2.2.2 Выбор колесной формулы
Выбор колесной формулы АТС упрощается, если в исходных данных указано, что рассчитываемый автомобиль обладает повышенной проходимостью, а значит, является полноприводным [9]. Если же проходимость АТС обозначена как обычная, необходимо учесть, что тяговые усилия на ведущих колесах АТС зависят в основном от его колесной формулы3 и дорожных условий эксплуатации, так как даже для одной и той же дороги величины коэффициентов сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием и сопротивления качению претерпевают значительные сезонные изменения, которые необходимо учитывать при проекторовании и определении назначения АТС.
Для легковых автомобилей наиболее приемлемыми являются колесные формулы 4х2 и 2х4, выбор которых объясняется, прежде всего, легкими дорожными условиями эксплуатации, относительно простой конструкцией трансмиссии при данных колесных формулах, а значит и стоимостью самого автомобиля [3].
Расширение возможных дорожных условий эксплуатации легковых автомобилей заставляет создателей АТС использовать схемы трансмиссии с колесными формулами 4x4. В практике отечественного автомобилестроения подобные схемы встречаются давно: ГАЗ - 61 (1938 г.), ГАЗ-М72 «Победа» (1958 г.), «Москвич»-410 (1959 г.), ВАЗ-2121 «Нива» и др.
Сегодня же при выборе колесной формулы 4x4 для легковых АТС наиболее весомым аргументом является не возможность расширения дорожных условий эксплуатации, а необходимость повышения безопасности дорожного движения за счет улучшения управляемости. Поэтому все чаще останавливают выбор на колесной формуле 4x4. Примером являются модели отечественных автомобилей ГАЗ - 3105 «Волга» (1995 г.), ГАЗ-3104 «Волга» (1999 г.) и др. Сегодня эти автомобили образуют новый класс легковых АТС – SUV4.
Для автобусов чаще применяют колесную формулу 4x2.2, [10], так как современный уровень производства позволяет даже при длине автобуса 12 м выполнить его по двухосной схеме. Поэтому выпуск трехосных автобусов сведен к минимуму. Трехосные автобусы выполняют по схемам: сочлененной, полуприцепной, с двумя осями сзади, с двумя управляемыми осями впереди. Так в Англии и Польше выпускаются трехосные автобусы с двумя передними управляемыми осями. Вследствие увеличения числа осей появилась возможность применения шины малого размера и снижения высоты пола.
Четырехосные автобусы выполняют только по сочлененной прицепной схеме, с колесной формулой 8x2, однако и одиночный автобус может быть выполнен по четырехосной компоновке.
Полноприводные автобусы, выполняемые по схеме 4x4.2, 4x4, 6x6, выпускаются для специальных целей и в коммерческой эксплуатации встречаются очень редко. Примером в практике отечественного автомобилестроения являются ПАЗ-3201 и ПАЗ-3206 с колесной формулой 4x4.2 и УАЗ - 2206 с колесной формулой 4x4.1.
Для грузовых автомобилей, первоначально колесная формула принимается с ориентировкой на колесную формулу автомобиля аналога и с учетом требования нормативных документов, [11,12], ограничивающих осевую нагрузку (см. Приложение Г). При формулах 6x4; 6x6; 6x2; 8x4; 8x8; 8x2 необходимо учесть расположение осей по длине автомобиля (рисунок 3).
I
)
а) б) в) г)
I I)
а) б) в)
III)
а) б) в)
Рисунок 3 Схемы расположения осей грузовых автомобилей (стрелкой обозначены управляемые колеса, черными кружками - ведущие)
Возможны следующие варианты:
сближенное расположение средней и задней осей (схема I, а - г) при колесной формуле 6x4, 6x6,6x2;
сближенное расположение передней и средней осей при колесной формуле 6x2;
сближенное расположение крайних осей (схема II, а - в) при колесной формуле 8x4, 8x2,8x8.
Для грузовых автомобилей расположение осей зависит от их класса, определяемого полной массой (см. табл. 3).
Таблица 3 Классы грузовых автомобилей согласно полной массы
Класс автомобиля |
Полная масса, т |
1 |
До 1,2 |
2 |
Свыше 1,2 до 2,0 |
3 |
Свыше 2,0 до 8,0 |
4 |
Свыше 8,0 до 14,0 |
5 |
Свыше 14,0 до 20,0 |
6 |
Свыше 20,0 до 40,0 |
7 |
Свыше 40,0 |
Схемы 1(а - в) типичны для грузовых автомобилей 4-7 классов, схемы III (а – в) типичны для грузовых автомобилей 1 – 3 классов.