Правила расчета нагрузки на ось грузового автомобиля
к Правилам перевозок грузов
ДОПУСТИМАЯ НАГРУЗКА НА ОСЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
Список изменяющих документов
(в ред. Постановлений Правительства РФ от 31.01.2020 N 67,
от 26.03.2020 N 341, от 14.08.2020 N 1218)
Расположение осей транспортного средства
Расстояние между сближенными осями, м
Допустимая нагрузка на ось колесного транспортного средства для автомобильной дороги, т
для автомобильной дороги, рассчитанной на нормативную нагрузку 6 т на ось
для автомобильной дороги, рассчитанной на нормативную нагрузку 10 т на ось
для автомобильной дороги, рассчитанной на нормативную нагрузку 11,5 т на ось
Группа сближенных сдвоенных осей
свыше 1 до 1,3 (включительно)
свыше 1,3 до 1,8 (включительно)
свыше 1,8 до 2,5 (включительно)
Группа сближенных строенных осей
свыше 1 до 1,3 (включительно)
свыше 1,3 до 1,8 (включительно)
свыше 1,8 до 2,5 (включительно)
Группа сближенных осей с количеством осей более 3 (не более 2 односкатных или двускатных колеса на оси)
свыше 1 до 1,3 (включительно)
свыше 1,3 до 1,8 (включительно)
свыше 1,8 до 2,5 (включительно)
Группа сближенных осей с количеством осей 2 и более (по 4 (включительно) и более односкатных или двускатных колеса на оси)
свыше 1 до 1,3 (включительно)
свыше 1,3 до 1,8 (включительно)
свыше 1,8 до 2,5 (включительно)
(сноска в ред. Постановления Правительства РФ от 14.08.2020 N 1218)
(см. текст в предыдущей редакции)
В случае установления владельцем автомобильной дороги соответствующих дорожных знаков и размещения на его официальном сайте информации о допустимой для автомобильной дороги осевой нагрузке транспортного средства.
В том числе для транспортных средств, имеющих оси и группы сближенных осей с односкатными колесами, оборудованных пневматической или эквивалентной ей подвеской.
2. Группы сближенных осей, имеющие в своем составе оси с односкатными и двускатными колесами, следует рассматривать как группы сближенных осей, имеющие в своем составе оси с односкатными колесами.
3. Для групп сближенных сдвоенных и строенных осей допустимая нагрузка на ось определяется путем деления допустимой нагрузки на группу осей на соответствующее количество осей в группе, за исключением случаев, указанных в пункте 4 настоящих примечаний.
4. Допускается неравномерное распределение нагрузки по осям для групп сближенных сдвоенных и строенных осей, если нагрузка на группу осей не превышает допустимую нагрузку на соответствующую группу осей, и нагрузка на каждую ось в группе осей не превышает допустимую нагрузку на соответствующую одиночную ось с односкатными или двускатными колесами.
5. При наличии в группах осей различных значений межосевых расстояний каждому расстоянию между осями присваивается значение, полученное методом арифметического усреднения (суммы всех межосевых расстояний в группе делятся на количество межосевых расстояний в группе).
