Грузовые автомобили

Грузовые автомобили

ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ предназначаются для перевозки грузов. Грузоподъемность грузовых автомобилей выражается в тоннах и называется тоннажем автомобиля. Тоннаж современных грузовых автомобилей устанавливается в пределах от 0,5 до 7,5 и даже до 10 тонн. Если собственный вес автомобиля равен Q тонн, а его грузоподъемность равна Р тонн, то общий вес автомобиля в груженом состоянии QА. = Q + Р. Для современных грузовых автомобилей отношение весов P/Q колеблется в пределах от 0,50 до 1,1, причем верхний предел относится к грузовым автомобилям большего тоннажа. Потребное для движения грузовых автомобилей тяговое усилие на ободе ведущих колес значительно выше тягового усилия легковых автомобилей.

Для грузовых автомобилей малого тоннажа можно использовать шасси легкового автомобиля, так как благодаря сравнительно невысоким значениям Q и Р имеется возможность за счет уменьшения скорости движения достичь увеличения тягового усилия и получить достаточно быстроходный, легкий грузовик. В таких полугрузовиках и грузовиках, тоннаж которых немногим превышает 1 тонну, моторы совершенно одинаковы с моторами легковых автомобилей (фиг. 1 и 2).

Gruzov avto 1

Gruzov avto 2

Мотор грузового автомобиля развивает требуемую мощность при сравнительно невысоком числе оборотов. Быстроходный, или многооборотный, двигатель потребовал бы значительного усложнения ряда передаточных механизмов для получения необходимого для грузового автомобиля тягового усилия на ободе ведущих колес. Обычно в моторах грузовых автомобилей число об/мин. коленчатого вала, соответствующее максимальной мощности, бывает от 1100 до 1800 (фиг. 3 и 4), в отдельных случаях доходя до 2000—2200.

Gruzov avto 3

Gruzov avto 4

При равной мощности, мотор грузового автомобиля обладает большими основными размерами (диаметр цилиндров и хода поршня), чем мотор легкового автомобиля, большим, чем у последнего, весом, приходящимся на единицу мощности, и, наконец, меньшей мощностью, получаемой с каждого литра рабочего объема цилиндров (удельная мощность). Степени сжатия для тех и других моторов не отличаются резко между собой. Все улучшения, касающиеся отдельных деталей двигателя (например, съемные головки цилиндров, поршни из легкого металла и пр.), успешно применяют в тех и других. Пониженным числом оборотов объясняется большая долговечность моторов грузовых автомобилей.

Наиболее распространенным типом мотора грузовых автомобилей является 4-цилиндровый мотор; 6-цилиндровые двигатели, требующие более сложного ухода, распространены значительно меньше (~33%). В отношении расхода горючего моторы грузовых автомобилей являются менее экономными, чем моторы современных легковых автомобилей. Вследствие тяжелых условий работы грузовых автомобилей, механизм сцепления, передающий крутящий момент двигателя, д. б. выполнен значительно более солидно. Однодисковое сцепление, получившее в последние годы широкое применение в легковых автомобилях, в грузовых автомобилях распространено реже и встречается гл. обр. на машинах с грузоподъемностью, не превышающей 2,5—3 т. Большое распространение находит многодисковое сцепление (88%), которое можно считать типичным для современного грузового автомобиля. Конус, почти исчезнувший в легковых автомобилях, применяется на грузовых автомобилях и в настоящее время, гл. образом, на машинах большого тоннажа. Коробка скоростей отличается от обычного типа коробки скоростей легковых автомобилей лишь размерами отдельных деталей и большими передаточными числами, получаемыми при отдельных парах шестерен. В целях возможности движения негруженного автомобиля с большей скоростью, чем при движении с грузом, в некоторых грузовых автомобилях коробка скоростей имеет повышенное число передач (4—8) по сравнению с наиболее распространенным (3—4). Коробка скоростей располагается или в блоке с мотором или отдельно от него; обе системы расположения находят одинаковое распространение.

