3 Разработка схем укладки грузов в кузове транспортного средства

Перед разработкой схемы укладки грузов в кузове транспортного средства необходимо определить общее количество перевозимого груза. Общее количество перевозимого груза не должно вызвать превышение технически допустимой максимальной массы автомобильного транспортного средства, его допустимых осевых нагрузок исходя из дорожных ограничений каждой страны, по территории которой выполняется перевозка, а также обеспечивать его размещение в кузове. Таким образом, должно обеспечиваться условие

, (3.1)

где – технически допустимая максимальная масса автомобильного транс-

портного средства, установленная заводом-изготовителем, т;

–масса автомобильного транспортного средства без груза, т;

–допустимая максимальная масса автомобильного транспортного сред-

ства при проезде по дорогам i-й страны, т;

–масса груза, которая может быть размещена в кузове транспортного

средства без превышения осевых нагрузок при проезде по дорогам i-й

страны, т;

–масса груза, которая может быть размещена исходя из вместимости ку-

зова транспортного средства, т;

Определим общее количество перевозимого груза. Для этого определим составляющие в формуле (3.1).

Для седельного тягача Volvo FH 420 технически допустимая максимальная масса, установленная заводом-изготовителем, составляет 21 100 килограмм, а в составе автопоезда – 44 000 килограмм, т.е. =44 т.

Масса автомобильного транспортного средства без груза или снаряженная масса состоит из снаряженной массы тягача и снаряженной массы полуприцепа, т.е. =7,1+6,5=13,6 т.

Предельные полные массы и осевые нагрузки автомобильных транспортных средств, движущихся по территории европейских государств, регламентируются Директивой 96/53 ЕС (далее – Директива). Требования Директивы относительно полной массы комбинированных автомобильных транспортных средств приведены в таблице 3.1, а требования относительно осевых нагрузок – в таблице 3.2.

Таблица 3.1 – Предельные полные массы автомобильных транспортных средств

Конструктивная схема АТС	Количество осей	Полная масса, т
Шарнирно-сочлененные АТС (тягач с полуприцепом)	3	26,0
Грузовой автомобиль с прицепом1	3	22,0
Шарнирно-сочлененный автобус	любое	28,0
Шарнирно-сочлененное АТС	4	36,0
Шарнирно-сочлененные АТС2	4	38,0
Грузовой автомобиль с прицепом	4	30,0
Грузовой автомобиль с прицепом1	4	36,0
Шарнирно-сочлененное АТС	5 и более	40,0
Грузовой автомобиль с прицепом	5 и более	34,0
Грузовой автомобиль с прицепом1	5 и более	40,0
Шарнирно-сочлененное АТС3	6 и более	41,0
Грузовой автомобиль с прицепом1,3	6 и более	41,0
Грузовой автомобиль с прицепом1,3,4	6 и более	44,0
1 Относится к АТС, у которых расстояние между задней осью автомобиля и передней осью прицепа не менее 3 м; 2 Относится к комбинированным АТС, у которых: а) 2-осный тягач и 2-осный полуприцеп; б) масса тягача в комбинации не превышает 18,0 т; в) суммарная масса, приходящаяся на оси полуприцепа, не превышает 20 т; г) ведущая ось оборудована сдвоенными шинами и пневматической или эквивалентной ей подвеской; 3 Относится к АТС, у которых: а) масса, приходящаяся на каждую ведущую ось, не превышает 10,5 т и б) либо каждая ведущая ось оборудована сдвоенными шинами и пневматической или эквивалентной ей подвеской, либо каждая ведущая неуправляемая ось оснащена сдвоенными шипами и масса, приходящаяся на нее, не превышает 8,5 т; в) каждая ось прицепа оснащена пневмошинной или эквивалентной ей подвеской; г) каждое ТС в сцепке имеет не менее 3 осей; 4 Относится к ТС, снабженным двигателями с малым выделением токсичных компонентов (дизельные и газобаллонные двигатели).

Таблица 3.2 – Допустимые нагрузки для 3-осного агрегата ТС с близко располо-

женными осями

Расстояние между осями, м, не менее	Максимально допустимые нагрузки на каждую ось полуприцепа, кН
	В конструкции с пневматической подвеской или подвеской с любой сжимаемой жидкостью под давлением1	В любой другой конструкции
0,7	60,0	60,0
0,8	62,0	62,0
0,9	64,0	64,0
1,0	66,0	66,0
1,1	70,0	69,0
1,2	73,0	71,0
1,3	80,0	75,0
1 Нагрузка на одну ось не превышает нагрузок на каждую из двух других осей более чем на 5 кН.

