Колесные транспортные средства особо большой грузоподъемности

Ìîñêâà

Èçäàòåëüñòâî ÌÃÒÓ èì. Í.Ý. Áàóìàíà

2006

Á.Í. Áåëîóñîâ, Ñ.Ä. Ïîïîâ

Êîëåñíûå

òðàíñïîðòíûå

ñðåäñòâà
îñîáî áîëüøîé

ãðóçîïîäúåìíîñòè

УДК 629.113 
ББК 39.335.4 
        Б438 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы: 
д-р техн. наук, проф. Г.И. Гладов,  
д-р техн. наук, проф. С.Б. Шухман 
 
 
 
 
Белоусов Б.Н., Попов С.Д. 
                   Колесные транспортные средства особо большой грузоподъемности. 
Конструкция. Теория. Расчет / Под общ. ред. Б.Н. Белоусова. — М.: Изд-во 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. — 728 с.: ил. 
 
 
       ISBN 5-7038-2713-2 
 
 
В монографии обобщены обширные результаты исследований, выполненных 
авторами и с их участием, по созданию комплексных транспортных средств особо 
большой грузоподъемности в рамках НИОКР, проводимых НИИ «Специального 
машиностроения» (НИИ СМ) и Научно-производственным центром «Специального 
машиностроения» (НПЦ СМ) МГТУ им. Н.Э. Баумана. Основные материалы издания публикуются впервые. 
Содержание монографии соответствует курсу лекций, которые авторы читают 
в МГТУ им. Н.Э. Баумана.  
Для инженерно-технических и научных работников автомобильной промышленности и организаций, связанных с разработкой колесных транспортных средств, 
а также для аспирантов и студентов высших технических учебных заведений машиностроительных специальностей. 
 
 
 
                          УДК 629.113 
                          ББК 39.335.4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ISBN 5-7038-2713-2 
©  Б.Н. Белоусов, С.Д. Попов, 2006 
©  Оформление. Издательство МГТУ 

им. Н.Э. Баумана, 2006 

Б438 

Посвящается памяти профессоров П.В. Аксенова, 
Н.Ф. Бочарова, Г.А. Смирнова и Ю.В. Пирковского  

ПРЕДИСЛОВИЕ 

В книге рассматривается история развития колесных транспортных средств 
особо большой грузоподъемности (КТС ОБГ), основы методологии их проектирования, теории и расчета отдельных агрегатов и систем, а также особенности их общих конструктивных решений. 
Под КТС ОБГ понимается группа полноприводных колесных транспортных 
средств (ТС) грузоподъемностью 25 т и более с числом осей более трех. Подобные ТС 
используются при перевозке тяжелых неделимых крупногабаритных грузов, а также 
как транспортные базы для различных технологических комплексов. 
Конструкции КТС ОБГ развиваются особым путем, обусловленным высокими 
нагрузками, большими габаритными размерами и условиями использования. Соответственно и подходы к проектированию таких ТС отличаются от подходов к проектированию многоцелевых полноприводных автомобилей. Разработчиками и производителями КТС ОБГ практикуется индивидуальный подход, подразумевающий формирование шасси в соответствии с конкретными задачами, поставленными потребителем. 
Гибко варьируются значения основных параметров шасси, конфигурация ходовой части, несущей системы, тип и состав трансмиссии, двигатель, упругие элементы подвески 
колес. Меняется количество осей, в том числе ведущих и неведущих, шасси одного типа может изготавливаться с различным количеством управляемых осей, варьируются 
конструкции двигателя, узлов и агрегатов трансмиссии. Существенно различаются тип 
и размер шин, устанавливаемых на шасси. В связи с индивидуальным характером разработки, производства и использования часто применяются конструктивные решения, 
нетрадиционные для мирового автомобилестроения. Поэтому каждый положительный 
или даже отрицательный опыт создания образца КТС ОБГ требует внимательного изучения для учета при проектировании новых машин. 
Огромный вклад в развитие теории и практики создания КТС ОБГ внесли 
профессора МГТУ им. Н.Э. Баумана Н.Ф. Бочаров и Г.А. Смирнов, а также тесно 
сотрудничавшие с университетом профессора П.В. Аксенов и Ю.В. Пирковский. В 
книге рассматриваются уточненные для подобных ТС отдельные положения теории 
и расчета, связанные с общими конструктивными решениями. Понятие общих конструктивных решений, введенное П.В. Аксеновым, включает технические решения, 
определяющие число и размещение осей по базе, схемы рулевого управления и 
трансмиссии, а также принципы общей компоновки. 
Авторы надеются, что настоящая книга будет полезна для инженерно-технических и научных работников автомобильной промышленности и организаций, связанных с проектированием и созданием колесных транспортных средств, а также 
для аспирантов и студентов высших учебных заведений, осуществляющих подготовку специалистов соответствующих отраслей. 
Авторы с благодарностью примут все критические замечания и пожелания, 
которые будут высказаны читателями. 

