Нормальные реакции опорной поверхности колес

При движении ПА нормальные реакции R_n изменяются. Уменьшение или увеличение нагрузки на п- е колесо при движении АТС характеризуется коэффициентом λ _п изменения нормальной реакции

(6.27)

где z_n – нормальная реакция опорной поверхности (нагрузка) n -го колеса при стоянке АТС на горизонтальной дороге; G_n – масса АТС, сила веса, которая создает нагрузку z_n.

Если нормальные реакции колес левой и правой стороны одной оси ПА равны, то коэффициент λ _n характеризует также и изменение нагрузки на ось.

Распределение силы веса (Gg) между колесами ПА зависит от положения центра масс автомобиля, жесткости подвески и рамы, давления воздуха в шинах. При вычислении z_n влиянием всех факторов, кроме положения центра масс, обычно пренебрегают. Для двухосного автомобиля нагрузки z_n вычисляют по формулам (рис. 6.5):

(6.28)

(6.29)

где z ₁, z ₂ – соответственно нагрузка на левое и правое колесо передней оси; z ₃, z ₄ – соответственно нагрузки на левые и правые колеса задней оси.

Рис. 6.5. Определение координат центра масс пожарного автомобиля:

1 – платформа весов

При компоновке ПА добиваются равного распределения силы веса между колесами одной оси:

(6.30)

(6.31)

Из-за обязательного выполнения требований по равенству нагрузки на левые и правые колеса одной оси в технических характеристиках АТС и ПА принято указывать только G, расстояние между осями и массы, силы веса от которых передаются каждой осью. Для двухосного АТС указываются: G, L и G ₁₂, G ₃₄ Данные по G ₁₂и G ₃₄, которые приводятся в технических характеристиках АТС, определяются, как правило, экспериментально. Для аналитического определения G ₁₂ и G ₃₄ необходимо знать расстояния а, L или b, L. Основная погрешность аналитического определения G ₁₂ и G ₃₄ для двухосного автомобиля связана с ошибками в вычислении положения центра масс АТС, координаты которого (a или b) определяются по формулам для вычисления положения центра масс абсолютно твердого тела. Вычисление а или b по этим формулам приводит к ошибке до 10–15 %.

Для экспериментального определения z ₁₂ или z ₃₄ колеса передней или задней оси ПА устанавливают на весы (см. рис. 6.5). Для проверки равенств (6.30), (6.31) ПА устанавливают на весы колесами одной стороны. Основные требования при взвешивании: полная комплектация ПА (при отсутствии боевого расчета его имитируют балластом); горизонтальная опорная поверхность колес ПА при взвешивании; расторможенные колеса и нейтральное положение рычага механической коробки передач. Взвешивают ПА, как правило, два раза: первый – при въезде на весы передним ходом, второй – при въезде на весы задним ходом. За зачетные значения G, z ₁₂ и z ₃₄ принимаются их средние арифметические.

По результатам взвешивания судят о возможности эксплуатации ПА. Необходимо выполнение трех основных требований:

масса G ПА не должна превышать полной массы базового шасси – собственной массы базового шасси плюс грузоподъемность;

распределение массы G между осями ПА (G ₁₂ или G ₃₄) должно соответствовать распределению между осями полной массы базового шасси;

нагрузка на колеса левой и правой стороны ПА должна быть равной.

Нагрузки на оси R ₁₂ и R ₃₄ при движении ПА определяются из уравнений:

(6.32)

. (6.33)

После преобразований уравнений (6.32), (6.33) и подстановки R ₁₂ и R ₃₄, z ₁₂ и z ₃₄ формул (6.28), (6.29) в формулу (6.27) получим:

(6.34)

(6.35)

где α > 0, ј > 0 – при подъеме и разгоне АТС; α < 0, ј < 0 – при спуске и торможении АТС.

Анализ формул (6.34) и (6.35) показывает, что при движении на подъеме и разгоне ПА увеличивается нагрузка на заднюю ось и уменьшается на переднюю. При движении на спуске и торможении ПА происходит обратное явление. Этим объясняется, например, подъем передней части ПА, наблюдаемый при разгоне, и наклон ее вниз («клевок») при торможении. При движении по дорогам с асфальтобетонным покрытием коэффициенты λ ₁₂ и λ ₃₄ ПА могут изменяться в пределах от 0, 5 до 1, 5. Предельные значения коэффициентов достигаются при движении по крутым уклонам и при интенсивном разгоне или торможении ПА со всеми ведущими осями или при экстренном торможении.