6. При промерзании грунта земляного полотна под дорожной одеждой на величину 0,4 метра и более допускается увеличивать допустимые нагрузки на ось транспортного средства путем установки владельцем автомобильной дороги соответствующих дорожных знаков и размещения соответствующей информации на своем официальном сайте:
а) при нормативном состоянии автомобильных дорог (при этом допустимая масса транспортного средства определяется в соответствии с приложением N 1 к настоящим Правилам):
(в ред. Постановления Правительства РФ от 26.03.2020 N 341)
(см. текст в предыдущей редакции)
б) при отсутствии мостов и путепроводов (при этом допустимая масса транспортных средств не нормируется):
Правила расчета нагрузки на ось грузового автомобиля
к Правилам перевозок грузов
ДОПУСТИМАЯ НАГРУЗКА НА ОСЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
Расположение осей транспортного средства
Расстояние между сближенными осями, метров
Допустимая нагрузка на ось колесного транспортного средства, тонн
для автомобильной дороги, рассчитанной на нормативную нагрузку 6 тонн на ось
для автомобильной дороги, рассчитанной на нормативную нагрузку 10 тонн на ось
для автомобильной дороги, рассчитанной на нормативную нагрузку 11,5 тонны на ось
Группа сближенных сдвоенных осей
свыше 1 до 1,3 (включительно)
свыше 1,3 до 1,8 (включительно)
свыше 1,8 до 2,5 (включительно)
Группа сближенных строенных осей
свыше 1 до 1,3 (включительно)
свыше 1,3 до 1,8 (включительно)
свыше 1,8 до 2,5 (включительно)
Группа сближенных осей с количеством осей более 3 (не более 2 односкатных или двускатных колес на оси)
свыше 1 до 1,3 (включительно)
свыше 1,3 до 1,8 (включительно)
свыше 1,8 до 2,5 (включительно)
Группа сближенных осей с количеством осей 2 и более (по 4 (включительно) и более односкатных или двускатных колеса на оси)
свыше 1 до 1,3 (включительно)
свыше 1,3 до 1,8 (включительно)
свыше 1,8 до 2,5 (включительно)
В случае установления владельцем автомобильной дороги соответствующих дорожных знаков и размещения на его официальном сайте в информационно-коммуникационной сети «Интернет» информации о допустимой для автомобильной дороги осевой нагрузке транспортного средства.
В том числе для транспортных средств, имеющих оси и группы сближенных осей с односкатными колесами, оборудованными пневматической или эквивалентной ей подвеской.
2. Группы сближенных осей, имеющие в своем составе оси с односкатными и двускатными колесами, следует рассматривать как группы сближенных осей, имеющие в своем составе оси с односкатными колесами.
3. Для групп сближенных сдвоенных и строенных осей допустимая нагрузка на ось определяется путем деления допустимой нагрузки на группу осей на соответствующее количество осей в группе, за исключением случаев, указанных в пункте 4 настоящих примечаний.
4. Допускается неравномерное распределение нагрузки по осям для групп сближенных сдвоенных и строенных осей, если нагрузка на группу осей не превышает допустимую нагрузку на соответствующую группу осей и нагрузка на каждую ось в группе осей не превышает допустимую нагрузку на соответствующую одиночную ось с односкатными или двускатными колесами.
5. При наличии в группах осей различных значений межосевых расстояний каждому расстоянию между осями присваивается значение, полученное методом арифметического усреднения (суммы всех межосевых расстояний в группе делятся на количество межосевых расстояний в группе).
6. При промерзании грунта земляного полотна под дорожной одеждой на величину 0,4 метра и более допускается увеличивать допустимые нагрузки на ось транспортного средства путем установки владельцем автомобильной дороги соответствующих дорожных знаков и размещения соответствующей информации на своем официальном сайте:
а) при нормативном состоянии автомобильных дорог (при этом допустимая масса транспортного средства определяется в соответствии с приложением N 1 к настоящим Правилам):
б) при отсутствии мостов и путепроводов (при этом допустимая масса транспортных средств не нормируется):
Как рассчитать нагрузку на ось грузового автомобиля
Автомобиль с перегрузом, неважно легковой или фура, – представляет существенную угрозу для всех участников движения. Во-первых, потому что сама машина движется нестабильно. Во-вторых, большая нагрузка на ось может привести к её внезапной поломке. В-третьих, тормозной путь такого авто более длинный, что может привести к аварии. Кроме того, превышение допустимого веса ведёт к разрушению дорожного полотна и мостовых конструкций. И за перегруз полагается административный штраф.
Поэтому в этой статье мы расскажем о нормах предельно допустимой нагрузки на ось грузового автомобиля и о том, как её определить.
