Метка: Вес

Все явления, происходящие во время движения автомобиля, в очень большой мере зависят от его общих размеров, веса, формы, положения центра тяжести, расположения кузова, т.е. от его общего строения или, как говорят, компоновки. Получить представление об этих общих, исходных данных по автомобилю удобнее, когда автомобиль стоит.

Рис. Основные размеры автомобиля дают первоначальное представление о его компоновке.

Посмотрим на автомобиль сбоку. Чтобы нарисовать или начертить его, нужно было бы прежде всего наметить несколько основных размеров:

• длину и высоту автомобиля
• продольное расстояние между осями колес (так называемую колесную базу или просто базу)
• просвет между автомобилем и дорогой
• передний и задний свесы, т. е. расстояния от оси передних или задних колес до, соответственно, переднего или заднего конца (буфера) автомобиля

Если смотреть на автомобиль спереди, сзади и сверху — главными размерами являются ширина автомобиля, колея передних и задних колес, т. е. расстояния между серединами шин одной оси.

Габаритными размерами называют крайние, самые большие размеры автомобиля по длине, ширине и высоте.

Отечественные легковые и грузовые автомобили различны по компоновке. Чем современнее автомобиль, тем большую часть его общей длины занимает пассажирское помещение или платформа для груза, тем больше подвинуты эти полезные площади автомобиля вперед. Отношение базы автомобиля и его высоты к длине становится все меньшим, а полезная длина, используемая по прямому назначению (для пассажиров, багажа или груза), все больше.

Отношение полезной длины легкового автомобиля Lк к его общей длине L1 или полезной площади платформы грузового автомобиля Sк к его общей площади S1 называют показателем использования габарита n (греческая буква «эта» с индексами «дл» — длина или «пл» — площадь):

nдл = Lк/L1
nпл = Sк/S1

Чем больше показатель n, тем совершеннее компоновка автомобиля.

Прежде чем поставить автомобиль на весы, нужно определить, в каком весовом состоянии он находится. Если все механизмы автомобиля заполнены смазкой и другими жидкостями (вода, жидкости для амортизаторов и тормозов и т. д.), автомобиль укомплектован запасным колесом и набором инструмента, а бак наполнен топливом, то вес такого автомобиля называют весом в снаряженном состоянии или собственным весом.

Если автомобиль не заправлен бензином, водой, маслом и другими жидкостями, вес его называют сухим. Сухой вес определяет количество металла и других материалов в конструкции автомобиля, а также важен с точки зрения транспортировки автомобиля (на железнодорожной платформе или краном). Иногда сухим весом называют такой вес, когда с автомобиля сняты также запасное колесо и инструмент.

Если автомобиль — с водителем, пассажирами (по числу мест в кузове) и грузом, его вес называют полным.

Когда взвешивают автомобиль с нагрузкой, т. е. когда определяют полный вес, загружают кузов мешками с песком или чугунными болванками, причем вес пассажира принимают равным 75 кг.

Рис. Развитие компоновки легкового автомобиля.

Рис. Автомобили АМО-3 и ГАЗ-51А имеют кузова одинаковой длины, но у ГАЗ-51А кабина сдвинута вперед, поэтому база короче, чем у АМО-3, на 510 мм, длина — на 425 мм.

Отношение веса полезной нагрузки Ge к собственному весу автомобиля G0 называют удельной грузоподъемностью автомобиля nг:

nг = Ge/G0

Удельная грузоподъемность грузовых автомобилей близка к единице, т. е. автомобиль весит примерно столько же, сколько он может перевезти на себе. У легковых автомобилей этот показатель колеблется между 0,20 и 0,40, так как пассажиры размещаются в кузове свободно, причем у маленьких автомобилей (более легких, с тесным кузовом) показатель выше, чем у больших.

