Главная страница

Вождение авто на БАМ. Автомобилей высокой проходимости москва транспорт


Скачать 1 Mb.
НазваниеАвтомобилей высокой проходимости москва транспорт
АнкорВождение авто на БАМ
Дата04.10.2022
Размер1 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаВождение авто на БАМ.doc
ТипКнига
#713677
страница3 из 9
1   2   3   4   5   6   7   8   9

23








ются. На этих грунтах наибольшая тяговая реакция дости­гается при небольшом уплотнении грунтовых призм грунто-зацепами, перед началом структурного разрушения грунта, и резко снижается после разрушения грунта. Этот тип грунтов требует движения с принудительным ограничением уровня тяги на колесах на малых скоростях (такие характеристики имеет смерзшийся сверху снег, засохший сверху ил и глина).

В графе 4 показан характер сопротивления сдвигу грунтов (тип III), занимающих промежуточное положение между грун­тами, приведенными в графах 2 и 3 таблицы. Тяговая реакция на этих грунтах достигает максимума при деформации грунто­вых призм на 30—50%. При дальнейшей деформации насту­пает срез призм, тяговая реакция снижается и начинается буксование.



Но это снижение не происходит так резко, как у грунтов, приведенных в графе 3. К грунтам графы 4 относится большая часть сельскохозяйственных грунтов и снежный покров в средних климатических условиях.



Рис. 9. Схема влияния деформации шины на время уплотнения грунта

(условно).

а —с малой деформацией шины; б —с деформацией около 30% от высоты профиля

24



Направление окружного усилия на колесе

Рис. 10. Схема влияния времени нахождения грунтозацепов в контакте С грунтом на величину передаваемой ими тяги

Рассмотрение процесса сдвига грунта в табл. 4 выполнено в упрощенном виде. На самом деле в плоском контакте шины с грунтом при низком давлении воздуха в ней не все грунто-зацепы работают одинаково эффективно в одно и то же время, как это было показано для упрощения в табл. 4, где приведен чистый сдвиг грунта без учета элементов перекатывания.

Эффект гусеницы, присущий качению колеса на сильно деформированной шине, обусловливает зависимость степени уплотнения грунта в результате его сдвига грунтозацепом от времени нахождения этого грунтозацепа в контакте (рис. 10). На большинстве грунтов грунтозацеп 1, только что вошедший в контакт с грунтом, не может развить такой же тяги, как грун-тозацепы 2, 3, 4 и 5, которые уже определенное время нахо­дились в контакте с грунтом и тяговая реакция грунта под которыми стала выше в результате произведенного сдвига и уплотнения грунтовых призм. Только по мере перемещения грунтозацепа вдоль площадки контакта его тяга достигнет 100% величины (для данного вида грунта). Грунтозацепы, расположенные в данный момент времени ближе к концу пло­щадки контакта, передают большую тягу. Такой характер вза­имодействия деформированной шины и грунта показывает, как важно иметь продолговатый, вытянутый в длину контакт колеса с грунтом, а также показывает влияние времени дей­ствия деформирующей силы на тяговую реакцию грунта.

У некоторых видов снега при нагружении происходят струк­турные изменения, которые связаны с временем воздействия нагрузки. Увеличение времени воздействия шины на снег способствует его упрочнению. Поэтому часто непроходимые обычным способом участки снежной целины удается преодо­леть, двигаясь на минимально возможной скорости.

Очень хорошо уплотняется деформированной шиной сы­рой снег. Это способствует уменьшению глубины колеи и су­щественно повышает тягу.

Однако есть такое состояние снега, при котором его уплот­нения под колесами практически не происходит. Это бывает при рыхлом сыпучем снеге и низких температурах воздуха. В этом случае снег практически не уплотняется и течет, как сахарный песок. Но и в этом случае при пониженном давлении в шинах, несмотря на то, что общее сопротивление движению возрастает (колея не уменьшается, а сила тяги, необходимая на качение деформированного колеса, больше, чем накаченного) имеет место улучшение сцепления колес со снегом. Величина тяги, развиваемая колесом, при этом определяется сопротив­лением сдвигу в снежной «подушке», заключенной между ши­ной и грунтом.

