На рис. 1 показан ряд грузоподъемностей отечественных полноприводных автомобилей и автопоездов (прицепных и седельных) на их базе. Если бы для перевозки грузов использовались только одиночные автомобили, ряд включал бы пять грузоподъемностей (0,8; 2; 3,5; 5 и 7,5 т). Применение автопоездов позволяет сгладить разрыв между грузоподъемностями отдельных автомобилей и увеличить максимальную грузоподъемность ряда. При использовании автопоездов с полноприводными тягачами максимальная грузоподъемность транспортной единицы ряда, как видно из рис. 1, увеличивается почти в два раза.

Таким образом, расширяются возможности для выбора нужного транспортного средства.

Важным для эксплуатации свойством автопоездов является их

Делимость прицепного автопоезда позволяет в зависимости от предполагаемого маршрута перевозки, дорожных и климатиче

ских условий использовать для доставки груза или одиночный автомобиль, или автопоезд (с разным количеством прицепов) и тем самым добиваться наибольшей производительности транспортного средства.

Делимость седельного автопоезда дает возможность применять один тягач поочередно с несколькими полуприцепами или менять седельные тягачи на маршруте при транзитном буксировании полуприцепа, что также используется в автохозяйствах.

В некоторых случаях делимость автопоезда может ускорить погрузочно-разгрузочные работы. Например, в тех случаях, когда рассредоточение звеньев поезда позволяет одновременно разгружать тягач и прицеп или когда седельный тягач во время разгрузки полуприцепа может быть использован для транспортной работы (сдругим полуприцепом).

Рис. 1. Ряд грузоподъемностей (G) полноприводных автомобилей, прицепных и седельных автопоездов на их базе (в скобках указана грузоподъемность базового автомобиля)

Преимущества делимости автопоездов особенно видны при использовании автопоездов с двумя прицепными звеньями (тягач с двумя прицепами или седельный тягач с полуприцепом и прицепом). Созданные к настоящему времени прицепы и полуприцепы для полноприводных автомобилей имеют в большинстве своем необходимое оборудование для буксирования второго прицепа (устройства для подключения тормозной системы следующего прицепа к тормозной системе автопоезда, электрическую розетку для подключения электрооборудования, тяговый крюк).

Возможности комплектования автопоездов с двумя и более прицепными звеньями ограничиваются пока транспортным законодательством. Как упоминалось, полная масса автопоезда группы А не должна превышать 52 т, а автопоезда группы Б — 34 т. Длина автопоезда с числом звеньев больше двух ограничена 24 м.

По особенностям перевозок грузы можно ориентировочно разделить на четыре группы:
— делимые грузы (в таре и без тары);
— жидкости (горючее, смазочные материалы, вода и др.);
— длинномерные грузы;
— тяжелые неделимые грузы.

При перевозке делимых грузов эффективность использования автопоездов определяется лучшей их грузовместимостью.

Грузовместимость зависит от грузоподъемности и от возможностей размещения груза на платформе. Автомобильные поезда обладают большими по сравнению с одиночными автомобилями конструктивными возможностями для улучшения того и другого качества, что может быть выявлено из анализа соответствующих показателей автотранспортных средств при перевозке делимых грузов (удельной грузоподъемности, удельного объема и удельной площади платформы).

Под удельной грузоподъемностью понимается отношение грузоподъемности транспортного средства к его массе в снаряженном состоянии.

По мере увеличения грузоподъемности удельный показатель ее также увеличивается, что является закономерностью для всех типов автомобильных транспортных средств. Вместе с тем, как видно из графика на рис. 2, удельная грузоподъемность одиночных автомобилей, предназначенных для эксплуатации в трудных дорожных условиях, находится в пределах 0,5—0,7, а для большинства автопоездов составляет 0,7—1,0.

Указанная особенность объясняется сильным влиянием на удельную грузоподъемность автопоезда удельной грузоподъемности прицепного звена, которая всегда выше, чем у одиночного

Рис. 2. Зависимость удельной грузоподъемности от грузоподъемкости прицепных автопоездов

Из графика на рис. 2 видна и другая особенность: удельная грузоподъемность седельных автопоездов ниже, чем прицепных, и при определенной грузоподъемности (6—8 т) становится такой же, как у одиночных автомобилей.

Отмеченное свойство седельного автопоезда обусловлено большей силовой напряженностью несущих элементов, главным образом рамы полуприцепа, Которая длиннее рамы отдельно взятого автомобиля и прицепа. Для обеспечения равной прочности и достаточной жесткости несущих элементов полуприцепа требуются большие сечения их и большая масса.

С точки зрения металлоемкости конструкции, как видно из графика на рис. 7, применение седельных автопоездов грузоподъемностью ниже 6—8 т нецелесообразно. Однако указанный предел по мере улучшения прочностных свойств применяемых материалов, естественно, может измениться.

Для прицепных автопоездов такого ограничения не существует: высокая удельная грузоподъемность оправдывает их применение во всем диапазоне изменения грузоподъемности транспортных средств рассматриваемого типа.

