CC BY
18
Оригинальная статья / Original article УДК 629.3.027.5
DOI: http://dx.d0i.0rg/l0.21285/1814-3520-2018-10-227-238
НЕОБХОДИМОСТЬ НАУЧНО ОБОСНОВАННОГО ВЫБОРА СЕРИИ ПРОФИЛЯ ШИН ПРИ ИХ ЗАМЕНЕ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
© И.М. Рябов1, К.В. Чернышов2, А.В. Поздеев3, Ш.М. Мухучев4, Ю.М. Мухидинов5
и3Волгоградский государственный технический университет, 400005, Российская Федерация, г. Волгоград, пр. им. Ленина, 28.
^Махачкалинский филиал Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета, 367026, Российская Федерация, г. Махачкала, пр. Акушинского, 13.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ данной работы: обосновать необходимость научного выбора серии профиля шин при их замене для обеспечения безопасности автотранспортных средств. МЕТОДЫ. В работе использованы методы математической статистики и математического моделирования, а также выполнен подробный анализ научно -технической документации по теме. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. В статье приведены статистические данные по износу протектора шин и амортизаторов, а также критерии критического порога их ресурса. Описаны особенности выбора для замены шин более низкой серии. Приведены результаты и анализ сравнительных испытаний по оценке влияния износа амортизаторов на тормозной путь автомобилей, оборудованных и не оборудованных системами ABS и ESP. Приводится формула для определения условной вероятности совпадения аварийной ситуации с движением автомобиля с отрывами колес и результаты расчетов по ней. Сделан вывод, что эта вероятность для дорожных условий на территории Российской Федерации может быть больше 20 %. Построены и проанализированы амплитудно-частотные характеристики относительных ускорений кузова автомобиля и перемещений колес. Отмечено, что при замене изношенных шин на шины более низкого профиля (даже при исправных амортизаторах) колебания колес значительно увеличиваются (в два раза), что повышает вероятность отрыва колес от дороги и снижает безопасность движения автотранспортных средств. ВЫВОДЫ. Для повышения безопасности движения автотранспортных средств необходимо разработать методику научно обоснованного выбора серии профиля шин при их замене, с учетом состояния амортизаторов.
Ключевые слова: автомобиль, колеса, отрыв колеса от дороги, амортизаторы, амплитудно-частотные характеристики, тормозной путь.
Информация о статье. Дата поступления 07 июня 2018 г.; дата принятия к печати 28 сентября 2018 г.; дата он-лайн-размещения 31 октября 2018 г.
1Рябов Игорь Михайлович, доктор технических наук, профессор кафедры автомобильных перевозок, e-mail: rjabov1603@mail.ru
Igor M. Ryabov, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Automobile Transport, e-mail: rjabov1603@mail.ru
2Чернышов Константин Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры технической эксплуатации и ремонта автомобилей, e-mail: chernykv@rambler.ru
Konstantin V. Chernyshov, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Vehicle Technical Operation and Repair, e-mail: chernykv@rambler.ru
3Поздеев Алексей Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры автоматических установок, e-mail: pozdeev.vstu@gmail.com
Alexey V. Pozdeev, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Automatic Installations, e-mail: pozdeev.vstu@gmail.com
4Мухучев Шамиль Магомедович, старший преподаватель кафедры организации перевозок и дорожного движения, e-mail: muhuch05@gmail.com
Shamil M. Mukhuchev, Senior Lecturer of the Department of Transportation and Road Traffic Organization, e-mail: muhuch05@gmail.com
5Мухидинов Юсуп Мухтарович, старший преподаватель кафедры организации перевозок и дорожного движения, e-mail: mfmadi@dgestan.ru
Yusup M. Mukhidinov, Senior Lecturer of the Department of Transportation and Road Traffic Organization, e-mail: mfmadi@dgestan.ru
Формат цитирования. Рябов И.М., Чернышов К.В., Поздеев А.В., Мухучев Ш.М., Мухидинов Ю.М. Необходимость научно обоснованного выбора серии профиля шин при их замене для обеспечения безопасности // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 10. С. 227-238. DOI: 10.21285/1814-3520-201810-227-238
NEED FOR A SCIENTIFICALLY BASED SELECTION OF TIRE PROFILE SERIES AT TIRE REPLACEMENT FOR SAFETY PROVISION
I.M. Ryabov, K.V. Chernyshov, A.V. Pozdeev, Sh.M. Mukhuchev, Yu.M. Mukhidinov
Volgograd State Technical University,
28, Lenin pr., Volgograd, 400005, Russian Federation
Makhachkala branch of Moscow Automobile and Road Construction State Technical University, 13, Akushinsky pr., Makhachkala, 367026, Russian Federation
ABSTRACT. PURPOSE. The purpose of the paper is to justify the need for a scientific selection of a series of tire profiles when replacing tires in order to ensure vehicle safety. METHODS. The study uses the methods of mathematical statistics, mathematical modeling and provides a detailed analysis of the scientific and technical documentation on the topic of the research. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The article presents the statistical data on the wear of tire protector and shock absorbers and provides the criteria for the critical threshold of their life. Description is given to the selection features of lower series tire replacement. The results and analysis of comparative tests on the evaluation of shock absorber wear effect on the braking length of vehicles equipped and not equipped with ABS and ESP systems are presented. A formula is given for determining the conditional probability of the coincidence between the road accident and vehicle movement with wheel breakaways from the road. The results of calculations by the formula are presented as well. It is concluded that this probability can be more than 20% for road conditions in the territory of the Russian Federation. The amplitude-frequency characteristics of the relative accelerations of the vehicle body and wheel movements are constructed and analyzed. It is noted that the replacement of worn tires with the tires of a lower profile even if shock absorbers are serviceable significantly raises wheel vibrations (2 times), which increases the likelihood of wheel breakaway from the road and reduces the safety of motor vehicles. CONCLUSIONS. It is necessary to develop a methodology for scientifically based selection of a tire profile series when replacing tires taking into account the condition of shock absorbers in order to improve the safety of motor vehicles.
