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

На рис. 105, а показана схема сил, действующих на ведомое перед­ нее колесо автомобиля при преодолении им вертикального пре­ пятствия высотой h.

Силы, действующие на колесо, обозначены следующим образом:

Т— толкающая сила, воспринимаемая передним коле­ сом от рамы автомобиля, в Н;

R — реакция препятствия в II;

Z и X — соответственно вертикальная и горизонтальная со­ ставляющие реакции препятствия в Н.

Рпс. 105. Схемы сил, действующих на передние колеса при преодо­ лении ими вертикального препятствия:

а — ведомое колесо- б — ведущее колесо

Из условий равновесия колеса имеем

Z = G K; X *=Т.

Силы, действующие на колесо, связаны между собой равенствами

Из полученной формулы следует, что при h — г сила Т стано­ вится бесконечно большой, т. е. при наезде неведущих передних колес на препятствие высотой h = г автомобиль не сможет его преодолеть даже при максимальном значении силы тяги на веду­ щих колесах.

На ведущее переднее колесо, кроме сил Т и G„, действует также момент М к, вследствие чего появляется сила Р к (рис. 105, б).

238

Разложим силу Рк на -горизонтальную Р'к и вертикальную PJсоставляющие. В результате действия сил Т и GKвозникают реак­ ции X я Z. Спроектировав все силы на вертикальную и горизон­ тальную оси, получим

Т = Х - Р ’К-, GK= Z + PZ-

Возникновение дополнительной силы Р'^ позволяет ведущему колесу преодолевать препятствие с высотой, равной радиусу ко­ леса, а сила Р ц’ уменьшает составляющую силы сопротивления движению X.

Рпс. 106. Различные взаимные положения колон передних п задних колес:

При образовании колеи во время движения автомобиля по мягким грунтам возникает значительное сопротивление качению колес. Поэтому в случае несовпадения колеи задних колес сопро­ тивление движению больше, чем в случае их совпадения. Не­ совпадение колен может быть как у автомобилей со всеми

(рис. 106, в).

Опытным путем установлено, что разница между размерами передней и задней колеи односкатных колес не должна превышать- 25—32% ширины профиля шины. При большем значении этой разницы тяговые свойства и проходимость автомобиля снижаются на 10—15%.

Влияние конструкции подвески

Движение автомобилей типов 6 X 4 и 6 X 6 по пересеченной местности без отрыва колес от грунта может быть ограничено макси­ мально допустимыми перекосами их осей, которые зависят от типов подвесок. При независимой и балансирной подвесках эти перекосы больше, что способствует повышению проходимости, так как колеса лучше приспосабливаются к неровностям дороги.

239

Влияние конструкции дифференциала

Дифференциал позноляет ведущим колесам вращаться с различ­ ными угловыми скоростями.

Дифференциал в случае малого внутреннего трения распреде­ ляет крутящий момент поровиу по полуосям, причем его реали­ зация ограничивается пробуксовкой того ведущего колеса, кото­ рое находится на грунте с менышш коэффициентом сцепления.

Однако при установке простого дифференциала резко ухудша­ ется проходимость автомобиля, так как в этом случае величина силы тяги на ведущих колесах определяется колесом, которое имеет меньшее сцепление с дорогой. Поэтому сила тяги может оказаться недостаточной для преодоления сопротивления движению.

Дифференциал распределяет крутящий момент (в Н-м) между

в Ы-м; 71/ — крутящий момент на ведомой шестерне главной

передачи в Н-м.

С точки зрения проходимости трение в дифференциале является полезным, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. Суммарная сцла тяги на двух ведущих колесах (в II) при этом достигает максимального значения:

Трение в простом дифференциале невелико, вследствие чего суммарная сила тяги увеличивается всего лишь на 4—6%. В чер­ вячном и кулачковом дифференциалах, которые устанавливают на автомобили повышенной и высокой проходимости, трение зна­ чительно больше, и поэтому суммарная сила тягп увеличивается на 10—15%. Часто применяют также дифференциалы повышенного трения. Конструкция одного из таких дифференциалов показана на рис. 107. Он снабжен двумя муфтами трения, диски 9 которых соединены с полуосевыми шестернями дифференциала, а диски 10 — с его корпусом 1.

