Проходимость — способность автомобиля преодолевать различные дорожные препятствия и двигаться по дорогам, не имеющим твердого покрытия, и по бездорожью.
Проходимость автомобилей зависит в первую очередь от их конструкции. Например, автомобиль ЗИЛ-151 может преодолевать подъемы до 26°, броды глубиной до 0,8 м, двигаться по глубокому снегу и т. Д. Автомобили различных классов и марок имеют различную проходимость.
Проходимость автомобиля ЗИЛ-150, предназначенного в основном для движения по дорогам, значительно ниже. От чего зависит проходимость автомобиля? Как можно ее повысить?
Проходимость автомобиля зависит, во-первых, от мощности двигателя. Из автомобилей одного и того же веса и типа успешнее преодолевает слабые участки пути тот автомобиль, на котором установлен более мощный двигатель. Следовательно, для того чтобы сохранить высокую проходимость автомобиля, следует правильно эксплуатировать двигатель. Плохой уход за двигателем приводит к понижению его мощности. Во-вторых, проходимость автомобиля зависит от качества сцепления колес с грунтом. Из двух автомобилей одного типа с двигателями одинаковой мощности тот автомобиль может преодолеть более крутой и скользкий - подъем, у которого лучше сцепление колес с грунтом. При движении по грязи сцепление колес с грунтом уменьшается, .что приводит к углублению колеи и сопротивлению движению, поэтому для лучшего сцепления колес с почвой следует применять цепи противоскольжения или шины, имеющие протектор с сильно развитыми грунтозацепами, При движении по влажным грунтам частицы грунта вдавливаются в покрышку и при буксовании происходит трение грунта
Результаты многолетней эксплуатации автомобилей показывают, что покрышки с мелким рисунком имеют меньшую величину сцепления с грунтом, чем покрышки с крупным рисунком. Величина сцепления колес автомобиля с грунтом зависит от полезной нагрузки. У груженых автомобилей сцепление колес с грунтом выше, чем у автомобилей без груза.
Слабый грунт
Автомобиль, погружаясь в слабый грунт, испытывает все возрастающее сопротивление движению вследствие увеличения глубины колеи. При значительном погружении клиренс полностью выбирается и автомобиль начинает прессовать задним мостом грунт. Прессование продолжается до тех пор, пока автомобиль не «сядет» на задний мост . При этом начнется буксование, так как сцепление колес с грунтом снизится до минимума. Для повышения проходимости автомобиля уменьшают удельное давление путем увеличения опорной поверхности колес автомобиля или путем укладки на грунт дорожных покрытий. Последний способ дает также возможность уменьшить неравномерность удельного давления. Чем меньше давление колес, тем меньше глубина образуемой колеи и, следовательно, меньше сопротивление движению и возможность застревания автомобиля.
Водителям автомобилей ЗИЛ-151 хорошо известно, что при движении по неплотному грунту эти автомобили больше, чем автомобили других марок, «зарываются» передними колесами. Это вызвано увеличением веса, приходящегося на переднюю ось, что неизбежно ухудшает условия движения по неплотному грунту.
Подготовка водителя
И, наконец, на проходимость автомобиля влияет подготовка водителя, заключающаяся в умении выбирать путь с наименьшим сопротивлением движению, в своевременном переключении передач и в умении использовать разгон автомобиля для преодоления труднопроезжаемых мест. Правильный режим движения по дорогам и целине повышает проходимость автомобиля. Решающим условием проходимости является сопротивление движению, вызываемое образованием колеи и толчками на дорогах с неровной твердой поверхностью.
Деформация дорог
Целина в отличие от дорог, покрытых твердой одеждой, имеет различную прочность и в зависимости от этого по-разному деформируется под колесами автомобилей .
При движении автомобиля на поверхность грунта действуют вес автомобиля, передающийся через колеса, и силы сцепления, возникающие на ободе ведущих колес. Эти усилия в отдельных случаях разрушают поверхность грунта. Разрушение грунтов в большинстве случаев происходит от переувлажнения, в результате чего изменяется их несущая способность. По мере увеличения влажности несущая способность грунта уменьшается, и при проходе автомобилей образуются колеи.