Расчёт нагрузки на ось грузового автомобиля
Процесс грузоперевозок регламентируется нормативно-правовыми актами. Среди которых ФЗ об автодорогах №257-ФЗ от 08.11.2007. В соответствии с п. 2 ст. 31 которого для передвижения по автодорогам транспорта с превышением общей допустимого веса или нагрузки на ось больше чем на 2% необходимо получить разрешение. Исключение делается лишь для автотранспорта Вооружённых сил России.
При получении разрешения владелец авто должен:
Компенсировать урон, наносимый покрытию дороги.
Если перегруз менее 10%, используется упрощённая процедура выдачи, которая занимает всего 1 день.
Кроме того, проезд по мостам и участкам дороги иногда бывает ограничен специальными знаками, указывающим предельное значение веса грузового автомобиля или нагрузки на его ось. Это может быть связано с грузоподъёмностью конструкции или её состоянием.
Полный список документов, необходимых для оформления карты
Максимально допустимая нагрузка на ось грузовых автомобилей в России
Постановлением Правительства Российский Федерации о правилах перевозки грузов автотранспортом установлен допустимый предельный вес машин в тоннах.
| Количество осей | Одиночные автомобили, т | Автопоезда прицепные или седельные, т |
| Две | 18 | – |
| Три | 25 | 28 |
| Четыре | 32 | 36 |
| Пять | 35 | 40 |
| Шесть и более | – | 44 |
Вторая характеристика, устанавливаемый этим нормативным актом, – допустимая нагрузка. Она определяется в зависимости от вида дорог, типа колёс и расстояния между сближенными осями.
Например, таблица максимально разрешённых нагрузок на оси грузовых автомобилей для односкатных колёс выглядит следующим образом.
Значения в таблице приводятся для каждой оси. Расчёт массы должен производиться как можно точнее, так как допустимая погрешность не более 5 %.
Как рассчитать нагрузку
Итак, ограничение по проезду существует по двум параметрам:
Рассчитаем вес авто. Существует соотношение для двухосного автомобиля (например, марки Газель):
Ма=Нп+Нз,
где, Ма – вес грузовика.
Нп – нагрузка на переднюю ось.
Нз – аналогичный параметр для задней оси.
Эта простая формула расчёта связывает нагрузку на оси грузового автомобиля и его массу.
Для автотранспорта с тремя осями, задний и средний мост которого объединён в тележку (пример – Камаз 53215), эта зависимость имеет следующий вид:
где, Нт – нагрузка на всю заднюю тележку.
Нагрузка для задней тележки и оси обычно больше. Так как именно там располагают перевозимые товары. А вес, давящий на переднюю ось, определяется только массой кабины и силового агрегата.
Узнать нагрузку, имея вес груза, машины и прицепа – сложнее. И это расчёт будет иметь очень приблизительный вид.
Берем в свидетельствах о регистрации массу авто (Ма) и прицепа (Мп). Для примера возьмем Ма=6 т, Мп= 11 т.
Узнаем фактический вес груза (Мг). Примем Мг= 19 т.
Самое распространённое соотношение нагрузок: 0,75 – на прицеп, 0, 25 – на тягач. Тогда нагрузка на прицеп: Нп=0,75*(Мп+Мг)=22,5.
Считается, что нагрузка распределена в прицепе равномерно. И нагрузка на одну ось (Но) равна Нп/количество осей =22,5/3=7,5 т на каждую ось.
Аналогично считаем нагрузку на оси машины. На них приходятся оставшиеся 0,25 веса. То есть (Мп+Мг)*0,25+Ма=(11+19)*0,25+6=13,5 т.
Нагрузка на задние оси автомобиля будет равно 0,75 от нагрузки на грузовик. То есть 13,5*0,75/2=5,06.
А нагрузка на переднюю ось – то, что осталось от общей нагрузки на авто. 13,5–5,06*2=3,37.
Итого получается следующая примерная картина распределения веса 3,37+5,06+5,06+7,5+7,5+7,5.
Реальные значения могут отличаться. Часто нагрузка на осях бывает неравномерной. Это обычно связано со следующими причинами:
Цены на карты для тахографов можно узнать здесь.
