Управление легковым автомобилем с прицепом

----Управление легковым автомобилем с прицепом

Управление легковым автомобилем с прицепом

Особенности управления легковым автопоездом

7 Февраля 2018

Послушность, с которой прицеп катится за легковой машиной по шоссе, обманчива. На изменение дорожных условий или действия водителя он может отреагировать неожиданно резко. Чтобы поездка была безопасной, надо знать особенности управления автопоездом.

Общие сведения

Автопоезд (состав) — транспортное средство, состоящее из автомобиля-тягача и прицепа (звеньев).

Прицеп — транспортное средство, не оборудованное двигателем и предназначенное для движения в составе с автомобилем.

Управляемость — способность автопоезда сохранять заданное направление движения или изменять его, подчиняясь водителю.

Устойчивость — свойство состава не реагировать на внешние воздействия: неровности, продольные и поперечные уклоны дороги, порывы бокового ветра и т.п. Чем выше устойчивость автопоезда, тем больше совпадают его фактическая и задаваемая водителем траектории движения.

Управляемость и устойчивость состава должны соответствовать ОСТу 37.001.471-88 “Управляемость и устойчивость автотранспортных средств. Методы испытаний”.

Основные параметры прицепа, влияющие на управление автопоездом:

размеры — рис. 1;
массы:
снаряженная — масса укомплектованного прицепа, пригодного к эксплуатации, но без груза;
полная (разрешенная максимальная) — масса снаряженного и загруженного прицепа, установленная изготовителем в качестве максимально допустимой.

Рис. 1. Основные размеры автопоезда:
La и Lп — длина автомобиля и прицепа;
la и lп — база автомобиля и прицепа;
lш — расстояние от задней оси автомобиля до центра шара сцепного устройства;
H — высота прицепа;
h — высота центра тяжести прицепа;
hш — высота центра шара сцепного устройства;
ц.т. — центр тяжести сцепного устройства;
Ba и Bп — ширина автомобиля и прицепа;
Ka и Kп — колея автомобиля и прицепа.

Особенности движения автопоезда

Поведение одиночных машин на дороге зависит в основном от управляющих действий водителя, собственных конструктивных особенностей (характеристик подвески, рулевого управления, шин) и внешних сил. А состава — еще и от влияния его звеньев друг на друга. Причем, как правило, одновременно возникают и взаимодействуют несколько факторов.

По сравнению с автомобилем у автопоезда:

динамические характеристики ниже из-за большей массы и возросшего сопротивления движению¹;

габаритный коридор (рис. 2) больше;

Рис. 2. Габаритный коридор автопоезда:
О1 и О2 – центры поворота;
Ва и Вт – габаритные коридоры автопоезда и одиночной машины.
Чем круче поворот, тем больше габаритный коридор автопоезда.

движение задним ходом затруднено — обзорность ограничена, а прицеп склонен к резкому изменению траектории при наезде одним колесом на дорожную неровность (камень или выбоину);
управляемость и устойчивость хуже². При резкой манере управления автопоездом прицеп может раскачаться и выйти за пределы полосы движения, следовательно — повредить идущие рядом автомобили, опрокинуться, спровоцировать занос тягача или складывание состава.

Колебания прицепа, движущегося за автомобилем, одновременно могут быть в разных направлениях. Упрощенно их делят на:

вертикальные (рис. 3) — раскачка вверх-вниз. Они быстро затухают при исправных амортизаторах прицепа и поэтому мало влияют на поведение автопоезда;

Рис. 3. Вертикальные колебания прицепа (а) и автомобиля (б).
продольные (рис. 4) — наклоны вперед-назад вокруг оси колес вследствие высокого расположения центра тяжести груза и чрезмерно резких разгонов и торможений состава. Прицеп пытается раскачать заднюю часть машины, но ее амортизаторы эффективно гасят такие колебания. На движении состава они, как правило, не успевают сказаться;

Рис. 4. Продольные колебания прицепа раскачивают машину вверх-вниз.
горизонтальные (курсовые, рис. 5) — в плоскости дороги. Машина едет прямо, а прицеп — по синусоиде. Такие колебания, вызванные резким маневром, порывом бокового ветра, переездом неровности и т.п., как правило, гаснут сами. Но иногда, преимущественно у прицепов с независимой подвеской³, их амплитуда растет до определенной величины, свойственной каждому прицепу, и остается неизменной. Увеличивать скорость опасно — курсовые колебания всегда сопровождаются поперечными;

Рис. 5. Горизонтальные колебания прицепа.
поперечные (рис. 6) — переваливание с боку на бок. При слишком высоком положении центра тяжести прицепа возникают на неровностях дороги и могут его опрокинуть.

Рис. 6. Поперечные колебания прицепа.

Занос (складывание) автопоезда (рис. 7) вероятен на скользком спуске или повороте. При резком изменении траектории движения и замедлении состава прицеп разворачивает машину.

Рис. 7. Складывание состава при торможении в повороте.

Влияние параметров автомобиля и прицепа на управление автопоездом

Масса. Чем тяжелее машина и легче прицеп, тем меньше он влияет на управляемость автопоезда.

Конструктивные особенности прицепа. С увеличением длины дышла (базы), эффективности амортизаторов и уменьшением высоты пола кузова (центра тяжести) управляемость и устойчивость автопоезда улучшаются. Но большая база увеличивает его габаритный коридор, снижая маневренность.

Инерционные тормоза, помимо сокращения остановочного пути состава, уменьшают влияние прицепа на машину при торможении на повороте.

Конструктивные особенности автомобиля. Чем больше база и меньше расстояние от задней оси до центра шара сцепного устройства, тем безопаснее и легче управлять автопоездом.

Рекомендации
Прицеп должен соответствовать грузу. Например, домашние вещи и стройматериалы удобнее возить в универсальном, а лодки, водные мотоциклы, снегоходы и т.п. — на специальном. Он спроектирован с учетом особенностей такой техники, у него, как правило, предусмотрены места ее крепления и средства погрузки.

Оптимальные параметры прицепа (см. пример):

полная масса — не больше разрешенной изготовителем автомобиля, которым предполагают буксировать прицеп⁴;
вертикальная статическая нагрузка на шар сцепного устройства при полной массе — соответствует требованиям автозавода⁵;
длина — не более 1,5 длины автомобиля⁶;
отношение базы прицепа к расстоянию от задней оси машины до центра шара сцепного устройства (см. рис. 1) — не менее 1,55;
ширина — не более чем на 200 мм шире автомобиля с каждой стороны⁶;
высота — не более 1,8 колеи⁶;
отношение высоты центра тяжести при полной нагрузке к колее — не более 0,725;
дорожный просвет (клиренс) — не меньше, чем у машины;
допускаемая скорость движения в составе автопоезда полной массой — больше разрешенной изготовителем автомобиля и Правилами дорожного движения.

Кроме того, желательно, чтобы у машины и прицепа были одинаковы:

высота расположения центров шара сцепного устройства и сферы сцепной головки⁷ — когда дышло прицепа горизонтально, его меньше бросает в сторону при движении состава задним ходом и наезде колесом на неровность;
колея — прицеп будет легче буксировать по уже проложенному автомобилем следу на мягком грунте (песке, грязи) или в дорожной колее;
колеса и шины (тип, модель, размер), чтобы их характеристики отличались как можно меньше и было не нужно дополнительное запасное колесо.

В пределах указанных соотношений лучше выбирать прицеп, у которого:

максимальные база и колея;
минимальные высота центра тяжести и снаряженная масса.

Движение автопоезда

Если нет навыков управления автопоездом, полезно потренироваться на свободной площадке. Чтобы понять изменение тормозных свойств состава — несколько раз затормозить с невысокой (около 40 км/ч) скорости на прямой и в повороте. Для привыкания к габаритам — сымитировать перестроение, парковку, въезд в ворота задним ходом (рис. 8).

Рис. 8. Въезд в ворота задним ходом.
I – Трогаясь с места, повернуть управляемые колеса машины в сторону противоположную повороту – “сломать” автопоезд.
II – Продолжая движение, вращать рулевое колесо в сторону поворота до тех пор, пока автопоезд не начнет ехать по выбранной траектории.
III – Когда прицеп займет нужное положение, вращать руль обратно, чтобы выровнять состав.