ВВЕДЕНИЕ 

Колесные транспортные средства особо большой грузоподъемности имеют огромное значение для экономики и обороны любой страны. В «Толковом 
словаре по автомобильному транспорту» Ю.И. Егорова и А.Н. Нарбута к этой 
группе автомобилей отнесены колесные ТС для перевозки грузов массой от 25 т 
и более. Таким образом, группу КТС ОБГ автомобильного парка страны составляют карьерные автомобили-самосвалы (БелАЗ, МоАЗ), тяжелые автопоезда для 
перевозки длинномерных грузов общей массой 50 т и более в составе тягачей 
ОАО «Русич» — КЗКТ или МЗКТ и полуприцепов ЧМЗАП или ФГУП «КБ «Мотор», многоосные специальные колесные шасси (СКШ) ОАО «БАЗ» и МЗКТ, а 
также автомобильные краны на базе многоосных шасси иностранного производства. За рубежом группу КТС ОБГ образуют карьерные самосвалы, многоопорные колесные транспортные средства и многоосные шасси с автомобильными 
кранами. 
Одним из способов повышения эффективности грузового автомобиля как 
транспортного средства является увеличение его грузоподъемности. Этим объясняется появление с середины XX в. группы многоосных и многоопорных ТС с 
числом осей более трех (от 4- до 12-осных), с числом опор более 20, имеющих более 100 колес, грузоподъемностью до 500 т и более. Многоопорные автомобили 
способны перевозить к месту назначения модули цехов, фабрик и заводов, морских 
доков и других сооружений огромных размеров и масс. 
Исторически развитие конструктивной схемы автомобиля шло путем увеличения числа колесных осей. Для повышения приспособляемости КТС к условиям 
плохих дорог и вследствие существующих пределов допустимых нагрузок на колесную ось в его конструкцию последовательно вводились третья, затем четвертая, 
пятая колесные оси и т. д. 
Одним из наиболее важных факторов, способствовавших формированию новых требований к карьерному транспорту, стало все более частое применение мощных гидравлических экскаваторов. Очевидно, что реализация эксплуатационных 
возможностей этих экскаваторов, способных работать со всеми разновидностями 
горных пород, заставила конструктивно измениться и ТС, работающее с ними в одном технологическом комплексе. Так была создана группа карьерных самосвалов 
особо большой грузоподъемности. 
КТС ОБГ принципиально отличаются от общетранспортного автомобиля. 
Как всякие сложные машины, они имеют свою теорию, устанавливающую общие 

