Подтверждение правильности расположения центра тяжести автомобиля и распределения нагрузок на колеса – основа дальнейших конструкторских работ, так как автомобиль с неправильным распределением веса не может быть допущен к эксплуатации. Нормы безопасности очень строго трактуют вопрос распределения веса. Чрезмерная нагрузка на любое колесо автомобиля недопустима из-за опасности повреждения шины. Кроме того, чрезмерная нагрузка на какое-либо колесо или ось вызывает недогрузку остальных, что серьезно сказывается на управляемости автомобиля.
Рис. 1. Распределение веса автомобиля Ford «Taunus 15 М» с указанием центров тяжести: 1 – буфера; 2 – фар; 3 – решетки радиатора; 4 – радиатора, заполненного жидкостью; 5 – переднего крыла; 6 – передней оси в сборе; 7 – двигателя; 8–51 – прочих элементов; 52 – заднего буфера.
Используя данные весового анализа, рассчитывают реакции на отдельные оси автомобиля. На чертеже распределения веса (рис. 1) обозначают центры тяжести отдельных элементов автомобиля и находят моменты сил тяжести этих элементов относительно оси передних колес. Как во всех подобных расчетах, данные целесообразно сводить в таблицу (табл. 1). Реакции на отдельные оси и колеса подсчитывают по следующим выражениям:
для задней оси:
Rt = ∑ ΔM/L0;
для передней оси:
Rp = ∑ ΔQ – Rt;
для переднего колеса:
Pp = 0,5Rp;
для заднего одинарного колеса:
Pt’ = 0,5Rt;
для заднего сдвоенного:
Pt” = Rt/3,6;
где ΔM – частичный момент (силы тяжести отдельного элемента кузова), кгс∙м;
ΔQ – вес отдельного элемента, кгс;
L0 – колесная база автомобиля, м.
| Позиция на рис. 1 | Элемент | Вес, кгс | Плечо x, м | Момент, кгс∙м | Коррекция | Примечание | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| – | + | ||||||
| 1 | Передний буфер | 4 | -0,62 | 2,5 | |||
| 2 | Фары | 6 | -0,58 | 3,5 | |||
| 3 | Решетка радиатора | 5 | -0,57 | 3,0 | |||
| 4 | Радиатор с водой | 15 | -0,50 | 7,5 | |||
| … | … | … | … | … | |||
| 51 | Крышка багажника | 9 | +3,10 | 27,8 | |||
| 52 | Задний буфер | 4 | +3,50 | 14,0 | |||
Для автомобилей большой длины и автобусов анализ распределения веса можно упростить, уменьшая количество позиций путем приведения сил к характерным сечениям, например, стойкам боковин. В таблицу, однако, нужно включить все позиции.
Подобным образом, если точки приложения сил тяжести некоторых элементов находятся очень близко одна от другой, их можно отнести к одному размеру плеча x. В итоге погрешность сведется к нулю или будет очень мала, т. е. будет в допустимых пределах – примерно ±5%.
В части 2 этой статьи мы поговорим о методе частичных моментов, применяемом при технической разработке проекта кузова, и о величине неуравновешенности.