Неисправностью подвески полуприцепа.
Прогибанием прицепа под грузом.
Негоризонтальностью площадки полуприцепа.
Конструктивными особенностями подвески.
Как определить нагрузку на ось грузового автомобиля
Взвешивание – простой способ определения как общего веса, так и значения для каждой отдельной оси. Есть два метода:
Динамический. Для взвешивания грузовик со скоростью не более 5 км/ч проезжает по поосным автомобильным весам. Они зафиксируют вес каждой оси, а потом определят вес самой машины. Это достаточно простой и удобный способ, но его погрешность составляет от 0,5 до 3%. Что – как вы можете понять при границе превышения максимальной допустимой нагрузки на ось грузового автомобиля в 2% – слишком много.
Статический. Авто въезжает и останавливается на платформе весов, на которую установлены тензодатчики. Их применение позволяет добиться очень высокой точности взвешивания – 0,01%.
Также можно купить тягач, оснащённый системой мониторинга, и совместимый с ним прицеп. Это довольно удобный способ всегда быть в курсе уровня загруженности своей машины, но очень дорогой.
Можно вмонтировать манометры в магистраль пневморессоры, и следить за показаниями в процессе погрузочных работ. Чтобы не мучится с определением, какое значение шкалы манометра какому весу соответствует, можно установить специальные датчики. Но это требует не только затрат денег при покупке всех элементов системы, но и значительных усилий по её отладке.
Штрафы за перегруз
В основном об этом виде административного наказания беспокоятся водители грузовиков. Так как у легковых автомобилей есть ограничения только по количеству перевозимых пассажиров. Штраф за превышение нагрузки разделяются на три типа в зависимости от уровня ответственности лиц:
Для физических лиц 1,5–2 тыс. руб.
Для должностных – сумма уже выше,15 тыс. руб.
И ещё выше для юридических – 400 тыс. руб.
Оформить заказ на карту для тахографа.
Если при превышении более 2% нет разрешения на провоз, то также оформляется штраф. Да и когда вес груза не совпадает с тем, что написано в сопроводительных бумагах с физического лица могут взыскать сумму 5 тыс. рублей. Для компании размер взыскания больше минимум в 50 раз. Правда, без контрольного взвешивания выписать штраф инспектор не имеет права.
Методика расчета нагрузки на ось для грузовых автоперевозок
Тяга к знаниям — она как «старость», в самый неожиданный момент может настичь любого. Вот и мы, застигнутые врасплох, протянули ручки к знаниям. Хотя все «изучали» в школе физику, но по жизни простейшая задачка вызывает ступор. Наша цель — понять возможности перераспределения нагрузок на оси тягача и полуприцепа при изменении расположения груза в полуприцепе. И применение этого знания на практике.
Все уравнения, описывающие наши объекты, относятся к тем моментам, когда они либо находятся в состоянии покоя, либо двигаются равномерно и прямолинейно (с точки зрения классической механики эти состояния описываются одними и теми же уравнениями и, находясь внутри системы, невозможно понять, покоится ли она или двигается равномерно и прямолинейно). В эти моменты сумма всех сил, действующих на каждый из рассматриваемых объектов, равна нулю. А также сумма всех моментов сил, действующих на каждый из объектов, равна нулю.
Наша задача не привязана к какому-либо конкретному типу тягачей, полуприцепов и грузов. Поэтому все формулы будут предоставлены в общем виде. Однако, поскольку нашей целью не является получение абстрактных формул и решение систем уравнений, а мы хотим решить практические вопросы, то величины, которые могут быть измерены на практике, будут полагаться известными. Кроме того, мы будем рассматривать двуосный тягач и одноосный полуприцеп. В нулевом приближении при увеличении количества осей у тягача и/или полуприцепа нагрузка на каждую ось уменьшается пропорционально. Т.е. если мы получим, что нагрузка на одну ось составляет 10 тонн, то замена одной оси на 2 приведёт к тому, что нагрузка на каждую из осей будет составлять 5 тонн. Если практические измерения покажут неприменимость такого подхода, при котором нагрузка делится между осями поровну, то необходимо будет уточнить и дополнить модель.
