подробно рассмотрено влияние коэффициента i на профильные нагрузки [2]. Установлено, что существует рациональное значение коэффициента i. При i>0,18 для шести осей высота неровности, при которой происходит полная разгрузка передних двух осей, значительно уменьшается в сравнении с другими значениями I. Помимо интенсивной перегрузки третьей (четвертой) оси при переезде дорожных неровностей будет иметь место частный отрыв колес передних осей от поверхности дороги, что нежелательно по условию реализации тяговых качеств автомобиля. Отсюда следует, что по условиям сохранения контактов колес с грунтом и достижения более равномерного распределения нагрузки на оси при движении по неровным дорогам и местности на шестиосных автомобилях предпочтительной является тележечная схема размещения осей по базе с коэффициентом i<0,18.

Целесообразность применения тележечной схемы компоновки как для четырехосных, так и для шестиосных шасси наиболее наглядно проявляется из анализа схода автомобиля с эстакады на горизонтальную поверхность или съезда с горизонтальной площадки на спуск.

Графоаналитический анализ можно провести для шасси с любым числом осей [2]. Расчет применительно к четырехосному автомобилю показывает, что оптимальным коэффициентом размещения осей по базе является г0,3. Следует отметить, что важность выбора оптимального коэффициента размещения осей по базе для автомобилей с числом осей более шести снижается, так как эти автомобили по соображениям компоновки выполняют с равномерным или близким к нему размещением осей по базе.

Ступенчатая линия зависимости Kn-f(n) на рис. 35 является линией оптимальных значений i для любого числа осей автомобиля. Схемы с неравномерным размещением осей и с отклонениями коэффициента i от оптимального значения имеют Кп выше этой линии и ограничиваются в верхнем пределе прямой 1.

Нагруженность ходовой части при движении по макронеровностям во многом зависит от статического и динамического ходов подвески. Поэтому одним из направлений разработки многоосного автомобиля с числом осей более шести, хорошо приспосабливающегося к неровностям местности, может быть создание конструкции ходовой части с большими ходами подвески.

Если учесть, что ход подвески ограничен упором, то полная нагрузка на колесо

P. = Cph,+ Pn,

где Рв - сила упора подвески; hp - полный ход подвески до

ограничителя.

Дополнительная сила упора Рп является нелинейной силой и зависит от характеристики жесткости упора.

В этом случае коэффициент перераспределения нагрузки на

/С = (Срр + Я;)/Рет- (36)

Используя метод решения статически неопределимой задачи, можно получить частные зависимости выражений, характеризующих наиболее нагруженное колесо при преодолении автомобилем различных препятствий заданной формы и размеров. Так, для случая преодоления единичной неровности типа выступа высотой Ян получим выражения (буквенные обозначения см. рис. 34):

дополнительной силы упора

Р;==(А -Я ) + 0,5(3

LV 1

/ п \

СрАр,

(37)

где hn=hp+hw+hy-полный ход наиболее нагруженного колеса, слагаемый из хода подвески, деформации шины и упора; коэффициента перераспределения

/ \2 S Cm] [ п

Ц---[с,-с

(А -Ян)

+0,50

1 - \

(38)

дифферента подрессоренной массы автомобиля

[ п п \ I / п

tgp=

(39)

Подобные зависимости можно получить при движении через насыпь (эстакаду), выемку и т. п.

На местности и строительных площадках неровности могут располагаться таким образом, что в определенный момент вся сила тяжести автомобиля распределяется на две оси, а остальные будут полностью разгружены. В этом случае максимальная

8. Расчетные значения коэффициента профильных нагрузок в ходовой части многоосных автомобилей

Рис. 36. График изменения коэффициента перераспределения профильных нагрузок в зависимости от угла преодолеваемого подъема:

/ - шестиосный автомобиль 3-3 с малой жесткостью рессоры (250 кН/м); 2-4 - восьмиосиый автомобиль 4-4 с жесткостью рессор соответственно 250, 500 и 1000 кН/м

нагрузка на колесо может быть определена по более простой зависимости

(40)

где а -расстояние между нагруженными осями.

