Новочеркасск, Ростовская область, Россия
Новочеркасск, Ростовская область, Россия
Новочеркасск, Ростовская область, Россия
Новочеркасск, Ростовская область, Россия
УДК 656.13 Организация и эксплуатация автомобильного транспорта. Движение автомобилей. Общие вопросы
Во многих случаях аварийно-опасные ситуации обусловлены тем, что сцепление шин с дорогой существенно отличается от нормативных значений. Исходя из этого, возникают проблемы, связанные с адекватной оценкой влияния коэффициента сцепления в той или иной дорожно-транспортной ситуации на курсовую устойчивость автомобиля и его тормозной путь. Экспертные организации, а также государственные органы МВД нуждаются в информации о влиянии коэффициента сцепления при различных эксплуатационных факторах на тормозной путь автомобиля, при решении своих непосредственных служебных задач. В результате выполненных исследований, были получены значения корректирующих коэффициентов для теоретических расчетов коэффициентов сцепления колес с дорогой как в различных дорожных условиях, так и с учетом эксплуатационного состояния шин, которые можно использовать в практике экспертов-автотехников.
ЭКСПЕРТИЗА ДТП, ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, КОЭФФИЦИЕНТ СЦЕПЛЕНИЯ ШИН С ДОРОГОЙ, СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ, ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ СОСТОЯНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН, ТОРМОЗНОЙ ПУТЬ
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
В Российской Федерации относительно недавно стали особое внимание уделять выяснению истинных причин возникновения ДТП при проведении автотехнической экспертизы. Резонансные происшествия на автомобильном транспорте получают широкую огласку в прессе и средствах массовой информации. И очень часто выяснить истинные причины таких ДТП в виду отсутствия средств видеофиксации весьма сложная задача. Поэтому особая роль отводится расчетным методам и моделированию в рамках судебной автотехнической экспертизы [1-7].
По большей части методики проведения экспертизы ДТП уже весьма устарели и не отражают полную картину процессов, происходящих в зоне контакта колеса автомобиля с дорогой. Нормативные коэффициенты, используемые экспертами, были получены практически в идеальных условиях и на шинах, значительно отличающихся от современных по своим характеристикам [8-13].
Зачастую сотрудники ДПС на месте дорожно-транспортного происшествия лишь фиксируют состоявшийся факт того, что водитель не справился с управлением. При этом под данной скупой формулировкой могут быть скрыты различные обстоятельства, значительно влияющие на процесс движения и административного наказания водителя. Во многих случаях аварийноопасные ситуации обусловлены тем, что сцепление шин с дорогой существенно отличается от нормативных значений [8, 14-20].
Исходя из этого, возникают проблемы, связанные с адекватной оценкой влияния коэффициента сцепления в той или иной дорожно-транспортной ситуации на курсовую устойчивость автомобиля и его тормозной путь, что определяет актуальность выбранной темы диссертационной работы.
Экспертные организации, а также государственные органы МВД нуждаются в информации о влиянии коэффициента сцепления при различных эксплуатационных факторах на тормозной путь автомобиля, при решении своих непосредственных служебных задач.
Основной задачей проведения исследований является анализ влияния на коэффициент сцепления автомобильных шин с дорогой различных эксплуатационных параметров и разработка соответствующих корректирующих коэффициентов для существующих методик расчета.
2 Материалы и методы
В сложившейся практике судебной автотехнической экспертизы (САТЭ) ДТП применяется стандартная методика определения скорости движения автомобиля (1) перед началом аварийного торможения, которая предусматривает, что:
, (1)
где 
– длина следа торможения на дорожном покрытии, м.; 
– время нарастания замедления, с; 
– замедление транспортного средства (2).
, (2)
где φx – коэффициент сцепления колёс с дорогой.