В современных грузовых автомобилях общий вес QA. распределяется, в среднем, таким образом, что на заднюю ось, являющуюся обычно ведущей, падает 60—70% общего веса и от 30 до 40 % его приходится на переднюю ось. В некоторых 1,5-т грузовых автомобилях (например, АМО) на заднюю ось падает около 75% QA.. Стремление повысить давление на ведущую ось вызывается, опять-таки, необходимостью получения благоприятных условий для использования тягового усилия. Сила тяги Т зависит от сцепного веса, т. е. от веса, приходящегося на заднюю ось, и связана с ним соотношением ≤Qhf, где Qh - цепной вес и f - коэффициент сцепления шин с полотном дороги. Желание использовать весь вес QA. в качестве сцепного веса привело к системе двух ведущих осей - передней и задней. Т. о. были созданы автомобили с передачей на обе оси, т. е. с четырьмя ведущими колесами. Сложность устройства передачи на передние колеса является одной из причин, препятствующих распространению машин этого типа. Стремление к повышению тоннажа привело к тому, что нагрузка, приходящаяся на заднюю ось, д. б. значительно превысить нормы нагрузки на ведущую ось (в Германии, например, такая норма установлена в 6 тонн). В целях сохранения дорог и уменьшения нагрузки на ось в настоящее время разработана конструкция трехосного автомобиля, в котором две задние оси являются одновременно ведущими. Конструктивное выполнение в этом случае оказалось значительно более простым, чем в двухосной машине с обеими ведущими осями. Целый ряд фирм во многих странах (Германия, Англия, Франция, Америка) выпускает трехосные автомобили различного тоннажа. Благодаря распределению тягового усилия на 4 колеса, а иногда даже на 8 (при двойных задних колесах), напряжения сдвига, вызываемые в дорожном полотне при движении этих автомобилей, оказались более благоприятными, чем от машин с одной ведущей осью. Удельное давление отдельного колеса на почву также получается небольшим. Благодаря этим обстоятельствам, трехосные автомобили должны были обладать, при одинаковом общем весе, большей проходимостью, чем обыкновенные двухосные автомобили. Что касается передачи на заднюю ось и ведущие колеса, то вместо цепной передачи, долгое время применявшейся в грузовых автомобилях, в настоящее время особенно распространена карданная передача.

Передача в дифференциале выполняется при помощи: 1) пары конических шестерен с прямым или спиральным зубом (фиг. 5) и 2) червячной пары (червяк и червячное колесо). Первый вид передачи применяется в грузовиках с грузоподъемностью до 3—З,5 т, причем наибольшее распространение эта передача находит в грузовых автомобилях малого тоннажа.

Передача в дифференциале выполняется при помощи пары конических шестерен с прямым или спиральным зубом

Невозможность получить достаточно высокое передаточное число, т. е. добиться значительного тягового усилия на ободе ведущих колес, заставляет прибегать к введению в дифференциал еще одной пары цилиндрических шестерен - демультипликатора. Коническая пара и демультипликатор обеспечивают значительное понижение числа оборотов ведущих колес; такого рода передача применяется в грузовых автомобилях тоннажа от 3,5 т и выше. Червячная пара (фиг. 6), обеспечивающая в более широких пределах, чем пара конических, шестерен, получение необходимого передаточного числа, находит наибольшее применение в грузовых автомобилях.

Червячная пара

Некоторые фирмы (например, Мерседес) прибегают к передаче вращения от полуосей дифференциала (отделенного в этом случае от задней оси) на колеса при помощи пары цилиндрических зубчатых колес. Колеса при этом свободно посажены на концах задней оси и несут на себе зубчатые колеса, находящиеся во внутреннем зацеплении с шестернями, сидящими на внешних концах полуосей дифференциала (фиг. 7).

Колеса свободно посажены на концах задней оси и несут на себе зубчатые колеса, находящиеся во внутреннем зацеплении с шестернями, сидящими на внешних концах полуосей дифференциала

Этим путем также удается получить значительное понижение числа оборотов ведущих колес. Полуоси дифференциала использованы только для передачи вращения и испытывают лишь напряжение от скручивания; все остальные напряжения, возникающие при движении, воспринимаются главным образом неразрезной задней осью.