Введение 
———————————————————————————————————— 
5

закономерности функционирования их конструкций и указывающую основные направления, а также пути их дальнейшего развития и совершенствования. 
Основой теории КТС ОБГ является теория автомобиля, созданная академиком Е.А. Чудаковым на основе трудов Н.Р. Бриллинга, В.И. Гриневецкого, 
Н.Е. Жуковского и развитая в дальнейшем Г.В. Зимелевым, Б.С. Фалькевичем и др. 
В ней рассматриваются общие вопросы движения главным образом 2-осного автомобиля с одной ведущей осью. 
Развитие теории и конструкции многоосных КТС ОБГ стало возможным благодаря работам советских ученых и инженерно-технических работников: Я.С. Агейкина, А.С. Антонова, Д.А. Антонова, П.В. Аксенова, Н.Ф. Бочарова, М.С. Высоцкого, 
А.И. Гришкевича, В.П. Ефимова, К.С. Колесникова, Н.И. Коротоношко, Л.Г. Красневского, В.И. Медведкова, Ю.В. Пирковского, В.Ф. Платонова, Р.В. Ротенберга, 
В.М. Семенова, Г.А. Смирнова, Ю.А. Степанова, Б.Л. Шапошника, В.Е. Чвялева, 
Я.С. Фаробина, Н.Н. Яценко и др. Российские и белорусские ученые и инженеры в 
настоящее время продолжают занимать ведущее положение в решении теоретических и практических проблем развития КТС ОБГ. 
Размещение на одном образце КТС ОБГ большого количества систем и механизмов с использованием различных видов энергии (механической, гидравлической, электрической) приводит к значительному увеличению собственной массы 
таких транспортных средств, повышению сложности их конструкции, эксплуатации, ремонта и т. п. 
Создание многоосных КТС ОБГ для армии, используемых в качестве базы 
для разработки различных агрегатов и боевых машин, определило качественный 
скачок в развитии этой группы транспортных средств, получивших принципиально 
новые изменения в своей конструкции. 
Особый вклад в развитие конструкции КТС ОБГ внесла белорусская школа 
автомобилестроения. Именно на территории Белоруссии были созданы гиганты автомобилестроения БелАЗ, МАЗ, МоАЗ и МЗКТ. Следует отметить также работу 
российских заводов КЗКТ, ЗИЛ, БАЗ и КБ «Мотор». Специалисты этих предприятий совместно с учеными спроектировали современные транспортные средства, не 
имеющие аналогов за рубежом. 
Совершенствование многоосных автомобилей и широкое распространение 
автопоездов происходило одновременно. Автопоезда наиболее эффективно используются на магистральных автомобильных дорогах. Теория и практика создания магистральных автопоездов достаточно хорошо освещена в научно-технической литературе, например М.С. Высоцким. В то же время обобщенных публикаций, посвященных разработке многоосных автомобилей, практически нет. Поэтому в данной 
работе основное внимание уделено теории и практике многоосных КТС ОБГ. Тяжелые колесные автопоезда рассматриваются только в первой части книги при анализе 
конструктивных особенностей многоосных тягачей, предназначенных для буксировки прицепов и полуприцепов общей массой 60 т и более. 
На рис. В.1 и В.2 представлены примеры общих видов многоосных КТС ОБГ 
и тяжелых автопоездов общей массой 90 т и более, а в табл. В.1, В.2 и В.3 приведены значения некоторых параметров их технической характеристики. 

Введение 
———————————————————————————————————— 
6

 

 
а 

 
б 

 
в

Введение 
———————————————————————————————————— 
7

 

 

г 

 

д 

Рис. В.1. Общие виды КТС ОБГ: 

а — многоопорный транспортер фирмы «Коммето»; б — шасси 7904 фирмы МЗКТ (Беларусь); в — автомобиль-самосвал БелАЗ (Беларусь); г — трубовоз фирмы «Формост» (Канада); д — грузовой автомобиль
МАЗ-2000 «Перестройка» (Беларусь) 

Введение 
———————————————————————————————————— 
8

 

 
а 

 
б 

 
в 

 
г 

Рис. В.2. Общие виды тяжелых колесных автопоездов: 

а — автопоезд в составе тягача КЗКТ-7427 и прицепа ЧМЗАП; б — экспериментальный образец многоопорного автопоезда; в — автопоезд в составе тягача КЗКТ-74281 и полуприцепа; г — автопоезд «Суперкарго» фирмы «Штайнвинтер» 

Введение 
———————————————————————————————————— 
9

Таблица В.1 

Основные параметры технической характеристики КТС ОБГ 

Параметр 
МАЗ-543 
(Беларусь) 
КЗКТ-80051 
(Россия) 
7906 
(Беларусь) 
7907 
(Беларусь) 

Колесная формула 
Полная масса, т 
Мощность двигателя, 
кВт 
Максимальная скорость, км/ч 
Габаритные размеры, 
мм: 
        длина 
        ширина 
        высота 
        колея  
Дорожный просвет, мм
Размер шин 
Формула управляемости 
 
Минимальный радиус 
поворота, м 
Тип трансмиссии 

8×8 
40,0 
 
386,0 
 
65,0 
 
 
11300 
3070 
2970 
2375 
450 
1500×600–635 
 
12–00 
 
 
13,5 
ГМП 

8×8 
50,0 
 
321,5 
 
60,0 
 
 
12150 
3070 
3245 
2200 
500 
18.00–24 
 
12–00 
 
 
18,0 
ГМП 

16×16 
220,0 
 
11043,0 
 
40,0 
 
 
27900 
4800 
4500 
3820 
500 
1980×750–737 
 
1234–0000 
 
 
30,0 
ГМП (две) 
 

24×24 
220,0 
 
882,0 
 
40,0 
 
 
28500 
4700 
4500 
3504 
500 
1660×670–687 
 
1234–0000– 
9101112 
 
27,5 
Электромеханическая 

 
Примечание. ГМП — гидромеханическая передача. 
Таблица В.2 

Основные параметры технической характеристики  
тяжелых колесных автопоездов 

Параметр 
КЗКТ-742819990 
(Россия) 

КЗКТ-7427 
(Россия) 

МАЗ-731329990 
(Беларусь) 

Т 6066/05 
«Мол» 
(Бельгия) 

Колесная формула 
Полная масса, т: 
        автопоезда 
        тягача 
Мощность дви- 
гателя, кВт 
Максимальная скорость, км/ч 
Габаритные размеры тягача, мм: 
       длина 
       ширина 
       высота 
       колея  

8×8 
 
94,0 
24,0 
 
478 
 
70,0 
 
 
10208 
3070 
3100 
2800 

8×8 
 
180,0 
55,0 
 
478 
 
45 
 
 
10208 
3070 
3100 
2800 

8×8 
 
100,0 
45,15 
 
386 
 
60 
 
 
10815 
3070 
2920 
2375 

6×6 
 
150,0 
60,0 
 
318 
 
25 
 
 
10350 
3350 
4070 
2800 

Введение 
———————————————————————————————————— 
10

Окончание табл. В.2 

Параметр 
КЗКТ-742819990 
(Россия) 

КЗКТ-7427 
(Россия) 

МАЗ-731329990 
(Беларусь) 

Т 6066/05 
«Мол» 
(Бельгия) 

Дорожный просвет, 
мм 
Размер шин 
Формула управляемости 
Минимальный радиус поворота, м 
Тип трансмиссии 

 
450 
18.00–24 
 
12–00 
 
18,0 
ГМП 

 
450 
18.00–24 
 
12–00 
 
18,0 
ГМП 

 
400 
1500×600–635 
 
12–00 
 
13,5 
ГМП 

 
400 
14.00–24 
 
1–00 
 
10,68 
ГМП 

 
Таблица В.3 

Основные параметры технической характеристики карьерных самосвалов 

Параметр 
МАЗ-525 
БелАЗ-540 
МАЗ-530 
БелАЗ-548 

Колесная формула 
4×2 
4×3 
6×4 
4×2 

Грузоподъемность, т 
25 
27 
40 
40 

Масса автомобиля 

в снаряженном  
состоянии, т 
24 
21 
38 
28 

Коэффициент использования тары
0,96 
0,78 
0,95 
0,70 

База автомобиля, 
мм 
4780 
3550 
4900 
4200 

Длина автомобиля, 
мм 
8220 
7180 
10515 
8160 

Минимальный радиус поворота по 
колее переднего 
колеса, м 
12,0 
8,4 
14,0 
9,5 

Номинальная мощность двигателя, 
кВт 
221 
265 
331 
368 

Удельная мощность, кВт 
4,4 
5,5 
4,2 
5,4 

Тип трансмиссии 
Механическая 
ГМП 
ГМП 
ГМП 

Тип подвески: 
 
 
 
 

            передней 
Рессорная 
Пневмогидравлическая 
Рессорная 
Пневмогидравлическая 

            задней 
Без подвески 
Без подвески 
Без подвески 
Без подвески 

Шины 
17.00–32 
18.00–25 
18.00–32 
21.00–33 

Максимальная 
скорость, км/ч 
30 
53 
40 
55