Значение коэффициента сцепления шин автомобиля с дорогой (3) выбирается из рекомендованной справочной литературы и не учитывает конкретных эксплуатационных характеристик последних в сложившихся дорожных условиях. Поэтому многие авторы рекомендуют применять скорректированное значение коэффициента сцепления (4) [1, 4, 18-20]:
, (3)
где φн – справочное нормативное значение коэффициента сцепления;kφ – коэффициент состояния коэффициента сцепления, включающий конкретные значения следующих коэффициентов:
, (4)
где 
- коэффициент вида дорожного покрытия; 
– коэффициент состояния дорожного покрытия;
– коэффициент шероховатости поверхности дорожного покрытия;
– коэффициент гидравлической шероховатости;
– коэффициент ровности дорожного покрытия;
– коэффициент колейности дорожного покрытия; 
– коэффициент продольного уклона;
– коэффициент поперечного уклона; 
– коэффициент давления в шинах;
– температурный коэффициент шин;
– температурный коэффициент дороги; 
– температурный коэффициент окружающей среды.
Кроме того, значительное влияние на коэффициент сцепления оказывает существенное влияние состояние самих автомобильных шин, а именно, их износ и давление воздуха в них.
Износ шин транспортных средств определяется уменьшением высоты протектора в процессе эксплуатации. На его изменение оказывают влияние большое количество факторов – от манеры управления водителем до технического состояния автомобиля.
Выполним исследования зависимости тормозного пути «типового автомобиля» Хендай Солярис от давления воздуха и степени износа протектора шин. В качестве объекта исследований использовались шины марки Cordiant Road Runner 185/65 R15. Давление воздуха в шинах определяли с помощью цифрового манометра Tyrepro. На первом образце шины износ составлял 30 %, второй – 50 %, а третий – представлен новыми шинами с износом не более 10 % протектора. При этом скорость транспортного средства в момент торможения составляла 40 км/ч.
Влияние изменения давления в шине на замедление автомобиля, полученное в результате исследований, представлено в таблице 1 и на рисунке 1.
Таблица 1 − Влияние давления в шинах на замедление автомобилей
|
Давление в шинах, кПа |
Тормозной путь транспортного средства, м |
Замедление, м/с2 |
Коэффициент сцепления |
|
1,4 |
9,1 |
6,87 |
0,7 |
|
1,6 |
8,74 |
7,16 |
0,73 |
|
1,8 |
8,6 |
7,26 |
0,75 |
|
2,0 |
8,2 |
7,65 |
0,78 |
|
2,2 |
9,2 |
6,92 |
0,71 |
|
2,4 |
9,4 |
6,67 |
0,68 |
Анализ полученных результатов показывает, что изменение тормозного пути и коэффициента сцепления от величины давления воздуха в шинах транспортных средств осуществляется по нелинейной зависимости.
Рисунок 1 − Влияние давления в шинах на тормозной путь автомобиля и значение
коэффициента сцепления шин с дорогой
При этом, следует отметить, что при давлении 2,2 кПа и выше величина тормозного пути и коэффициента сцепления стабилизируется, но не в минимальных значениях. Наименьшее значение тормозного пути, а, следовательно, максимальный коэффициент сцепления, наблюдаются при давлении 2,0 кПа.
Поэтому для проведения дальнейших исследований влияния износа протектора шины на коэффициент сцепления было выбрано в качестве рабочего именно давление в шинах, составляющее 2,0 кПа. Как было отмечено выше, проводились исследования на автомобиле с износом резины примерно 30 % и 50 %. Результаты исследований представлены в таблице 2 и на рисунке 2.
Анализ полученных данных показывает, что при увеличении износа протектора шин существенно возрастает значение тормозного пути в связи с уменьшением коэффициента сцепления. Причем, в процентном соотношении, изменение тормозного пути прямо пропорционально изменению коэффициента сцепления.
На основании проведенных исследований рассчитаны значения поправочного коэффициента для расчета объективного коэффициента сцепления шин с покрытием проезжей части с учетом износа протектора, приведены в таблице 2.
Таблица 2 − Влияние протектора шин на коэффициент сцепления шин автомобилей
|
Износ протектора шин, % |
Тормозной путь транспортного средства, м |
Коэффициент сцепления |
Значение поправочного коэффициента, учитывающего износ шин, Ки |
|
10 |
8,2 |
0,78 |
1 |
|
20 |
8,5 |
0,75 |
0,96 |
|
30 |
8,9 |
0,72 |
0,92 |
|
40 |
10,8 |
0,6 |
0,77 |
|
50 |
11,2 |
0,57 |
0,73 |
Рисунок 2 − Влияние износа протектора шин на коэффициент сцепления
Таким образом, полученные нами поправочные коэффициенты необходимо подставить в ранее рассмотренное выражение для расчета коэффициента сцепления и получим следующее выражение:
где 
– поправочный коэффициент учитывающий износ шин; 
- поправочный коэффициент учета давления в шинах автомобиля.