Передача на раму автомобиля толкающих усилий от ведущих колес производится при помощи карданной трубы, упорных штанг или рессор. Последний вид передачи толкающих усилий распространен главн. обр. в автомобилях с грузоподъемностью меньшей, чем 2—2,5 т. Скручивающие усилия поглощаются также рессорами, штангами или карданной трубой.

Рама грузовых автомобилей выполняется из прессованной стали, - причем лонжероны имеют швеллерное сечение, - или, что встречается реже, из профилированной прокатанной стали двутаврового сечения. Сообразно с более тяжелыми условиями работы, рамы грузового автомобиля делаются значительно более массивными, чем рамы легковых автомобилей.

Колеса изготовляются или из дерева, т. н. «артиллерийского типа», или из металла - дисковые и литые. Первый и последний типы в настоящее время находят преимущественное применение на грузовых автомобилях с грузоподъемностью от 3,5 тонн и выше. Дисковые колеса применяются на грузовых автомобилях тоннажа, не превышающего 3,5—5 т.

Массивные резиновые шины на машинах до 3,5 т постепенно вытесняются пневматиками; за последние годы появились и более тяжелые машины, работающие на пневматиках. Для машин свыше 3,5 т применяются также резиновые шины с воздушными каналами (типа «Эластик», «Фульда» и др.). В отношении эластичности эти шины значительно уступают пневматикам, но превосходят нормальные массивные шины. Пневматики низкого и высокого давления значительно улучшают проходимость грузовиков и, благодаря понижению удельного давления колеса на полотно дороги и лучшему, чем у массивных шин, распределению этого давления, оказывают менее вредное влияние на дорожное полотно. Наконец, применение пневматиков позволило повысить скорость движения грузовиков, и в настоящее время имеются грузовые автомобили грузоподъемностью в 2—2,5 т, позволяющие развивать на наших шоссе скорость движения до 45—50 км/ч при полной нагрузке.

Обычным и наиболее распространенным типом кузова грузового автомобиля является платформа с откидными боковыми и задней стенками. В некоторых случаях, платформы устраиваются легкосъемными: разгрузка производится путем съемки целиком всей платформы, на ее место ставится сразу же другая, пустая, и машина вновь уходит за грузом.

Большинство современных грузовых автомобилей пользуется для работы своих моторов жидким горючим, гл. обр. бензином, в чистом виде или в виде смеси с бензолом. В последнее время появились автомобили с газогенераторными установками. В этих автомобилях мотор питается газом, получающимся от сжигания в газогенераторе твердого топлива. Некоторые фирмы строят для работы на газе моторы с повышенной степенью сжатия, т. к. обычного типа бензиновый мотор не развивает на газе той мощности, которую он дает на бензине. Наконец, имеются паровые автомобили, в которых в качестве силовой установки использована паровая машина; эти автомобили распространены преимущественно в Англии, где в качестве топлива для них используется каменный уголь.

В настоящее время грузовой автомобильный транспорт играет крупную роль в странах, обладающих развитой автомобильной промышленностью. Будущее в области перевозки грузов по обыкновенным безрельсовым путям, несомненно, целиком принадлежит грузовым автомобилям. Число грузовых автомобилей, выпускавшихся ежегодно наиболее развитой американской автомобильной промышленностью, можно видеть в таблице.

Число грузовых автомобилей, выпускавшихся ежегодно наиболее развитой американской автомобильной промышленностью

В СССР автостроение сосредоточено в руках Государственного треста автомобильных заводов (Автотрест), выпускающего главным образом 1,5-т грузовики «АМО Ф15». ЭТИ грузовики обладают особенно хорошими тяговыми свойствами и прекрасно работают в наших даже наиболее трудных дорожных условиях. В отношении проходимости по нашим дорогам, эти грузовые автомобили не только не уступают иностранным машинам, но и значительно превосходят многие из них. За последние годы налажено также производство 3—3,5 тонных автомобилей марки «ЯЗ» и в самое последнее время - марки «Я4».

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 6 - 1929 г.

Еще по теме: