Способ определения максимальной скорости движения транспортного средства на грунтовых дорогах
Владельцы патента RU 2684032:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к испытаниям транспортных средств, а именно эксплуатационному контролю, и касается определения одной из характеристик скоростных свойств. Способ определения максимальной скорости движения транспортного средства на грунтовых дорогах заключается в перемещении испытываемого транспортного средства (ТС) по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности с коэффициентом суммарного сопротивления движению, и определении по величине среднего расхода топлива двигателя и коэффициента пропорциональности, характерного для каждого типа транспортного средства, определяемого через контрольный расход топлива, скорость, соответствующую контрольному расходу топлива, и коэффициент сопротивления движению, соответствующий дороге с ровным твердым покрытием, и определении средней скорости движения по математическому выражению. На установленной категории грунтовой дороги выполняют перемещение транспортного средства до максимально достижимой скорости, и сохраняют ее на измерительном участке 1000 м с отклонением не более ±2% с определением максимального расхода топлива, и приводят максимальную скорость к среднему значению категории дороги по математическому выражению. Достигается возможность оценивать степень использования потенциальных скоростных свойств транспортного средства на грунтовых дорогах.
Изобретение относится к области испытаний транспортных средств (ТС), а именно их эксплуатационному контролю и касается определения одной из характеристик скоростных свойств - максимальной скорости движения на грунтовых дорогах.
В настоящее время максимальная скорость ТС определяется только на прямом участке ровной сухой дороги с твердым покрытием в соответствии с ГОСТ 22576-90 [1].
Для полноприводных ТС такая характеристика является недостаточной при решении транспортных задач на грунтовых дорогах, применительно к которым они созданы и преимущественно используются.
Определение максимальной скорости движения ТС при испытаниях на всех видах грунтовых дорог по ОСТ 37.001.520-96 [2] существенно повысит качество их технических характеристик.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения коэффициента суммарного сопротивления движению Ψj транспортного средства при его дорожных испытаниях [3].
Задачей изобретения является определение максимально достижимой скорости движения ТС применительно к конкретным грунтовым дорогам по указанному ОСТ 37.001.520-96 [2], на которых скорость ограничивается возрастающим значением коэффициента Ψj и уровнем допустимых виброускорений на рабочем месте водителя (РМВ).
Поставленная задача решается тем, что в способе определения коэффициента суммарного сопротивления движению [3], согласно которому при дорожных испытаниях перемещают транспортное средство при полной массе по каждой j-й (j=1…n) испытательной дороге в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности;
фиксируют среднее значения скорости движения в км/ч и расхода топлива 
в литрах на 100 км пробега на j-й дороге;
вычисляют коэффициент суммарного сопротивления движению из выражения (1)
в котором коэффициент пропорциональности n, характерный для каждого типа транспортного средства, определяют по выражению
где ΨА - коэффициент сопротивления движению ТС, соответствующей дороге с ровным твердым покрытием на скорости Vq, равный 0,025;
Vq - скорость, соответствующая определению контрольного расхода топлива qк, как правило, равная 60 км/ч;
qк - контрольный расход топлива, определяемый по ГОСТ Р 54810-2011 [4] на скорости Vq, и при указанных значениях ΨA и Vq, определяют коэффициент пропорциональности n по выражению
по расчетному значению коэффициента суммарного сопротивления движению j-й дороги, выполненному по зависимости (1), устанавливают категорию грунтовой дороги Ψj;
на указанной категории грунтовой дороги выполняют перемещение и разгон ТС до максимально достижимой скорости с ее сохранением на участке ΔS для регистрации контролируемых параметров 
и 
;
определяют показатель 
, выражающий отношение
из выражений 1 и 4 получают расчетное выражение для определения максимальной скорости движения ТС на j-й дороге
и сопоставляют его с экспериментально полученным значением.
Примечание. При изменчивости и нестабильности характеристик грунтовых дорог, оцениваемых Ψj по каждому заезду ТС, можно получить множество значений максимальной скорости внутри диапазона каждой категории грунтовой дороги по ОСТ 37.001.520-96 [2];
при близости значений 
и 
в пределах 3-5% полученное экспериментально значение 
на j-й дороге приводят к дороге со средним значением каждой из них [2] по выражению (6)
где 
- среднее значение j-й грунтовой дороги.
Сопоставительный анализ предложенного технического решения с известным показывает, что при эксплуатационном контроле транспортного средства максимально достижимую скорость определяют на каждом виде грунтовой дороги. Изменчивость и нестабильность характеристик этих дорог создают условия создания множества значений Vmax внутри каждой j-й грунтовой дороги. Для получения единственного значения 
полученную экспериментально максимальную скорость приводят по зависимости 6 к среднему значению j-й грунтовой дороги, равному соответственно 
и 
через показатель t, выражающий отношение максимального расхода топлива ТС 
к его контрольному расходу qк.
На основании этого можно заключить, что предложенный способ соответствует критерию «новизна».
Совокупность последовательных операций, включающая перемещение транспортного средства по j-й грунтовой дороге, определение по зависимости (1) категории грунтовой дороги (ΨГУ, ΨГР и ΨМ) через полученные средние значения расхода топлива и скорости движения и значение коэффициента пропорциональности n, представление коэффициента n зависимостью 1,5/qк при ΨA=0,025 и Vq=60 км/ч, представление отношения эксплуатационного расхода топлива 
к контрольному расходу топлива qк через показатель t, определение средней скорости движения ТС по выражению
перемещение и разгон ТС на установленной категории грунтовой дороги до максимально достижимой скорости 
и сохранение ее на измерительном участке за время Δτ с отклонением не более ±2,0%, определение максимального расхода топлива 
, определение 
и приведение максимальной скорости к среднему значению j-й категории дорог по выражению
позволяет сделать вывод о соответствии предложенного способа критерию «изобретательский уровень».