Рассмотрение системы из 3-х объектов будем проводить последовательно, т.е. сначала рассмотрим один тягач, затем добавим к нему полуприцеп, после чего добавим груз и посмотрим, как можно оптимизировать нагрузку на оси тягача и полуприцепа, изменяя положение груза в полуприцепе.
1. Тягач
Любая задача в механике начинается с рисунка, на котором отмечены все важные в контексте задачи геометрические размеры; силы, действующие на объекты; а также указана система отсчета, в которой мы пишем все уравнения.
Рисунок 1.
Итак, условие, что сумма всех сил, действующих на тело равна нулю, приводит нас к уравнению:
Рассмотрим ось, проходящую через переднюю ось грузовика (и направленную, как мы договаривались ранее, перпендикулярно плоскости рисунка). Сумма всех моментов сил действующих на тело, равна $0$. Это следует из того, что раз грузовик находится в состоянии покоя (а он очевидно находится в состоянии покоя, см. также замечание относительно состояния покоя и равномерного прямолинейного движения во вступлении), то он не вращается вокруг любой выбранной оси. Значит он не вращается в том числе вокруг оси, проходящей через переднюю ось грузовика. Это даёт нам уравнение:
Как можно применить формулу (1.3) на практике?
Для этого рассмотрим тягач Mercedes Actros 1841.
Данные взяты не из бумажек, измерения проводились на реальном пункте взвешивания — на весах. В баке было 500 литров дизельного топлива.
Расстояние между осями нашего тягача Mercedes Actros 1841 — 3600 мм.
Чтобы корректно подставить эти значения в формулу (1.3) обсудим сначала вопрос о размерности физических величин.
Масса — скалярная величина, измеряется в килограммах. Сила — векторная величина, измеряется в Ньютонах.
Таким образом, мы видим, что сила однозначно связана с массой, и в принципе, нам всё равно, в чём измерять силу — в Ньютонах или в килограммах — это вопрос договорённости. Когда речь идёт о нагрузке, которую оказывает автомобиль на дорогу, общепринятой единицей измерения этой нагрузки являются килограммы. В формулу (1.3) входит отношение нагрузки на заднюю ось к весу тягача. Вес (по определению) это сила, с которой тело давит на горизонтальную опору или растягивает вертикальный подвес. Таким образом, вес — это сила. Но раз мы договорились о том, что все силы мы измеряем не в Ньютонах (как мы все привыкли со школы), а в килограммах, то и вес тягача мы выражаем в килограммах. Т.е. от веса переходим к массе.
Итак, давайте рассчитаем расстояние от передней оси тягача Mercedes Actros 1841 по формуле (1.3) с учётом рассуждений о единицах измерения:
Все рассуждения о нагрузке, которая измеряется в килограммах, будут применяться и в дальнейшем при практическом применении выведенных формул. См., например, вычисление центра тяжести полуприцепа по формуле (2.4).
2. Тягач с полуприцепом
Если к тягачу, рассмотренному ранее, присоединён полуприцеп без груза, то нагрузка на его оси изменяется.
Рисунок 2.
Рассмотрим рис.2. Мы можем записать по отдельности для тягача и полуприцепа оба условия равновесия. Необходимо отметить, что положение центра тяжести тягача, вычисленное согласно (1.3), не изменится после присоединения полуприцепа.
Что даёт нам уравнение (2.1) с практической точки зрения? Если мы, зная массу тягача, измерим нагрузку на его переднюю и заднюю оси при присоединении пустого полуприцепа, то используя уравнение (2.1) мы можем вычислить силу, с которой пустой полуприцеп «давит» на тягач:
Рассмотрим теперь полуприцеп.