3 Результаты исследований
Полученное выражение для расчета сцепления рекомендуется использовать при проведении автотехнической экспертизы ДТП, для установления технической возможности у водителя избежать происшествия при возникновении аварийной ситуации.
Рассмотрим, насколько изменяется значение скорости движения транспортного средства, рассчитанное с применением установленной методики в САТЭ от вычисленного с использованием корректирующих коэффициентов.
Рассмотрим случай экстренного торможения автомобиля Хендай Солярис на сухом, ровном, чистом асфальтобетонном покрытии проезжей части, зафиксированная длинна следа юза составила 20 м, при этом давление в шинах составляло 2,2 МПа, а износ их протектора – 30 % от исходного значения. В результате расчетов по установленной методике вычисляем значение скорости перед началом торможения, км/ч:
.
В тоже время расчет с учетом скорректированного значения коэффициента сцепления шин с дорогой дает следующее значение скорости движения, км/ч :
.
Расчеты показывают, что даже при равных остальных условиях эксплуатационное состояние шин автомобиля существенно влияет на его тормозной путь, а, соответственно, определяет обоснованность экспертных решений в судебной практике по ДТП.
4 Обсуждение и заключение
В результате выполненных исследований установлено, что достаточно большой вклад в отклонение величины коэффициента сцепления от нормативных значений вносит разность давлений в шинах и их износ в процессе эксплуатации. Выполненные теоретические и эмпирические исследования позволили получить поправочные коэффициенты, позволяющие нивелировать разницу нормативных и фактических значений. Данные поправочные коэффициенты могут быть рекомендованы для использования экспертами-автотехниками в своей практики для повышения достоверности расчетов и выводов.
1. Драгунов, А. Ф. Некоторые особенности проведения автотехнической экспертизы до-рожно-транспортных происшествий [Текст] / Драгунов А.Ф., Ляпустин П.К., Минько А.М. // Сборник научных трудов ангарского государственного технического университета - 2008. - №1. - С. 26-29. - EDN RDIMZT.
2. Тарасов, Е. А. Пример судебной автотехнической экспертизы по исследованию обстоя-тельств ДТП [Текст] / Тарасов Е.А., Волков Н.М., Дегтев Д.Н., Никитин С.А., Щиенко А.Н. // Высокие технологии в строительном комплексе - 2021. - №2. - С. 116-124. - EDN DIJELR.
3. Шашко, Ю. В. Сущность и значение судебной автотехнической экспертизы [Текст] / Шашко Ю.В. // Тенденции развития науки и образования - 2023. - №9 6-6. - С. 103-106. - EDN JYBDNX.
4. Петрова, М. Г. Проблемы и несовершенство назначения и проведения автотехнической экспертизы [Текст] / Петрова М.Г., Мамонтова Э.А. // Новое слово в науке: перспективы разви-тия. - 2015. - №4(б). - С. 296-297. - EDN XXXTER.
5. Аметов, В. А. Проблемы автотехнической экспертизы: химмотологический подход [Текст] / Аметов В.А., Беляев М.К., Зубрицкий А.В., Шальков А.В. // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2020. - №4. - С. 15-27. - EDN YFBSCB.
6. Агафонов, А. С. Алгоритм действий эксперта-автотехника при производстве судебной автотехнической экспертизы по исследованию маркировочных обозначений транспортных средств [Текст] / Агафонов А.С. // Криминалистика: вчера, сегодня, завтра. - 2023. - №1(25). - С. 7-22. - EDN UAUOHF.
7. Багичев, С. А. Моделирование напряженно-деформированного состояния рамы авто-прицепа - комплексный инструмент в производстве автотехнической экспертизы [Текст] / Баги-чев С. А., Прошин Д. Н., Алтышев А. И. // Транспортные системы. - 2023. - №3 (29). - С. 28-37. - EDN FWZXCV.