Глубина колеи увеличивается от последовательного проезда автомобилей и может достичь такой величины, что передняя ось автомобиля и дифференциал коснутся междуколейного земляного вала и дальнейшее движение по колонному пути будет невозможным. Сопротивление движению автомобилей по неплотному грунту зависит также от совпадения следов передних и задних колес. Так, у автомобилей ЗИЛ-150, МАЗ-200 каждое заднее колесо расширяет след переднего колеса более чем на 300 мм,. . Преодолевает дополнительное сопротивление движению. При этом следует учесть, что грунт по краям следа переднего колеса уплотняется и сопротивление его разрушению задним колесам увеличивается. У автомобилей, имеющих двойной скат задних колес, возможность использования уплотненных следов передних колес исключается, поэтому применение двойного ската задних колес нерационально. Как известно, в конструкциях автомобилей повышенной проходимости применяют одинарный скат задних колес при одинаковой ширине колеи передних и задних колес (автомобиль ГАЗ-6З и др.).
Установление сопротивления движению еще не решает вопроса о проходимости, так как остается неизвестным, сможет ли автомобиль преодолеть это сопротивление по условиям сцепления ведущих колес с грунтом или по мощности мотора.
Показатели проходимости автомобилей
Проходимость автомобилей может оцениваться показателями, характеризующими пределы проезжаемости грунта.
Под пределами проезжаемости имеются в виду показатели, которые характеризуют грунт и взаимодействие автомобиля с ним и при которых наступает потеря проходимости, т. Е. Автомобиль останавливается вследствие буксования или недостаточной мощности двигателя.
Показателями, характеризующими грунт, являются влажность и плотность. Проходимость каждого автомобиля удобнее определять по предельным показателям влажности и плотности грунта, которые определяются в полевых условиях при помощи несложных приборов. Так, зная пределы проходимости для автомобилей по показателям грунта и имея данные разведки о состоянии грунтов в том районе, где предстоит совершить передвижение, можно установить, какой проходимости должен быть автомобиль.
Следует иметь в виду, что для некоторых грунтов не все показатели являются характерными. Например, на сыпучем песке влажность не является главным показателем проезжаемости, каким она является для других грунтов. Для сыпучих грунтов основным свойством, определяющим проезжаемость, является плотность.
Не зная свойств грунта и характера его взаимодействия с колесами, нельзя определить проходимость автомобиля.
Высокая проходимость автомобилей может быть достигнута только при отличном их вождении. Качество вождения автомобиля по целине определяется, однако, не только умением водителей использовать свойства машины, но и умением использовать основные свойства грунтов.
Единичная проходимость
Следует различать единичную проходимость — способность одиночных автомобилей двигаться своим ходом в условиях бездорожья по пересеченной местности, по увлажненным и заболоченным участкам, преодолевая отдельные неровности рельефа (при этом допускается снижение скорости на отдельных коротких участках до 5 км/час), и проходимость автомобильных колонн — способность автомобилей двигаться многократно по одному следу со скоростью 15—20 км/час.
В связи с особенностями режима влажности целины и грунтовых дорог может быть различное сочетание напластования грунта, отличающееся твердостью. Это напластование может состоять из одного и того же грунта, имеющего разную степень увлажнения и уплотнения, и из грунтов разного механического состава. Опытным путем установлено, что зона грунта, воспринимающего вертикальные усилия при движении автомобиля, достигает 40 см, а деформация сдвига в грунте распространяется на глубину 15 см, определяющую его устойчивость.
При выборе направления колонного пути важно определить, какое количество автомобилей может пройти по данному участку целины или дороги без каких-либо мер усиления. Для этого прежде всего следует определить вероятное наибольшее количество проходов автомобилей по одному следу до посадки машины дифером на грунт.
«накатывание»
Для связных грунтов, обладающих достаточным количеством глинистых частиц, характерно «накатывание», происходящее вследствие работы проходящих колес автомобиля при переходе грунта из состояния избыточного увлажнения к более низкой влажности и заключающееся в постепенном уплотнении грунта по мере потери им влажности. Эффект накатывания особенно значителен от движения тяжелых автомобилей и проявляется в дополнительном увеличении глубины колеи после проезда следующего автомобиля в среднем на 4—6 см. Процесс накатывания происходит путем уплотнения частиц грунта под давлением проходящих колес, причем такое уплотнение возможно, пока имеется в порах вода, облегчающая подвижность частиц и уменьшающая трение между ними.
Полевые данные свидетельствуют о том, что влажность грунта в колее после прохода автомобиля всегда уменьшается по сравнению с первоначальной. Например, после проезда 10 автомобилей ГАЗ-бз по одной колее влажность грунта снизилась на 6% по сравнению с первоначальной. При повторных проездах автомобиля по одному и тому же следу уплотненность дна колеи увеличивается.