Снежная «подушка», находящаяся под колесом и сжатая по вертикали, обладает определенным сопротивлением сдвигу. Величина этого сопротивления находится в тесной связи с ве­личиной вертикального удельного давления. При этом уплот­нения снега не происходит, а просто снег под колесом сжи­мается и испытывает упругую деформацию. В таком дефор­мированном состоянии он способен воспринимать касательную тяговую нагрузку от колеса.

Эксперименты показывают, что наибольшее удельное со­противление сдвигу поджатого снега соответствует вертикаль­ному удельному давлению 0,5 кгс/см2. В табл. 5 приведены ре­зультаты испытаний по определению величины сопротивления сыпучего снега сдвигу при воздействии на него штампом, ими­тирующим площадку контакта колеса при различном верти­кальном удельном давлении. Увеличение удельного давления 26


Удельное дав­ление на снег, кгс/см2

Сопротивле­ние сдвигу штампа, кгс

0,8 0,5 0,3 0,1

290 400 300 150

Таблица 5

Таблица 6

Вид грунта

Сила тяги, кгс, на крюке автомобиля

ЗИЛ-151

ЗИЛ-157

Сырой песок Луговина

Снег глубиной 300 мм

3400 1960 930

6363 3560 2250

свыше 0,5 кгс/см2 и уменьшение его приводит к уменьшению удельной силы сопротивления сдвигу и уменьшению тяговой реакции снега. При понижении давления воздуха в шинах до 0,5 кг/см2 удельное давление колес на снег приближается к этому оптимальному для сыпучего снега уровню.

Удельные давления на грунт, полученные при давлении воздуха 0,5 кгс/см2 и приведенные ранее, определены по отпе­чаткам шин на твердом грунте. На деформируемом грунте средняя величина удельных давлений фактически получается меньше, так как в этом случае нагрузку начинают восприни­мать деформированные боковины шины, которые при снятии от­печатков шин на твердом грунте не касаются его и поэтому не учтены в площади отпечатка.

Следует иметь в виду, что в большинстве случаев давление воздуха в шинах, соответствующее наименьшему сопротив­лению движения на слабых грунтах, не является тем давлением, которое следует использовать на бездорожье. Дело в том, что давление воздуха в шине, соответствующее наибольшему уров­ню тяги, как правило, несколько ниже давления, соответству­ющего наименьшему сопротивлению движения.

Так как в условиях бездорожья, помимо увеличенного со­противления, связанного с образованием колеи, постоянно встречаются неровности дороги и другие препятствия для непре­рывного движения, автомобиль должен обладать постоянным

27

запасом сцепления колес (запасом тяги). Чем больше этот запас, т. е. чем большую тяговую реакцию грунт может оказы­вать при воздействии на него колес, тем увереннее движение и тем с большей скоростью можно двигаться. А большая ско­рость движения, в свою очередь, повышает проходимость ав­томобиля, так как отдельные короткие участки особо тяжелого бездорожья в этом случае преодолеваются с разгона с исполь­зованием кинетической энергии автомобиля.

Экспериментально установлено, что при переходе от дав­лений минимального сопротивления движению к давлениям, соответствующим наибольшей тяге на крюке и наиболее пред­почтительным для преодоления труднопроходимых участков, тяговые возможности автомобиля возрастают: на сыром песке на 11, на луговине на 12, на сухом снегу с настом на 11 и на сы­ром снегу на 17%. Поэтому при выборе давления воздуха в ши­нах необходимо придерживаться инструкции по эксплуатации и снижать давление в шинах до требуемого уровня более низ­кого на более тяжелых для проходимости участках. Чтобы представить себе, насколько отличаются автомобили высокой проходимости от обычных полноприводных автомобилей со спаренными шинами, сравним тягу на крюке, развиваемую автомобилем высокой проходимости ЗИЛ-157, с тягой, которую мог бы развить автомобиль ЗИЛ-151 ( табл. 6). Замеры были выполнены в одинаковых условиях. Как видно из табл. 6, ве­личина тяги на крюке у ЗИЛ-157 выше, чем у автомобиля ЗИЛ-151 в 1,5—2 раза.