Keywords: vehicle, wheels, wheel breakaway from the road, shock absorbers, amplitude-frequency characteristics, braking length
Information about the article. Received June 07, 2018; accepted for publication September 28, 2018; available online October 31, 2018.
For citation. Ryabov I.M., Chernyshov K.V., Pozdeev A.V., Mukhuchev Sh.M., Mukhidinov Yu.M. Need for a scientifically based selection of tire profile series at tire replacement for safety provision. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnich-eskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018, vol. 22, no. 10, pp. 227-238. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-10-227-238 (In Russian)
Введение
За срок службы автомобиля его шины заменяют несколько раз. Согласно временным нормам эксплуатационного пробега шин автотранспортных средств рд 3112199-1085-02, утвержденных Минтрансом Российской Федерации в 2002 г., которые действуют в настоящее время, среднестатистический пробег легковых шин зарубежного производства и стран СНГ до износа протектора составляет 40...60 тыс. км [1]. Критерием критического порога ресурса шин является уменьшение высоты протек-
тора до минимально допустимой по безопасности легковых шин величины 1,6 мм, после чего их эксплуатация запрещена, поэтому их на автомобиле заменяют. Для замены автомобилисты вместо шин, установленных изготовителем автомобиля, например, серии выше 80, часто выбирают хорошо рекламируемые низкопрофильные серии 70.65, а иногда - сверхнизкопрофиль-ные шины (серии, ниже 65). Соответствие шины той или иной серии определяется отношением высоты Н профиля к его ширине В, выраженным в процентах (рис. 1).
Рис. 1. Основные размеры шины: D - наружный диаметр шины; Н - высота профиля шины; В - ширина профиля шины; d - посадочный диаметр шины Fig. 1. Main tire dimensions: D - outer tire diameter; H - height of tire profile; B - width of tire profile; d - diameter at rim seat
Высота профиля шины H определяется половиной разности между ее наружным О и посадочным б диаметрами, а ширина профиля В определяется на шине, накачанной до нормативного давления в самом широком месте ее профиля без учета технологических выступов, гравировки и надписей на поверхности шины. Особенностью выбора для замены изношенных шин, а также шин более низкой серии является то, что наружный диаметр новой шины, определяемый по длине окружности, не должен сильно изменяться, чтобы сохранить клиренс автомобиля и не допустить касания шины за нишу кузова (табл. 1) [2]. Поэтому при замене изношенных шин на шины
более низкой серии, отличающейся на 10 единиц и более, необходимо также приобрести обод другого типоразмера, у которого посадочный диаметр на 1-3 дюйма больше (табл. 1). Например, если при замене низкопрофильных шин серии 70 (номинальный посадочный диаметр шины на обод колеса 14 дюймов, обозначение 195/70R14) выбрали для замены сверхнизкопрофильные шины серии 40 (обозначение 255/70R17), то необходимо приобрести 4 колеса с номинальным посадочным диаметром шины на обод 17 дюймов, т. е. на 3 дюйма больше, что потребует существенных дополнительных затрат.
Недостатки низкопрофильных шин
При рекламировании низкопрофильных шин, как правило, умалчивают об их недостатках, которые проявляются при эксплуатации автомобиля на неровных дорогах Российской Федерации (рис. 2). Умалчивают о том, что такая замена шин снижает комфортность езды на автомобиле (ресурс шины и обода), а главное - снижает безопасность.
