научная статья по теме Изменения величины зазора безопасности при движении автопоездов на кривых и прямых горизонтальных участках Биология
Текст научной статьи на тему «Изменения величины зазора безопасности при движении автопоездов на кривых и прямых горизонтальных участках»
ИЗМЕНЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ЗАЗОРА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ДВИЖЕНИИ АВТОПОЕЗДОВ НА КРИВЫХ И ПРЯМЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УЧАСТКАХ
Н. Е. РЕЗНИКОВА, аспирант В. А. БОРИСОВ, ст. преп. кафедры транспорта леса
ГОУ ВПО «Московский государственный университет леса» ул. 1-ая Институтская, д.1, г. Мытищи, Московская область, 141005, Россия
Экспериментальных анализ данных показал, что величины зазоров безопасности изменяются в зависимости от скорости движения. Динамический габарит автомобильного поезда зависит так же от крена кузова полуприцепа возникающего при действии неровностей. По результатам наблюдений за режимами движения автопоездов были определены длины зоны влияния, зависящие от кривых различного радиуса, углов поворота трассы и от величин начальной и конечной скоростей.
Ключевые слова: величина зазора, скорость движения, длина зоны влияния, угол поворота трассы.
Величина динамического габарита автопоезда, представляющая собой величину зазора безопасности "X", большего у автопоездов, чем у одиночных автомобилей в силу психологического влияния на водителей встречных транспортных средств и величину крена кузова, возрастающую с увеличением высоты кузова полуприцепа.
Для определения влияния величины зазора безопасности "X" на увеличение динамического габарита автомобильных поездов были проведены наблюдения за режимами движения автомобильных поездов на кривых в плане.
Наблюдения проводились на участках горизонтальные кривых, предварительно размеченных в поперечном направлении (через 0,25 м). Наблюдатель визуально определял величину зазора безопасности "X" для правого колеса автомобиля или автопоезда в момент его прохождения через линии разметки и записывал тип транспортного средства и значения "X".
Кроме наблюдений на кривых в плане для сравнения проводились наблюдения за движением автомобилей и автомобильных поездов на прямых горизонтальных участках, где так же определялись величины зазоров безопасности.
Значения зазоров безопасности "Х", полученные по данным наблюдений, показывают, что их можно разделить на две группы: для автомобилей и автопоездов при отсутствии и при наличии встречных автомобилей. Для автомобилей и автопоездов, движущихся без встречных автомобилей на кривых в плане, по внешней полосе наблюдалось смещение к оси проезжей части. Таким путем водители увеличивают радиус движения по кривой, что позволяет двигаться с большей скоростью. На рис. 1 даны кривые распределения для зазоров безопасности "X" автомобилей и автопоездов при отсутствии и при наличии встречных автомобилей. Для автомобилей, движущихся по внутренней полосе, изменение траектории движения незначительное.
Наибольшее смещение траектории движения для средних значений скоростей характерно для грузовых автомобилей и автопоездов. Максимальные значения смещений к оси проезжей части наблюдаются у легковых автомобилей, движущихся с высокими скоростями (значения скоростей 85-95 % обеспеченности). При наличии встречного движения транспортных средств для автопоездов характерно стремление к увеличению зазора безопасности "X".
Проведенный анализ экспериментальных данных показал, что величины зазоров безопасности изменяются в зависимости от скорости движения и определяются зависимостями.
На участках кривых в плане:
- для автомобильных поездов:
Хаи =,0144 + 0,01(у1 + V 2). (1)
- для одиночных грузовых автомобилей:
Ха = 0,24 + 0,009^ 1 + V 2). (2)
Рис. 1. Графики кривых распределения зазоров безопасности на кривых в плане (а, б, в, г) и на прямолинейном горизонтальном участке (д). При встречном движении автомобилей: а) внутренняя кривая; б) внешняя кривая. При отсутствии встречного движения автомобилей: в) внутренняя кривая; г) внешняя кривая.
На участках горизонтальных прямых:
- для автомобильных поездов:
ха„ = 0,1 + 0,009^! + V 2). (3)
- для грузовых автомобилей:
х'а= 0,087 + 0,0081(у! + V 2). (4)
На рис. 2 представлены графики, построенные по этим зависимостям. Здесь также приведены графики, построенные по зависимостям Замахаева М.С. и Хорошилова Н.Ф., полученные на основе экспериментальных данных, собранных в МАДИ, Союздорнии, ВГЛТА, УГТУ.
Величины уширения определяются разностью величин зазоров безопасности на кривых и на прямолинейном горизонтальном участке:
Динамический габарит автомобильного поезда зависит так же от крена кузова полуприцепа, возникающего при действии неровностей.
Как указывалось, более 60 % вновь построенных участков дорог имеет ровность в продольном и поперечном направлениях на уровне оценки неудовлетворительно. При этом величины поперечного уклона дороги колеблются в пределах допустимых значений от -20 %о до +30 %о. В среднем амплитудное значение колебаний составляет 25 %о, а это может вызвать значительный крен полуприцепа.
X. 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 250
Рис. 2. График изменения зазоров безопасности в зависимости от скорости движения 1 - для автопоездов на кривых в плане; 2 - зависимость Замахаева М.С.; 3 - зависимость Хорошилова Н.Ф.; 4 - для одиночных грузовых автомобилей на кривых в плане; 5 - для автопоездов на прямолинейном горизонтальном участке; 6 - для грузовых автомобилей на
прямолинейном горизонтальном участке.