Влияние общего передаточного числа трансмиссии на про­ходимость. Как уже было сказано выше, когда сила тяги, раз­виваемая колесами, превосходит суммарную силу сопротив­ления движению, автомобиль движется. Если же эта сила меньше, наступает остановка. Остановка может быть в двух случаях: остановился двигатель из-за неправильно выбранной передачи или малого угла открытия дросселя карбюратора, т. е. из-за недостатка крутящего момента, подводимого к ко­лесам, или, что бывает гораздо чаще, из-за недостаточной ве­личины тяговой реакции грунта и полного буксования колес.

28

Особенности автомобилей высокой проходимости таковы, что они, в отличие от обычных автомобилей, могут двигаться с полностью выбранным дорожным просветом и глубоким погружением колес в грунт. Такой способностью они обладают на снегу и некоторых слабых грунтах, лежащих на твердом основании. Суммарная сила сопротивления движению в подобных условиях имеет несколько составляющих. Основные сопротивление качению деформированной шины (чисто внутренние потери), сопротивление грунта вертикальной деформации, сопротивление грунта сдвигу перед колесом, сопротивление грунта сдвигу перед балкой ведущего моста. Ведущие мосты, следующие за первой осью, испытывают, на­пример, у трехосного автомобиля несколько меньшее, но ана­логичное сопротивление из-за углубления колес второй и тре­тьей осей в грунт (рис. 11). Такой характер движения требует большой силы тяги.

Величины сил сопротивления движению различны на раз­ных грунтах и, например, для автомобиля ЗИЛ-157 состав­ляют: на асфальте 160, на снежной целине 1300, на сырой лу­говине 1000 и на сыром песке 900 кгс. Такое существенное уве­личение сопротивления движению по сравнению с сопротив­лением качению по асфальту требует соответственного уве­личения тяги, развиваемой колесами, и затрат большей мощ­ности.



Рис. 11. Упрощенная схема сил., оказывающих сопротивление движению колес трехосного автомобиля на глубоком снегу

29




Удельная мощность двигателей обычных автомобилей вы­сокой проходимости, т. е. мощность, приходящаяся на одну тонну полного веса, почти не отличается от удельной мощности дорожных автомобилей. Поэтому тяга для движения по без­дорожью может быть увеличена только за счет увеличения крутящего момента, подводимого к колесам, и снижения ско­рости движения. Для повышения крутящего момента на коле­сах автомобили высокой проходимости снабжаются демуль­типликаторами, т. е. понижающими передачами, которые обыч­но встраиваются в раздаточные коробки.

Переключение раздаточной коробки на демультипликатор (на первую передачу) приблизительно в 2 раза повышает кру­тящий момент, подводимый к колесам, и соответственно в 2 раза снижает максимальную скорость. Следует иметь в виду, что для существующих автомобилей высокой проходимости такое снижение максимальной скорости неизбежно. В боль­шинстве случаев величина этой скорости ограничивается не мощностью двигателя, а плавностью хода автомобиля. На труднопроходимых выбитых дорогах водитель вынужден из-за тряски снижать скорость. Кроме того, по условиям изно­состойкости шин при работе их на пониженных давлениях име­ются ограничения по скорости. Например, у автомобиля ЗИЛ-131 при различных внутренних давлениях ртв шинах скорость не должна превышать следующих величин: при рт= 0,5 -т- 0,75 кгс/см2— 10, при рш= 0,75 -f- 1,5 кгс/см220, при рш= 1,5 ■— 3,0 кгс/см2 — 30 км/ч.