Глубина колеи под колесом характеризует несущую способность грунта. До Великой Отечественной войны проезжаемость болот оценивалась глубиной погружения в грунт, падающей с определенной высоты 2-м цилиндрической железной штанги диаметром 2,4 см и весом 7,84 кг, а также погружением в грунт падающей с той же высоты винтовки. В период Великой Отечественной войны были попытки оценить проезжаемостъ болот по проходу по ним солдата-разведчика. В последние годы все большее распространение приобретает метод оценки проезжаемости болот и грунтов гиревым ударником. Опытным путем установлена связь между глубиной погружения ударника и проходимостью. Проезд по грунтам, на которых ударник погружается менее чем за пять ударов, является весьма затруднительным.
Оценка проезжаемости
Ё настоящее время для оценки проезжаемости грунта используются гиревой ударник, лом-ударник и плотномер конструкции Московского автодорожного института с пружинным динамометром и клиновидным наконечником.
Эти приборы являются равноценными и между их показаниями могут быть установлены зависимости. Наибольшее применение находит гиревой ударник, так как при пользовании им исключается возможность искажений, вносимых наклонным падением стержня и засыпанием пробитого в грунте отверстия.
Однако правильную оценку проезжаемости грунтов можно получить в том случае, если испытанию подвергается вся толща грунта, которая влияет на проезжаемость.
Учитывая, что время, отводимое для выбора направления колонного пути, обычно ограничено, разведка должна быть в основном сведена к определению оценки проезжаемости грунта простейшими приборами.
Вопрос полевой оценки проходимости автомобилей по целине и грунтовым дорогам в периоды распутицы и зимой имеет большое практическое значение. В войсковых условиях, особенно при проведении инженерной разведки путей движения, могут быть рекомендованы следующие методы определения проходимости автомобилей по грунтовой целине.
Плотность грунта определяют ломом-ударником и гиревым ударником. Количественную оценку влажности грунта производят плотномером-влагомером инженера Ковалева.
Места опробования грунтов приборами выбираются с таким расчетом, чтобы можно было полнее охарактеризовать качество грунтов целины или пашни на сильно увлажненных участках пути, представляющих затруднения для проезда автомобилей. Места замеров отмечаются точками на карте или схеме с планом маршрута, около которых наносятся средние значения показателей приборов.
В периоды переувлажнения грунта (весной, осенью, в дождливое время) значительно повышается роль инженерной разведки путей, которая в каждой конкретной обстановке должна своевременно определять возможность проезда автомобилей по целине или необходимость усиления слабых участков.
Состояние грунта
Определение состояния грунта на глаз, т. Е. По чисто внешним признакам, под силу, пожалуй, только очень опытному саперу. Поэтому возникает необходимость иметь простейший прибор пользуясь которым, любой сапер мог бы с достаточной точностью определить, какое количество автомобилей можно пропустить по тому или иному участку дороги без усиления проезжей части. Одним из таких простейших приборов является хорошо знакомый саперам гиревой ударник. Ударник очень портативен и удобен тем, что позволяет опробовать грунт на сравнительно большую глубину, чего нельзя достичь приборами неударного действия.
Если для погружения штампа в грунт до шайбы требуется менее 10 ударов, то это свидетельствует о слабости верхнего 10-го слоя грунта, который следует снять лопатой и произвести замер снова. Эта операция повторяется до тех пор, пока или количество ударов гири, вызывающих погружение штампа, не превысит 10, или замеры не будут произведены в слое, находящемся на глубине, равной клиренсу автомобиля (у ГАЗ-бз — 28 см, у ЗИЛ-151—27 см и МАЗ-200—29 см). В таких случаях необходимо брать среднее арифметическое количество ударов от всех замеров (за исключением явно нехарактерных).
Как улучшить проходимость автомобиля:
надежные помощники автолюбителя
Каждый водитель, которому приходится часто , готов сделать возможное для повышения проходимости своего транспортного средства. Почему бы и нет, ведь с помощью современных и надежных приспособлений это вполне реально. При выборе устройств нужно четко осознавать возможности своего «железного коня», ведь только так можно организовать его нормальную эксплуатацию и подобрать оптимальный способ повышения
проходимости. И самое главное — решение данного вопроса должно быть комплексным. На что же обратить
Главное — автолюбитель должен решить задачу увеличения геометрической проходимости, снижения сопротивления качению автомобиля во время движения авто по бездорожью, увеличения тяги ведущего моста, а также работоспособности основных узлов авто.