1. Главным недостатком низкопрофильных шин является то, что они плохо сглаживают даже короткие неровности дороги, так как имеют очень маленькую длину
пятна контакта с дорогой и большую радиальную жесткость. Низкопрофильные и сверхнизкопрофильные шины вследствие большой жесткости имеют небольшой статический прогиб (10-17 мм), который соизмерим и даже меньше высоты наиболее вероятных неровностей цементобетонных и асфальтобетонных дорог в Российской Федерации. Колебания колес от воздействия неровностей на такие шины при увеличении скорости становятся более интенсивными и приводят к частым отрывам шин от дороги и прекращению передачи на дорогу управля-
Параметры низкопрофильных шин серии 70...40 Parameters of low profile tires of series 70...40
Таблица 1 Table 1
Посадочный диаметр шины на обод, дюйм 14" 15" 15" 16" 16" 17"
Отклонение посадочного диаметра шины на обод, дюйм - +1 +1 +2 +2 +3
Обозначение шины 195/70R14 195/65R15 205/60R15 225/50R16 245/45R16 255/40R17
Серия 70 65 60 50 45 40
Длина окружности, мм 1978 1994 1969 1985 1950 1978
Соответствие длины окружности с номинальным значением,% 100 100,8 99,5 100,3 98,6 100
Ширина профиля шины, мм 195 195 205 225 245 255
ющих и тормозных сил, что резко снижает безопасность автомобиля. На большой скорости автомобиль становится подобным потерявшему управление самолету, поскольку управление потеряно, а остановиться быстро невозможно. При этом не только резко ухудшается управляемость и устойчивость движения автомобиля, но и удлиняется его тормозной путь, что увеличивает риск возникновения аварийной ситуации и ДТП.
Проведенные исследования микропрофилей дорог [3] показали (рис. 3), что с вероятностью 90% средняя квадратическая высота неровностей для цементобетонных дорог не превышает 6-12 мм (кривые 1 и 2), для асфальтобетонных дорог - 18 мм (кривая 3), для грунтовой дороги - 23 мм (кривая 4) и для булыжной дороги - 29 мм (кривая 5).
2. Низкопрофильные и сверхнизко-профильные шины плохо защищают обод колеса от повреждения. Практика показывает, что пробить шину с такой малой высотой профиля и при этом погнуть или расколоть обод колеса при въезде на скорости в стандартную для наших дорог яму - обычное явление.
3. Из-за увеличения ширины пятна контакта низкопрофильные шины требуют приложения большего момента для поворота колеса неподвижного автомобиля, что
увеличивает нагрузки на детали и механизмы рулевого управления автомобилем и снижает их надежность, требует прилагать большие усилия к рулевому колесу.
4. Низкопрофильные шины создают больший шум, чем шины, установленные изготовителем автомобиля.
5. У них большая склонность к аква-планированию - также связанная с увеличением ширины шины, из-за которой сложнее отводить воду из пятна контакта.
6. Они требуют повышенного внимания к уровню давления. Его нужно чаще проверять, так как даже небольшая потеря давления грозит повреждениями, как самой шины, так и обода.
7. Существенным недостатком низкопрофильных шин является высокая цена. Причем, мало того, что низкопрофильные и сверхнизкопрофильные шины стоят существенно дороже шин, установленных изготовителем автомобиля, но и для их установки на автомобиль необходимо еще покупать новые колеса с большей шириной и с большим радиусом.
8. Увеличение сил, передаваемых колесом на подвеску, что повышает нагру-женность упругого элемента и амортизатора, сокращает их надежность и ресурс.
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 q, мм
Рис. 3. Функции распределения ординат микропрофиля автомобильных дорог с покрытиями: 1 и 2 - цементобетонным; 3 - асфальтобетонным; 4 - грунтовым (автодром); 5 - булыжным Fig. 3. Distribution functions of motor road micro profile ordinates with the following road pavements: 1 and 2 - cement concrete; 3 - bituminous concrete; 4 - dirt road (testing track); 5 - cobblestone
9. Увеличение сил, передаваемых колесом на дорогу, что ускоряет разрушение дорожного покрытия.
Следует отметить, что перечисленные существенные недостатки низкопрофильных шин при их использовании на дорогах Российской Федерации не останавли-
вают автомобилистов от выбора именно таких, и даже сверхнизкопрофильных шин. Исходя только из эстетических предпочтений, автомобилисты часто устанавливают эти шины даже на автомобили высокой проходимости, ухудшая их безопасность и другие эксплуатационные свойства в сложных дорожных условиях.
Оценка влияния износа амортизаторов на тормозной путь автомобилей
При замене шин автомобилисты, как правило, не обращают внимания на степень износа гидравлических амортизаторов автомобиля. Амортизаторы должны обеспечивать безопасность и комфортабельность движения автомобиля путем улучшения стабильности контакта шин с дорогой и снижения резонансных колебаний кузова и колес.
Однако исследования, проведенные немецкой Ассоциацией технического надзора (TUV) показали, что амортизаторы достигают критического порога ресурса через 60.80 тыс. км [4]. Такой же результат был получен при анализе статистики сервисных станций [5], приведенной на рис. 4.
Критерием критического порога их ресурса является снижение создаваемых сил сопротивления на 25 %. Анализ рис. 4 показывает, что наиболее вероятный ресурс штатных амортизаторов автомобилей ВАЗ семейства «Самара» составляет около 70 тыс. км.
Выход амортизаторов из строя приводит к ускоренному износу или даже к поломке тормозных механизмов, повышается нагрузка и ускоряется износ многих деталей и узлов ходовой части: подшипников ступиц, пружин или рессор, опор стоек подвески, ре-зинометаллических шарниров, шаровых шарниров, узлов рулевого управления, шарниров равных угловых скоростей. Например, через несколько тысяч километров может выйти из строя опорный подшипник стойки. При наличии даже небольшого дисбаланса колес (а идеально балансировать колеса невозможно) происходит интенсивный и неравномерный износ протектора шины, срок ее службы значительно сокращается.
При выходе амортизаторов из строя уменьшается реальная скорость автомобиля, поскольку пробои подвески возникают при меньшей скорости. Возможен увод в сторону при торможении на средних и высоких скоростях. Однако водители не имеют информации как об ухудшении состояния гидроамортизаторов и увеличившемся тор-
мозном пути автомобиля, так и о возникшей проблеме безопасности автомобиля.
Эта проблема не решена, поскольку в действующем в настоящее время в Российской Федерации стандарте ГОСТ Р 51709-2001, устанавливающем требования к техническому состоянию и методам их проверки при допуске к эксплуатации автомобилей [6], а также в Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств» [7], требования к амортизаторам, элементам подвески и высоте профиля шин отсутствуют, поэтому при техническом осмотре автомобиля они не проверяются.
Таким образом, в Российской Федерации разрешена эксплуатация автомобилей с неисправными амортизаторами, т.к. при техническом осмотре они не проверяются.
Существует много способов диагностики амортизаторов, однако корректная проверка исправности амортизатора может быть выполнена только в условиях профессионального сервиса на специализированном стенде или с помощью тестеров. Однако здесь начинаются проблемы, поскольку стендов для проверки амортизаторов на обычном независимом сервисном центре нет. Ведущими производителями данного оборудования являются зарубежные компании, такие как Maha, Nussbaum, Bosch и другие. Российские производители, которые предлагают линии технического контроля, как правило, используют для проверки качества демпфирования модули зарубежного производства. Владельцы автосервисов не спешат приобретать такое оборудование и создавать специальные посты для проверки состояния амортизаторов, поскольку не верят в то, что эту услугу можно продать.
Наблюдение за отношением водителей к технической эксплуатации автомобилей показывает, что до тех пор, пока амортизатор не течет и не стучит, убедить владельца автомобиля в том, что он уже неисправен, очень сложно. Даже если амортиза-
%
0,16
0,12
0,08
0,04
0,00 . 5
2 \
1
25
45
65
85
105
125 тыс. км
Рис. 4. Распределение наработки до отказа задних амортизаторов автомобилей ВАЗ семейства «Самара»: 1 - фактическое распределение; 2 - расчетное распределение Fig. 4. Distribution of operating time before the failure of rear shock absorbers of VAZ vehicles of Samara family: 1 -actual distribution; 2 - calculated distribution
торный стенд однозначно установит, что качество демпфирования уже абсолютно не соответствует нормам безопасности, водитель часто игнорирует предложение о его замене. Менять амортизаторы он пойдет только тогда, когда уже без всякой стендовой диагностики будет ясно, что они не работают. Поэтому тестеры подвески или амортизаторов на рынке не востребованы и почти не поставляются. Многие владельцы автосервисов считают, что водители сами в состоянии определить качество работы амортизаторов. Но это заблуждение: путем самостоятельного тестирования можно оценить только комфортность движения, но никак не качество сцепления колеса с дорогой. А ведь именно сцепление колеса с дорогой является основной функцией амортизатора.
Таким образом, при износе амортизаторов возникает опасная ситуация, когда
комфортность движения сохраняется на довольно высоком уровне, а контакт шины с неровной поверхностью дороги уже значительно ухудшился. Риск дорожно-транспортного происшествия (ДТП) увеличивается, поскольку водитель не знает о том, что в экстремальной ситуации амортизатор не уменьшит колебания колес. Это приведет к потере контроля над управлением автомобилем и увеличению тормозного пути.
