Какая должна быть нагрузка на фаркоп.

Почему в Австралии и Америке настраивают 10-15 процентов нагрузки на шаровую сцепку от веса прицепа с нагрузкой, в то время как в Европе довольствуются около шести процентов?

Все дело в скорости буксировки, именно она является основной причиной разницы нагрузки на фаркоп. И именно эта величина процента является гарантом, что трейлер не будет поднимать задние колеса буксирующего транспортного средства при ускорении или при крутом подъеме, оставит прицеп точно позади буксирующего транспортного средства, и предотвратит раскачивание прицепа.
В Северной Америке практически все производители прицепов и караванов придерживаются 10-процентного Правила, а некоторые идут и дальше, рекомендуя нагрузку на фаркоп на уровне 15 процентов. В случае 2000кг. полной массы прицепа, нагрузка на фаркоп составит от200кг. до 300кг.
В Европе совершенно другая история: на типичный автомобиль рекомендуемая нагрузка на шаровую сцепку колеблется между 50 кг и 75кг, и даже на тяжелых прицепах – полной массой 3500кг. – нагрузка на фаркоп около 100кг.

В чем же все таки разница?

Опубликованное исследование про нагрузку очень трудно найти, но нам удалось отыскать некоторые расчеты реальных испытаний, проведенных в 2008 году компанией Delphi. Эти результаты объясняют, почему в Америке настаивают на 10-15 процентах нагрузки на ТСУ.

В США ограничений на использование прицепов намного меньше, чем в Европе или в Австралии и основная причина в основном связана со скоростью движения.

На всей территории США, ограничение скорости на автомобиль с прицепом варьируется от 105 км/ч. до 130 км/ч., что возлагает на производителей прицепной техники повышенные обязательства по безопасности. А это быстрее, чем в любой другой стране.

В исследовании Дельфи были взяты в расчет разные переменные, включая центр массы, межосевые расстояния и скорость движения транспортного средства (тягача), как с прицепом так и без него. Также отмечалось на какой скорости возникало затухание колебаний и на какой скорости они появлялись.

Во-первых, была оценена устойчивость тягача, описывается коэффициентом демпфирования, при положительных значениях которого означало стабильность (затухающие колебания) и отрицательный коэффициент демпфирования имел в виду обратное. При скорости до 160 км/ч. и далее, автомобиль имеет коэффициент демпфирования в диапазоне от 1-0.5 – довольно стабильный. С прицепом на буксире коэффициент демпфирования автомобиля на самом деле улучшился, но трейлер показал коэффициент демпфирования в диапазоне от 0,3 на 60 км/ч и перешел в отрицательный на 112 км/ч.

Основываясь на этих данных было проведено исследование, с регулировкой центра массы прицепа, который проверяли на трех разных скоростях.

В первой конфигурации центр масс был смещен вперед по отношению к осям прицепа и вес на шар фаркопа составлял-10 процентов. Во второй конфигурации центр масс был перенесен назад, и выставлен перед осями, с нагрузкой на шар всего три процента. В окончательной конфигурации центр масс был перенесен за оси прицепа, что дало отрицательную 10-процентную нагрузку на шар.

  • В первом примере: автопоезд оставался стабильным до и за 160 км/ч.
  • Во втором примере: автопоезд переступил порог стабильности на 105 км/ч.
  • В третьем примере: автопоезд переступил порог стабильности на 72 км/ч.

Обратите внимание, что во втором примере, только при трех процентах веса прицепа, автопоезд оставался стабильным до 105 км/ч.

В Австралии в значительной степени принята североамериканская модель. Большинство производителей прицепов и караванов придерживаются 10 процентного правила, независимо от конфигурации прицепа и числа осей.

Многие автомобильные производители не любят 10-процентное правило, т.к. оно заставляет делать конструкцию задней подвески автомобиля тяжелее и жестче, что не требуется на большинстве рынков.

Некоторые производители, такие как Субару, ограничивают допустимое давление на шаровое устройство в 90кг (для большинства своих моделей) и настаивают на том, чтобы владелец прицепа или каравана распределял вес в прицепе так, чтоб нагрузка на фаркоп не превышала 90кг.

Эксперимент проводился на автомобиле Subaru Outback, с допустимой нагрузкой на шар 90 кг.

Так почему в Европе используют более легкие фаркопы?

Данное исследование показывает, что чем больше нагрузка на фаркоп тем ниже вероятность раскачивания прицепа на высоких скоростях буксировки.
Однако, по европейским правилам дорожного движения , автомобиль с прицепом имеет скоростные ограничения до 100 км/ч на автомагистралях и 80 км/ч на второстепенных дорогах. Практика показывает, что на прицепах с центрально расположенными осями, независимо от количества осей, при положительном коэффициенте, при скорости до 100км/ч, никаких существенных проблем с раскачиванием не возникает. Но не стоит забывать о факторах, которые оказывают влияние на раскачивания прицепа, включая навыки водителя, скорость автомобиля с прицепом, вес автомобиля и прицепа, центр тяжести груза, количество осей у прицепа, аэродинамика автотранспорта, турбулентности воздуха, погодные условия, дорожное покрытие, неровности, давление в колесах, состояние подшипников, регулировка тормозной системы у прицепа, зазоры на тсу, динамика подвески тягача и прицепа. Исключить все эти факторы, просто увеличив давление на фаркоп вряд ли удастся. Интересно, что в Европейских странах права категории “В” разрешают транспортировку прицепа полной массой 750кг., а чтобы буксировать прицеп массой свыше 750 кг и до 1750 кг требует двух дней подготовки водителей и обновленной водительской лицензии. Европейская полиция регулярно проводит выборочную проверку прицепов на пригодность к эксплуатации, на перегруз и превышения нагрузки на шаровую сцепку. Все автомобили, буксирующие прицепы со скоростью выше 80км/ч, до 100км/ч в Германии, должны иметь беззазорный тип соединения, чтобы уменьшить вероятность раскачивания прицепа.

Кроме того, производители североамериканских и европейских автомобилей, все чаще включают в комплектацию автомобиля электронную систему контроля стабильности (ESC), чтобы противостоять нестабильности трейлера. Компании «АЛ-КО» и «Декстер» разработали эту систему и для прицепов.

На автопоезде ЭКУ система выборочно подтормаживает колеса тягача и прицепа, чтобы предотвратить эффект раскачивания. На прицепе ЭКУ система включается, когда вилка прицепа подключается к тягачу.

Европейские исследования нагрузки на фаркоп. Известно, что некоторые производители автомобилей сделали значительный прорыв в области стабильности прицепов. И все тягачи и полуприцепы продающиеся в Европе могут быть заказаны с контролем стабильности.

Документ под названием “экспериментальное исследование автомобиль-прицеп устойчивость на высоких скоростях” был опубликован в середине 2009 года в отделе машиностроения в университете «Бата» в Великобритании.

Обобщенные результаты испытаний, проведенных со стандартным произведенным в Великобритании караваном, и на специальном регулируемом трейлере, в котором можно было бы оценивать различные размерно-массовые факторы.

С начала тестирование проводилось на регулируемом трейлере, меняя различные настройки . Обследовано более 600 различных параметров прицепа.

В целом, инженеры обнаружили три наиболее существенных параметра, влияющих на стабильность прицепа, это: инерция нагрузка на сцепное устройство расположение оси на прицепе.

Интересно, что общий вес прицепа на стабильность особо не влиял.

Распределение веса в прицепе.

Исследователи пришли к выводу, что лучший способ свести к минимуму раскачивание трейлера распределять груз в прицепе так, чтоб центр тяжести находился над осями. Грузы на носу или на корме увеличивают вероятность нестабильности.

Оптимальная нагрузка на шар фаркопа, была найдена и составила 6-8% от общей массы прицепа.

Это сильно отличается от правила принятого в Австралиии США, где нагрузка на фаркоп рекомендуется 10-15%. Также, исследования показали, что при условии нагрузки на фаркоп в 8% от полной массы прицепа, чем больше расстояние между сцепкой и осью, тем устойчивее прицеп вел себя при испытательных маневрах.

Проверка нагрузки на сцепное устройство на прицепе.

Существует два простых способа, чтобы проверить нагрузку на сцепное устройство: взвешивание на бытовых напольных весах, что не очень удобно, Второй вариант приобрести опорное колесо с индикатором нагрузки, что несколько дороже. Но на наш взгляд безопасность того стоит.