Какие же на сегодня существуют изделия для повышения проходимости?
К таковым можно отнести самовытаскивающий якорь
, противобуксатор
, траковую цепь
, цепь противоскольжения (гусеничную и мелкозернистую)
, а также ремни для повышения проходимости
. Если автомобиль продвигается по бездорожью, то автолюбители всегда могут подключить второй мост (если есть такая возможность). В этом случае сила сцепления существенно возрастет. На наиболее проблемных участках рекомендуется включать пониженные передачи, в противном случае тяговой силы может не хватить для преодоления препятствия. На бездорожье лучше избегать подъемов (появляется дополнительное сопротивление). При этом лучше не форсировать скорость.
Наиболее востребованными устройствами для увеличения проходимости транспортного средства являются . Как уже упоминалось, они бывают гусеничными, мелкозвенчатыми и траковыми. При этом каждый тип имеет свои особенности.
Траковые цепи
Применение данных изделий будет очень актуальным при передвижении по заснеженной или болотистой местности. Они очень пригодятся для преодоления обычных препятствий на мокрой грунтовой дороге. Но здесь крайне важно организовать правильное натяжение, которое проверяется очень просто: трак должен подниматься пальцем над колесом на высоту около 5-8 миллиметров.
Позволяют эффективно передвигаться по грунтовым, скользким и мокрым дорогам. Можно использовать данные устройства для передвижения по заснеженным или обледенелым трассам (здесь также очень важна правильная установка – должны свободно перемещаться, не врезаясь в шины).
Цепи гусеничного типа
Больше подойдут для поездок по заснеженным и грунтовым заболоченным дорогам. При правильном натяжении верхняя ветвь должна провисать между колесами на 1-1,5 см. Гусеничные цепи стоит сразу же снимать после прохождения сложного участка. В противном случае можно нанести вред дорожному покрытию, «спалить» массу бензина и износить покрышки.
Данные приспособления очень пригодятся, если необходимо выбраться из какого-либо серьезного «капкана». Перед тем, как производить монтаж противобуксаторов, необходимо на ведущие (желательно задние) колеса закрепить цепи-браслеты. В этом случае автомобиль гораздо быстрее преодолеет препятствие.
Ремни для повышения проходимости
Устройства очень популярны в среде водителей. Это и не удивительно, ведь данные изделия являются настоящими помощниками, когда необходимо преодолеть грязь, снег и песок. Они очень просты в применении и легко снимаются. Ремни для проходимости больше всего пригодятся для легковых автомобилей, внедорожникой, микроавтобусов.
Рис. 39. Классификация автомобилей по проходимости
Показатели опорных свойств. Основным показателем опорных свойств автомобиля является коэффициент сопротивления качению, величина среднего давления шин на грунт:
Р = G а /F ш n ш, (175)
где G а - полный вес автомобиля;
F ш - площадь контакта шины с дорогой;
n ш - число шин.
При оценке давления шин на грунт следует различать среднее давление по выступам протектора и среднее давление по контуру пятна контакта. Так как К н < 1, то среднее давление по выступам всегда больше среднего давления по контуру.
Указанные показатели опорных свойств имеют важное значение, т.к. предопределяют размер сил сопротивления качению.
Показатели сцепных свойств. Сцепные свойства автомобиля характеризуются величиной сцепной массы (M *), т.е. массы, приходящейся на ведущие колеса автомобиля; коэффициентом сцепной массы (m * = M * /M а) и коэффициентом сцепления шин с опорной поверхностью (j х). Перечисленные показатели определяют предельную величину силы тяги, которая может быть реализована ведущими колесами по сцеплению.
Показатели тяговых свойств. Тяговые свойства автомобиля характеризуются:
Удельной силой тяги:
р т = Р тмах /М а, (176)
где P тмax = M emax i тр h тр /r д - максимальная сила тяги, которую может развить автомобиль.
Удельной мощностью:
N уд = N емах /М а, (177)
где N еmax - максимальная эффективная мощность двигателя.
Все вышеперечисленные группы показателей дают лишь косвенную оценку проходимости автомобиля по слабым грунтам и не характеризуют возможность движения автомобиля в тех или иных конкретных дорожных условиях.
