federation.
ABSTRACT. PURPOSE. Current methods of road accident reconstruction do not contain the definition of the road pavement condition "frozen asphalt". When carrying out an expertise the values of vehicle deceleration are used, which were set in 1995 by the methodological recommendation of the Russian Federal center of forensic examination for all vehicles of a certain category regardless of the specific characteristics of the particular vehicle. The problem of determin-
1
Озорнин Сергей Петрович, доктор технических наук, профессор кафедры строительных и дорожных машин, e-mail: s.ozornin2013.s@ya.ru
Sergey P. Ozornin, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Construction and Road Machinery, e-mail: s.ozornin2013.s@ya.ru
2Масленников Василий Геннадьевич, старший эксперт ЭКЦ УМВД по Забайкальскому краю, майор полиции, e-mail: maslennikow.vasiliy@yandex.ru
Vasiliy G. Maslennikov, Senior Expert of the Criminal Expertize Center of the Department of the Ministry of Internal Affairs of Russia in the Transbaikal region, Major of the Police, e-mail: maslennikow.vasiliy@yandex.ru
3Замешаев Николай Сергеевич, аспирант, e-mail: nikozam-zns@mail.ru Nikolai S. Zameshaev, Postgraduate student, e-mail: nikozam-zns@mail.ru
ing the coefficient of vehicle wheel tyre longitudinal grip with the road surface reduces the quality of technical expertise. The purpose of this work is to identify the dependence of the coefficient of vehicle wheel tyre longitudinal grip with the road surface on the factors and travelling conditions of motor vehicles on the road pavement "frozen asphalt". METHODS. The study uses an experimental method of data obtaining and the method of regression analysis for data processing. RESULTS. Functional dependences between the actual value of the adhesion coefficient and various influencing factors under vehicle braking on the frozen asphalt have been determined experimentally. Mathematical models for the determination of the adhesion coefficient of tyres of M1 category vehicles equipped and not equipped with an anti-lock braking system when braking on the frozen asphalt are presented. CONCLUSION. When examining the circumstances of a road accident the mathematical models obtained for the vehicles equipped and not equipped with the anti-lock braking system allow to simulate the values of the coefficient of the longitudinal grip of the M1 category vehicle tyre on the "frozen asphalt" depending on the vehicle travelling speed and the value of normal load on the wheel. Keywords: frozen asphalt, actual coefficient of tyre adhesion to the road, regression analysis, mathematical model.
For citation: Ozornin S.P., Maslennikov V.G., Zameshaev N.S. Mathematical models for determining the adhesion coefficient of M1 category vehicle tyres under braking on frozen asphalt // Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017. V. 21. No. 4. P. 188-197. (In Russian) DOI: 10.21285/1814-3520-2017-4-188-197
Введение
В настоящее время в методиках реконструкции дорожно-транспортных происшествий (ДТП) нет определения состоянию дорожного покрытия «мерзлый асфальт». При производстве экспертизы принимаются величины замедления автотранспортных средств (АТС), установленные в 1995 г. методической рекомендацией Российского федерального центра судебной экспертизы (РФЦСЭ) для всех автомобилей определенной категории без учета специфических особенностей конкретного автомобиля4. Проблема определения продольного коэффициента сцепления шин колес автотранспортных средств с поверхностью дороги снижает качество автотехнических экспертиз.
Цель данной работы - выявить зависимость продольного коэффициента сцепления шин колес автотранспортных средств с поверхностью дороги от факторов и условий движения автотранспортных средств на покрытии «мерзлый асфальт».
На основе предварительно проведенных экспериментов было установлено, что замедление автомобиля при торможении может отличаться от усредненного значения J = 3,9 м/с2 (для мерзлого асфальта) и достигать значений от J = 2,95 м/с2 до J = 6,34 м/с2, что соответствует величинам коэффициента сцепления шин с дорогой от ф = 0,3 до ф = 0,6 [1, 2, 3].
Выбор метода исследования
С целью получения экспериментальных результатов измерений параметров тормозной эффективности автомобилей в процессе торможения при отрицательных температурах окружающего воздуха и определения влияния факторов на величину коэффициента сцепления проведе-
4Григорян В.Г. Применение в экспертной практике параметров торможения автотранспортных средств: методические рекомендации для экспертов. М.: РФЦСЭ, 1995. 10 с. / Grigoryan V.G. Expert application of vehicle braking of motor vehicles: guidelines for experts. Moscow, Federal center of forensic expertise Publ., 1995, 10 p.