Седельный тягач Volvo FH 420 с полуприцепом Kogel SN24 представляет собой шарнирно-сочлененное автотранспортное средство с 5 осями. Согласно таблице 3.1, полная масса шарнирно-сочлененного автотранспортного средства с 5 и более осями не должна превышать 40 тонн. Таким образом =40 т.

Согласно техническим характеристикам, приведенным в таблице 2.2, полуприцеп Kogel SN24 имеет пневматическую подвеску, расстояние между осями полуприцепа составляет 1310 мм. Согласно таблице 3.2, максимально допустимые нагрузки на каждую ось полуприцепа в конструкции с пневматической подвеской и имеющего расстояние между осями не менее 1,3 составляют 80 кН. Тогда максимально допустимая нагрузка на тележку полуприцепа составляет 80*3=240 кН. Учитывая, что на тележку полуприцепа приходиться примерно 68,6% от общей нагрузки, то максимально допустимая общая нагрузка составляет 240/0,686=350 кН. Тогда максимальна полная масса полуприцепа по условиям допустимых нагрузок на ось составляет 350/9,8=35,7 т. Учитывая, что снаряженная масса полуприцепа составляет 6,5 тонн, то масса груза, которая может быть размещена в кузове транспортного средства без превышения осевых нагрузок составляет =35,7-6,5=29,2 т.

Рассчитанная по данным таблицы 2.2 вместимость кузова полуприцепа Kogel SN24 составляет 13,62*2,48*2,69=90,86 м³. Учитывая, что плотность перевозимых пиломатериалов составляет 0,7 т/м³, масса груза, которая может быть размещена исходя из вместимости кузова транспортного средства, составляет 90,86*0,7=63,6 т.

Найдем фактическое общее количество перевозимого груза по формуле (3.1)

т.

При международной перевозке грузов автомобильным транспортом важнейшим ограничением является ограничение нагрузки на ось транспортного средства. Для сочлененного автомобильного транспортного средства лимитирующими являются нагрузки на оси (тележку) полуприцепа. Для исключения превышения осевых нагрузок требуется выполнение следующего условия:

, (3.2)

где и– соответственно допустимая масса, приходящаяся на переднюю и

заднюю опору транспортного средства, т;

и – соответственно масса, приходящаяся на переднюю и заднюю опо-

ру транспортного средства без груза, т;

;

.

Так как 26,4<28,5, то данное условие выполняется.

Кроме того, для исключения превышения осевых нагрузок необходимо размещать груз как можно более симметрично по ширине транспортного средства, а также необходимо размещать центр тяжести груза вдоль продольной оси на определенном отрезке.

Расчетная схема для определения отрезка, на котором должен быть центр тяжести груза для сочлененного транспортного средства, приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Расчетная схема для определения осевых нагрузок транспортного средства

На рисунке 3.1 имеют место следующие обозначения:

l_к – внутренняя длина кузова, м;

l_пг – расстояние от передней стенки кузова до центра тяжести груза, м;

l_бп – расстояние между центрами передней и задней опор транспортного средства

(база полуприцепа от оси шкворня до оси тележки), м;

l_ба – база тягача, м;

l_зс – задний свес транспортного средства (от центра задней опоры до задней точки

кузова), м;

l_т – смещение оси сцепного устройства тягача относительно его задней оси (оси те-

лежки) в сторону передней оси, м;

q_по – масса груза, приходящаяся на переднюю опору, т;

q_зо – масса груза, приходящаяся на заднюю опору, т;

q_па – масса груза, приходящаяся на переднюю ось тягача, т;

q_за – масса груза, приходящаяся на заднюю ось (тележку) тягача, т;

q_г – масса перевозимого груза, т;

g – ускорение свободного падения.

Нагрузка на переднюю опору не будет превышена, если центр тяжести груза будет размещен от передней стенки на расстоянии не менее l_пгmin, определяемом по формуле

. (3.3)

Аналогично нагрузка на заднюю опору не будет превышена, если центр тяжести груза будет размещен от передней стенки на расстоянии не более l_пгmax, определяемом по формуле

. (3.4)

Таким образом, укладка груза по длине кузова должна быть такой, чтобы центр тяжести груза находился от передней стенки кузова транспортного средства на расстоянии l_пг, удовлетворяющем условию

l_пгmin l_пг l_пгmax. (3.5)

Найдем отрезок, на котором должен находиться центр тяжести груза, чтобы не превышались допустимые осевые нагрузки, по формулам (3.3) – (3.4):

м;

м.

Таким образом, центр тяжести груза должен находиться на расстоянии от передней стенки в следующих пределах