Известно, что при снижении уровня демпфирования усиливаются колебания колес, что увеличивает тормозной путь автомобиля [8]. Результаты сравнительных испытаний по оценке влияния сильно изношенных амортизаторов (на 50 %) на тормозной путь автомобилей, оборудованных антиблокировочной системой (ABS) и без нее, при прямолинейном движении на сухой неровной дороге со скоростью 80 км/ч приведены в табл. 2.
Таблица 2
Результаты сравнительных испытаний по оценке влияния износа амортизаторов на тормозной путь автомобилей, оборудованных и не оборудованных системами ABS и ESP
Table 2
Results of comparative tests on the estimation of shock absorber wear effect on the braking
length of F vehicles equipped and not equipped with ABS and ESP systems
Тормозная система автомобиля Тормозной путь автомобилей на неровной дороге с новыми и изношенными амортизаторами со скорости 80 км/ч, м
Новые амортизаторы Амортизаторы с износом 50 %
без ABS 37,5 39,1 (+ 4,3%)
с ABS 38,2 43,6 (+ 14,1%)
без ESP 30,7 33,5 (+ 9,1%)
с ESP 30,3 36,4 (+ 20,1%)
Анализ табл. 2 показывает, что тормозной путь автомобилей с изношенными амортизаторами существенно увеличивается, причем у автомобилей с электронными тормозными системами ABS и ESP, работа которых основана на сигналах от датчиков колес, он увеличивается значительно больше, чем у автомобилей без этих
систем. Это связно с тем, что эффективность электронных тормозных систем ABS и электронных систем курсовой стабилизации (ESP) при интенсивных колебаниях колес ухудшается вследствие резкого изменения угловой скорости колес при их отрывах от дороги.
Оценка влияния жесткости шин на колебания кузова автомобиля Evaluation of the influence of tires' stiffness on the fluctuations of the car's body
В монографии Р.В. Ротенберга [3] приводится формула для определения условной вероятности совпадения аварийной ситуации с движением автомобиля с отрывами колес
P =■
P.
отр
nPaPn
(1)
где Ротр - вероятность отрыва колес; п -срок службы автомобиля; ра - среднегодовая вероятность попадания автомобиля в аварийную ситуацию; р - вероятность появления происшествий, связанных с потерей сцепления колес с дорогой.
В работе [3] по европейским данным предлагается принять Ротр = 0,01; п = 10;
ра = 0,03; рпс = 0,375. Тогда по формуле (1)
получается, что условная вероятность совпадения аварийной ситуации с движением
автомобиля с отрывами колес Pc = 0,09.
Для дорожных условий Российской Федерации в связи большей высотой неровностей и вероятностью отрывов колес условная вероятность совпадения аварийной ситуации с движением автомобиля с отрывами колес может быть больше 20 %. Если при замене изношенных шин выбирают шины более низкой серии, которые обладают большей радиальной жесткостью, то вероятность отрывов колес увеличивается.
Для оценки влияния повышения жесткости шин на колебания кузова автомобиля по уравнениям, приведенным в работах авторов [9-15], построим амплитудно-частотные характеристики его относительных ускорений zv/q0 и перемещений £v/q0
колес (рис. 5) путем математического моделирования этих уравнений в приложении SIMULINK программного комплекса MATHWORKS MATLAB.
Анализ рис. 5 показывает, что повышение жесткости шин при неизменных упругих и демпфирующих параметрах подвески приводит к значительному увеличению ускорений кузова zv/q0 подрессоренной массы
автомобиля и перемещений колес q0, а
также расширению области высокочастотного резонанса колес с B1 до B2, что ухудшает плавность движения автомобиля и повышает вероятность отрывов колес от дороги.
Исследования микропрофиля дорог, проведенные Н.Н. Яценко и др. [11], показали, что на дорогах с твердым покрытием наиболее вероятными являются неровности длиной 0,5...2,5 м, что позволяет, анализируя рис. 5, сделать следующие выводы:
1) низкочастотный резонанс кузова автомобиля охватывает очень узкие обла-
сти частот А1 и А2 и маловероятен, поскольку резонансные скорости движения даже при проезде самых длинных из наиболее вероятных неровностей (2,5 м) составляют 10-15 км/ч, т.е. меньше эксплуатационных скоростей;
2) высокочастотный резонанс колес на шинах охватывает широкие области частот 61 и Б2 и весьма вероятен в диапазоне эксплуатационных скоростей движения автомобиля 10-110 км/ч (область 61) для шин, установленных изготовителем автомобиля, и 15-180 км/ч для низкопрофильных шин (область 62);
3) при замене шин, установленных изготовителем автомобиля, на сверхнизко-профильные шины даже при исправных амортизаторах колебания колес значительно (до 2 раз) увеличиваются, что повышает вероятность отрыва колес от дороги и снижает безопасность движения.