Удельный объем платформы — отношение ее внутреннего объема к грузоподъемности — характеризует возможности транспортного средства по перевозке грузов различной плотности. Величина, обратная удельному объему платформы, называется удельной грузовместимостью.

Анализ потока грузов, перевозимых автомобилями и автопоездами в трудных дорожных условиях для обеспечения удаленных от железнодорожных и автомобильных дорог специальных, строительных и сельскохозяйственных объектов, населенных пунктов, опорных баз, показывает, что около 80% составляют грузы в таре, имеющие (с тарой) среднюю плотность 0,4—0,8 т/м3. Остальные 20% грузов можно отнести к грузам малой (0,1—0,4 т/м3) и большой (0,8—2,0 т/м3) плотности.

Исходя из плотности наиболее массовых грузов, перевозимых автомобилями и автопоездами, предназначенными для эксплуатации в трудных дорожных условиях, при разработке транспортных средств этого типа обычно принимают желательной удельную грузовместимость не более 0,5 т/м3 и обязательной — не более 0,8 т/м3.

На автопоездах, предназначенных для эксплуатации в трудных дорожных условиях, как показывает график на рис. 3, минимальный удельный объем платформ обеспечен при грузоподъемности до 18—20 т.

Таким образом, удовлетворительные характеристики платформ на автопоездах возможны при грузоподъемностях примерно в полтора — два раза больших, чем на одиночных автомобилях.

Удельная площадь платформы — отношение площади пола платформы к грузоподъемности. Этот параметр всегда учитывается при проектировании автопоездов для перевозки грузов, так как его значения определяют удобство размещения груза и его высоту в кузове. Последнее обстоятельство важно с точки зрения устойчивости против опрокидывания: по мере увеличения высоты центра масс груза вероятность бокового опрокидывания автомобиля или прицепа увеличивается.

Практически приемлемыми являются удельные площади платформ от 1,5 до 3 м2/т. График на рис. 9 показывает, что для существующих конструкций полноприводных автомобилей и автопоездов на их базе это требование в большинстве случаев выполняется. При увеличении грузоподъемности удельная площадь платформы снижается, однако для любой грузоподъемности у автопоезда этот параметр выше, чем у одиночного автомобиля. У прицепных автопоездов удельная площадь платформы несколько ниже, чем у седельных.

Для конкретного транспортного средства параметры qv и qa связаны высотой бортов. Чтобы сохранить удельный объем платформы в заданных пределах (qv~ 1,25… 2 м3/т), на автомобилях и прицепах малой грузоподъемности увеличивают удельную площадь платформы, а на транспортных средствах большой грузоподъемности— высоту бортов или дополнительно к основным бортам применяют надставные. На одноосных прицепах применение надставных бортов начинается с меньших грузоподъемностей. Суммарная высота (основных и надставных бортов) автомобилей и прицепов указанного типа достигает 0,8—1,0 м.

Таким образом, применение автопоездов (прицепных и седельных) на базе полноприводных автомобилей для перевозки грузов особенно целесообразно в диапазоне грузоподъемностей от 6—8 до 18—20 т.

Рис. 4. Зависимость удельной площади платформы от грузоподъемности одиночных автомобилей, прицепных автопоездов и седельных автопоездов, предназначенных для эксплуатации в трудных дорожных условиях

Делимость обеспечивает существенные преимущества прицепного автопоезда, в частности в тех случаях, когда поток грузов нерегулярен.

Применение седельных автопоездов грузоподъемностью менее 6—8 т нецелесообразно, поскольку аналогичные задачи по перевозке грузов могут быть успешнее выполнены одиночными автомобилями.

Эффективность использования автопоездов для перевозки делимых грузов во многом зависит от удобства размещения груза и проведения погрузочно-разгрузочных работ. Большое значение в этом смысле имеет погрузочная высота прицепа или полуприцепа, особенно при ручной погрузке и выгрузке. До недавнего времени на прицепах к полноприводным автомобилям по этой причине добивались минимально возможной погрузочной высоты, даже в ущерб другим показателям платформ.

Наименьшую погрузочную высоту (850 мм) среди отечественных двухосных прицепов имеет прицеп СМЗ-810 (2-ПН-4). Однако эта величина достигнута за счет введения надколесных ниш в полу платформы. Выступающие над поверхностью пола

ниши уменьшают полезный объем платформы, а также затрудняют укладку груза. Надколесные ниши имелись у прицепов МАЗ-5207В, а также у прицепов СМЗ-710В первых выпусков.

В настоящее время все прицепы к полноприводным автомобилям имеют ровный пол (без ниш). Погрузочная высота таких прицепов почти полностью зависит от диаметра шин.

Рис. 5. Конфигурация и характерные размеры седельных автопоездов:
а — с тягачом КамАЗ-4410 (6X6); б — с тягачом КамАЗ-5410 (6X4)

Из-за большего диаметра применяемых шин погрузочная высота полуприцепов (кроме тяжеловозов), как правило, большей величины, чем у прицепов.