При реализации предложенного способа в конечном итоге определяют фактическую максимально достижимую скорость 
в диапазоне каждой j-й категории грунтовой дороги по коэффициенту Ψj с ее приведением, с целью определения одночислового значения, к среднему значению 
грунтовой дороги, в границах которой выполнены испытания, и использованием этого значения в качестве нормативного 
При реализации предложенного способа транспортное средство, например, автомобиль КАМАЗ-43105 перемещают по j-й грунтовой дороге в рамках нормальных испытаний для оценки его безотказности.
По результатам сменного задания испытаний устанавливают:
среднюю скорость движения 38,7 км/ч;
средний расход топлива 62 л/100 км.
По зависимости (1) устанавливают категорию грунтовой дороги при qк=30 л/100 км, предварительно определив коэффициент пропорциональности n по выражению (3)
Тогда 
Ψj=0,08.
По ОСТ 37.001.520-96 (2) устанавливают, что грунтовая дорога с определенным значением Ψj относится к грунтовой дороге удовлетворительного состояния с границами значений Ψj 0,05-0,09 и средним значением 
Из этого следует, что реальная грунтовая дорога удовлетворительного состояния по результатам испытаний оказалась по состоянию «тяжелее» чем нормативная.
Далее на мерном наиболее представительном участке этой дороги, протяженностью 1000 м проводят испытания по определению максимальной скорости в соответствии с ГОСТ 22576-90 [1]. Максимальную скорость определяют на передаче, обеспечивающей по условиям безопасности достижение наибольшей устойчивой скорости движения, которая устанавливается до въезда на измерительный участок.
По результатам 3-х заездов в каждом направлении устанавливают среднее значение расхода топлива, равного 
и максимальной скорости - 47,0 км/ч.
Полученное значение 
приводят к значению, соответствующему 
в последовательности:
- определение показателя 
- определение расчетного значения максимальной скорости 
при 
которое близко к реально полученному, равному 47,0 км/ч;
- приведение максимальной скорости на грунтовой дороге удовлетворительного состояния 
к ее среднему значению с Ψ=0,07 с использованием выражения зависимости (6)
Аналогичным образом находят максимально достижимую скорость движения ТС на разбитой грунтовой дороге с 
и размокшей грунтовой дороге в распутицу с 
Способ определения максимальной скорости движения транспортного средства на грунтовых дорогах обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества:
в условиях нестабильности и изменчивости характеристик грунтовых дорог впервые получена возможность определения максимальной скорости движения ТС на каждом виде грунтовых дорог, приведенной к среднему значению коэффициента Ψj j-й грунтовой дороги, что обеспечивает сопоставимость испытываемых образцов по этому показателю на грунтовых дорогах;
создает возможность нормировать максимальную скорость движения не только на ровной дороге с твердым покрытием по ГОСТ 22576-90, но и на трех видах грунтовых дорог по ОСТ 37.001.520-96, задавать норматив в технических условиях и проверять его в процессе приемочных испытаний опытного образца транспортного средства;
создает возможность оценивать степень использования потенциальных скоростных свойств ТС на грунтовых дорогах, а также оценивать технико-экономическую эффективность их использования в этих условиях.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 ГОСТ 22576-90 Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний. - Введ. 1992-01-01. М: Мздательство стандартов, 1991.
2 ОСТ 37.001.520-96. Категории испытательных дорог. Параметры и методы их определения. - Введ. 1997-07-01. - М: «Дорожный транспорт», ТК 56, 1997.
3 Патент на изобретение RU №2011955 С1, G01M 17/00 от 30.04.1994, Бюл. №8.
4 ГОСТ Р 54810-2011 Автомобильные транспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний. - Введ. 2012-09-01. - М: Стандартинформ, 2012.
Способ определения максимальной скорости движения транспортного средства на грунтовых дорогах, заключающийся в перемещении испытываемого транспортного средства (ТС) по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности с коэффициентом суммарного сопротивления движению ψj, и определении по величине среднего расхода топлива двигателя и коэффициента пропорциональности n, характерного для каждого типа транспортного средства, определяемого через контрольный расход топлива qк, скорость, соответствующую контрольному расходу топлива Vq, и коэффициент сопротивления движению, соответствующий дороге с ровным твердым покрытием, равный 0,025, и определении средней скорости движения по выражению:
где 
- средний расход топлива на j-й опорной поверхности, л/100 км;
ψj - коэффициент суммарного сопротивления движению на j-й опорной поверхности;
n - коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства и при ψA=0,025; Vq=60 км/ч равный l,5/qк, отличающийся тем, что на предварительно установленной экспериментально-расчетным способом категории грунтовой дороги по коэффициенту ψj выполняют перемещение, и разгон ТС до максимально достижимой скорости 
, и сохранение ее на измерительном участке дороги - 1000 м с отклонением не более ±2% с определением максимального расхода топлива 
и приведением максимальной скорости 
к среднему значению j-й категории дороги по выражению:
где 
- показатель, выражающий отношение максимального расхода топлива транспортного средства на j-й грунтовой дороге 
, л/100 км, к его контрольному расходу топлива qк, л/100 км;
- среднее значение коэффициента суммарного сопротивления движению j-й грунтовой дороги.