При рассмотрении вопросов по назначению параметров поперечного профиля не всегда учитывают габариты перевозимых грузов: высоту специальных кузовов, неравномерность деформации подвески при перераспределении веса. В настоящее время при вывозке с лесосек деревьев, хлыстов, сортиментов и щепы лесовозные автопоезда эксплуатируются на ведомственных дорогах различного технического уровня. У большинства автопоездов подобного типа расстояние от оси крена до верхней точки кузова находится в пределах 2,5-3,0 м.
При такой высоте кузова угол наклона р (рис. 3) при вышеуказанных значениях показателей ровности для полуприцепа с определенной угловой жесткостью подвески, характеризуемой величиной динамического коэффициента, крена кб в среднем значении 4,4 будет равен «6° (/£ 6° = 0,1).
Рис. 3. Изменения объемного коридора при крене кузова автопоезда
Величина дополнительного смещения кузова в бок выражающегося 2Н ■ tgj, где Н - высота подрессоренной массы полуприцепа, составит (0,2-0,3) м.
Учитывая все вышесказанное, для различных типов автомобильных поездов были рассчитаны величины уширения на кривых в плане различного радиуса (табл. 1). Для расчетов были выбраны и проанализированы возможные сочетания прицепов и полуприцепов наиболее массовых современных автомобильных поездов на базе тягачей ЗИЛ - 130, ЗИЛ - 133, КамаЗ - 5410, МАЗ - 509, МАЗ - 5434 (рис. 4).
При расчете учитывалось, что наибольшие значения уширения получаются для седельных автопоездов или для сочетания седельного автопоезда и прицепа. Для автопоездов с одним или двумя прицепами значения уширения по результатам наблюдений и расчетам получались значительно меньше.
Указанный динамический габарит за счет крена кузова характерен в основном для седельных автопоездов. При сочетании седельного автопоезда с прицепом (для длин автопоездов более 20 м), этого уширения не будет, а будет учитываться только уширение от увеличенного зазора безопасности "X".
Табл. 1 рассчитана, исходя из значений максимальных скоростей автопоездов при их движении на кривых. Анализ скоростей движения на участках кривых в плане малого радиуса, проведенный по материалам наблюдений за режимами на участках указанных дорог показал, что скорость движения автомобильных поездов на участках подходов к кривым практически не отличаются от скоростей одиночных грузовых автомобилей, а в ряде случаев и превышают их значения, что объясняется, видимо более высокой квалификацией водительского состава автомобильных поездов. Особенно это характерно для скоростей 85 % и 95 % обеспеченности (рис. 5). Для скоростей 50 % обеспеченности, характеризующей среднюю скорость транспортных средств, скорость движения автопоездов несколько ниже, чем у грузовых автомобилей.
15 ДАИна В^г-^^у 13
щ ^ ё § ^автопоезда, м
Рис. 4. Зависимость величины уширения от радиуса и длины автопоезда
Таблица 1. Величины уширения в м для автомобилей и автопоездов
Радиусы кривых в плане, м Величины уширения в м для автомобилей и автопоездов с 1 в м, до
тягач + полуприцеп тягач + полуприцеп + прицеп
до 11 м 13 15 18 20 22 24
1000 0,443 0,61 0,84 0,85 0,85 0,86 0,86
800-900 0,445 0,615 0,85 0,85 0,86 0,86 0,87
700-600 0,447 0,62 0,86 0,86 0,87 0,88 0,88
600-550 0,449 0,63 0,87 0,88 0,88 0,89 0,90
400-450 0,457 0,64 0,88 0,90 0,91 0,92 0,93
300-350 0,465 0,66 0,91 0,93 0,95 0,95 0,97
200-250 0,481 0,70 0,94 0,98 1,02 1,03 1,05
125-150 0,517 0,75 0,98 1,03 1,06 1,08 1,11
100-90 0,576 0,80 1,05 1,10 1,13 1,16 1,19
80 0,62 0,87 1,10 1,16 1,20 1,25 1,28
70 0,66 0,97 1,17 1,25 1,30 1,36 1,41
60 0,80 1,12 1,37 1,46 1,52 1,58 1,64
50 0,94 1,35 1,67 1,78 1,85 1,92 1,99
40 1,18 1,72 2,11 2,25 2,34 2,44 2,54
30 1,62 2,36 2,84 3,05 3,20 3,34 3,48
Примечание: I - расстояние от переднего бампера до заднего бампера автомобиля, полуприцепа или прицепа.
Для участков кривых характерны приблизительно одинаковые значения максимальных скоростей грузовых автомобилей и автопоездов (рис. 5) и более низкие значения скоростей автопоездов для средних значений скоростей. На величину соотношения скоростей грузовых автомобилей и автопоездов оказывает влияние величина радиуса и угол поворота трассы. На рис. 6 показаны кумулятивные кривые скоростей движения на некоторых участках различных радиусов и углов поворота.
Рис. 5. Кумулятивные кривые скоростей движения на плане
Я = 250 м; а = 31°12'.
На участке подхода к кривой (за 160 м): 1 - автопоезда; 2 - грузовые автомобили. На участке кривой в плане 3 - грузовые автомобили; 4 - автопоезда.
По этим данным были определены значения максимальных скоростей (95 % обеспеченности) на кривых различного радиуса и по ним была подобрана зависимость п = / (Я), выраженная уравнениями
V95% = 0,517Я - 0,795 • 10-3 • Я2 - 6,47
Первая зависимость дает более точные зна
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.