Используя приведенные выражения, можно путем расчетов оценить влияние различных факторов на нагружеиность ходовой части.

На рис. 36 и в табл. 8 показаны результаты расчета преодоления автомобилями различных препятствий.

При расчетах принимают, что автомобили имеют одинаковые статические нагрузки на оси, переменную жесткость рессор и одинаковый ход подвески, наиболее благоприятную по нагрузкам тележечную схему расположения осей по базе и четное число осей. В расчете принимались различные линейные жесткости рессоры при коэффициенте трех значений: малого (250 кН/м), среднего (500 кН/м) и большого (1000 кН/м). Функция изменения жесткости шин и упора принята линейной, коэффициент жесткости равен 1000 кН/м. При малой (рис. 36 линии /, 2) и средней (линия 3) жесткостях рессор изменение коэффициента перераспределения нагрузок по мере увеличения крутизны преодолеваемой насыпи (эстакады) изменяется ступенчато. Имеют место два перегиба: точка О и точка С.

Отрезок АО характеризует увеличение коэффициента Ка в

пределах принятого хода колеса и деформации упругого элемента подвески.

В точке О ход подвески выбран и далее изменение коэффициента Кп (отрезок ОС) характеризуется одновременной деформацией рессоры, шины и упора.

В точке С деформация прекратилась и дальнейшее увеличение крутизны насыпи не дает приращения нагрузки на колесо (отрезок СД). Этот отрезок характеризует максимальное значение коэффициента Кп для данного автомобиля и для данного препятствия. Отрезок ОВ показывает, как изменялся бы коэффициент Кп (соответственно нагрузка на колесо) при отсутствии ограничителя хода колеса вверх. Следует отметить, что для реальных автомобилей указанные прямолинейные отрезки имеют явно выраженную криволинейность, что объясняется наличием сил трения, нелинейностью жесткости рессоры и наличием определенной податливости рамы и элементов крепления подвески к раме, а четко обозначенные точки перегиба отсутствуют. Реальная кривая имеет S-образный вид.

Данные, приведенные на рис. 36 и в табл. 8, также подтверждают ранее сделанный вывод о том, что с увеличением , числа осей коэффициент Кп резко возрастает. Это показывают линии /, относящиеся к шестиосному автомобилю, и линия 2 -восьми-осного автомобиля, а также величины /Сптах, указанные в табл. 8 для различных автомобилей. Сопоставление ломаных линий 2, 3 и 4, полученных для восьмиосного автомобиля при различных жесткостях рессор, подтверждают закономерность увеличения коэффициента /Си с ростом жесткости рессор. Точки перегиба смещаются. При жесткости рессоры, равной жесткостям шин и упора, точка перегиба О отсутствует. Из этого можно сделать вывод о полезности снижения жесткостей рессор с целью уменьшения нагрузок перераспределения веса многоосного автомобиля. Многоосный автомобиль на мягких рессорах хорошо приспосабливается к макронеровностям, правда, в этом случае возникает проблема обеспечения больших ходов колес в подвеске. При ограниченных ходах подвески при малой жесткости рессор коэффициент /Сптах возрастэст. Это объясняется тем, что при малой жесткости рессор упор вступает в действие раньше и он будет определять максимальные нагрузки на колесах.

Для снижения коэффициента /Сптах с увеличением числа осей при движении на неровностях предельных размеров жесткость рессор подвески должна возрастать.

Число осей автомобиля Ср-10-2, кН/м.....

3...4

4,;. 6

10 и 12 7,5... 10

При этом желательно, чтобы подвески колес имели наибольший ход, но не менее 250 мм.

