Грузовые автомобили

Грузовой автотранспорт. Многоосные автомобили

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

В гл. 1 отмечалось, что появление сочлененных автомобилей объясняется также стремлением обеспечить большую равномерность вертикальных нагрузок по колесам.

В технической литературе пока отсутствуют конкретные данные по особенностям нагружения элементов ходовой части и несущих систем сочлененных автомобилей. Хотя в каждом издании, касающемся сочлененных автомобилей, указывается и подчеркивается, что наличие шарнира значительно разгружает ходовую часть и несущую систему автомобиля.

Используя методический подход, принятый в данной главе к анализу вертикальных динамических нагрузок в ходовой части однозвенных автомобилей, не проводя особых исследований, можно отметить ряд особенностей нагружения ходовой части сочлененных автомобилей. Вероятно, как у несочлененных, так и У сочлененных автомобилей нагруженность ходовой части будут определять нагрузки от колебаний подрессоренных и неподрес-соренных масс и профильные нагрузки, нагрузки от перераспределения общей массы по осям автомобиля.

Значительное снижение продольно-угловых колебаний сочлененных автомобилей при введении упругой и демпфирующей связей в шарнире сочленения дает основание полагать, что у сочлененного автомобиля при всех прочих равных условиях могут быть снижены в несколько раз вертикальные нагрузки при движении на неровных дорогах и на местности.

Что касается профильных нагрузок, то здесь можно отметить, что шарнирная связь как бы расчленяет многоосный автомобиль на несколько самостоятельных автомобилей меньшей осности, например, шестиосный на два трехосных, восьмиосный на два четырехосных автомобиля и т. д. Одно это снижает профильные динамические нагрузки в несколько раз, что можно установить. На этом рисунке представлены результаты сравнительных расчетов коэффициента профильных нагрузок многоосных автомобилей с четным числом осей с тележечной схемой размещения осей и сочлененных автомобилей с равным числом осей. Из графика следует, что у сочлененного автомобиля наибольший эффект снижения нагрузок имеет место при четном числе осей в секциях. Это подтверждают и сравнительные измерения нагрузок на моделях сочлененных и обычных автомобилей.

Сравнение нагрузок на модели трехосного автомобиля показало, что неравномерность распределения нагрузки от общей массы по колесам автомобиля с жесткой рамой в 2.. .3 раза выше, чем у сочлененного автомобиля при движении по различным неровностям. С увеличением высоты неровностей неравномерность у жесткорамного автомобиля возрастает более интенсивно. Такие же результаты получаются при испытании моделей другой осности, которые полностью подтверждают закономерности, показанные выше. Очевидно, преимущества в части резкого снижения нагру-женности ходовой части и несущих систем могут быть получены при одном важном условии — обеспечении достаточных по величине углов гибкости шарнирного сочленения по всем степеням свободы. При малом значении этих углов происходят    так   называемые вредные контакты звеньев, которые изменяют процесс перераспределения нагрузок, отрывая отдельные колеса и оси, перегружая другие элементы автомобиля.

Как уже было показано, отрыв колес и осей от поверхности отрицательно сказывается и на проходимости автомобиля благодаря уменьшению числа ведущих колес, неблагоприятному распределению мощности по колесам, увеличенному удельному давлению на грунт колес, воспринявших нагрузку, и повышению сопротивления движению и др. Кроме того, при малых углах гибкости во много раз возрастают динамические нагрузки на детали шарнирного соединения и на несущую систему секций, что,может свести на нет преимущества сочлененных автомобилей по нагрузкам и возможностям снижения металлоемкости конструкции и прочим их преимуществам.

При выборе больших углов гибкости возникают важные конструктивные ограничения. Так, главным ограничением у сочлененных автомобилей седельного типа является высота седельного устройства, которая определяет погрузочную высоту грузовой платформы —по условиям устойчивости и удобства погрузки и размещения груза она должна быть минимальной. У сочлененных автомобилей прицепного типа ограничение накладывает длина сочленения между звеньями и тип передающего мощность карданного шарнира, определяющий допустимый угол складывания. По конструктивным соображениям эти параметры должны быть по возможности минимальными.