Для того чтобы определить, где находится центр тяжести полуприцепа (это важно — мы ищем положение центра тяжести именно самого полуприцепа, а не системы «тягач+пустой полуприцеп»), запишем условие равенства моментов сил, действующих на полуприцеп, относительно оси, проходящей через заднюю ось полуприцепа:
Эта формула пригодится нам в дальнейшем при рассмотрении груза, находящегося в полуприцепе. Также мы можем вычислить нагрузку на ось полуприцепа (считаем что ось на полуприцепе одна) по следующей формуле:
Полуприцеп трёхосный, но в рамках оговоренной ранее методики мы считаем нагрузку на каждую ось одинаковой. Посмотрим, к каким результатам нас это приведёт. Рассчитаем по формуле (2.2) силу взаимодействия тягача и полуприцепа, сила с которой полуприцеп давит на «седло» тягача:
Подставим теперь полученную величину в формулы (2.4) и (2.5):
Если теперь мы хотим рассчитать нагрузку на каждую из осей, то общую нагрузку необходимо поделить на 3 (т.к. у полуприцепа 3 оси). Полученный результат можно показать при помощи следующей таблицы:
Отклонение расчёта от
реального значения, кг
3. Тягач с полуприцепом и грузом
Перейдём теперь к рассмотрению общего случая, когда в полуприцепе находится груз. Теперь мы должны на основании рассчитанных ранее характеристик грузовика и полуприцепа выяснить, как будут распределяться нагрузки на оси при различном положении груза. При этом необходимо сделать следующую оговорку: мы будем предполагать, что рама полуприцепа является идеально жесткой, не деформируется при наличии груза и распределяет нагрузку равномерно на каждый метр своей длины. Т.е. истории, подобные той, что описана на сайте в разделе страшных рассказов, выходят за рамки текущей задачи.
Рисунок 3.
Итак, запишем условие равенства сил, и моментов сил, действующих на тягач:
Теперь запишем аналогичную пару уравнений для полуприцепа, при этом условие равенства моментов сил будем рассматривать относительно задней оси полуприцепа.
Итак, запишем условие равенства сил, и моментов сил, действующих на тягач:
$ <\large m^
4. Что нужно для расчета нагрузок на оси грузового автопоезда
Итак, любая модель подразумевает в первую очередь набор исходных данных; переменную величину, изменяющееся значение которой влияет на результаты; алгоритм расчёта и результат.
Что нам необходимо в качестве исходных данных?
Нужно геометрическое описание тягача и полуприцепа:
| $<\large L_T>$ | — расстояние между осями тягача; |
| $<\large l_1>$ | — расстояние от передней оси тягача до точки сцепки с полуприцепом; |
| $<\large L^ | — расстояние от задней оси полуприцепа до места сцепки с тягачом. |
Необходимо знать распределение нагрузки на оси тягача без полуприцепа:
$<\large N_<1<,>0>^
$<\large N_<2<,>0>^
Необходимо знать распределение нагрузки на оси тягача при присоединении полуприцепа без груза:
$<\large N_<1<,>1>^
$<\large N_<2<,1>>^
Если каждый груз представляет из себя коробку, внутри которой вес распределен равномерно, то центр тяжести находится на середине ширины коробки. В данном случае шириной мы называем геометрический размер стороны коробки, параллельный борту полуприцепа.
Поупражняйтесь в расчетах и распределении груза
Мы сделали калькулятор для расчета нагрузок на оси грузового автопоезда в составе седельного тягача и полуприцепа.
5. О распределении нагрузки на задние оси полуприцепа
Ранее было сделано предположение о том, что нагрузка на задние оси полуприцепа распределяется равномерно. Это предположение приводит к расхождению теоретических расчётов с экспериментальными результатами. Причём пренебречь этими расхождениями мы не можем, поскольку они превышают точность измерений на статических весах в пунктах весового контроля.
Для учёта неравномерной нагрузки можно применить несколько различных подходов:
Ослабление исходной модели.
Давайте проверим, к чему нас это предположение приведёт. Уравнения (4.1), (4.2) принимают вид: