TOYOTA LAND CRUISER установлено дополнительное оборудование, установлен двигателя модели 1HD.

Описание производимых работ:

Демонтирован штатный двигатель. Установлен двигатель модели 1HD с использованием штатных упругих элементов (кронштейны, подушки); состыкована штатная коробка передач; подсоединено электрооборудование (провода, датчики); подсоединена система питания, охлаждения и выхлопная система. Обеспечена работа вакуумного усилителя тормозов. Для питания привода рулевого управления двигатель оборудован насосом гидроусилителя руля. 

Система питания подсоединена с помощью стандартных элементов (штуцеры, трубопроводы, шланги), при этом особое внимание обращено на герметичность соединения. Сборка систем двигателя осуществлялась монтажными элементами заводского изготовления.

Демонтированы штатные бамперы. На штатные места, с помощью стандартных крепежных элементов, установлены бывшие в употреблении (Правила ЕЭК ООН №26) передний (с защитой радиатора и фар) и задний металлические бамперы.

В соответствии с требованиями Правил ЕЭК ООН №26 бамперы не имеют травмоопасных выступов, ни одна выступающая часть наружной поверхности не имеет радиус скругления менее 2,5 мм. Концы бамперов загнуты в направлении к кузову, расстояние между краем бампера и кузовом не превышает 20 мм.

Задний бампер оснащен поворотным кронштейном для крепления запасного колеса. При установке запасного колеса, обеспечена видимость задних светотехнических приборов согласно правил ЕЭК ООН №48.

На заднем бампере установлено сертифицированное (Правила ЕЭК ООН № 55-01) тягово-сцепное устройство (ТСУ) для шарнирной сцепки автомобиля с прицепом. ТСУ установлено на штатное место и закреплено с помощью стандартных крепежных элементов, входящих в комплект крепления ТСУ. Установлена розетка для подключения электрооборудования и задних светотехнических приборов прицепа адаптированная под напряжение 24/12 Вольт.

На переднем и заднем бамперах установлены электромеханические лебедки. На переднем бампере установлены резиновые накладки (буферы), образующие крайнюю переднюю линию бампера, таким образом выполняется условие п.11 ТР ТС 018/2011.

Из моторного отсека выведен внешний воздухозаборник.  Воздухозаборник надежно закреплен к кузову и герметично соединен с воздушным фильтром. Воздухозаборник не имеет травмоопасных выступов и не влияет на переднюю обзорность.

На крыше, при помощи штатного крепежа, бывший в употреблении автомобильный багажник, соответствующий требованиям Правил ЕЭК ООН №26.

На заднюю распашную дверь, с помощью стандартных крепежных элементов, установлена лестница для доступа к багажнику. Лестница не имеет травмоопасных выступов.

К днищу кузова закреплены металлические пороги, не имеющие травмоопасных выступов и закругленные по краям к кузову ТС.

Установлены прорезиненные расширители колесных арок, таким образом, чтобы выполнялись условия п.10 Приложения № 3 к ТР ТС 018/2011.

Установлена стальная защита рулевых тяг. Крепление к днищу кузова (раме) выполнено при помощи болтового соединения.

На переднем бампере установлены две противотуманные фары (ПТФ). Установка и подключение противотуманных фар соответствуют требованиям п. 6.3 Правил ЕЭК ООН № 48.

Установлены проставки высотой 50 мм, гарантированной прочности. Кузов закреплен к раме при помощи болтового соединения увеличенной длины. Класс прочности болтов не ниже штатного.

Кузов приподнят на 150 мм за счет установки сертифицированных упругих и демпфирующих элементов подвески: пружины и амортизаторы. Характеристики упругих элементов подвески обеспечивают выполнение требований к устойчивости и управляемости транспортного средства. Обеспечивается работоспособность при максимальных динамических нагрузках; стабильность характеристик упругих элементов подвески; отсутствие вредных контактов в пределах полного хода подвески; демпфирующие характеристики; температурные характеристики; работа без стуков и заеданий.

Установлены сертифицированные шины (Правила ЕЭК ООН № 30 и 117) и диски (Правила ЕЭК ООН № 124) размерностью до 49 дюймов, о чем свидетельствует маркировка со знаком официального утверждения. Произведена тарировка спидометра, при этом выполняется условие п.5.3 Правила ЕЭК ООН №39.

Установлен сертифицированный (Правила ЕЭК ООН N 79) амортизатор рулевого привода, при помощи штатных крепежных деталей. Ход штока амортизатора обеспечивает максимальный угол поворота управляемых колес. После установки амортизатора рулевого привода обеспечиваются: демпфирующие характеристики; температурные характеристики; герметичность; работа без стуков и заеданий рулевого механизма.

На автомобиле установлен дополнительный автомобильный топливный бак (емкостью 100 л).  Кронштейны топливного бака закреплены на раме ТС стандартными крепежными элементами.  Монтируемый бак не выступает за габариты ТС. Топливная система подсоединена с помощью стандартных элементов (штуцеры, трубопроводы, шланги), при этом обеспечена герметичность соединения.

На ТС предусмотрены места для крепления регистрационных знаков в соответствии с требованиями п.4 приложения № 7 ТР ТС 018/2011.

Проведена проверка соответствия характеристик ТС с внесеннымим в конструкцию изменениями нормативам пункта 4 Приложения №3 Технического Регламента Таможенного Союза «О безопасности колесных транспортных средств» по поперечной статической устойчивости.

Проведена проверка соответствия характеристик тормозной системы ТС нормативам Приложений 3 и 5 Правил № 13-Н ЕЭК ООН по эффективности торможения и устойчивости/управляемости затормаживаемого транспортного средства.

 

Проверка соответствия характеристик тормозной системы транспортного средства высокой проходимости TOYOTA Land Cruiser нормативам Приложений 3 и 5 Правил № 13-Н ЕЭК ООН по эффективности торможения и устойчивости/управляемости затормаживаемого транспортного средства:

1. Исходные параметры автомобиля

1.1. Общие данные автотранспортного средства

 

1.2. Привод тормозной системы, обеспечивающий штатный и аварийный режимы ее функционирования

 

 

1.3 Привод стояночной тормозной системы

1.4 Передние тормозные механизмы (ТМ)

1. 5 Задние тормоза, активизируемые в штатном и аварийном режимах

1.6 Стояночные тормозные механизмы

 

2. Определение функциональных возможностей штатных тормозов АТС

Коэффициенты чувствительности WТ1 и WТ2 соответственно передних и задних систем «тормоз - колесо» к величине давления в тормозном гидроприводе определяются по формулам.

 

Значения коэффициентов чувствительности WТ1 и WТ2

WТ1 = 6,08 см2;

WТ2 = 3,91 см2;

 

3. Проверка характеристик тормозной системы автомобиля на соответствие нормативным требованиям приложения 5 Правил № 13-Н ЕЭК ООН по устойчивости и управляемости затормаживаемого АТС

 

Исследовались следующие параметры описываемого автомобиля, необходимые для оценки правильности распределения тормозных сил по его осям (литерой «W» далее замещается индекс минимальной либо максимальной степени загрузки машины, т.е. «С» или «П»):

На основе исходных данных построены графики уровней реализуемого сцепления при снаряженном состоянии и с полной нагрузкой. При построении графиков не учитывалось влияние регулятора тормозных сил.

Полученные результаты (см. рис. 1 и 2) свидетельствуют, что при регламентированных весовых состояниях исследуемого автомобиля характеристики его тормозной системы не соответствуют нормативам Приложения 5 Правил № 13-Н ЕЭК ООН для АТС категории M1.

Для выполнения этих нормативов необходимо перенастроить регулятор тормозных сил гидропривода тормозов задней оси.

При выполнении вышеизложенной рекомендации графики уровней реализуемого сцепления приобретают вид, представленный на рис.3 и 4. Полученные результаты свидетельствуют, что при массе без нагрузки и разрешенной максимальной массе исследуемого автомобиля характеристика его тормозной системы соответствует нормативам Приложения 5 Правил № 13-Н ЕЭК ООН для АТС категории М1.

Рекомендуется перенастройка регулятора тормозных сил гидромагистрали привода задних тормозов.

 

4. Расчет максимальной эффективности тормозной системы исследуемого АТС при штатном и аварийном режимах ее функционирования

Наибольшая величина давления в тормозном гидроприводе рассматриваемого автомобиля.

 

Достижимый максимум установившегося замедления для АТС с полной нагрузкой рассчитывается следующим образом:

Полученная величина превышает пороговую норму JNOM = 6,43 м/с2 (см. п.п. 2.1.1. приложения 3 Правил № 13-Н ЕЭК ООН).

Определим аварийный уровень эффективности тормозной системы описываемого АТС в случае, когда сохраняют работоспособность только два колесных тормозных механизма задней разгружающейся оси:

Данная величина превосходит регламентированный минимум в 2,44 м/с2 (см. п.п. 2.2.2. приложения 3 Правил № 13-Н ЕЭК ООН). Сравним теперь с допустимым значением             FNOM = 0,7 «аварийный» уровень реализуемого задними колесами АТС сцепления:

Лимит реализуемого сцепления исчерпывается. C учетом порогового ограничения реализуемого сцепления FNOM=0,7 может быть реализована не максимальная, а т.н. номинальная величина замедления при аварийном торможении в рассматриваемой ситуации:

5. Определение характеристик стояночной тормозной системы автомобиля

Определим для встроенного в стояночный тормоз разжимного устройства минимальную величину кинематического передаточного отношения, обеспечивающую удержание рассматриваемого автомобиля с полной загрузкой на уклоне 20% (см. п.п. 2.3.1. приложения 3 Правил № 13-Н ЕЭК ООН):

Полученная величина превышает ординарные уровни (см. п.п. 1).

Удержание рассматриваемого АТС на спуске является наиболее сложным статическим режимом работы для его стояночной тормозной системы, активизирующей только барабанные тормоза частично разгружающихся задних колес автомобиля. Сопоставим с пороговым значением FNOM = 0,7 уровень реализуемого задними колесами АТС сцепления:

Запас по сцеплению не исчерпывается. Полный ход рычага управления стояночным торможением не превысит следующей величины:

6. Выводы и рекомендации

6.1.  При минимальном и максимальном уровнях загрузки рассматриваемого автомобиля характеристики его тормозной системы полностью соответствуют нормативам приложений 3 и 5 Правил № 13-Н ЕЭК ООН по реализуемой эффективности тормозов (см. п.п. 4) и по устойчивости / управляемости затормаживаемого АТС (при перенастройке регулятора тормозных сил гидромагистрали привода задних тормозов - см. п. 3).

6.2. Возможностей стояночной тормозной системы в заявленной спецификации (см. п.п. 1) недостаточно для реализации нормативных требований к эффективности стояночного торможения, рассматриваемого АТС (см. п.п. 5). Рекомендуется:

- увеличить кинематическое передаточное число разжимного устройства привода стояночного тормоза;

- использовать рычаг стояночного тормоза с большим передаточным числом;

- увеличить передаточное число промежуточного рычага между рычагом стояночного тормоза и тормозным механизмом.

Для осуществления вышеуказанных предписаний необходимо выполнить одну из следующих доработок:

- увеличение длины «серповидного» рычага внутри тормозного барабана со 165 до 212 мм, что позволит увеличить кинематическое передаточное число разжимного устройства стояночного тормоза до необходимого уровня;

- увеличение длины рычага стояночного тормоза, находящегося внутри салона ТС с 275 до 330 мм, что позволит увеличить передаточное число рычага стояночного тормоза;

- увеличить длину одного из пары рычагов, установленных на заднем мосту снаружи тормозного барабана с 87 мм до 117 мм.

Графики:

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

 

По причине значительного увеличения высоты центра масс, переоборудованного TOYOTA Land Cruiser 80, была произведена проверка соответствия характеристик транспортного средства (TOYOTA Land Cruiser) с внесенными изменениями в конструкцию нормативам пункта 4 Приложения № 3 Технического Регламента Таможенного Союза «О безопасности колесных транспортных средств» по поперечной статической устойчивости:

 

Технический Регламент Таможенного Союза (ТР ТС 018/2011) предъявляет требования к поперечной статической устойчивости транспортного средства при испытаниях при опрокидывании для транспортных средств категорий M, N, O (применительно к категории М1 – только для транспортных средств категории G только в отношении подпункта 4.2.1, Приложение №3).