Из уравнения силового баланса следует, что движение автомобиля по той или иной грунтовой поверхности в принципе возможно, если соблюдаются следующие условия:
P j P т P y . (178)
Для оценки геометрической (профильной) проходимости автомобиля используется ряд геометрических показателей: 1) дорожный просвет автомобиля (h п); 2) передний (l пс) и задний свес автомобиля (l зс); 3) угол переднего свеса (b пс) и заднего свеса (b зс); 4) продольный (r пр) и поперечный радиус проходимости (r пп); 5) угол продольной гибкости автопоезда (l пр); 6) угол поперечной гибкости автопоезда (l пп); 7) угол перекоса мостов (g). Смысл перечисленных показателей поясняют рис. 40 - 44.
Рис. 40. Геометрические показатели проходимости автомобиля
Дорожный просвет представляет собой расстояние от опорной поверхности до наиболее низко расположенной точки автомобиля, и характеризует возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных препятствий (пни, кочки, камни и т.п.).
Передний (l пс) и задний свес (l зс), а также углы переднего b пс и заднего (b зс) свеса автомобиля характеризуют проходимость автомобиля по неровным дорогам при въезде на препятствие или при съезде с него, например в случаях наезда на бугор, переезда через канавы, овраги и т.п. Передний и задний свес – это расстояние от крайней передней (задней) точки автомобиля до плоскости, перпендикулярной продольной оси и проходящей через переднюю (заднюю) ось.
Для определения углов b пс и b зс проводят касательные к внешним окружностям шин передних и задних колес и к наиболее удаленным точкам передней и задней частей автомобиля. У многоосных автомобилей с балансирной подвеской осей тележки угол заднего свеса определяется при подъеме колес заднего моста до полного смятия буфера (рис.41), что соответствует началу отрыва колес среднего моста от опорной поверхности.
Рис. 41. Особенности определения продольного радиуса
проходимости и угла заднего свеса у многоосных автомобилей
Радиусы продольной r пр и поперечной r пп проходимости определяют очертание препятствия, которое, не задевая, может преодолеть автомобиль. Величину радиусов проходимости определяют по выполненному в масштабе эскизу автомобиля радиусами соответствующих окружностей, проведенных касательно к колесам и наиболее низкой точке автомобиля. Малые величины радиусов продольной и поперечной проходимости соответствуют лучшей проходимости автомобиля. Уменьшая, например, базу автомобиля, и увеличивая диаметр колес, можно уменьшить r пр. У трехосных автомобилей с балансирной подвеской двух задних мостов продольный радиус проходимости определяется при подъеме колес среднего моста до полного смятия буфера, что соответствует началу отрыва колес заднего моста от опорной поверхности.
Угол продольной гибкости является специфическим геометрическим показателем, относящимся только к автопоездам. Под углом продольной гибкости прицепного автопоезда понимается максимальный угол вертикального отклонения дышла прицепа от оси тягово-сцепного устройства автотягача (рис. 42).
Рис. 42. Угол продольной гибкости прицепного автопоезда
Для седельного тягача под l пр понимается предельный угол вертикального отклонения оси полуприцепа от продольной оси автотягача (рис. 43,а).
а б
Рис. 43. Углы продольной и поперечной гибкости седельного автопоезда
Угол поперечной гибкости автопоезда определяется как максимальный угол поперечного наклона полуприцепа относительно тягача, допускаемого конструкцией седельно-сцепного устройства (рис. 43,б).
Угол перекоса мостов g представляет собой угол, образованный осями переднего и заднего моста при их предельном перекосе (рис. 44).
Рис. 44. Угол перекоса мостов
Угол перекоса мостов характеризует способность автомобиля двигаться по неровностям без потери контакта колес с опорной поверхностью. Это значительно снижает неравномерность распределения вертикальной нагрузки между колесами, способствует сохранению управляемости автомобиля и предотвращает падение силы тяги, создаваемой ведущими колесами.
Кроме рассмотренных выше показателей, ОСТ 37.001.061-74 и некоторые другие документы для автомобилей повышенной проходимости предусматривают еще ряд оценочных показателей. К ним относятся: наибольшая ширина преодолеваемого окопа, наибольшая глубина преодолеваемого брода, глубина образуемой колеи, наименьший радиус поворота без потери проходимости, максимальное тяговое усилие лебедки, длина троса лебедки, наличие системы регулирования давления воздуха в шинах, а также наличие блокировки межколесных и межосевых дифференциалов или наличие дифференциалов повышенного трения.
