С. Н. Яшин, О. С. Боронин Методы оценки эффективности рабочей тормозной системы автотранспортных средств в рамках повышения безопасности дорожного движения (№3,2022)

УДК 338.45

DOIDOI 10.54904/52952_2022_3_19

 

Методы оценки эффективности рабочей тормозной системы автотранспортных средств в рамках повышения безопасности дорожного движения

 

Сергей Николаевич Яшин, Олег Сергеевич Боронин

 

С. Н. Яшин - доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой менеджмента и государственного управления Национальный исследовательский университет Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

О. С. Боронин - к.э.н., доцент кафедры менеджмента и государственного управления Национальный исследовательский университет Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

 

Аннотация

В статье проведен анализ соответствия нормативов эффективности рабочей тормозной системы автотранспортных средств при стендовых испытаниях с техническими возможностями современных роликовых силовых тормозных стендов, предложена методика оценки эффективности тормозной системы как важной части обеспечения безопасности дорожного движения.

Ключевые слова: Безопасность дорожного движения; технический осмотр автотранспорта; тормозная система автотранспортных средств; стендовые испытания; дорожно-транспортное происшествие.

 

S. N. Yashin O. S. Boronin

Lobachevsky Nizhny Novgorod State University, Nizhny Novgorod, Russian Federation

 

ABOUT THE AUTHORS

Sergey N. Yashin / Dr. Sci. (Economy), Professor, Head of Department

Oleg S. Boronin / Cand. Sci. (Economy), Associate Professor

Department of Management and Public Administration of the National Research Nizhny Novgorod Lobachevsky State University, Nizhny Novgorod, Russian Federation

 

Methods for evaluating the effectiveness of the service brake system of motor vehicles in order to improve road safety

 

ANNOTATION The article analyzes the compliance of the efficiency standards of the working brake system of motor vehicles during bench tests with the technical capabilities of modern roller power brake stands, and proposes a methodology for evaluating the effectiveness of the brake system as an important part of ensuring road safety.

KEYWORDS road safety; technical inspection of vehicles; braking system of vehicles; bench tests; traffic accident

 

Одной из важных сфер жизни общества является обеспечение безопасности дорожного движения. Данное направление является одной из форм реализации единой государственной политики в области охраны жизни, здоровья и имущества граждан путем предупреждения дорожно-транспортных происшествий, снижения тяжести их последствий [1,2,4,5].

Анализ, проведенный на основании статистических данных, показывает, что проблема обеспечения безопасности дорожного движения непосредственно связана с техническим состоянием находящихся в эксплуатации транспортных средств, среди которых важное место занимает состояние их тормозной системы. По результатам работы пунктов технического осмотра в России было установлено, что при первом предъявлении техническое состояние более 35% транспортных средств не соответствует установленным требованиям. Полученная от них информация о неисправностях и дефектах, встречающихся в конструкции АТС, после статистической обработки позволила получить следующие результаты, представленные в виде гистограмм (рис. 1.)

Рис. 1. Статистические данные о неисправностях и дефектах, встречающихся в конструкции автомобилей

 

Проиллюстрированные на рис. 1 и приведенные в табл. 1 данные показывают, что наибольшее количество неисправностей и дефектов в конструкции автомобилей встречаются в тормозных системах (44,9%), в меньшей мере – колесах и шинах, в рулевом управлении (рис. 1).

Таблица 1

Неисправные элементы	Количество технически-неисправных автомобилей
	грузовых	легковых	всего
- тормозные системы	49,1%	37,1%	44,9%
- устройства обзорности дороги	13,2%	29,6%	18,8%
- внешние световые приборы	11,3%	3,7%	8,8%
- звуковая сигнализация	9,4%	3,7%	7,5%
- колеса и шины	1,9%	11,1%	5,0%
- дополнительное оборудование	3,8%	7,4%	5,0%
- рулевое управление	3,8%	-	2,5%
- прочие	7,5%	7,4%	7,5%
всего	100%	100%	100%

 

Из табл. 1 видно, что значительная часть автопарка эксплуатируется в неудовлетворительном техническом состоянии, и наибольший удельный вес неисправных элементов приходится на состояние тормозной системы автомобилей. По статистическим данным на основании оценок Всемирной организации здравоохранения, дорожно-транспортные происшествия ежегодно становятся причиной гибели почти 1,3 млн. человек, и еще от 20 до 50 млн. получают травмы или становятся инвалидами.

За период действия закона № 170-ФЗ с 01 января 2012 года за прошедшие 10 лет в связи с недоработками законодательства по причинам технической неисправности транспортных средств отмечается рост количества ДТП в дорожно-транспортных происшествиях более чем в 7,5 раз. Количество погибших в этих авариях увеличилось более чем в 4 раза и 2020 году составило 1223 погибших (официальная статистика ГИБДД [3]). Но вышеприведенные цифры не совсем корректны, поскольку есть еще одна часто называемая причина ДТП – «не справился с управлением» - ….. Очень часто данная формулировка при ДТП удобна и проста для всех, т.к. искать истинную причину путем технической экспертизы нет ни времени, ни средств [6].