Минимальные углы складывания в вертикальной плоскости определяются прежде всего геометрическими размерами неровностей, которые должен преодолевать автомобиль на местности и на дорогах.

Таким образом, углы гибкости в вертикальной плоскости у сочлененных автомобилей прицепного типа должны быть не менее угла преодолеваемого подъема, а у автомобилей седельного типа — не менее половины этого угла.

В связи с тем, что в эксплуатации сочлененные автомобили должны преодолевать различные по формам и характеристикам препятствия, целесообразно при конструировании вертикальные углы гибкости устанавливать по статистическим данным и по международным и союзным стандартам, регламентирующим эти углы для автопоездов различного назначения.

Ниже приведены значения углов вертикальной гибкости существующих автопоездов и сочлененных автомобилей. Анализ величин углов вертикальной гибкости, определяющих нагруженность ходовой части и несущей системы автопоездов и сочлененных автомобилей, показывает прежде всего большой разброс по абсолютным величинам допустимых углов от минимального 3° до максимального 31°. Кроме того, четко просматривается зависимость нормируемых углов от дорожных условий использования машин. Минимальные углы устанавливаются для транспортных средств, предназначенных для эксплуатации по хорошим дорогам.

На плохих дорогах допустимый угол должен повышаться до 15°, а при использовании автомобилей вне дорог угол должен быть в пределах 20.. .30°.

На основании испытаний активных седельных автопоездов вне дорог, имеющих различные естественные препятствия и подъемы не круче 20°, в качестве минимально допустимого угла может быть рекомендован угол, равный ±20°. При таком угле обеспечиваются нормальная работа деталей шарнирного соединения, хорошая приспосабливаемость колес к неровностям профиля проселочных дорог и умеренно пересеченной местности. Исходя из этого, можно считать, что для сочлененных автомобилей прицепного типа допустимые углы вертикальной гибкости ±20°, а для автомобилей седельного типа —+ 10°.

Следует иметь в виду, что конструктивно должно быть обеспечено сохранение этих углов при повороте звеньев в горизонтальной плоскости на максимальные углы складывания, определяемые требованиями поворотливости сочлененных автомобилей.

Экспериментально установлено существенное влияние на вертикальные нагрузки колес угла гибкости секций в поперечно-вертикальной плоскости у.

С целью снижения нагруженности ходовой части и обеспечения высокой проходимости   угол у желательно   иметь   равным

Известны сочлененные автомобили, у которых секция в поперечно-вертикальной плоскости не имеет ограничения перемещений, одна секция может свободно вращаться вокруг продольной оси другой секции. Однако это отрицательно влияет на поперечную устойчивость по опрокидыванию. При движении по местности первым начинает опрокидываться наименее устойчивое звено, которое и определяет устойчивость всего автомобиля, хотя автомобиль в целом может обладать большим запасом устойчивости по опрокидыванию. Поэтому на многих автомобилях необходимо ограничивать угол гибкости у, вводя в конструкцию шарнира ограничительные упоры.

Максимально допустимый угол гибкости в поперечно-вертикальной плоскости должен выбираться из условия обеспечения как можно большего относительного перемещения звеньев без потери устойчивости. Этот угол не должен превышать угла, равного сумме углов статической устойчивости наименее устойчивого звена и крена подрессоренной массы второго звена в пределах хода подвески.

Статистический анализ углов гибкости у выполненных конструкций сочлененных автомобилей показывает, что их значение находится в пределах 7.. .360°. Причем более, чем для половины автомобилей у=Ю. ..20°, автомобили, у которых у>20°, имеют высокие показатели поперечной устойчивости по опрокидыванию.