Пакет дисков муфты сжимается автоматически, так как на осях 7 дифференциала и нажимных дисках / имеются скосы, при­ чем возникающее осевое усилие пропорционально передаваемому дифференциалом моменту.

240

Муфты трения препятствуют изменению угловой скорости одного из ведущих колес, а момент трения дифференциала зависит от подведенного момента, числа дисков, угла скоса а на осях диф­ ференциала и нажимных дисках. При движении по прямой (рис. 107, б) крутящий момент передается к полуосям автомобиля двумя

Рис. 107. Конструкция самоблокпрующегося дифференциала п распределе­ ние и нём крутящих моментов по упрощенной схеме:

а — конструкция дифференциала; б — движение по прямой (крутящие моменты на полу­ осях М, = М:); в — движение на повороте или движение при различных коэффициентах сцепления колес с дорогой (крутящий момент iW, < ЛК); 1 — корпус дифференциала; 2 — сателлит; з — полуоссвая шестерня; 4 — нажимной диск; 5 — ведомая шестерня главной передачи; 6 — скосы на оси дифференциала и пажимном диске; 7 — оси диффе­ ренциала; 3 — крышка; о — диски с внутренними шлицами; 10 — диски с наружными

шлицами

путями: через конические 'шестерни дифференциала и через обе муфты трения, причем моменты на полуосях равны между собой (момент М у = М 2). При движении на повороте (см. рис. 107, в) происходит перераспределение моментов и к правому ведущему колесу передается больший момент (момент М2 > Му).

Применение дифференциалов с принудительной блокировкой (выключением дифференциала) позволяет увеличить силу тяги на

241

200—300%. Однако тяговые свойства автомобиля при блокировке дифференциала значительно улучшаются лишь при большой раз­ нице между коэффициентами сцепления па участках дороги под левым и правым ведущими колесами или при уменьшении нагрузки на одно из инх во время движения по весьма неровной поверх­ ности. Одиако такие случаи возникают сравнительно редко. Сум­ марная сила тяги при блокировке дпфферепциала во время дви­ жения в реальных дорожных условиях увеличивается на 20—25%, так как разница между коэффициентами сцепления на участках дороги под правым и левым ведущими колесами сравнительно невелика.

Преимуществом самоблопирующихся дифференциалов с муфтами свободного хода является такое распределение момента, при кото­ ром обеспечена максимально возможная сила тяги (выключение диффереицпала) при любом соотношении коэффициентов сцепления ведущих колес с дорогой. Самоблокирующийся дифференциал улучшает проходимость автомобиля при движении по скользким грунтам, так как действует автоматически, и при качении одного из ведущих колес по дороге с малым коэффициентом сцепления позволяет преодолевать этот участок.

Максимальная сила тяги па ведущих колесах в случае установки самоблокцрующегося дифференциала

где фшах — максимальный коэффициент сцепления для одного из ведущих колес автомобиля.

Влияние регулирования давления воздуха в шинах

В настоящее время применяют однопроводную или двухпроводную централизованную систему регулирования давления воздуха

вшинах.

Вкачестве примера па рис. 108, а показана схема однопровод­ ной системы, которую используют для автомобилей ЗИЛ. Эта система состоит из компрессора 7, воздушного баллона 2 с предо­ хранительным клапаном 3, отрегулированным на максимальное избыточное давление 0,6 МН/м2, центрального крана 6 и блока 4 шинных кранов для управления системой, трубопроводов 9 и 11, гибких шлангов 10 и воздухоподводящих головок 5.

Центральный кран 6 имеет нагнетательный и выпускной кла­ паны.

Клапанами управляют с помощью рычажка 8, расположенного на щитке приборов. При нейтральном положении рычажка кла­ паны закрыты, воздушный баллон отсоединен от блока шинных кранов, а блок — от атмосферы. В случае иеревода центрального крана в положение «Накачка шин» он отсоединяет блок шинных кранов от атмосферы и соединяет его с воздушным баллоном.

242