Полуприцепы к отечественным полноприводным тягачам имеют ступенчатую раму, что предопределяет и соответствующую конфигурацию пола платформы, передняя часть которого оказывается выше задней. Эта особенность платформ объясняется большой высотой опорной поверхности седла полноприводных тягачей, которая, как будет показано, определяется первостепенным требованием обеспечения проходимости автопоезда в трудных дорожных условиях: шинами с регулируемым давлением и большого диаметра (при однорядной установке) и большими углами гибкости автопоезда. Ступенчатая конфигурация рамы существенно ухудшает характеристики платформ и автопоезда в целом, что видно из сравнения параметров двух близких по конструкции пятиосных автопоездов: с полноприводным и с неполноприводным тягачами. Полуприцеп на рис. 5, а фактически имеет две платформы: верхнюю и нижнюю с погрузочными высотами 1530 и 2210 мм. Перепад высот (0,68 м) существенно мешает загрузке и использованию верхней платформы, поэтому длину ее приходится ограничивать. Малый номинальный объем размещаемого на верхней платформе груза затрудняет нужное распределение массы по опорам (на седло и на оси) полуприцепа и требует удлинения базы полуприцепа. Габаритная длина автопоезда также увеличивается. Практически при эксплуатации грузоподъемность верхней платформы редко используется полностью, что соответственно не позволяет реализовать сцепные качества седельного тягача.

Для устранения этого недостатка в некоторых случаях за счет частичного снижения проходимости уменьшают высоту седла путем двухрядной установки шин задней тележки тягача (и полуприцепа) или применения на автопоезде шин малого диаметра (с сохранением однорядной установки колес). Например, полноприводной седельный тягач Урал-375СН выполнен на шинах малого диаметра с нерегулируемым давлением, что позволило уменьшить опорную высоту седла до 1320 мм и, следовательно, использовать с этим тягачом полуприцепы с ровной платформой.

При перевозке жидкостей в цистернах необходима большая монтажная длина рамы, поэтому в данном случае наиболее подходят седельные автопоезда. Жидкости имеют достаточно большую плотность. В связи с этим для их перевозки можно использовать полуприцепы с более высокой, чем для обычных грузов, грузоподъемностью (до 50—60 т).

В тех случаях, когда транспортное средство применяется не столько для транспортирования, сколько для временного хранения жидкости, цистерны целесообразно размещать на прицепе.

Для перевозки длинномерных грузов с наибольшей эффективностью могут быть использованы автомобили с прицепами-роспусками или полуприцепы.

Приспособленность прицепа или полуприцепа к транспортированию оборудования прежде всего определяется монтажными размерами рамы, т. е. размерами площади рамы, на которой можно размещать и крепить оборудование.

На рис. 6 показана полученная статистическим путем зависимость монтажной длины рамы одиночных автомобилей повышенной проходимости, прицепов и полуприцепов к ним от грузоподъемности, из которой видно, что при одной и той же грузоподъемности монтажная длина рамы полуприцепа (прицепа) оказывается большей, чем у одиночного автомобиля.
осных прицепов (2) и полуприцепов (3), предназначенных для эксплуатации в трудных дорожных условиях

Из графика на рис. 6 видно, что транспортирование оборудования с небольшой монтажной длиной (до 5—6 м) может быть обеспечено одиночными автомобилями. При большей монтажной длине оборудования требуется создание специальных одиночных автомобильных шасси или монтаж такого оборудования на прицепах или полуприцепах.

В том случае, когда оборудование можно монтировать на тягаче и прицепе, использование прицепа позволяет, по существу, увеличить суммарную монтажную длину рамы автопоезда. Если оборудование не может быть разделено для размещения на автомобиле и прицепе, для его монтажа выгоднее применять полуприцеп. Седельный автопоезд получается обычно более компактным и маневренным, чем прицепной автопоезд с длиннобазным прицепом.

Во многих отраслях народного хозяйства существует определенная категория оборудования, которое по характеру его использования требуется перемещать редко (подвижные электростанции, мотонасосные агрегаты для перекачки горючего и воды, электросварочные агрегаты, лаборатории, помещения для временного размещения и отдыха людей). Размещать такое оборудование целесообразно на прицепах во всем диапазоне их возможной грузоподъемности. Во время стационарного использования прицепа автомобиль-тягач может выполнять транспортные работы.

Основные преимущества, получаемые при применении прицепов под монтаж оборудования, — это существенное сокращение затрат труда на техническое обслуживание и снижение стоимости изготовления и содержания подвижного комплекса оборудования.

Монтажная высота рамы зависит от диаметра шин на прицепном звене, хода подвески и типа поворотного механизма. При равной грузоподъемности монтажная высота рамы одноосного прицепа больше, чем двухосного. Наименьшие значения монтажной высоты имеют двухосные прицепы, управляемые рулевой трапецией.