ны эксперименты по методике ГОСТ Р 51709 - 2001 в дорожных условиях.
Эксперименты проводились в г. Чите на участке автомобильной дороги по улице Магистральная, в границах от улицы Прибрежная до пос. Кадала. Участок дороги с асфальтобетонным покрытием, прямой, горизонтального профиля, в населенном пункте.
Условия проведения экспериментов: время суток светлое,температура окружающего воздуха от -14 до -30°С; время движения автомобиля перед торможением от 5 до 20 мин; температура по-
верхности асфальтобетонного покрытия от -15,1 до -36,6°C; нагрузка на автомобиль от 1000 до 4000 Н; скорость движения АТС от 20 до 50 км/ч. В экспериментах принимали участие два автомобиля категории М1:ВАЗ 2106 1996 г. выпуска и MMCOutlender 2012 г. выпуска. Технические характеристики автомашины MMCOuttander: масса автомобиля с водителем без нагрузки - 1680 кг; тип тормозной системы - гидравлический (АБС); тип шин - радиальные, зимние М+S, размер -225/70R16TRIANGLE, давление в шинах -240 кПа. Технические характеристики автомашины ВАЗ 2106: масса автомобиля с водителем без нагрузки - 1540 кг; тип тормозной системы - гидравлический; тип шин - радиальные, зимние М+S, размер -175/70R13 BRIDGESTONE BLIZZAK, давление в шинах - 200 кПа.
При проведении экспериментов использовался измеритель эффективности тормозных систем автомобилей модификации «Эффект-02» научно-производственной фирмы «Мета», а также прибор для оперативного измерения коэффициента сцепления на месте ДТП (ПОИКС) (Заявка ФИПС № 2017100801(001332) от 10.01.2017 г.). Измерения прибором ПОИКС производились по методике, изложенной в [4].
В результате обработки полученных экспериментальных данных было установлено, что при всех равных условиях значение коэффициента продольного сцепления
шин АТС категории М1, оборудованных антиблокировочной системой торможения (АБС), при торможении на мерзлом асфальте меньше, чем значение коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, не оборудованных АБС. Данное обстоятельство объясняется тем, что на взаимодействие колеса с покрытием в зимнее время года большое влияние оказывает температура в зоне контакта шины с покрытием [5]. Так, при торможении АТС категории М1, не оборудованных АБС, в зоне контакта шины с покрытием за счет трения при скольжении шины наблюдалось повышение температуры до положительных значений (от +1 до +4оС), и при этом тончайшая пленка льда плавилась, разрываясь многочисленными выступами шероховатости асфальта. При таком взаимодействии шины АТС с покрытием происходило видимое испарение влаги в зоне контакта (рис. 1).
Для сравнения приведем следующие данные: значение коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте находились в пределах от ф = 0,37 до ф = 0,44, а значение коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, не оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте, находились в пределах от ф = 0,42 до ф = 0,55.
Рис. 1. Видимое испарение влаги в зоне пятна контакта после торможения Fig. 1. Visible moisture evaporation in the contact patch after braking
Регрессионный анализ
Большое влияние на определение фактического значения коэффициента сцепления шин АТС на месте ДТП оказывают скорость движения АТС, нагрузка на колесо, сцепные качества шин, что должно учитываться при оформлении экспертизы. В связи с этим функциональная зависимость между фактическим значением коэффициента сцепленияи различными влияющими факторами может быть определена с помощью регрессионного анализа 5,6,7. Эту зависимость можно получить путем проведения сопоставления данных, полученных при экспериментальных исследованиях на реальном автомобиле, и данных, полученных с помощью прибора ПОИКС.
Для нахождения наиболее оптимального уравнения регрессии используется метод исключения. Сначала в рассмотрение включается наибольшее возможное число факторов, а затем последовательно исключаются факторы, дающие наименьший эффект, с пересчетом на каждом шаге значений всех коэффициентов регрессии и
о
их значимости8. Значимость коэффициентов регрессии помогает обнаружить вычисление ¿-статистики9,10.
Исходные данные для регрессионного анализа функциональной зависимости коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте, представлены в табл.1.
Семь факторов для регрессионного анализа функциональной зависимости коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте, были обработаны. Получены следующие результаты для уравнения регрессии: множественный коэффициент Я = 0,845654; Р-критерий Фишера = 5,379383.
Для всех коэффициентов регрессии рассчитаны значения критерия Стьюдента (¿-значения), которые определены с уровнем значимости р, равным 0,05, и числом степеней свободы (сс), равным 15. Результаты представлены на рис. 2.
orss
■0.Î3
ллъ
Время движения автомобиля перед торможением / Vehicle
.travelling time before braking_
Температура воздуха I Air temperature
Температура шин автомобиля / Vehicle tyre temperature
0,75
Температура асфальта I Asphalt temperature
Ш
Поступательная скорость колеса I Wheel speed of advance
3,57
Нагрузка на колесо I Wheel load
2,131 (p=0.05)
Коэффициент сцепления по прибору I Instrumental adhesion coefficient
Рис. 2. Значимость коэффициентов уравнения регрессии по критерию Стьюдента (t-значение 2,131 (p = 0,05) для коэффициентов абсолютное значение; сс = 15) Fig. 2. The significance of regression equation coefficients by the Student's criterion (t-value of 2.131 (p = 0.05)is the absolute value for the coefficients; degree of freedom equals 15)
5Афанасьева Н.Ю. Вычислительные и экспериментальные методы научного эксперимента: учебное пособие М.: КНОРУС, 2013. 330 с. / Afanasieva N.Yu. Computational and experimental methods of a scientific experiment: Learning aids. Moscow, KNORUS Publ., 2013. 330 p.
6Илышев А.М., Шубат О.М. Общая теория статистики: учебное пособие. М.: КНОРУС, 2013. 432 с. / Ilyshev A. M., Shubat O.M. General theory of statistics: Learning aids. Moscow, KNORUS Publ., 2013. 432 p.
7Федотов А.И. Основы научных исследований на автомобильном транспорте. Иркутск: ИрГТУ, 2012. 87 с. / Fedo-
tov A.I. Fundamentals of scientific researches on road transport. Irkutsk, ISTU Publ., 2012. 87 p.
Таблица 1
Исходные данные для регрессионного анализа функциональной зависимости коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1 при торможении на мерзлом асфальте
Table 1
Input data for the regression analysis of the functional dependence of the coefficient of M1 category vehicle tyre longitudinal grip under braking
on the frozen asphalt pavement
Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8
20 -30 -18 -36 21,7 4950 0,42 0,41
5 -30 -21,1 -36 27 4950 0,42 0,43
10 -30 -19 -36,4 33,9 4950 0,42 0,44
5 -30 -22 -36 42,7 4950 0,42 0,42
5 -30 -18,2 -36 47,9 4950 0,42 0,42
10 -30 -21 -36,5 21,1 4700 0,42 0,39
5 -30 -20 -36,3 28 4700 0,42 0,41
10 -30 -23,3 -36,5 44 4700 0,42 0,41
5 -30 -22,6 -36,6 45 4700 0,42 0,39
5 -30 -22,3 -36,5 20 4450 0,42 0,36
20 -30 -20 -36,2 38,2 4450 0,42 0,39
5 -30 -22,3 -36 45,6 4450 0,42 0,39
10 -30 -22 -36,1 21,3 4200 0,42 0,37
20 -28 -14,4 -31 25 4200 0,52 0,41
20 -28 -22,7 -36,6 29,7 4200 0,37 0,36
5 -28 -14,5 -30 32,2 4200 0,52 0,41
10 -30 -21 -36 39,1 4200 0,42 0,38
5 -28 -23,5 -35,4 43,9 4200 0,37 0,39
5 -14 -4 -15,1 46 4200 0,42 0,37
10 -15 -7 -16,3 44 4200 0,42 0,38
5 -30 -23,1 -36 44,8 4200 0,52 0,45
5 -28 -23,2 -32 46,3 4200 0,37 0,4
20 -14 -4 -15,1 49,5 4200 0,52 0,43
Примечание. Условные обозначения, принятые в табл. 1, определяют: Х1 - значения времени движения автомобиля перед торможением, мин; Х2 - значения температуры воздуха, °С; Х3 - значения температуры шин АТС, °С; Х4 - значения температуры поверхности асфальтобетонного покрытия, °С; Х5 - значения поступательной скорости колеса (АТС), км/ч; Х6 - значения нагрузки на колесо, Н; Х7 - значения коэффициента сцепления по прибору; Х8 - значения коэффициента сцепления по прибору «Эффект» /
Note. Conventions used in the table 1, define: X1 - the values of the vehicle travelling time before braking, min; X2 -values of air temperature, °C; X3 -the values of vehicle tyre temperature, °C; X4 - the values of the asphalt concrete pavement temperature, °C; X5 - the values of wheel speed of advance, km/h; X6 - the values of the wheel load, Н; X7 -the instrumental values of the adhesion coefficient; Х8 - the values of the adhesion coefficient according to the "Effect" device.
Факторы, дающие наименьший эффект, последовательно исключаются с пересчетом на каждом шаге значений всех коэффициентов регрессии и их значимости. Установлено наиболее оптимальное урав-Для всех значений коэффициентов регрессии рассчитаны величины критерия Стьюдента (¿-значения), которые определены с уровнем значимости р, равным 0,05, и числом степеней свободы, равным 19. Результаты представлены на рис. 3.
нение регрессии. Получены следующие результаты: множественный коэффициент Я = 0,814342441; Р-критерий Фишера = = 12,46851 (значительно превосходит критическое значение - 9,76Е-05)8.
8Федотов А.И. Основы научных исследований на автомобильном транспорте. Иркутск: ИрГТУ, 2012. 87 с. / Fedotov A.I. Fundamentals of scientific researches on road transport. Irkutsk, ISTU Publ., 2012. 87 p.
Рис. 3. Значимость коэффициентов уравнения регрессии по критерию Стьюдента ( t-значение 2,093 (p = 0,05) для коэффициентов абсолютное значение; сс = 19) Fig. 3. Significance of regression equation coefficients by the Student's criterion ( t-value 2.093 (p = 0.05) is the absolute value for the coefficients; degree of freedom = 19)
В результате для определения коэффициента сцепления шин колес АТС категории М1, оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте получена следующая математическая модель: ф = 0,000799932 • V + 0,000049182 • p +
+0,353057653 • ф - 0,001224431,
где VK - поступательная скорость колеса; Pz - нормальная нагрузка на колесо; фп - значение коэффициента сцепления, определенное с помощью прибора ПОИКС.
На рис. 4 представлены зависимости коэффициента сцепления ф от нагрузки на колесо АТС при разных скоростях движения.
Исходные данные для регрессионного анализа функциональной зависимости коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, не оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте представлены в табл. 2.
Семь факторов для регрессионного анализа функциональной зависимости коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, не оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте были обработаны. Получены следующие результаты для уравнения регрессии: множественный коэффициент R = 0,925829; F-критерий Фишера = 11,14444.
Для всех значений коэффициентов регрессии рассчитаны величины критерия Стьюдента (¿-значения), которые определены с уровнем значимости p, равным 0,05, и числом степеней свободы, равным 13. Результаты представлены на рис. 5.
Факторы, дающие наименьший эффект, последовательно исключаются с пересчетом на каждом шаге всех коэффициентов регрессии и их значимости. В результате установлено наиболее оптимальное уравнение регрессии и получены следующие результаты: множественный коэффициент R = 0,905314; F-критерий Фишера = 40,88737 (значительно превосходит критическое значение 2,02Е-07)9.
Для всех значений коэффициентов регрессии рассчитаны значения критерия Стьюдента (¿-значения), которые определены с уровнем значимости p, равным 0,05, и числом степеней свободы, равным 13. Результаты представлены на рис. 6.
В итоге для определения фактического коэффициента сцепления шин АТС категории М1, не оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте получена следующая математическая модель:
ф = 0,000086881 • p + +0,887096774 -ф - 0,270569892,
где Pz - нормальная нагрузка на колесо; фп - значение коэффициента сцепления, определенное с помощью прибора ПОИКС.
На рис. 7 представлена зависимость коэффициента сцепления ф от нагрузки на колесо автомобиля.
9Федотов А.И. Основы научных исследований на автомобильном транспорте. Иркутск: ИрГТУ, 2012. 87 с. / Fedotov A.I. Fundamentals of scientific researches on road transport. Irkutsk, ISTU Publ., 2012, 87 p.
я>
0,47
IÎ
О аЗ
с У
о It
о о 1- о
Ü I
З1 <Я
s о
If s
о о
10 /
9 /
, —
- — , - _ — / !
- - . - -
- — „ - -5
- 1
^ 3
4150 4200 4250 4300 4350 4400 4450 4500 4550 4600 4650 470D 4750 4В00 4Е50 4900 4950 500D 5050 Pz
Нагрузка на колесо Pz [ Щ Wheel load Pz [Щ
Рис. 4. Зависимость коэффициента сцепления ф от величины нагрузки на колесо и скорости движения АТС: 1 - коэффициент сцепления по существующей методике; 2 - точечные значения коэффициента сцепления, установленные экспериментально при скорости движения от 20 до 49,5 км/ч; 3 - коэффициент сцепления по установленной регрессионной зависимости при скорости движения 20 км/ч; 4 - то же, при скорости движения 30 км/ч; 5 - то же, при скорости движения 40 км/ч; 6 - то же, при скорости движения 50 км/ч; 7 - то же, при скорости движения 60 км/ч; 8 - то же, при скорости движения 70 км/ч; 9 - то же, при скорости движения 80 км/ч; 10 - то же, при скорости движения 90 км/ч; линии сплошные - для скоростей движения АТС от 20 до 50 км/ч; линии пунктирные - для скоростей движения АТС от 60 до 90 км/ч Fig. 4. Dependence of the adhesion coefficient ф on the value of wheel load and vehicle travelling speed: 1 - adhesion coefficient according to the existing methodology; 2 - point values of the adhesion coefficient established experimentally at travelling speeds from 20 to 49.5 km/h; 3 - adhesion coefficient according to the established regressional relationship at the travelling speed of 20 km/h; 4 - the same at the travelling speed of 30 km/h; 5 - the same at the travelling speed of 40 km/h; 6 - the same at the travelling speed of 50 km/h; 7 - the
same at the travelling speed of 60 km/h; 8 - the same at the travelling speed of 70 km/h; 9 - the same at the travelling speed of 80 km/h; 10 - the same at the travelling speed of 90 km/h; solid lines are for vehicle travelling speeds from 20 to 50 km/h; dashed lines are for vehicle travelling speeds from 60 to 90 km/h
Рис. 5. Значимость коэффициентов уравнения регрессии по критерию Стьюдента ( t-значение 2,160 (p = 0,05) для коэффициентов абсолютное значение; сс = 13) Fig. 5. Significance of regression equation coefficients by the Student's criterion ( t-value 2.160 (p = 0.05) is the absolute value for the coefficients; degree of freedom equals 13)
Таблица 2
Исходные данные для регрессионного анализа функциональной зависимости коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1 при торможении на мерзлом асфальте
Table 2
Input data for the regression analysis of the functional dependence of the coefficient of M1 category vehicle tyre longitudinal grip under braking
on the frozen asphalt pavement
Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8
5 -30 -17 -35 26,6 4600 0,42 0,5
10 -30 -20 -35,1 37,2 4600 0,42 0,51
20 -30 -20,1 -35,4 42,6 4600 0,42 0,5
10 -30 -21 -35,3 22,3 4600 0,45 0,53
5 -30 -21 -35 36 4600 0,45 0,55
5 -30 -22 -35 48,5 4600 0,45 0,52
10 -30 -22,3 -35,1 23,7 4350 0,42 0,45
5 -30 -23 -35,7 32,3 4350 0,42 0,45
10 -30 -22 -35 48 4350 0,42 0,5
5 -30 -21 -35,9 21,5 4100 0,42 0,44
5 -30 -23 -35,3 36,4 4100 0,42 0,48
5 -30 -23,4 -35 45,7 4100 0,42 0,44
5 -28 -21 -32 21 4100 0,37 0,4
10 -28 -18 -31 35,3 4100 0,37 0,44
5 -28 -17 -31,2 50 4100 0,37 0,42
20 -28 -18 -32 21,3 4100 0,45 0,48
5 -28 -20 -35 34,7 4100 0,45 0,5
10 -28 -21 -34 49 4100 0,45 0,49
5 -14 -5 -16,7 23 3850 0,42 0,43
20 -15 -8 -17 33,1 3850 0,42 0,46
5 -30 -19 -35 46,6 3850 0,42 0,42
Примечание. Условные обозначения, принятые в табл. 2, определяют: Х1 - значения времени движения автомобиля перед торможением, мин; Х2 - значения температуры воздуха°С; Х3 - значения температуры шин АТС, °С; Х4 - значения температуры поверхности асфальтобетонного покрытия, °С; Х5 - значения поступательной скорости колеса (АТС), км/ч; Х6 - значения нагрузки на колесо, Н; Х7 - значения коэффициента сцепления по прибору; Х8 - значения коэффициента сцепления по прибору «Эффект» /
Note. Conventions used in the table 2, define: X1 - the values of the vehicle travelling time before braking, min; X2 - values of air temperature, °C; X3 - the values of vehicle tyre temperature, °C; X4 - the values of the asphalt concrete pavement temperature, °C; X5 - the values of wheel speed of advance, km/h; X6 - the values of the wheel load, Н; X7 - the instrumental values of the adhesion coefficient; Х8 - the values of the adhesion coefficient according to the "Effect" device.
5,25 1 Нагрузка на колесо / Wheel load
5 46 | Коэффициент сцепления по прибору / Instrumental adhesion coefficient
2,1 31 {p = 0,05)
Рис. 6. Значимость коэффициентов уравнения регрессии по критерию Стьюдента ( t-значение 2,101 (p = 0,05) для коэффициентов абсолютное значение; сс = 18) Fig .6. Significance of regression equation coefficients by the Student's criterion (t-value 2.101 (p = 0.05) is the absolute value for the coefficients; degree of freedom equals 18)
Рис. 7. Зависимость коэффициента сцепления ф от нагрузки на колесо: 1 - коэффициент сцепления по существующей методике; 2 - коэффициент сцепления по установленной регрессионной зависимости; 3 - точечные значения коэффициента сцепления, установленные экспериментально при скоростях движения от 21 до 50 км/ч. Fig. 7. Dependence of the adhesion coefficient ф on the wheel load: 1 - adhesion coefficient according to the existing methodology; 2 - adhesion coefficient according to the established regressional relationship; 3 - point values of the adhesion coefficient established experimentally at
travelling speeds from 21 to 50 km/h
Заключение
5 ^
<D
<D
Ё -5
® ¡¡=
о о
1- о
11
a- v)
s <u
! i о о ü
При проведении экспериментов было установлено, что при всех равных условиях значение коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте, меньше, чем значение коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, не оборудованных АБС. Значение коэффициента продольного сцепления шин АТС категории 1, оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте находятся в пределах от ф = 0,37 до ф= 0,44, а значение коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1, не оборудованных АБС, при торможении на мерзлом асфальте находятся в пределах от ф= 0,42 до ф= 0,55. При этом у АТС, оборудованного АБС, сохраняется управляемость и устойчивость, а у АТС, не оборудованного АБС, блокируются колеса и начинается занос автомобиля.
Результаты проведенного исследования показывают, что значение коэффи-
циента продольного сцепления шин АТС категории М1, оборудованных и не оборудованных АБС, на мерзлом асфальте (ф= 0,4), принимаемое в настоящее время при проведении автодорожной экспертизы для автомобилей, оборудованных и не оборудованных АБС, существенно отличается от действительного значения. При этом на коэффициент продольного сцепления шин АТС категории М1 на мерзлом асфальте влияет наличие АБС, скорость движения АТС и нагрузка (на АТС или колесо АТС).
Полученные математические модели для АТС, оборудованных и не оборудованных АБС, при исследовании обстоятельств дорожно-транспортного происшествия позволяют моделировать значения коэффициента продольного сцепления шин АТС категории М1 на мерзлом асфальте в зависимости от скорости АТС и величины нормальной нагрузки на колесо.
Библиографический список
1. Масленников В.Г., Озорнин С.П. Характеристика состояния покрытия мерзлый асфальт // Молодежная научная весна - 2015: материалы XI.II научно-практической конференции (Чита, 23-28 марта 2015 г.) Чита, ЗаБГУ, 2015. С. 276-280.