Выводы
Таким образом, в настоящее время в Российской Федерации отсутствуют требования к техническому состоянию амортизаторов автотранспортных средств и методам их проверки при допуске автомобилей к эксплуатации, при техническом осмотре автомобиля они не проверяются. Автомобилисты не знают, что при замене изношенных шин на шины более низкого профиля резко снижается безопасность движения автомобиля, поскольку при этом колеса на неровной дороге колеса совершают более интенсивные колебания и часто отрываются от дороги. Периодическая потеря контакта шин с дорогой ухудшает важные для безопасности автомобиля эксплуатационные свойства: устойчивость и управляемость движения, а также тормозные свойства. Известные электронные системы (ABS и ESP) в этом случае только усугубляют ситуацию, поскольку увеличивают тормозной путь.
В Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств» отмечается, что транспортные средства должны быть укомплектованы шинами согласно экс-
плуатационной документации изготовителей транспортных средств. Каждая установленная на транспортном средстве шина должна отвечать следующим требованиям:
- по размерности соответствовать рекомендациям эксплуатационной документации транспортного средства и размерности колеса, на котором она смонтирована;
- по категории скорости, указанной в нанесенной на шину маркировке, соответствовать или превышать максимальную конструктивную скорость транспортного средства по «Правилам ЕЭК ООН» № 30 [16] или № 54 [17].
- по фактической максимальной массе, приходящейся на шину, не превышать значения, соответствующего индексу несущей способности, указанного в нанесенной на шину маркировке согласно «Правилам ЕЭК ООН» № 30 или № 54.
Однако в настоящее время в большинстве пунктов технического осмотра в Российской Федерации данный регламент игнорируют, кроме того, многие автомобилисты заменяют шины сразу после прохождения технического осмотра. Рейды ГИБДД
Рис. 5. Амплитудно-частотные характеристики относительных ускорений Zv/q0 подрессоренной массы и перемещений Сv /q колес (верхняя часть) и зависимости частот колебаний, возбуждаемых неровностями разной длины s от скорости автомобиля va (нижняя часть): Ai и A2 - области
низкочастотного резонанса кузова; Bi и B2 - области высокочастотного резонанса колес с шинами, установленными изготовителем автомобиля, и сверхнизкопрофильными шинами соответственно Fig. 5. Amplitude-frequency characteristics of relative accelerations zv/q0 of the sprung mass and wheel
displacements Cv/q0 (upper part) and dependences of the vibration frequencies excited by the irregularities
of different lengths s on the vehicle speed va (lower part): Ai and A2 are the areas of low-frequency resonance
of the body; Bi and B2 are the areas of high-frequency resonance of wheels with the tires installed by the car
manufacturer and ultra-low-profile tires respectively
по проверке шин не проводятся, поэтому десятки тысяч автомобилей с «неправильными» шинами эксплуатируются на неровных дорогах Российской Федерации, представляя повышенную опасность, как для себя, так и для других участников движения.
Проблема повышения безопасности
движения автомобиля на основе рационального выбора шин рассматривалась авторами данной статьи в работах [4, 9, 10, 12-15], однако методика повышения безопасности автомобиля путем научно обоснованного выбора серии профиля шин при их замене, которую можно легко применить на практике, не была разработана.
В связи с этим, для повышения безопасности движения автомобилей в стране необходимо разработать методику научно обоснованного выбора серии профиля шин при их замене с учетом состояния подвески
автомобиля и микропрофиля дорог его эксплуатации. Данную методику можно будет применять не только при замене изношенных шин, но и при проектировании новых автомобилей.
Библиографический список
1. Временные нормы эксплуатационного пробега шин автотранспортных средств: РД 3112199-108502: утв. и введ. с 04.04.2002 г. Минтрансом РФ. Москва, 2002 г. [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200031302 (26 апреля 2018).
2. Евзович В.Е., Райбман П.Г. Автомобильные шины, диски и ободья. М.: Автополис-плюс, 2010. 144 с.
3. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. 3-е изд. М.: Машиностроение, 1972. 392 с.
4. Рябов И.М., Чернышов К.В., Гасанов М.М., Муху-чев Ш.М. О проблеме безопасности при эксплуатации автомобилей с неисправными амортизаторами // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия: Наземные транспортные системы. 2014. Т. 9. № 19 (146). C. 103-106.