Длина предохранительных цепей (тросов) должна быть такой, чтобы дышло висело на них свободно. Иначе при аварийном разъединении движущегося состава оно упрется в дорогу и опрокинет прицеп. Чересчур длинные цепи нужно укоротить, хотя бы намотав излишек на дышло.
Размещать груз нужно так, чтобы при полной массе прицепа нагрузка на сцепной шар не превышала разрешенную автозаводом (рис. 9). В крайнем случае, можно довериться собственным ощущениям — дышло правильно сбалансированного прицепа человек поднимает легко (нагрузка около 30 кгс).

Рис. 9. Определение статической нагрузки, действующей на шар сцепного устройства.
Давление в шинах прицепа должно соответствовать требованиям завода-изготовителя и отличаться слева и справа не более чем на 0,1 атм. В задних колесах автомобиля его полезно увеличить на 0,2 атм от нормы, установленной автозаводом для одиночной машины.
Действия водителя должны быть предсказуемы и понятны другим шоферам. Они, особенно встречных и обгоняемых машин, часто видят прицеп в последний момент.
Начинать движение, разгонять автопоезд, менять полосу движения, обгонять и тормозить нужно очень мягко, плавно, без рывков. Иначе прицеп будет сильно дергать и толкать автомобиль.
Управлять составом легче, когда машина загружена больше прицепа. В самом неблагоприятном случае, если она пустая, лучше переложить в нее часть груза.
Дистанцию в потоке автомобилей нужно увеличить. Например, между одиночными машинами при 80 км/ч она примерно равна 40 м, а при буксировке прицепа — больше на 15-20 м.

На перекрестках (рис. 10), поворачивая направо, лучше вести автопоезд ближе к левой стороне полосы движения и вращать рулевое колесо, когда задние колеса машины будут примерно у края тротуара пересекаемой проезжей части. При левом повороте наоборот — вначале ехать правее и выбирать траекторию движения так, чтобы прицеп не задел пропускающие состав автомобили.

Рис. 10. Движение автопоезда при поворотах на перекрестке:
а — правильно;
б — неправильно.

При разъездах с большегрузными машинами полезно увеличить интервал, сместившись правее на своей полосе и снизив скорость (“сбросив газ”). Иначе воздушный поток от них может вывести автопоезд из равновесия. Так же целесообразно поступить, въезжая на мост (эстакаду) или двигаясь по шоссе и выезжая из леса в поле — здесь не исключен порыв бокового ветра.
Скорость, установленную заводом-изготовителем прицепа, нельзя превышать, даже если Правила дорожного движения разрешают ехать быстрее (например, на автомагистрали — 90 км/ч). Возможно, ограничение обусловлено снижением управляемости, устойчивости и тормозной динамики состава при превышении заданного предела.
Для обгона груженому автопоезду нужно примерно в три раза больше времени и пространства, чем одиночной машине. Поэтому иногда, например, если автомобиль впереди едет ненамного (на 5-10 км/ч) медленнее состава, встречное движение интенсивно или видимость недостаточна, лучше повременить с обгоном до безопасной ситуации или удобного участка дороги.
Чтобы контролировать поведение прицепа, полезно, даже на прямой дороге, чаще смотреть во внутреннее и наружные зеркала заднего вида. Тогда можно заметить его опасные колебания раньше, чем ощутить их по поведению машины, и прекратить раскачку уменьшением скорости движения автопоезда.
Повороты лучше проходить “под тягой”, заранее снизив скорость и затем постепенно увеличивая ее. Тормозить и “сбрасывать газ” нежелательно — возникает толкающая сила, разворачивающая машину.
На проселочной дороге с колеей⁸, особенно когда она неглубокая, лучше ехать по проторенному пути. Если лавировать между рытвинами или балансировать на гребне, велик риск разворота автомобиля: он попадет в один след, а прицеп — в другой, и автопоезд застрянет. Выезжать из колеи нужно снизив скорость, там, где есть свобода для маневра.
Если вертикальные, продольные или поперечные колебания при эксплуатации автопоезда стали интенсивнее или дольше, чем были вначале, необходимо проверить исправность подвески машины и прицепа.

Редакция благодарит специалистов отдела исследования безопасности автомобилей (ОИБА) Дмитровского автополигона (НИЦИАМТ) за помощь в подготовке материала.