3.2.2 Распределение полного веса автомобиля по осям и определение размера шин

Распределение полного веса по осям имеет самостоятельное важное значение и необходимо для определения размера шин. В ГОСТах на шины нагрузка приведена в кгс (кГ), т.е. в системе единиц МКСС. Поэтому здесь также приходится пользоваться этой системой. В системе МКСС вес автомобиля в кгс численно равен полученной ранее, массе в кг в системе СИ.

Для легкового автомобиля полный вес распределяется по осям согласно коэффициенту сцепного веса [1, стр. 100].

Для определения размера шин легкового автомобиля вначале задаются диаметром обода колес, равного внутреннему диаметру шины. Чем больше диаметр обода, тем более энергоемкие тормозные механизмы можно разместить в колесах. Однако в этом случае из-за большого диаметра колес требуется большие ниши в кузове, в которых размещаются колеса. Предварительно, до разработки компоновки автомобиля можно воспользоваться имеющимся опытом. На автомобилях ЗАЗ-1102, ВАЗ-2105, ВАЗ-2109 и им подобных применяют шины с посадочным диаметром 13 дюймов, на автомобилях АЗЛК-2141 и ГАЗ-3102 – 14 дюймов, на автомобилях более позднего выпуска ГАЗ-3110 – 15 дюймов и на автомобилях высокого класса – 16 и 18 дюймов при отношении высоты профиля шины к ее ширине достигающем 40%.

Размер шин выбирают согласно ГОСТ 4754-80 и ГОСТ 20993-75 по нагрузке наиболее загруженной шины, т. е. части веса полностью груженого автомобиля, приходящемуся на наиболее нагруженное колесо. Эта нагрузка должна быть равна или несколько меньше так называемой экономической нагрузке шины. Экономической нагрузке соответствует определенное давление воздуха в шине.

В таблице 3.2 для радиальных сверхнизкопрофильных шин серии 70, наиболее распространенных на современных отечественных автомобилях, приведены значения экономической нагрузки, соответствующего ей давления воздуха, радиуса качения шины в ведомом режиме и наружного радиуса шины, т.е. радиуса ненагруженной шины.

Таблица 3.2

Обозначение шины	Экономическая нагрузка и соответствующее ей давление воздуха в шине		Радиус качения шины в ведомом режиме (rко), мм	Радиус (наружный) ненагруженной шины, мм
	Нагрузка кгс	Давление кгс/см (бар)*
145/70 R 13	280	2.0	262	269
155/70 R 13	320	2.0	267	275
165/70 R 13	360	2.0	275	284
175/70 R 13	405	2.0	280	290
185/70 R 13	450	2,1	288	299
195/70 R 13	500	2,1	293	304
145/70 R 14	295	2.0	275	282
155/70 R 14	335	2.0	281	288
165/70 R 14	380	2.0	287	296
175/70 R 14	420	2.0	293	303
185/70 R 14	475	2,1	301	312
195/70 R 14	525	2,1	306	318
205/70 R 14	580	2,1	314	326
215/70 R 14	630	2,2	300	333
155/70 R 15	350	2.0	295	302
165/70 R 15	400	2.0	301	309
175/70 R 15	450	2,1	307	316
185/70 R 15	500	2,1	311	324
195/70 R 15	550	2,1	317	328
205/70 R 15	580	2,1	322	335
215/70 R 15	630	2,1	327	341
225/70 R 15	680	2,1	334	348

* - 1 бар = 1,02 кгс/см² (округленно принимаем 1 бар =1 кгс/см²)

Шина может иметь нагрузку на величину до 50% меньшую, чем экономическая, работая при меньшем давлении воздуха, чем давление экономическое. Шина также может иметь нагрузку на величину до 10% большую чем экономическая, работая при увеличенном относительно экономического давлении воздуха. В ГОСТ 4754-80 и ГОСТ 20993-75 приведены различные значения нагрузки и соответствующие им значения давления воздуха.

В том случае когда расчётная нагрузка на шины не совпадает с экономической, применяют корректировку давления шин. Скорректированное давление в шине р, при заданной расчётной нагрузке G, можно определить по ГОСТ 4754-80 и ГОСТ 20993-75 или с достаточной степенью точности по формуле, предложенной авторами:

, бар

где:

р – давление в шине, соответствующее расчётной нагрузке G;

G – расчётная нагрузка на шину, кгс;

G_э - экономическая нагрузка на шину, кгс;

р_э – экономическое давление в шине, бар.

Полученное давление округляют до десятой доли бара.

Пример обозначения шины. Шина 145 / 70 R13. 145 - ширина профиля шины в миллиметрах, 70 - отношение Н / В (высоты профиля к ширине профиля шины) - не более 0,70, R - индекс радиальной шины, 13 - посадочный диаметр обода в дюймах.

На отечественных грузовых автомобилях и автобусах, кроме транспортных средств особо малого класса, применяются радиальные шины с посадочным диаметром обода 508 мм.

В таблице 3.3 приведены размеры шин и радиусы их качения для автомобилей-тягачей предельновесовых автопоездов и автобусов.

Размер шин находят по полной нагрузке наиболее загруженной шины. Эта нагрузка не должна превышать максимальную нагрузку, указанную в ГОСТ 5513 - 86 [2] и приведенную в таблице 3.3.

Максимальной нагрузке соответствует определенное давление воздуха в шине (указано в таблице 3.3). Каждая шина может работать и при значительном меньшем давлении. Давлению 2,1 бара соответствует минимальная нагрузка, указанная в таблице 3.3. В той же таблице приведены значения радиусов качения шин в ведомом режиме.

Для шин расчётная нагрузка которых менее максимальной, принимают давление воздуха меньшее, чем при максимальной нагрузке. Это давление определяют по ГОСТ 5513 - 86 или приближенно по формуле:

, бар

где:

р – давление в шине, соответствующее расчётной нагрузке G;

G – расчётная нагрузка на шину, кгс;

G_min - минимальная нагрузка на шину, кгс.

Размер шин автобусов с колесной формулой 4х2, находят по полной массе в кг близкой к предельной вместимости (при расчете нагрузки m_г [1, стр. 148] коэффициент пропорциональности следует принять равным 250). При определении максимальной нагрузки на все шины сочлененного автобуса следует учитывать, что он имеет три оси, причем колеса средней и задней осей могут быть сдвоенными, или передней и задней осей - одинарными, а средней оси - сдвоенными.

Таблица 3.3

Обозначение шины	Расположение шины на оси*	Максимальная нагрузка на шину и соответствующее ей давление воздуха		Минимальная нагрузка на шину (кгс)	Радиус качения шины в ведомом режиме (rко), мм
		Нагрузка (кгс)	Давление (кгс/см2, бар)
220 R 508	О С	1380 1250	6,0	566 513	458
240 R 508	О С	1650 1500	6,3	650 591	475
260 R 508	О С	2250 2050	6,5	862 785	495
280 R 508	О С	2970 2700	8,0	954 868	507
300 R 508	О С	3190 2900	8,0	1030 936	525
320 R 508	О С	3750 3250	8,5	1080 983	546

* - О – колесо с односкатной ошиновкой на оси, С – колесо со сдвоенной (двускатной) ошиновкой на оси.

Для предельновесовых седельных и прицепных автопоездов размер шин и радиус их качения с учётом допустимой нагрузки на шины по ГОСТ 5513 - 86 можно определить также и по таблице 3.1.