2. Озорнин С.П., Масленников В.Г. Совершенствование методики расчета остановочного пути автомобиля при состоянии дорожного покрытия «мерзлый асфальт» // Автомобиль для Сибири и крайнего севера. Конструкция, эксплуатация, экономика. Материалы 90-й международной научно-технической конференции ААИ (Иркутск, 9-10 апреля 2015 г.). Иркутск, 2015. С. 245-252.
3. Озорнин С.П., Масленников В.Г. Бердников И.Е. Влияние состояния дорожного покрытия «мерзлый
асфальт» на риск возникновения дорожно-транспортных происшествий // Мир транспорта и технологических машин. 2016. № 1 (52). С. 95-104.
4. Масленников В.Г., Замешаев Н.С. Методика оперативного определения коэффициента сцепления шин АТС на месте дорожно-транспортного происшествия // Наземные транспортно-технологические средства: проектирование, производство, эксплуатация: материалы I Всерос. заочной науч.-практ. конф. (Чита, 25-28 октября 2016 г.). Чита, ЗаБГУ, 2016. С 208-213.
5. Васильев А.П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей в сложных погодных условиях: монография. М.: ТРАНСПОРТ, 1976. 224 с.
References
1. Maslennikov V.G., Ozornin S.P. Kharakteristika sostoyaniya pokrytiya merzlyi asfal't [Description of the state of frozen asphalt pavement]. Materialy XLII nauchno-prakticheskoi konferentsii "Molodezhnaya nauchnaya vesna - 2015" [Materials of the XLII scientific and practical conference "Youth science spring -2015"]. Chita, ZaBGU Publ., 2015, pp. 276-280. (In Russian)
2. Ozornin S.P., Maslennikov V.G. Sovershenstvo-vanie metodiki rascheta ostanovochnogo puti avtomo-bilya pri sostoyanii dorozhnogo pokrytiya «merzly-iasfal't» [Improvement of the calculation methodology of the vehicle stopping distance under the road pavement state "frozen asphalt"]. Materialy 90-i mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii AAI "avtomobii dlya Sibiri I krainego severa. Konstrukciya, ekspluataci-ya, economika."[Materials of 90th international scientific and technical conference AAI "Vehicles for Siberia and the far North. Design, Operation, Economy". Irkutsk, 2015, pp. 245-252. (In Russian)
3. Ozornin S.P., Maslennikov V.G. Berdnikov I.E. Vliyanie sostoyaniya dorozhnogo pokrytiya «merzly-iasfal't» na risk vozniknoveniya dorozhno-transportnykh
Критерии авторства
Озорнин С.П., Масленников В.Г., Замешаев Н.С. имеют на статью равные авторские права, за плагиат несет ответственность Озорнин С.П.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Статья поступила 20.03.2017
proisshestvii [Influence of the state of road surface "frozen asphalt" on the risk of the appearance of the road-transport accidents]. Mir transporta i tekhnologicheskikh mashin [World of transport and technological machines]. 2016, no. 1 (52), pp. 95-104. (In Russian)
4. Maslennikov V.G., Zameshaev N.S. Metodika op-erativnogo opredeleniya koeffitsienta stsepleniya shin ATS na meste dorozhno-transportnogo proisshestviya [Methodology of operational determination of the coefficient of vehicle tyre grip on the road in the place of the road accident]. Materialy I Vserosnoi zaochnoi nauch.-prakt. konf. "Nazemnye transportno-tekhnologicheskie sredstva: proektirovanie, proizvodstvo, ekspluatatsiya" [Materials of I All-Russia correspondence scientific and practical Conference "Ground transportation and technological means: design, manufacture, operation"]. Chita, ZabGU Publ., 2016, pp. 208-21. (In Russian)
5. Vasil'ev A.P. Sostoyanie dorogi bezopasnost' dvizheniya avtomobilei v slozhnykh pogodnykh uslovi-yakh [Road condition and traffic safety in complex weather conditions]. Moscow, TRANSPORT Publ., 1976, 224 p. (In Russian)
Authorship Criteria
Ozornin S.P., Maslennikov V.G., Zameshaev N.S. have equal author's rights. Ozornin S.P. bears the responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interest regarding the publication of this article.
The article was received 20 March 2017