Проходимость автомобиля
Основными показателями состояния дороги (грунта) являются сопротивление качению колес и сцепление колес с дорогой (грунтом). Эти величины определяются коэффициентами. Параметры, характеризующие технические возможности автомобиля двигаться в тяжелых дорожных условиях и по бездорожью, принято называть параметрами проходимости. К ним относятся масса автомобиля и ряд показателей, связанных с ней, а также некоторые геометрические размеры.
Масса легкового автомобиля сравнительно невелика и практически не лимитирует движение автомобиля по дорогам. На бездорожье она может ограничивать движение лишь по слабым грунтам, имеющим коркообразный покров (болото, снег с обледенелой коркой). При этом чем меньше масса, тем проходимость лучше. Масса является составляющей в ряде других параметров проходимости, к которым прежде всего относится удельная мощность. Она характеризует тягово-динамические качества автомобиля, и в частности возможность двигаться по дорогам (грунту) с высоким сопротивлением качению колес (песок, снег, грязь). Удельная мощность выражается в киловаттах максимальной мощности двигателя, приходящихся на одну тонну полной массы автомобиля. У современных легковых автомобилей она достаточно высока и достигает 25-40 кВт/т (для сравнения укажем, что у грузовиков она не превышает 10- 12 кВт/т, а у автопоездов - 5-7 кВт/т и менее).
Сцепная масса (масса, приходящаяся на ведущие колеса) создает силу сцепления ведущих колес с дорогой, а та в свою очередь обеспечивает реализацию силы тяги.
Может ли водитель, варьируя сцепной массой, увеличить проходимость автомобиля по тяжелой дороге с большим сопротивлением качению и малым коэффициентом сцепления колес с дорогой (по грязи, песку, снегу)? Опыт показывает, что может. Подтвердим это небольшим примером.
Водитель автомобиля BA3-21013 двигался по грунтовой дороге. В машине было четыре пассажира. Впереди оказался участок, покрытый глубоким слоем густой грязи. Примем, что на этом участке коэффициент сопротивления качению был 0,1, а коэффициент сцепления 0,2. Водитель решил, что без пассажиров ему будет легче преодолеть грязный участок, и высадил их. Однако проехать через него все равно не смог, автомобиль забуксовал и остановился.
Правильно ли поступил водитель, высадив пассажиров? Вероятно, нет. Элементарные расчеты подтверждают это. Собственная масса автомобиля BA3-21013 без пассажиров составляет 1050 кг, из них на задние ведущие колеса приходится 480 кг. При таких показателях сила сопротивления качению составила 105 кгс (1050X0,1), а сила сцепления на ведущих колесах 96 кгс (480X0,2). Такая сила сцепления может обеспечить и реализацию силы тяги также не более 96 кгс. Из сопоставления этих цифр видно, что не соблюдается основное условие движения, которое требует, чтобы сила тяги превышала силу сопротивления.
Теперь представим себе, что водитель оставил в машине всех пассажиров. Тогда общая масса автомобиля составила 1350 кг, сила сопротивления качению колес возросла до 135 кгс. Но с увеличением общей массы автомобиля увеличилась нагрузка и на заднюю ось и сцепная масса составила уже 740 кг. Пропорционально увеличилась до 148 кгс и сила сцепления и, конечно, реализуемая ею сила тяги. В этом варианте основное условие движения уже было соблюдено (сила тяги больше силы сопротивления), и автомобиль с пассажирами успешно преодолел тяжелый участок дороги.
Из приведенного примера следует практический вывод: для уверенного преодоления участков с большим сопротивлением качению колес надо стремиться максимально увеличить сцепную массу автомобиля.
Удельное давление колес на грунт (давление, приходящееся на квадратный сантиметр площади опоры шины) - показатель, нередко являющийся решающим при движении автомобиля по болоту, сыпучему песку, раскисшему глинистому грунту в распутицу.
Чем меньше удельное давление, тем меньше колеса погружаются в грунт и тем вероятнее возможность преодоления такого участка. Малое удельное давление колес на грунт достигается прежде всего снижением давления воздуха в шинах. Например, на грузовых автомобилях повышенной проходимости, таких как ГАЗ -66, ЗИЛ -131, «Урал-4320», давление воздуха в шинах может изменяться водителем в движении, что сильно повышает проходимость этих автомобилей по слабым грунтам. И на легковых автомобилях можно допустить как крайнюю меру снижение давления воздуха в шинах перед преодолением тяжелого участка. Для этого давление снижается во всех четырех колесах; после преодоления участка оно тут же доводится до нормы.
Геометрические параметры проходимости автомобиля характеризуют его способность преодолевать препятствия и двигаться по дорогам или бездорожью с большими неровностями. Такими параметрами являются дорожный просвет (клиренс), углы въезда и съезда, база и колея, рабочий радиус колеса, продольный радиус проходимости.
Рис. 1. Геометрические параметры проходимости автомобиля: П - просвет, v‘-угол въезда; v“-угол съезда; Б - база; К- колея; г - радиус колеса; R - продольный радиус проходимости
Рис. 2. Малый угол съезда легковых автомобилей приводит к задеванию за дорогу задней частью автомобиля при съезде с порогового препятствия: у‘- угол въезда: у“- угол съезда
Обратим внимание на углы въезда и съезда. Они образуются плоскостью дороги и плоскостями, проведенными через выступающие спереди и сзади автомобиля точки кузова касательно к окружностям колес, и характеризуют возможности автомобиля по преодолению порогов, канав, ям и других подобных препятствий. На легковых автомобилях обычно угол съезда меньше угла въезда, и водитель должен всегда об этом помнить. Дело в том, что при таких углах можно въехать на какое-то пороговое препятствие, но при съезде задеть за него Задней частью кузова.
На автомобилях могут применяться самые различные средства повышения проходимости. Наиболее распространенными являются Средства, улучшающие Сцепление колес с грунтом: цепи противоскольжения, различные браслеты, противобуксовочные колодки и др. Эти средства применяются только при преодолении труднопроходимых участков местности и устанавливаются на машину непосредственно перед ними. При выезде на хорошую дорогу эти средства снимаются, так как они вызывают усиленный износ ходовой части и особенно шин. При необходимости двигаться с ними скорость движения не должна превышать 40 км/ч.
К атегория: - Управление автомобилем
Проходимость – способность ПА двигаться по заснеженным, мокрым и плохим (разбитым, размокшим) дорогам, бездорожью и преодолевать естественные (подъемы, спуски, косогоры) или искусственные препятствия без вспомогательных средств.
Маневренность – способность ПА поворачиваться (маневрировать) на минимальной площади.
Единого показателя, характеризующего проходимость и маневренность ПА, не существует. Проходимость и маневренность ПА зависит от его геометрических размеров и опорно-тяговых свойств, а также от конструкции трансмиссии (дифференциала, коробки передач) и механизма поворота управляемых колес.
По проходимости АТС делятся на дорожные (обычной проходимости), повышенной и высокой проходимости.
К дорожным относят АТС , предназначенные для преимущественного использования на дорогах с твердым покрытием. Обычно эти АТС являются неполноприводными (с колесной формулой 42);
62; 64 – первая цифра соответствует общему числу колес АТС, вторая – числу ведущих колес) с колесами дорожного рисунка шин и с простыми (неблокируемыми) дифференциалами.
Автомобильные транспортные средства повышенной проходимости предназначены для движения по дорогам с твердым покрытием, вне дорог и для преодоления естественных препятствий. Обычно эти АТС являются полноприводными (с колесной формулой – 44; 66 и т.д.), имеют тороидные или широкопрофильные (реже арочные) шины с системой регулирования давления воздуха. В трансмиссиях этих АТС часто применяют блокируемые дифференциалы.
Автомобильные транспортные средства высокой проходимости создаются для преимущественного использования вне дорог. Эти АТС имеют полный привод ведущих колес и специальные шины (шины сверхнизкого давления, пневмокатки).
Различают профильную и опорно-тяговую проходимость. Профильная проходимость характеризует способность АТС преодолевать неровности пути, препятствия и вписываться в дорожные габариты. Опорная проходимость – способность АТС двигаться по деформируемым грунтам.
Показатели профильной проходимости (рис. 6.13):
дорожный просвет h , м;
передний l 1 и задний l 2 свесы, м;
передний 1 и задний 2 углы свеса (или угол 1 въезда и угол 2 съезда), град.;
радиусы продольной R 1 и поперечной R 2 проходимости, м;
наибольший угол преодолеваемого подъема max ;
наибольший угол преодолеваемого косогора ;
ширина преодолеваемого рва l р;
высота преодолеваемой вертикальной стенки (эскарпа).
