Грузовик едет «на цыпочках»: зачем фуры поднимают одну из осей

На трассе иногда можно увидеть довольно странную картину, в которой у многотонного грузовика или полуприцепа одна пара колес висит в нескольких сантиметрах над асфальтом и спокойно едет вместе со всей машиной. Особенно необычно это смотрится на трехосном полуприцепе, где две оси катятся по дороге, а третья словно стала лишней.

Поломки здесь обычно нет. Перед нами штатная подъемная ось, которую производители грузовой техники называют «ленивцем». Она нужна машине при большой загрузке и может быть поднята, когда перевозимый вес позволяет распределить нагрузку между меньшим количеством осей. Система экономит шины и топливо, облегчает маневрирование и автоматически возвращает колеса на землю, когда они снова становятся нужны.

Зачем грузовику вообще столько осей

Дополнительные колеса появляются на тяжелой технике в первую очередь из-за массы. Чем тяжелее грузовик, тем больше нагрузка, которую его колеса передают на дорожное покрытие. Несколько осей позволяют распределить вес машины и груза по большей площади.

Это важно и с технической, и с юридической точки зрения. В России допустимая осевая нагрузка определяется с учетом расположения осей, расстояния между ними и того, на какую нормативную нагрузку рассчитана конкретная дорога. Действующие правила предусматривают дороги с расчетными значениями 6, 10 и 11,5 тонны на ось, причем для групп сближенных осей используются отдельные нормы.

Пока полуприцеп загружен десятками тонн, все его оси действительно выполняют работу. После разгрузки ситуация меняется: значительная часть грузоподъемности становится временно ненужной, однако каждое оставшееся на асфальте колесо продолжает вращаться, деформировать шину и создавать сопротивление качению. Тогда одну ось можно убрать с дороги.

Как многотонную ось вообще поднимают

На современных грузовиках и полуприцепах такая система обычно связана с пневматической подвеской. Воздух распределяется между пневмобаллонами и исполнительным механизмом так, чтобы разгрузить выбранную ось и поднять ее колеса над покрытием.

Водителю при этом далеко не всегда приходится самостоятельно решать, когда нажимать кнопку. Например, система WABCO iABS контролирует нагрузку через давление в пневмоподвеске и может автоматически поднимать или опускать ось при достижении заранее заданных производителем значений. Аналогичные решения Hendrickson также используют автоматический пневматический клапан, где при уменьшении нагрузки ось поднимается, при ее увеличении возвращается на дорогу.

Поэтому на одном и том же грузовике утром можно увидеть все колеса на земле, когда он везет груз, а через несколько часов часть колес уже висит в воздухе на обратном порожнем рейсе.

Преимущество перед износом

Шина грузовика теряет ресурс каждый километр, пока находится под нагрузкой и катится по асфальту. На поворотах положение становится еще неприятнее: несколько жестко расположенных осей движутся по дугам разного радиуса, поэтому часть шин вынуждена немного проскальзывать относительно поверхности.

Снижение износа шин и сопротивления качению включают среди основных преимуществ автоматического управления подъемной осью. Также отдельно отмечают, что поднятие одной из трех осей уменьшает сопротивление грузовой тележки повороту, поскольку оставшимся колесам проще следовать по нужной траектории.

Для транспортной компании это имеет очень понятное выражение в деньгах. У многоколесной фуры комплект коммерческих шин стоит дорого, а пробеги измеряются десятками и сотнями тысяч километров. Если конкретная пара сегодня не нужна для несения нагрузки, ее можно вообще не заставлять изнашиваться.

Топливо тоже приходится тратить на каждое колесо

Любая катящаяся шина деформируется в пятне контакта с дорогой. На это постоянно расходуется энергия двигателя. Убирая часть шин с покрытия, система уменьшает суммарное сопротивление качению.

Величина эффекта зависит от конструкции машины и условий движения. Volvo для системы Tandem Axle Lift, способной отключать и поднимать одну из ведущих осей двухосной тележки, указывает экономию топлива до 4% при движении без груза. BPW (Bergische Achsen KG) для поднятия первой оси трехосного прицепа приводит более скромную расчетную величину около 0,4% в дальнем сообщении. Эти цифры описывают разные конструкции, поэтому переносить четыре процента на любую фуру с поднятыми колесами нельзя.

Даже небольшая экономия становится заметной у машины, которая проводит на дороге тысячи часов. Особенно выгодна технология перевозчикам, регулярно едущим в одну сторону загруженными, а обратно — пустыми. Именно такой сценарий Volvo называет одним из основных применений своей системы.

Почему грузовику становится легче поворачивать

У длинной многоосной машины есть еще одна проблема. Чем больше неуправляемых колес одновременно прижаты к дороге, тем сильнее шины сопротивляются повороту.

Поднятая ось фактически укорачивает работающую колесную базу тележки. В результате грузовику проще заходить в тесный поворот, уменьшается боковое скольжение шин и сокращается требуемое пространство для маневра. Среди функций Lift Axle Control прямо указывают улучшение прохождения крутых поворотов длинным полуприцепом, а Volvo говорит о сокращении радиуса поворота своей двухосной ведущей тележки после подъема одной оси.

На междугородней трассе водитель может почти не почувствовать эту разницу. На складе, строительной площадке или тесной территории логистического центра несколько метров дополнительной маневренности уже значительно облегчают работу.

Почему тогда не ездить с поднятой осью постоянно

После загрузки масса машины никуда не исчезает. Если оставить часть колес висеть в воздухе, весь вес придется воспринимать оставшимся осям и шинам.

Это способно привести к превышению их допустимой нагрузки. Российские требования учитывают и общую массу транспортного средства, и нагрузку, приходящуюся на отдельные оси или группы осей. Поэтому поднимать ось можно только тогда, когда оставшиеся колеса способны законно и безопасно нести фактический вес машины.

Современная автоматика как раз не позволяет бесконечно пользоваться преимуществами поднятых колес после загрузки. Системы контролируют нагрузку и возвращают ось на дорогу при достижении настроенного порога. В случае Volvo Tandem Axle Lift дополнительный ведущий мост после загрузки автоматически опускается и снова подключается к трансмиссии. Колеса снова начинают выполнять ту работу, ради которой их вообще установили.

Подниматься может даже ведущая ось

На полуприцепах поднятые колеса обычно принадлежат дополнительной свободно катящейся оси. У грузового автомобиля сама схема может быть интереснее.

Существуют поддерживающие оси, расположенные перед или позади ведущего моста, а в некоторых конструкциях поднимается полноценная ведущая ось. Volvo, например, разработала систему для тандемной тележки, где одна из двух ведущих осей при малой нагрузке физически отсоединяется от трансмиссии и поднимается.

Когда машина снова получает тяжелый груз, мост опускается и становится ведущим. Такая конструкция позволяет одному шасси работать как экономичный грузовик на порожнем рейсе и снова получать две работающие ведущие оси, когда требуется высокая грузоподъемность и сцепление с покрытием.

Итог

Тяжелый груз требует большого количества точек опоры. Пустая машина в них уже не нуждается, а оставлять все колеса на земле означает продолжать расходовать шины и энергию на перевозку значительно меньшей массы. Подъемный механизм позволяет менять ходовую часть под текущую загрузку без остановки машины для каких-либо механических переделок.

Поэтому грузовик с висящими колесами не пытается ехать на сломанной подвеске и не потерял часть шин по дороге. Он просто временно перестал пользоваться осью, за которую все равно приходится возить с собой несколько сотен килограммов металла. Как только груз снова станет достаточно тяжелым, колеса вернутся на асфальт.