2.2.6 Распределение нагрузки по осям от полной массы
При распределении веса по осям необходимо руководствоваться требованиями нормативных документов [11,12] по предельно допустимым осевым нагрузкам АТС (см. Приложение Г).
Распределение веса пo осям АТС зависит от принятой колесной формулы и компоновки АТС. Осевые нагрузки определяют величины нормальных реакций дороги. Значения нормальных реакций на задних и передних колесах АТС оказывают влияние на показатели тягово-сцепных и тормозных свойств, управляемость, устойчивость, плавность хода АТС. Причем, при равном распределении нагрузки по осям создаются наиболее благоприятные условия достижения выше перечисленных качеств.
Для легковых автомобилей при распределении веса по осям необходимо учесть, что вес современных силовых агрегатов (двигателя, сцепления, коробки передач) по отношению к весу автомобиля составляет приблизительно 17%, [16], а вес АТС без пассажиров при классический компоновке трансмиссии распределяется примерно поровну. При заднем расположении двигателя идет перераспределение нагрузки. Перемещение вперед запасного колеса (2% снаряженного веса) и бензинового бака (3…4% снаряженного веса) несколько улучшает распределение нагрузки. С учетом этих перемещений у автомобилей с задним расположением двигателя на переднюю ось должно приходиться 35…40% снаряженного веса, а на заднюю – 65…60%.
В легковых автомобилях с двигателем, расположенным впереди и передним приводом на переднюю ось приходится 62…55% снаряженного веса, а на заднюю – 38…45%, [15].
Для грузовых автомобилей распределение веса между осями зависит главным образом от того, для каких дорог они предназначены, [8]. У автомобилей, предназначенных для движения по дорогам I и II категорий, нагрузка, приходящаяся на задний мост, соответствует (0,62...0,7)Gа. У автомобилей, предназначенных для движения по дорогам всех категорий I…V, кроме выполненных на шасси легковых автомобилей, нагрузка, приходящаяся на заднюю ось, соответствует (0,7…0,75)Gа.
По допускаемой нагрузке на одиночный мост автомобили делятся на две группы А и Б. У автомобилей первой группы на одиночный мост допускается нагрузка до 100 кН, второй - до 60 кН. Автомобили группы А предназначены для эксплуатации по дорогам I… IV категории, а группы Б - для дорог V категории.
Для трехосных автомобилей допускаемая нагрузка на мосты тележки зависит от расстояния между осями смежных мостов и составляет 70…100% от нагрузки, допускаемой на два одиночных моста, при расстоянии между мостами 1,00...1,25 м, [7]. Поэтому, допускаемая нагрузка на тележку трехосного АТС, предназначенного для движения по дорогам категорий I…IV, не должна превышать 180 кН и 110 кН - для трехосного АТС, предназначенного для движения по дорогам V категории.
Отдельную группу составляет внедорожные грузовые автомобили, нагрузки на мосты которых обычно не регламентируются.
При распределении веса грузовых АТС по мостам следует иметь в виду, что увеличение нагрузки на ведущий мост приводит к увеличению сцепного веса автомобиля и соответственно к повышению его проходимости. Грузоподъемность автомобиля при этом уменьшается.
Для автобусов распределение нагрузки от полной массы по осям в основном определяется по назначению. У городских, пригородных и междугородных автобусов распределение нагрузки такое же, как и у грузовых автомобилей группы А. У автобусов, предназначенных для местных перевозок - как у автомобилей группы Б.
Для полноприводных автомобилей с одинарными колесами распределение веса выбирается таким, чтобы обеспечить примерно равномерную загрузку всех мостов. При этом нагрузку на передний мост принимают на 4...8% меньше, чем на остальные.
Принятое распределение нагрузки по осям позволяет установить положение центра масс по длине и высоте АТС, определяемое расстояниями а, b и hд (рис. 16), соответственно до геометрических осей вращения колес, переднего, заднего мостов и до опорной поверхности.
Р
исунок
16 Схема продольных и вертикальных
координат центра масс двухосного АТС
, (11)
. (12)
Расстояние а+b=Б является базой АТС.
Для трехосного автомобиля Б - расстояние от центра масс до оси балансира задней тележки (рис. 17). Если балансиром тележки служит равноплечая рессора, то нагрузка на каждую ось тележки (G2 и G3) определяются из выражения:
. (13)
Если известна база АТС, то можно принять:
— для легковых АТС hд = 0,25Б;
— для грузовых АТС при полной нагрузке hд = 0,35Б,
— для грузовых АТС без груза hд = 0,25Б.
h
а в
Б
Рисунок 17 Схема продольных и вертикальных координат центра масс трехосного АТС с балансирной подвеской задних осей
Распределение нагрузки по осям необходимо знать для выбора шин и определения по их размерам радиуса колеса, а также, для определения максимально возможной по сцеплению тяговой силы, величина которой используется при выборе передаточного числа низшей передачи в коробке.