Файл: Артамонов, М. Д. Основы теории и конструкции автомобиля учебник.pdf

Г л а в а X V

ПРОХОДИМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

§ I. ПОНЯТИЕ О ПРОХОДИМОСТИ АВТОМОБИЛЯ

Автомобили работают не только па ровных дорогах с твердым покрытием, но и на грунтовых дорогах, а также в условиях бездорожья, поэтому они должны иметь достаточную проходи­ мость .

Проходимость автомобилей должна Соответствовать тем усло­ виям работы, для которых они в основном предназначены. Так, например, междугородные автобусы и легковые автомобили выс­ шего класса предназначены для работы на ровных дорогах с твер­ дым покрытием, и требования к ним с точки зрения проходпмостп минимальные. Грузовые автомобили и большинство легковых автомобилей, а также автобусы малой вместимости работают не только в городах и сельской местности на дорогах с твердым и мягким покрытиями, которые могут быть в хорошем и плохом состоянии, но и в условиях бездорожья. В особо тяжелых дорож­ ных условиях работают грузовые автомобили, используемые для вывозки урйжая сельскохозяйственных культур, а также на строи­ тельстве и в лесном хозяйстве. Поэтому проходимость таких авто­ мобилей должна быть значительно вьппе и должна являться одним из основных их эксплуатационных свойств. При движении по плохим дорогам и бездорожью автомобилю приходится преодоле­ вать различные препятствия и дополнительные сопротивления: крутые подъемы и спуски, мягкие и сыпучие грунты, сосредото­ ченные препятствия (камни, пни, ямы, канавы), водные преграды, скользкие дороги и др.

Единого критерия, позволяющего достаточно полно оценить проходимость автомобиля, до сих пор еще не существует. Уста­ новлено, что проходимость зависит от многих факторов, основ­ ными из которых являются опорно-тяговые свойства и геометри­ ческие параметры автомобиля, а также конструкция отдельных агрегатов трансмиссии (дифференциала, коробки передач и др.). Кроме того, на проходимость оказывают определенное влияние и такие эксплуатационные свойства автомобиля, как устойчи­ вость и маневренность.

Следует также отметить, что на проходимость существенно влияет качество вождения автомобиля. Очевидно, что более ква­ лифицированный водитель при всех прочих равных условиях

обеспечит лучшую проходимость автомобиля, чем менее квали­ фицированный.

В зависимости от проходимости автомобили условно делят на три группы. В основу классификации положено соотношение между общим числом колес автомобиля и числом его ведущих колес, которое выражают так называемой «колесной формулой». Эта формула состоит из двух цифр: первая цифра представляет собой общее число колес автомобиля, а вторая — число ведущих колес. Так, например, колесная формула автомобиля ЗИЛ-130

§ 2. ИСПЫТАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ НА ПРОХОДИМОСТЬ

Автомобили, предназначенные для испытаний на проходимость, должны быть технически исправными. Испытания автомобилей проводят с полной нагрузкой, установленной для данных дорож­ ных условий, причем нагрузка должна быть распределена таким образом, чтобы «осевые веса», т. е. вертикальные нагрузки, вос­ принимаемые осями, были номинальными. Перед началом испыта­ ний агрегаты автомобиля должны быть прогреты до нормальпой температуры. Агрегаты прогревают при движении автомобиля по дороге. Во время испытания давление воздуха в шинах поддер­ живают в соответствии с нормами. Автомобили, оборудованные централизованной системой регулирования давления воздуха в шинах, испытывают при различных значениях этого давления.

Испытания следует проводить на ровных участках, длиной не менее 50 м. Влажность, прочность, плотность и толщипа разрых­ ленного слоя грунта должны быть одинаковыми по всему участку. Перед началом испытаний для каждого участка определяют ха­ рактеристику грунта. В проведении испытаний автомобиля на проходимость обязательно должен участвовать специалист-до­ рожник .

Автомобили ограниченной проходимости (общего назначе­ ния) испытывают на боронованной пашне при глубине вспашки 15—20 см, на влажном песке, снежной целине при глубине снежного покрова 20—25 см и на плотной грунтовой дороге.

Автомобили повышенной проходимости испытывают на боро­ нованной пашне с глубиной вспашки 20—25 см и влажностью 50—60%, на сухом сыпучем песке с глубиной разрыхленного слоя 30—40 см, на заболоченных участках с несущей способностью (удельным сопротивлением грунта вертикальной нагрузке) 0,09— 0,11 МН/м2, на снежной целине с зернистым сыпучим снегом при

228

глубине снежного покрова 30—40 см и на размокшей грунтовой дороге со слоем грязи 10—15 см. ■

Автомобили высокой проходимости испытывают в еще более тяжелых условиях: иа сильно размокшей пашне при глубине вспашки 25—30 см и влажности 70%, на сухом песке с глубиной разрыхленного сыпучего слоя 40—50 см, иа заболоченных участ­ ках с несущей способностью 0,05—0,07 МИ/м2, а также на снежной целине с зернистым сыпучим снегом нрн глубине снежного покрова 50—60 см и на сильно размокшей грунтовой дороге со слоем скольз­ кой грязи 25—30 см.

При испытаниях автомобиля определяют геометрические и опорно-тяговые пЬказатели проходимости.

Рис. 101. Геометрические показатели проходимости автомобиля

Чтобы установить опорно-тяговые показатели проходимости автомобиля, определяют коэффициенты сопротивления качению и сцепления, а также удельную силу тяги на крюке, т. е. отношение наибольшей силы тяги, развиваемой на крюке автомобиля до начала буксования колес пли остановки двигателя, к полному весу авто­ мобиля. Эти показатели определяют с помощью динамометров путем буксировки автомобиля или посредством тензометрических датчиков для регистрации крутящих моментов и реакций на коле­ сах испытываемого автомобиля.

Автомобили, оборудованные централизованной системой регу­ лирования давления воздуха в шинах, испытывают при давлении, соответствующем минимальным потерям иа сопротивление каче­ нию.

Чтобы установить показатели геометрической проходимости автомобиля, определяют дорожные просветы h (рис. 101), перед­ ний аи и задний |3П углы проходимости, радиусы продольной рпр и поперечной рпоп проходимости и др.

Обычно, для того чтобы дать оценку проходимости автомобиля, наблюдают за его движением по плохим дорогам. При этом подсчи­ тывают число застреваний автомобиля по разным причинам (из-за недостаточной силы тяги, буксования, задевания за препятствия низко расположенных частей и др.). Одновременно фиксируют ско­ рость автомобиля и расход топлива прп различных нагрузках.

229

Сравнительную оценку проходимости автомобилей можно произвести при помощи показателя проходимости автомобиля

•Ьр) который представляет собой определяемое опытным путем отношение максимальной производительности автомобиля при дви­ жении по плохой дороге к его производительности при движении по дороге с хорошим (асфальтовым) покрытием:

Цпр — Grn^n Grx^'x ’

где Grn, va — действительная нагрузка и средняя скорость авто­ мобиля в плохих дорожных условиях (по данной местности);

Grx, — номинальная нагрузка и средняя скорость авто­ мобиля в хороших дорожных условиях.

§ 3. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОХОДИМОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ

Динамический фактор автомобилей должен быть достаточным для преодоления повышенного сопротивления движению. Для увели­ чения силы тяги необходимо, чтобы все или большее число колес автомобиля былп ведущими, а воспринимаемая ими вертикальная нагрузка распределялась приблизительно поровну. Устранить пли ограничить в необходимых пределах буксование колес, при котором обеспечивается наилучшее сцепление их с грунтом, можно путем установки в трансмиссии элементов особой конструкции и подбора рисунка протектора шин.

Давление колес на дорогу должно обеспечивать проходимость автомобиля по грунтам с малой несущей способностью. Во время движения автомобиля следует регулировать это давление в опре­ деленных пределах. Величины дорожных просветов и других гео­ метрических показателей проходимости пе должны ограничивать движение автомобиля на неровных дорогах и преодоление сосредо­ точенных препятствий.

Для движения автомобиля ио узким проездам и дорогам управ­ ляемые колеса автомобиля должны поворачиваться на возможно большие углы. Конструкция подвески должна допускать значи­ тельные перекосы осей при движении автомобиля по неровным дорогам, чтобы обеспечить хорошую приспособляемость колес к неровностям. Двигатель, агрегаты трансмиссии и узлы ходовой части и органов управления требуется надежно защищать от про­ никновения в них воды, грязи и пыли.

На автомобиле должны быть установлены приспособления, повышающие его проходимость: лебедка, цепи противоскольжения.

Для уменьшения утомляемости водителя, особенно при движе­ нии по тяжелым дорогам, управление автомобилем необходимо максимально облегчить.

230

§ 4. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОХОДИМОСТИ

Просвет — это расстояние h между одной из низших точек авто­ мобиля и плоскостью дороги (см. рис. :Ю1), которое характери­ зует возможность движения автомобиля без задевания сосредото­ ченных препятствий (камней, пней и т. п.). Значения просвета h для автомобилей различных типов приведены в приложении III.

Передний ап и задний |3П углы проходимости характеризуют проходимость автомобиля по неровным дорогам при въезде на препятствие или съезде с него, например, в случаях наезда на бугор, переезда через канавы и т. и. Для определения углов ап и |5Ппро­ водят прямые линии, касательные к внешним окружностям шин передних и задних колес и к наиболее удаленным точкам передпей

Рис. 102. Параметры маневренности:

а — одипочпого автомобиля; б — тягача с прицепом; » — тягача с полупри­ цепом

и задней частей автомобиля. Значенпя углов цп и |3Пдля отечест­ венных автомобилей приведены в приложении III.

■Радиусы продольной рпр и поперечной рпоп проходимости

(см. рис. 101) определяют очертания препятствия, которое, не задевая, может, преодолеть автомобиль. Радиусы проходимости определяют на вычерченном в масштабе эскизе автомобиля по ра­ диусам соответствующих окружностей, проведенных касательно к внешним окружностям шин и наиболее низкой точке автомобиля, в пределах базы ( рпр) пли колеи ( рпоп)• Чем меньше радиусы продольной и поперечной проходимости, тем лучше проходимость автомобиля. Уменьшая, например, базу автомобиля, можно умень­ шить радиус рпр. Ниже приведены значения радиуса рпр продоль­ ной проходимости (в м) для некоторых автомобилей.

Маневренностью называют свойство автомобиля поворачиваться на минимальной площади. Минималъный радиус■поворота наруж­ ного переднего колеса Rn (рис. 102, а), ширина полосы движения А,

231