Рис. 6.13. Показатели профильной проходимости
Дорожный просвет h (расстояние от нижней точки автомобиля до опорной поверхности) определяет возможность движения ПА по мягкому грунту и через единичные препятствия (камни, пни, кочки и т.д.). Чем больше h, тем лучше проходимость ПА. У ПА повышенной и высокой проходимости дорожный просвет h больше, чем у ПА на базе дорожных АТС. С увеличением грузоподъемности дорожный просвет h обычно увеличивается.
От свеса l 1 и l 2 зависит проходимость ПА при преодолении канав, кюветов. Чем меньше l 1 и l 2 , тем меньше вероятность «вывешивания» колес при преодолении препятствий.
Углы свеса 1 и 2 влияют на возможность преодоления ПА препятствий с короткими подъемами и спусками. Чем больше 1 и 2 , тем больше крутизна коротких неровностей, через которые может переехать ПА, не задевая за неровность при въезде и съезде.
Продольный радиус проходимости R 1 равен радиусу сегментного препятствия (с хордой, равной базе L АТС), через которое ПА может переехать поперек, не задевая нижней точкой, расположенной в средней части. Чем меньше R 1 , тем выше проходимость ПА, т.е. способность преодолевать местность с гребнистыми препятствиями (насыпи, бугры).
Поперечный радиус проходимости R 2 равен радиусу сегментного препятствия (с хордой, равной базе в АТС), через которое ПА может переехать вдоль, не задевая нижней точкой, расположенной между колесами. Чем меньше R 2 , тем лучше проходимость ПА при преодолении насыпей и борозд вдоль.
На профильную проходимость длинномерных ПА (автолестниц, автоподъемников) влияет соотношение между габаритными размерами: длиной L г , высотой H г и шириной В г. Соотношение между высотой Н г и длиной L г определяет проходимость под мостами или эстакадами (рис. 6.14).
Рис. 6.14. Влияние габаритов пожарного автомобиля на его продольную проходимость
При определении проходимости ПА под мостом необходимо убедиться в обеспечении H г < Н на всей габаритной длине L г автомобиля, так как при вогнутой дороге и большой длине L г возможная для проезда высота уменьшается (рис. 6.14).
Показатели опорно-тяговой проходимости:
максимальная сила тяги Р к max ;
максимальный динамический фактор D max ;
коэффициент сцепления шин с дорогой ;
нагрузка на ведущие колеса (сцепной вес) G в;
давление колес на дорогу р.
Для увеличения проходимости ПА необходимо увеличивать D max и (см. п. 6.1). Сцепной вес ПА можно увеличить, если увеличить число ведущих колес (использовать полноприводное базовое шасси) или сместить центр масс ПА в сторону ведущего моста.
Основным показателем опорно-тяговой проходимости ПА по дорогам с мягким покрытием является давление колес на дорогу:
(6.69)
где R n – нагрузка, воспринимаемая колесом, Н; S n – площадь контакта колеса с дорогой, м 2 .
Давление р современных ПА изменяют от 50 кПа (0,5 кг/см 2) при движении по мягким грунтам до 300 кПа (3 кг/см 2) при движении по дорогам с твердым покрытием. Лучшую проходимость имеют ПА с регулируемым давлением воздуха в шинах. Обычно для улучшения проходимости ПА необходимо уменьшить давление, но при движении по некоторым грунтам, наоборот, увеличивать.
Уменьшение давления воздуха в шине влияет также на коэффициент сцепления φ (см. табл. 6.1). Увеличения коэффициента на мягких грунтах добиваются обычно уменьшением р, т.е. увеличением площади контакта шины с грунтом. Увеличения коэффициента на дорогах с твердым основанием (например, асфальтобетонное шоссе, покрытое грязью, или неглубокие снежные заносы на дороге) добиваются увеличением р.
Показатели маневренности (рис. 6.15):
минимальный радиус поворота наружного переднего колеса R н;
ширина полосы движения А при повороте;
максимальный выход отдельных частей ПА за пределы траекторий движения наружного переднего и внутреннего заднего колес (расстояния a и b ).
Рис. 6.15. Показатели маневренности одиночного автомобиля
Наиболее маневренны ПА со всеми управляемыми колесами. При буксировке прицепа маневренность ПА ухудшается, так как при повороте увеличивается ширина полосы движения А.