Как рассчитать нагрузку на ось грузового автомобиля
Автомобиль с перегрузом, неважно легковой или фура, – представляет существенную угрозу для всех участников движения. Во-первых, потому что сама машина движется нестабильно. Во-вторых, большая нагрузка на ось может привести к её внезапной поломке. В-третьих, тормозной путь такого авто более длинный, что может привести к аварии. Кроме того, превышение допустимого веса ведёт к разрушению дорожного полотна и мостовых конструкций. И за перегруз полагается административный штраф.
Поэтому в этой статье мы расскажем о нормах предельно допустимой нагрузки на ось грузового автомобиля и о том, как её определить.
Расчёт нагрузки на ось грузового автомобиля
Процесс грузоперевозок регламентируется нормативно-правовыми актами. Среди которых ФЗ об автодорогах №257-ФЗ от 08.11.2007. В соответствии с п. 2 ст. 31 которого для передвижения по автодорогам транспорта с превышением общей допустимого веса или нагрузки на ось больше чем на 2% необходимо получить разрешение. Исключение делается лишь для автотранспорта Вооружённых сил России.
При получении разрешения владелец авто должен:
Компенсировать урон, наносимый покрытию дороги.
Если перегруз менее 10%, используется упрощённая процедура выдачи, которая занимает всего 1 день.
Кроме того, проезд по мостам и участкам дороги иногда бывает ограничен специальными знаками, указывающим предельное значение веса грузового автомобиля или нагрузки на его ось. Это может быть связано с грузоподъёмностью конструкции или её состоянием.
Полный список документов, необходимых для оформления карты
Максимально допустимая нагрузка на ось грузовых автомобилей в России
Постановлением Правительства Российский Федерации о правилах перевозки грузов автотранспортом установлен допустимый предельный вес машин в тоннах.
| Количество осей | Одиночные автомобили, т | Автопоезда прицепные или седельные, т |
| Две | 18 | – |
| Три | 25 | 28 |
| Четыре | 32 | 36 |
| Пять | 35 | 40 |
| Шесть и более | – | 44 |
Вторая характеристика, устанавливаемый этим нормативным актом, – допустимая нагрузка. Она определяется в зависимости от вида дорог, типа колёс и расстояния между сближенными осями.
Например, таблица максимально разрешённых нагрузок на оси грузовых автомобилей для односкатных колёс выглядит следующим образом.
Значения в таблице приводятся для каждой оси. Расчёт массы должен производиться как можно точнее, так как допустимая погрешность не более 5 %.
Как рассчитать нагрузку
Итак, ограничение по проезду существует по двум параметрам:
По нагрузке оси.
Рассчитаем вес авто. Существует соотношение для двухосного автомобиля (например, марки Газель):
Ма=Нп+Нз,
где, Ма – вес грузовика.
Нп – нагрузка на переднюю ось.
Нз – аналогичный параметр для задней оси.
Эта простая формула расчёта связывает нагрузку на оси грузового автомобиля и его массу.
Для автотранспорта с тремя осями, задний и средний мост которого объединён в тележку (пример – Камаз 53215), эта зависимость имеет следующий вид:
где, Нт – нагрузка на всю заднюю тележку.
Нагрузка для задней тележки и оси обычно больше. Так как именно там располагают перевозимые товары. А вес, давящий на переднюю ось, определяется только массой кабины и силового агрегата.
Узнать нагрузку, имея вес груза, машины и прицепа – сложнее. И это расчёт будет иметь очень приблизительный вид.
Берем в свидетельствах о регистрации массу авто (Ма) и прицепа (Мп). Для примера возьмем Ма=6 т, Мп= 11 т.
Узнаем фактический вес груза (Мг). Примем Мг= 19 т.
Самое распространённое соотношение нагрузок: 0,75 – на прицеп, 0, 25 – на тягач. Тогда нагрузка на прицеп: Нп=0,75*(Мп+Мг)=22,5.
Считается, что нагрузка распределена в прицепе равномерно. И нагрузка на одну ось (Но) равна Нп/количество осей =22,5/3=7,5 т на каждую ось.
Аналогично считаем нагрузку на оси машины. На них приходятся оставшиеся 0,25 веса. То есть (Мп+Мг)*0,25+Ма=(11+19)*0,25+6=13,5 т.
Нагрузка на задние оси автомобиля будет равно 0,75 от нагрузки на грузовик. То есть 13,5*0,75/2=5,06.
А нагрузка на переднюю ось – то, что осталось от общей нагрузки на авто. 13,5–5,06*2=3,37.
Итого получается следующая примерная картина распределения веса 3,37+5,06+5,06+7,5+7,5+7,5.
Реальные значения могут отличаться. Часто нагрузка на осях бывает неравномерной. Это обычно связано со следующими причинами:
Цены на карты для тахографов можно узнать здесь.
Неисправностью подвески полуприцепа.
Прогибанием прицепа под грузом.