8. Карев, Б. Н. Обоснование необходимости уточнения основных понятий и формул авто-технической экспертизы [Текст] / Карев Б.Н., Волков А.А. // INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED STUDIES - 2023. - №1. - С. 7-23. - DOI: https://doi.org/10.12731/2227-930X-2023-13-1-7-23.
9. Ефимов А.Д., Биюшкин Н.А. Разработка методики оценки вероятности возникновения аварийно-опасных ситуаций на улично-дорожной сети // Современная наука. 2021. № 5. - С. 29-33. DOIhttps://doi.org/10.53039/2079-4401.2021.7.5.006.
10. Ефимов, А. Д. Субъективный фактор в повышении достоверности экспертных иссле-дований дорожно-транспортных происшествий/ Ефимов А. Д. - Текст: непосредственный // Ор-ганизация и безопасность дорожного движения: материалы Х Международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию со дня рождения проф. Л. Г. Резника / отв. редактор Д. А. Захаров. - Тюмень: ТИУ, 16 марта 2017 г. - в 2 т. - Т. 1. - С. 268-273.
11. Жакулин С.Ш. Применение инновационных технологий при расследовании наруше-ний правил дорожного движения или эксплуатации транспортных средств лицами, повлекших смерть человека [Текст] / Жакулин С.Ш. // Современный ученый. - 2023. - № 6. - С. 310-319. EDN SBRRMI.
12. Семенов, Е. А. Роль специальных знаний при расследовании преступлений в области дорожного движения (Российский и зарубежный опыт) [Текст] / Семенов Е.А., Рожкова А.С. // Общество, право, государственность: ретроспектива и перспектива. - 2023. - № 4(16). - С. 48-53. - EDN WYQQMV.
13. Рожков, М. А. Практика применения организационно-технологических средств обес-печения безопасности дорожного движения в регионе [Текст] / Рожков М.А., Шаловал Ж.А. // MODERN SCIENCE. - 2022. - № 6-4. - С. 143-150. -EDN HEPUHF.
14. Витолин, С. В. Основы методологии управления транспортными потоками на улично-дорожной сети крупного города при светофорном регулировании [Текст] / Витолин С.В. // Мир транспорта. - 2020. - № 4 (89). - С. 148-155. - DOIhttps://doi.org/10.30932/1992-3252-2020-18-148-155.
15. Царегородцева, Е. А. О возможности использования временных рядов дорожно-транспортной аварийности [Текст] / Царегородцева Е.А. // Современная наука. - 2022. - № 4. - С. 64-66. - EDN ZSHBYI.
16. Пумбрасова, Н. В. Проблемные аспекты регулирования тарифов при организации ре-гулярных пассажирских перевозок на муниципальных маршрутах [Текст] / Пумбрасова Н.В., Упадышева Е.В. // Вестник Екатерининского института. - 2021. № 1 (53). - С. 66-75. - EDN RE-RUYE.
17. Зубов, В. В. Оценка влияния модернизации транспортных средств на безопасность транспортных процессов [Текст] / Зубов В. В., Крепаков Д. А., Антоненко Д. В. // Современные прикладные исследования. - 2021. - С. 125-130. - EDN ENMXRE.
18. Султанова, Л. М. Анализ факторов, влияющих на вероятность возникновения дорож-но-транспортных происшествий / Султанова Л.М., Алиев К.Ш. // Неделя науки-2022. - 2022. - С. 323-324. - EDN BKCMAC.
19. Абдулгазис, У. А. К определению продольного и поперечного коэффициентов сцеп-ления шины с полотном дороги при автотехнической экспертизе ДТП [Текст] / Абдулгазис У.А., Абдулгазис А.У., Феватов С.А., Шемиев С.Б. // Вестник современных технологий. - 2016. № 2 (2). - С. 4-13. - EDN YFMTIV.
20. Чудакова, Н. В. Влияние сезонности и степени износа шин на установившееся замед-ление автомобиля [Текст] / Чудакова Н.В. // Вестник гражданских инженеров. - 2016. № 1 (54). - С. 141-145. - EDN VURIBR.