На неровностях типа выступа коэффициент /Сптах имеет наибольшие значения по сравнению с другими видами неровностей и независимо от жесткостей рессор (см. табл. 8). Это объясняется различием схем нагружения колес. На неровности типа выступа предельной высоты из всех осей нагрузку воспринимают две оси, остальные оказываются разгруженными. Коэффициент Кптах определяется с использованием формулы (40). На других неровностях, как правило, при тележечной схеме размещения осей по базе и четном числе осей нагрузку на препятствии воспринимают не две, а несколько осей. Поэтому самым опасным препятствием для многоосных автомобилей являются выступы.

Расчетом проверено влияние на перегрузки принятой статической нагрузки на ocij. В соответствии с зависимостью (38) коэффициент профильных нагрузок с увеличением статической нагрузки на ось при постоянстве общей массы груза снижается, однако абсолютное значение действующих сил и моментов в элементах ходовой части возрастает.

Расчет показал, что с увеличением грузоподъемности оси (при переходе от восьми- к двенадцатитонной) коэффициент перегрузок при преодолении различных препятствий уменьшается на 25. ..30%. Однако абсолютное значение нагрузки на колесо возрастает у восьмиосного шасси на 15. ..30%, а у двенадцати-осного шасси на 35. ..40%. Поэтому при выборе статической нагрузки на ось определяющими должны быть установленные законодательные ограничения этой нагрузки.

Выше отмечалось, что применение балансирных связей колес благоприятно влияет на снижение их нагруженности. Расчеты показали, что до упора подвески в ограничитель балансирные связи снижают нагрузки на колеса на 25. ..35%, при упоре одного колеса в ограничитель снижение незначительное и составляет

6 ... 13%- Установлена интересная закономерность снижения профильных нагрузок в зависимости от числа колес, связанных балансирной связью.

На рис. 37 показаны результаты расчета, проведенного

Рис. 37. График изменения коэффициента перераспределения профильных нагрузок двенадцатиосного автомобиля в зависимости от числа колес, связанных балансирной связью, при преодолении насыпи:

/-Ср-250 кН/м; Лр-0,25 м; 0=15°; 2 - Ср-250 кН/м; Лр=0,375 м; а=15°: 3 - Ср = 1000 кН/м; Лр=0,4 м; а=15°; 4 -Ср-= 1000 кН/м; Л = 0,4 м; а=-10°

г J S S

Чиш колес с балансирной свйзью

Применительно к двенадцатиос-ному автомобилю при преодолении Препятствий, а в табл. 9 - для шестиосного.

Из графиков рис. 37 видно, что наибольшее снижение нагрузок дают балансирные связи на 2...4 колесах. Причем эффективность этого конструктивного решения наибольшая для данного автомобиля при наибольшей жесткости рессоры колеса. Коэффициент /Сп уже при двух связанных колесах резко падает.

При малом ходе колеса (упор в ограничитель) увеличение числа связанных колес более четырех эффекта не дает, а при шести связанных колесах коэффициента /Сп даже возрастает по сравнению с независимой подвеской (линия /). Следует отметить, что при условии исключения упора колеса в ограничитель, т. е. при максимальном значении хода колеса, чем больше колес связано балансирной связью, тем лучше.

Отмеченное преимущество применения балансирных связей опор широко используется на многоопорных автомобилях. Гидравлические балансирные связи опор этих автомобилей - эффективная защита от перегрузок. Как отмечалось выше, балансирные связи применяются не только между опорами, но и между модулями по трехточечной схеме, показанной на рис. 38.

На этих автомобилях в балансирных связях устанавливают датчики контроля перегрузок по опорам и по моду-

а V о ш

м о S £

S -S

о. о

V 1-

о. о

е- м

© о

S к

&0 Ъ.

в Ч

о- - -ago, о Co та s я с: 2 о в ё

1Л 00 030 Tf

1Л <N Ю N im

1ЛС71 Tf

1Л Ю Ю о Tf N

<0 -Tf

OO Ю

1ЛЮ Ю

- о

я я II ж 03 03 II

li II