Негоризонтальностью площадки полуприцепа.
Конструктивными особенностями подвески.
Как определить нагрузку на ось грузового автомобиля
Взвешивание – простой способ определения как общего веса, так и значения для каждой отдельной оси. Есть два метода:
Динамический. Для взвешивания грузовик со скоростью не более 5 км/ч проезжает по поосным автомобильным весам. Они зафиксируют вес каждой оси, а потом определят вес самой машины. Это достаточно простой и удобный способ, но его погрешность составляет от 0,5 до 3%. Что – как вы можете понять при границе превышения максимальной допустимой нагрузки на ось грузового автомобиля в 2% – слишком много.
Статический. Авто въезжает и останавливается на платформе весов, на которую установлены тензодатчики. Их применение позволяет добиться очень высокой точности взвешивания – 0,01%.
Также можно купить тягач, оснащённый системой мониторинга, и совместимый с ним прицеп. Это довольно удобный способ всегда быть в курсе уровня загруженности своей машины, но очень дорогой.
Можно вмонтировать манометры в магистраль пневморессоры, и следить за показаниями в процессе погрузочных работ. Чтобы не мучится с определением, какое значение шкалы манометра какому весу соответствует, можно установить специальные датчики. Но это требует не только затрат денег при покупке всех элементов системы, но и значительных усилий по её отладке.
Штрафы за перегруз
В основном об этом виде административного наказания беспокоятся водители грузовиков. Так как у легковых автомобилей есть ограничения только по количеству перевозимых пассажиров. Штраф за превышение нагрузки разделяются на три типа в зависимости от уровня ответственности лиц:
Для физических лиц 1,5–2 тыс. руб.
Для должностных – сумма уже выше,15 тыс. руб.
И ещё выше для юридических – 400 тыс. руб.
Оформить заказ на карту для тахографа.
Если при превышении более 2% нет разрешения на провоз, то также оформляется штраф. Да и когда вес груза не совпадает с тем, что написано в сопроводительных бумагах с физического лица могут взыскать сумму 5 тыс. рублей. Для компании размер взыскания больше минимум в 50 раз. Правда, без контрольного взвешивания выписать штраф инспектор не имеет права.
Компоновка автомобилей
Наиболее распространены четыре варианта схем компоновки грузовых автомобилей. Они различаются расположением двигателя и кабины.
I. Капотная компоновка. Двигатель располагается над передним мостом, кабина за двигателем (КрАЗ-6505). Обеспечивается хороший доступ к двигателю, удобный вход и выход из кабины, наименьшая нагрузка на передний мост. Недостаток – ограничена передняя обзорность.
II. Короткокапотная компоновка. Двигатель располагается над передним мостом, кабина частично надвинута на двигатель (ЗИЛ-433100). Уменьшается длина автомобиля, умеренная нагрузка на передний мост. Недостатки: повышается высота пола кабины, затруднен доступ к задней части двигателя, уменьшается ширина двери, увеличивается уровень шума.
III. Кабина над двигателем. Двигатель располагается над передним мостом, кабина над двигателем (ГАЗ-66). Преимущества: уменьшается длина автомобиля, для полноприводного автомобиля увеличивается нагрузка на переднюю ось, хорошая обзорность. Недостатки: большая высота пола кабины, затруднен вход и выход, в кабине не размещаются три человека, для доступа к двигателю нужно откидывать на шарнирах всю кабину.
IV. Передняя кабина. Двигатель располагается сзади переднего моста, кабина сдвинута вперед (МАЗ-5432). Преимущества: хорошая обзорность, удобство входа и выхода, умеренная высота пола, ровный пол. Недостатки: для доступа к двигателю нужно поднимать кабину, действие на водителя больших вертикальных ускорений (больше трясет).
Применяются три варианта компоновочных схем автобусов.
I. Двигатель впереди (ЛиАЗ-677). Применяется для городского автобуса, вариант считается не перспективным. Недостатки: перегрузка передней оси, место водителя стеснено, неудобная компоновка салона, шум и загазованность кабины, высокий уровень пола салона.
II. Двигатель под полом между передней и задней осями (Икарус-260). Недостатки: требуется специальный двигатель с горизонтальным расположением цилиндров, высокий уровень пола, уменьшается объем багажного отделения по полом. Преимущества: ровность пола, применяется стандартный задний мост, удовлетворительное распределение нагрузок на оси.
III. Двигатель сзади. Преимущества: наилучшее распределение нагрузок по осям, наименьший уровень пола в передней части салона, снижены уровень шума и загазованность салона. Недостатки: нестандартный задний мост, в задней части салона поднимается пол. Этот вариант наиболее перспективен.
Существует классификация автомобилей по числу осей. Автомобили подразделяют на двухосные, трехосные, четырехосные и многоосные автомобили. Для обозначения многоосных автомобилей применяют колесную формулу, показывающую число осей и число ведущих осей.
Наибольшее распространение имеют двухосные автомобили. Трехосные автомобили имеют широкое распространение и применяются для повышения несущей способности и проходимости. Выпускаются специальные автомобили с четырьмя и более осями.
У седельных тягачей ведущими являются мосты тягача. Редко применяются активные автопоезда, которых мосты полуприцепа выполняются ведущими. На сочлененных автобусах ведущим мостом чаще является мост базового автобуса, реже оба моста. Часто применяется сочлененный автобус с одним ведущим задним мостом: это позволяет существенно уменьшить высоту пола.
Схемы трансмиссий
Двигательпреобразует тепловую энергию сгорания топлива в механическую работу. С маховика двигателя снимается крутящий момент. Двигатель закрепляется на кузове (легковой автомобиль) или на раме (грузовой автомобиль).
Трансмиссия автомобиля состоит из следующих агрегатов.
Крутящий момент двигателя передается к колесам через сцепление. Сцепление предназначено для плавного троганья с места и кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии при переключении передач.
От сцепления крутящий момент подводится к коробке передач. Коробка передач представляет собой редуктор с различным передаточным числом. Коробка передач предназначена для подвода наибольшего крутящего момента к колесам при движении автомобиля с различной скоростью.
От коробки передач крутящий момент передается к ведущему мосту с помощью карданной передачи. Она обеспечивает передачу момента при изменяющемся угле и расстоянии (от коробки передач до моста) к ведущему мосту.
Ведущий мост обычно включает главную передачу и дифференциал. Главная передача обеспечивает увеличение крутящего момента и передачу его под углом 90 градусов. Дифференциал обеспечивает независимое вращение колес оси. Он распределяет крутящий момент поровну между колесами. Это позволяет колесам вращаться с разной скоростью при движении автомобиля на повороте и по неровной дороге. Снижается износ шин и деталей трансмиссии, повышается безопасность движения на повороте, сокращается расход топлива, но снижается проходимость автомобиля.
Автомобиль с приводом на задние колеса и расположением двигателя спереди часто называют автомобилем классической компоновки (рис.1, а).
Рис. 1. Трансмиссии автомобилей: а) заднеприводный автомобиль;
б) Переднеприводный; в) – Полноприводный 4х4; г) трехосный автомобиль 6х4;
д) Полноприводный 6х6; Заднеприводный с электрической трансмиссией 4х2
Крутящий момент двигателя 1 снимается с маховика и подается к сцеплению 2. Затем он преобразуется в коробке передач 3 и подводится к карданной передаче 4. На некоторых грузовых автомобилях выходной вал коробки передач используется для торможения автомобиля стояночной тормозной системой. Карданная передача раскручивает ведущий вал моста 5, и крутящий момент подводится к ведущим колесам. Передние колеса крепятся к балке переднего моста, которая подвешивается на пружинах передний подвески. Широко применяется независимая подвеска передних колес, обеспечивающая лучшую плавность хода автомобиля.
В настоящее время легковые автомобили выпускаются с приводом на передние колеса (рис.1,б). К двигателю 1 крепится сцепление 2, коробка передач 3, карданная передача и дифференциал 5. Образуется единый силовой агрегат. К ведущим колесам крутящий момент подводится с помощью двух карданных передач. В них используются карданные шарниры равных угловых скоростей 6.
При применении переднего привода задние колеса не нагружены тяговыми силами. Сопротивление боковому уводу задних колес выше, возрастает критическая скорость движения автомобиля. Повышаются безопасность движения и проходимость автомобиля. Недостаток: снижается максимальный, преодолеваемый угол дороги при движении в гору.
Полноприводные автомобили оснащаются более сложной трансмиссией (рис.1,в). Для подвода крутящего момента к передним и задним колесам устанавливается раздаточная коробка передач 7. Равные по величине моменты передаются карданными передачами 4 к ведущим мостам. На передней оси устанавливается ведущий мост, включающий главную передачу и дифференциал 5. Такие автомобили предназначены для перевозки грузов и пассажиров по бездорожью.
Трехосные автомобили чаще всего оборудуются двумя ведущими мостами (рис.1,г). Применяются ведущие мосты одинаковой конструкции. Их устанавливают на одной подвеске, образующуюся конструкцию называют тележкой. На современных автомобилях в средний мост устанавливает дополнительный, межосевой дифференциал.
Трансмиссия полноприводных, трехосных автомобилей (рис.1,д) оснащается раздаточной коробкой 7, с которой снимаются три одинаковых крутящих момента. На передней оси останавливается ведущий мост с главной передачей и дифференциалом. Для сокращения расхода топлива применяют межосевые дифференциалы, снижающие проходимость автомобиля. Для повышения проходимости используют блокировку дифференциалов.
В настоящее время для большегрузных, карьерных самосвалов применяется электрическая трансмиссия (рис.1,е). К дизельному двигателю подсоединяется генератор постоянного тока 9. В ведущие колеса большого размера устанавливают электродвигатели и редукторы.