Так как мы рассматриваем автомобиль в движении, из перечисленных весовых состояний в расчет надо принять только полный вес автомобиля. Ведь автомобиль в снаряженном состоянии (без водителя и нагрузки) и, тем более, в состоянии, соответствующем «сухому весу», не может двигаться. Но в дополнение к полному весу в отдельных случаях принимают весовое состояние автомобиля, которое условно называют ходовым, когда на автомобиле находится водитель, но нет ни пассажиров, ни груза. Автомобиль может передвигаться, но он не загружен.

Рис. Так взвешивают автомобиль.

Для взвешивания автомобиль вкатывают на большие весы либо целиком, либо по очереди передними и задними колесами. Во втором случае можно, сложив два результата взвешиваний, получить вес автомобиля и одновременно узнать, какая часть веса приходится на передние колеса и какая на задние, т. е., каково распределение веса по колесам у данного автомобиля, каков передний и задний осевой вес и какова нагрузка на каждое колесо и шину. Все эти данные крайне важны для оценки всех качеств автомобиля: его устойчивости, плавности хода, проходимости по плохим дорогам, экономичности по расходу топлива, способности брать разгон и подъемы, развивать наибольшую скорость.

Рис. При изменении числа пассажиров или заполнении платформы грузом изменяется распределение веса по колесам.

У современных легковых автомобилей в ходовом состоянии на передние колеса приходится от 50 до 55% веса, на задние — 45—50%; с полной нагрузкой отношение меняется на обратное—45—50% и 50—55 %. У автомобилей прежних выпусков со сдвинутым назад пассажирским помещением наблюдалась заметная перегрузка задних колес в ходовом и в груженом состоянии автомобиля.

У грузовых автомобилей на передние колеса приходится 25—35% полного веса, на задние—65—75%. Собственный вес грузовых автомобилей распределяется между осями почти поровну: 40—50% на передние колеса и 50—60% на задние. Отсюда видно, что основная часть веса полезной нагрузки передается через задние колеса.

Требования к распределению веса по колесам, как увидим дальше, весьма противоречивы. Для улучшения тягозых качеств, проходимости автомобиля и для облегчения управления желательно нагрузить ведущие (задние) колеса и разгрузить направляющие (передние); для повышения устойчивости и плавности хода целесообразно равное распределение нагрузки или некоторая перегрузка передних колес. Для повышения срока службы всех шин необходима равномерная их нагрузка, которая получается при таком распределении веса по осям:

• 50%:50% для легковых автомобилей
• 33%:67% для грузовых (с учетом двух скатов шин на задних колесах)

Такое распределение веса следует считать наиболее приемлемым или, как говорят, оптимальным.

Рис. Складывая силы от веса отдельных частей машины, получаем силу от полного веса, приложенную в центре тяжести.

Особенно важно постоянство распределения веса по колесам (не веса, а распределения веса!), т. е. сохранение процента общего веса, приходящегося на передние или задние колеса, во всех весовых состояниях. К сожалению, большинство современных автомобилей не обладает этим качеством. Оно может быть достигнуто, если центр тяжести нагрузки находится вблизи центра тяжести автомобиля без нагрузки.

Распределение веса по колесам зависит от веса механизмов и полезной нагрузки и от их расположения по длине автомобиля (считается, что автомобиль более или менее симметричен относительно своей продольной оси и нагрузка на левые и правые колеса — одинаковая. Поэтому распределение веса на левые и правые колеса не рассматривают.). Особенно существенно последнее, так как самые главнее составляющие веса автомобиля — двигатель, кузов, полезная нагрузка — могут быть по-разному расположены по отношению к точкам опоры (т. е. к передней и задней осям) и имеют различный вес. При проектировании автомобиля вес каждого агрегата автомобиля (как и вес частей самого агрегата) можно представить в виде силы, направленной к поверхности дороги. Можно рассматривать агрегаты по-очереди, взяв их попарно, и находить для каждой пары равнодействующую; затем взять найденные равнодействующие попарно и так далее, пока не будет получена равнодействующая всех этих сил, равная по величине весу автомобиля и приложенная в точке, которую называют центром тяжести.

На практике это делается несколько иначе, с применением уравнения моментов, в котором веса всех механизмов учитываются одновременно.