При этом дорожно-транспортные происшествия, возникающие вследствие неисправностей систем, от нормальной работы которых зависит безопасность движения, сопровождаются особенно тяжелыми последствиями. Это объясняется неожиданностью возникновения отказа, который лишает водителя возможности принять какие-то своевременные меры.

В настоящее время транспортные средства, находящиеся в эксплуатации, должны соответствовать по своим показателям требованиям, изложенным в Приложении №8 технического регламента Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011) (далее – Технический регламент).

Практика стендовых испытаний показывает, что большое количество автомобилей не удовлетворяет нормируемой величине общей удельной тормозной силы.

Это подтверждают статистические данные, изображенные в виде гистограммы распределения общей удельной тормозной силы (рис. 2). Данная гистограмма построена по результатам испытаний 1100 автомобилей (категории М₁) на роликовом тормозном стенде.

Рис. 2. Гистограмма общих удельных тормозных сил

 

Существует мнение, что большой процент несоответствия тормозных свойств автомобиля связан с конструктивными особенностями роликовых тормозных стендов, на которых происходит испытание. Давайте разберемся в этом вопросе.

Утвержденные в Техническом регламенте величины предельно допустимых значений Y_т, при которых автомобиль допускается к эксплуатации, приведены в табл. 1.

Таблица 2

Предельно допустимые значения удельной тормозной силы Y_т

 

Категория АТС	Нормативный документ
М1	0,5
М2, М3	0,5
N1	0,45
N2, N3	0,45

 

Общая удельная тормозная сила g_т является расчетным показателем и зависит от измеренных на стенде тормозных сил. Предельное значение тормозной силы при испытаниях на роликовых силовых тормозных стендах в большинстве случаев ограничено коэффициентом сцепления шин с роликами j_x. Между тем коэффициенты сцепления шин с роликами разных моделей тормозных стендов отличаются (табл. 3). Отличаются и их переменные, устанавливающие предельные величины проскальзывания шин S, при достижении которых автоматически во избежание повреждения шин автомобиля происходит отключение приводных роликов стендов. В результате один и тот же автомобиль, испытанный на стендах разных моделей, может показать разные значения общей удельной тормозной силы. Технический регламент не регламентирует значения данных величин!

Кроме этого, в процессе эксплуатации тормозного стенда указанные в табл. 2 паспортные значения коэффициента φ_x уменьшаются по мере износа роликов.

Таблица 3

Паспортные значения коэффициентов сцепления

Модель стенда	Коэффициенты сцепления φx
	Сухие шины	Мокрые шины
MAHA IW2 - ролики со стальной наваркой - ролики с каменным покрытием	0,9 0,9	0,7 0,9
СТС 4 (стальные ролики с точечной наплавкой)	0,8	0,7

 

В реальных условиях работы тормозных стендов нередки случаи проверки автомобилей с мокрыми шинами (в нарушение требований). Вышесказанное о существенном влиянии коэффициента сцепления роликов тормозного стенда на результаты измерений подтверждают статистические данные проверок автомобилей на стендах MAHA IW2 (Германия) и СТС 4 (Россия): доля проверенных и удовлетворяющих Техническому регламенту автомобилей категории М₁ на стенде MAHA IW2 выше, чем при проверке на СТС 4.

На наш взгляд, значения измеряемых на тормозных стендах параметров и полученные на их основе расчетные показатели имеют большую вариацию.

Покажем это в расчетах.

Рассмотрим первый случай: наличие у автомобиля предельно допустимой неравномерности тормозных сил колес оси. Согласно пп. 1.4 Приложения №8 Технического регламента коэффициент неравномерности тормозных сил колес оси, определяемый по формуле (1), для автомобиля категории М₁ не должен превышать 0,20 для осей транспортного средства с дисковыми колесными тормозными механизмами и 0,25 - для осей с барабанными колесными тормозными механизмами.

(1)

где  F_np , F_лев  - максимальные тормозные силы соответственно на правых и левых колесах проверяемой оси автотранспортного средства, Н;

F_max - наибольшая тормозная сила (максимальное из значений на правом и левом колесах проверяемой оси автотранспортного средства), Н.

 

Предположим, что у автомобиля коэффициент неравномерности тормозных сил на одной из осей равен 0,20. Тогда

(2)

Предположим с учетом данных, указанных в табл. 3, что коэффициент сцепления шин испытуемого автомобиля и роликов тормозного стенда равен 0,7; величину нормальной нагрузки на ось обозначим N; распределение веса на левое и правое колеса равное. Тогда

 

  (3)

  (4)

Определим удельную тормозную силу на оси:

(5)

 

Норматив Y_т = 0,5 для категории М₁. Таким образом, наличие предельно допустимой неравномерности тормозных сил оси повлияло на Y_т несущественно!