Лебедка, как средство повышения проходимости. С вве­дением шин сверхнизкого давления и системы регулирования давления воздуха в них проходимость полноприводных грузо­вых автомобилей резко возросла, однако случаи их застрева­ния возможны. И в этих случаях основным средством, повы­шающим проходимость, становится лебедка.

Если тяга на колесах, например у ЗИЛ-157, ограничена на сухом снегу величиной 3220 кгс, на сырой луговине 4420, то в этих же условиях тяга, развиваемая лебедкой, при ис­пользовании подвижного блока достигает 9000 кгс. Но ■.успех, зо-

Применения лебедки при самовытаскивании определяется воз-

можностью надежного крепления ее троса, как правило, за

деревья или пни. Величина тяги на барабане лебедки состав-

составляет у автомобиля высокой проходимости около 50% его полной массы с грузом и при надежном креплении троса и использовании блока на нужном направлении гарантирует успешное самовытаскивание.

. Лебедка автомобиля может быть использована как для самовытаскивания, так и для оказания помощи застрявшим авто­мобилям. При оказании помощи другим автомобилям на успех применения лебедки сильно влияет состояние грунта, на котором находится вытаскивающий автомобиль, и соотношение его массы к массе вытаскиваемого автомобиля, а также сте­пень застревания последнего.

Например, автомобиль ЗИЛ-131, стоящий на плотном скользком укатанном снегу, сможет развить тягу, вытаски­вая лебедкой застрявший автомобиль, немногим более 1 тс (рис. 12, а). В то же время при закреплении вытаскивающего автомобиля за ствол дерева достаточного диаметра и приме­нения блока на вытаскиваемом автомобиле возможно получе­ние тяги на крюке блока 9000 кгс (рис. 12, б).

Рис. 12. Способы вытаскивания автомобилей лебедкой и влияние состоя­ния грунта на величину тягового усилия

31

Таблица 7 В табл. 7 приведены ха-

Автомобили

Тяговое усилие, кгс

Длина троса, м

ГАЗ-66 ЗИЛ-157 ЗИЛ-131 Урал-375

3500 4500 4500 7000

50 65 65 65

рактеристики лебедок оте­чественных автомобилей высокой проходимости.

Влияние дифференциа­ла на проходимость. Од­ним из важнейших эле­ментов конструкции авто­мобиля, влияющих на его проходимость, является дифференциал. Этот меха­низм, без которого автомобиль на твердых дорогах был бы неуправляем, а шины его изнашивались бы в несколько раз быстрее, в условиях бездорожья является в большинстве слу­чаев причиной застревания автомобиля.

Обычный конический дифференциал, применяемый на ав­томобилях высокой проходимости массового производства, устроен так, что силы тяги правого и левого колес ведущего моста, всегда равны между собой. Так как величина тяги, пе­редаваемая колесом, зависит от его сцепления с грунтом, то при попадании одного из колес на участок грунта с низким сцеплением, например на лед, смежное колесо, находящееся на грунте с высоким коэффициентом сцепления, например на асфальте, будет передавать такую же низкую тягу, как и находящееся на льду.

Разница в моментах сопротивления вращению у колес, стоящих на скользком и сухом грунте, приводит к тому, что частота вращения колеса, находящегося на скользком грунте, возрастает, а на противоположном колесе падает, при этом бук­сующее колесо закапывается в грунт, а находящееся на сухом остан ав л ив ается.

Аналогичный эффект получается при движении автомобиля по бездорожью со значительным креном. В этом случае на­грузка на колеса перераспределяется. Колеса того борта, на который накренился автомобиль, догружаются, а противо­положные разгружаются. В таком положении тяга, развивае-
1   2   3   4   5   6   7   8   9


написать администратору сайта