ТР ТС 018/2011 определяет, что под углом статической устойчивости αсу понимается угол наклона опорной поверхности α опрокидывающей платформы относительно горизонтальной плоскости, при котором произошел отрыв всех колес одной стороны одиночного транспортного средства максимальной массы от опорной поверхности платформы. Величина угла αсу, полученная в результате технического расчета, должна быть не менее нормативного значения αн = 21° зависящего от коэффициента qs поперечной устойчивости транспортного средства и определяемого по следующим формулам:

αн=(15+25qs), градус, при qs>1,0

αн=(-2,4+42,4qs), градус, при 0,55 ≤ qs ≤ 1,0

Коэффициент поперечной устойчивости qs определяют по формуле (Приложение № 3, п.4.2.2. Регламента):

Формула расчета коэффициента поперечной устойчивости, где (см. рис.1):

b – колея, приведенная к поперечному сечению автомобиля в плоскости, проходящей через его центр масс (см. рис.2: для автомобиля TOYOTA Land Cruiser b=1600 мм);

h – высота центра масс над опорной поверхностью, мм.

По результатам стендовых испытаний на опрокидывание автомобиля TOYOTA Land Cruiser угол опрокидывания αсу (далее угол статической устойчивости) равен 45°

Схема определения угла поперечной устойчивости

 

Схема расположения центра масс на TOYOTA Land Cruiser

 

На основании вышеприведенных формул находим, что высота центра масс (h) автомобиля TOYOTA Land Cruiser максимальной массы равна 667 мм.

 

При установке на автомобиль внедорожного оборудования высота центра масс автомобиля увеличивается (см. рис. 3), следовательно, уменьшается угол статической устойчивости.

Перечень установленного внедорожного оборудования:

*в расчетах также учитывается масса демонтируемого компонента.

На основании уравнения статического равновесия проводится перерасчет высоты центра масс автомобиля с установленным дополнительным оборудованием.

Формула для расчета радиус-вектор центра масс

Где rc – радиус-вектор центра масс, ri – радиус-вектор i-ой точки системы, mi – масса i-ой точки.

Высота центра масс автомобиля без учета колес рассчитывается по следующей формуле:

h1=(h*m-mk1*rст1)/m1=(667*2435-126*385)/2309=682 мм

где, m – полная масса автомобиля, mk1 – масса стандартных колес, rcт1 – высота центра тяжести стандартных колес, m1 – масса автомобиля без колёс.

Внедорожные колеса имеют размерность 49 дюймов, высота их центра масс rст2=557 мм.

Скорректированная высота центра тяжести h1c=h1+ (rст2- rcт1)=682+(557-385)=854 мм.

Лифт подвески (150 мм) и проставки (50 мм) суммарно увеличивают высоту на hп=200 мм, следовательно, h2= h1c+ hп=854+200=1054 мм.

hцт=(h2*m2+rст2*mk2+hбам1*mбам1 +hбаг*mбаг +hлеб*mлеб+ hпор*mпор+ hбам2*mбам2)/ (m2+ mk2+ mбам1+ mбаг+ mлеб+mбам2)=975 мм, где:

hпбам - высота установки переднего бампера;

hзбам – высота установки заднего бампера;

hбак – высота установки дополнительного топливного бака;

hбаг – высота установки багажника;

hлеб – высота установки лебедок;

hпор – высота установки порогов;

hлест – высота центра масс лестницы;

hпов – высота установки поворотного кронштейна с зап. колесом;

m2 – масса ТС без колес и дополнительного оборудования;

mk2 – масса внедорожных колес;

mпбам – масса переднего бампера;

mзбам – масса заднего бампера;

mбак – масса дополнительного топливного бака;

mбаг – масса багажника;

mлеб – масса лебедок;

mпор – масса порогов;

mлест ¬– масса лестницы;

mпов – масса поворотного кронштейна с зап. колесом.

Высота центра масс автомобиля с установленным внедорожным оборудованием равна 975 мм.

b2=1850 мм – ширина колеи с учётом установки внедорожных колес

qs=0,5*1859/975=0,949

αн=-2,4+42,4*0,949=37°51'

 

Проведя перерасчет вышеприведенных формул для нового значения высоты центра масс, находим, что угол поперечной статической устойчивости ТС с дополнительным оборудованием равен 37°51', что превышает минимальный порог нормативного значения в 35° (см. рис. 4).

 

График зависимости угла опрокидывания от поперечной устойчивости

 

Рис.4. Зависимость угла aн опрокидывания АТС от коэффициента поперечной устойчивости qs АТС различных категорий и типов.

Г - диапазон значений qs для бортовых автомобилей категорий N1, N2, фургонов категории N1, автомобилей повышенной проходимости категории М1.

Вывод: транспортное средство TOYOTA Land Cruiser с установленным дополнительным оборудованием соответствует требованиям пункта 4 Приложения № 3 ТР ТС 018/2011.