Рассмотрим второй фактор (случай): уменьшение коэффициента сцепления шин автомобиля с роликами стенда (износ роликов, шин, влажные шины и др.) менее 0,7. Существует мнение, что в связи с особенностями конструкции роликовых тормозных стендов можно говорить о том, что нормы по общей удельной тормозной силе в нормативных документах заложены необоснованно, поскольку регламентированные значения в большинстве случаев недостижимы из-за низкого коэффициента сцепления шин автомобиля с роликами стенда, и, как результат, - замеры заканчиваются, когда не достигнуты максимальные тормозные силы. Другими словами, при стендовых испытаниях возможны лишь частичные режимы торможения ( F_T < F_TMAX ). Давайте проведем расчеты.

Рис. 3. Гистограмма отношений сил веса передней оси

Кроме указанных выше факторов анализ результатов испытаний, проведенных на тормозных стендах, позволил отметить, что разность веса по колесам передней оси эксплуатируемых автомобилей может достигать 44% (рис. 3).

В процессе проверки на тормозном стенде разность весов с левой и с правой сторон обеспечивается тем, что на месте водителя в автомобиле находится эксперт, и при этом в автомобиле отсутствует пассажир. Вышесказанное подтверждают статистические данные, собранные на пунктах технического осмотра автомобилей Нижегородской области (рис. 3): более 20% проверяемых автомобилей имеют отличия в весе по колесам одной оси более 10%, и свыше 40% - более 5%.

Разность веса на левое и правое колеса автомобиля также оказывает влияние на результаты измерений. Предположим, что на левое колесо передней оси приходится на 10% больше веса, чем на правое. При этом коэффициент неравномерности тормозных сил на одной из осей равен 0,20 . Тогда:

(6)

(7)

(8)

В этом случае удельная тормозная сила будет равна:

(9)

Таким образом, на основании проведенных расчетов можно сделать заключение, что данный автомобиль с работоспособной тормозной системой соответствует требованиям Технического регламента (Норматив Y_т = 0,5 для категории М₁)!

Для окончательных выводов вычислим минимально возможное значение общей удельной тормозной силы исправного автомобиля при проверке его на роликовом силовом тормозном стенде при наиболее неблагоприятных условиях: примем низкий, к примеру из-за износа, коэффициент сцепления колес с роликами тормозного стенда φ_x=0,5, максимально допустимая ГОСТом неравномерность тормозных сил по колесам одной оси для автомобиля категории М₁ Кн=0,2, разность вертикальных нагрузок на правое и левое колеса одной оси примем равной 10%:

(10)

(11)

  (12)

  (13)

Норматив Y_т = 0,5 для категории М₁. Другими словами, за счет неблагоприятных вышеуказанных факторов можно даже на современном диагностическом оборудовании посчитать неисправной исправную тормозную систему автомобиля.

Из проведенного выше анализа можно сделать вывод, что утвержденные в Техническом регламенте величины нормативов эффективности тормозных систем автомобилей при проверке на роликовых силовых тормозных стендах согласованы с техническими возможностями тормозных стендов, НО при условии выполнения необходимых требований проведения испытаний и периодическом техническом обслуживании оборудования (контроль определенных параметров у стендов в процессе их эксплуатации (например, во время ежегодной метрологической поверке тормозных стендов)).

 

Список использованных источников

1. Приказ №232 от 09.07.2020 Министерства транспорта РФ «Об утверждении требований к производственно-технической базе оператора технического осмотра и перечня документов в области стандартизации, соблюдение требований которых лицами, претендующими на получение аттестата аккредитации оператора технического осмотра, и операторами технического осмотра обеспечивает их соответствие требованиям аккредитации».

2. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011). Утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. №877

3. Официальный сайт ГИБДД МВД России http://www.gibdd.ru

4. Федеральный закон от 01.07.2011 № 170-ФЗ «О техническом осмотре транспортных средств и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

5. Постановление Правительства РФ от 15.09.2020 № 1434 «Об утверждении Правил проведения технического осмотра транспортных средств, а также о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации»

6. Яшин С.Н., Боронин О.С. Формирование системы контроля технического состояния находящихся в эксплуатации транспортных средств в рамках обеспечения безопасности дорожного движения// Безопасность и охрана труда. – Н. Новгород: Информационное агентство «Охрана труда», 2021, № 3, С. 25-28.

7. Яшин С.Н., Яшина Н.И., Кошелев Е.В. Финансирование инноваций и инвестиций предприятий: Монография. - Н.Новгород: Изд-во ВГИПУ, 2010.

8. Корнилов Д.А., Яшин С.Н. Использование методов портфельного анализа при стратегическом планировании на предприятиях// Экономический анализ: теория и практика - М.: ООО "Издательский дом "Финансы и кредит", 2005, № 16 (49), с.2-8.

9. Яшин С.Н., Яшина Н.И. Совершенствование теоретических и практических основ определения экономического состояния промышленных предприятий в целях управления их экономическим развитием// Финансы и кредит, 2003, № 12(126). с.43-51.