5. Савельев В.В. Совершенствование автосервиса интенсификацией профилактической стратегии: На примере переднеприводных автомобилей ВАЗ: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.22.10. Волгоград, 2005. 163 с. [Электронный ресурс]. URL: http://www.dslib.net/remont-trans-porta/sovershenstvovanie-avtoservisa-intensifikaciej-profilakticheskoj-strategii.html
6. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. Введ. 01.01.2002. М.: Стандар-тинформ, 2010. 44 с. [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200017699
7. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» № ТР ТС 018/2011: Официальный сайт Комиссии таможенного союза [Электронный ресурс]. URL: www.tsouz.ru;http://www.eurasiancommission.org/
8. Хачатуров А.А., Афанасьев Л.В., Васильев В.С. Динамика системы «дорога - шина - автомобиль -водитель». М.: Машиностроение, 1976. 535 с.
9. Рябов И.М., Чернышов К.В., Гасанов М.М., Муху-чев Ш.М. Повышение безопасности автомобиля за счет рационального выбора шин с учетом характеристик амортизаторов // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия: Наземные транспортные системы: межвуз. сб. науч. ст. Волгоград, 2015. Т. 10. № 4 (162). C. 45-49.
10. Рябов И.М., Чернышов К.В., Поздеев А.В., Муху-чев Ш.М., Мухидинов Ю.М. Методика определения условий и продолжительности отрывов колес автомобиля от дороги // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. 2017. № 3(20). С. 36-43.
11. Яценко Н.Н., Прутчиков О.К. Плавность хода грузовых автомобилей. М.: Машиностроение, 1969. 219 с.
12. Поздеев А.В., Похлебин А.В., Чернышов К.В., Мухидинов Ю.М., Мухучев Ш.М. Определение неисправностей гидравлических амортизаторов при стендовых испытаниях // Известия ВолгГТУ. Серия: Наземные транспортные системы. Волгоград, 2015. Т. 12. № 6 (166). C. 71-76.
13. Рябов И.М., Поздеев А.В., Муртузов М.М., Мухучев Ш.М., Мухидинов Ю.М. Особенности формирования нагрузочной характеристики шины // Актуальные вопросы развития транспортной системы: сб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф. (г. Махачкала, 1415 мая 2015 г.). Махачкала, 2016. C. 37-42.
14. Рябов И.М., Муртузов М.М., Мухидинов Ю.М., Ма-макурбанов М.М. Исследование и анализ изменения давления в шинах автомобиля «ГАЗель» на междугороднем маршруте // Известия ВолгГТУ. Серия: Наземные транспортные системы. 2014. № 19 (146). C. 100-102.
15. Рябов И.М., Новиков В.В., Чернышов К.В., Поздеев А.В., Мухучев Ш.М. Гидравлический амортизатор с повышенной эффективностью // Современные железные дороги: достижения, проблемы, образование: материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию Победы в Великой Отечественной войне (г. Волгоград, 26 мая 2015 г.). Волгоград, 2015. Т. 8. C. 125-129.
16. Правила ЕЭК ООН № 30 (легковые шины) [Электронный ресурс]. URL: http://tyrexper-tise.com/ru/spravochnik/ntd/1-eek-oon-30-legkovye-shiny
17. ГОСТ Р 41.54-99 (Правила ЕЭК ООН № 54) Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения шин для грузовых транспортных средств и их прицепов [Электронный ресурс]. URL: http://docs. cntd.ru/document/1200027110
References
1. Vremennye normy ekspluatacionnogo probega shin avtotransportnyh sredstv: RD 3112199-1085-02 [Time norms of vehicle tire operational mileage: RD 3112199-
1085-02]. Available at: http://docs.cntd.ru/docu-
ment/1200031302 (26 April 2018).
2. Evzovich V.E., Rajbman P.G. Avtomobil'nye shiny,
diskii obod'ya [Vehicle tires, wheels and rims]. Moscow: Avtopolis-plyus Publ., 2010, 144 р. (In Russian)
3. Rotenberg R.V. Podveska avtomobilya. Kolebaniya i plavnost' hoda [Vehicle suspension. Vibrations and running smoothness]. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1972, 392 р. (In Russian)
4. Ryabov I.M., Chernyshov K.V., Gasanov M.M., Mu-huchev Sh.M. On safety problem in operation of vehicles with defective shock absorbers. Izvestiya Volgograd-skogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nazemnye transportnye sistemy [Izvestia VSTU. Series Ground transport systems], 2014, vol. 9, 19 (146), pp. 103-106. (In Russian)
5. Savel'ev V.V. Sovershenstvovanie avtoservisa inten-sifikaciej profilakticheskoj strategii: Na primere peredne-privodnyh avtomobilej VAZ [Vehicle maintenance improvement by preventive strategy intensification: On example of front-wheel-drive VAZ vehicles]. Available at: http://www.dslib.net/remont-transporta/sovershenstvo-vanie-avtoservisa-intensifikaciej-profilakticheskoj-strate-gii.html
6. GOSTR 51709-2001. Avtotransportnye sredstva. Tre-bovaniya bezopasnosti k tekhnicheskomu sostoyaniyu i metody proverki [Motor vehicles. Safety requirements for technical condition and testing methods]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200017699 (26 April 2018).
7. Tekhnicheskij reglament Tamozhennogo soyuza «O bezopasnosti kolesnyh trans-portnyh sredstv» [Technical Regulations of the Customs Union "On the safety of wheeled vehicles" No. TR TS 018/2011: Official website of the Commission of the Customs Union]. URL: www.tsouz.ru;http://www.eurasiancommission.org/ (26 April 2018).
8. Hachaturov A.A., Afanas'ev L.V., Vasil'ev V.S. Dina-mika sistemy «doroga - shina - avtomobil' - voditel'» [Dynamics of the system "road - tire - vehicle - driver"]. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1976, 535 р. (In Russian)
9. Ryabov I.M., Chernyshov K.V., Gasanov M.M., Mu-huchev Sh.M. Improving vehicle safety through the rational choice of tires considering shock absorber characteristics. Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Izvestia VSTU. Series Ground transport systems]. Volgograd, 2015, vol. 10, no. 4 (162), рр. 45-49. (In Russian)
10. Ryabov I.M., Chernyshov K.V., Pozdeev A.V., Mu-huchev Sh.M., Muhidinov Yu.M. The method of determining the conditions and duration of the breaks of the
Критерии авторства
Рябов И.М., Черн ышов К. В., Поздеев А.В., Мухучев Ш.М., Мухидинов Ю.М. заявляют о равном участии в получении и оформлении научных результатов и в равной мере несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
wheels of the car off the road. Energo- i resursosbere-zhenie: promyshlennost' i transport [Energy and Resource Saving: Industry and Transport]. 2017, no. 3(20), pp. 36-43. (In Russian)
11. Yacenko N.N., Prutchikov O.K. Plavnost' hoda gru-zovyh avtomobilej [Smooth running of trucks]. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1969, 219 p. (In Russian)
12. Pozdeev A.V., Pohlebin A.V., Chernyshov K.V., Muhidinov Yu.M., Muhuchev Sh.M. Fault detection of hydraulic shock absorbers under test bench testing. Izvestiya VolgGTU. Nazemnye transportnye sistemy [Izvestia VSTU. Series Ground transport systems], 2015, vol. 12, no. 6 (166), pp. 71-76. (In Russian)
13. Ryabov I.M., Pozdeev A.V., Murtuzov M.M., Muhuchev Sh.M., Muhidinov Yu.M. Osobennosti formiro-vaniya nagruzochnoj harakteristiki shiny [Formation features of tire load characteristics]. Aktual'nye voprosy razvitiya transportnoj sistemy: sbornik nauchnyh trudov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Actual issues of transport system development: collection of scientific works of the International scientific and practical conference, Makhachkala, 14-15 May 2015]. Makhachkala, 2016, pp. 37-42. (In Russian)
14. Ryabov I.M., Murtuzov M.M., Muhidinov Yu.M., Mamakurbanov M.M. Research and analysis of pressure variations in Gazel tires on a long-distance route. Izvestiya VolgGTU. Nazemnye transportnye sistemy [Izvestia VSTU. Series Ground transport systems], 2014, no. 19 (146), C. 100-102. (In Russian)
15. Ryabov I.M., Novikov V.V., Chernyshov K.V., Pozdeev A.V., Muhuchev Sh.M. Hydraulic shock absorber with increased efficiency. Materialy VIII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyashch. 70-letiyu Pobedy v Velikoj Otechestvennoj vojne "Sovremennye zheleznye dorogi: dostizheniya, problemy, obrazovanie" [Proceedings of VIII International scientific and practical conference dedicated to the 70th anniversary of the Victory in the Great Patriotic War "Modern railways: achievements, problems, formation"]. Volgograd, 2015, vol. 8, pp. 125-129. (In Russian)
16. legkovye shiny [Passenger car tires]. URL: http://tyrexpertise.com/ru/spravochnik/ntd/1 -eek-oon-30-legkovye-shiny (26 April 2018).
17. Edinoobraznye predpisaniya, kasayushchiesya ofi-cial'nogo utverzhdeniya shin dlya gruzovyh transportnyh sredstv i ih pricepov [Uniform regulations concerning the official approval of tires for trucks and their trailers]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200027110 (26 April 2018).
Authorship criteria
Ryabov I.M., Chernyshov K.V., Pozdeev A.V., Mukhuchev Sh.M., Mukhidinov Yu.M. declare equal participation in obtaining and formalization of scientific results and bear equal responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
