По твердой поверхности пути они преодолевают углы подъема до 31° и могут передвигаться без снижения скорости при углах бокового крена до 12°. Наличие герметизированных тормозов с пневмогидравлическим приводом гарантирует безопасность движения при любом состояний пути, а стояночные тормозы обеспечивают остановку автомобиля без отката на подъеме с углом до 22°.
На горизонтальном сухом шоссе тормозной путь от скорости 30 км/час до полной остановки не превышает 8—9 м. Тормозная система обеспечивает надежное торможение прицепов.
Вследствие водонепроницаемости всех агрегатов исключается загрязнение смазки и удлиняется срок службы механизмов. Специальные устройства для изменения внутреннего давления воздуха в шинах во время движения автомобиля повышают его проходимость. Подвески и шины обеспечивают достаточную плавность хода при просвете от 350 до 600 мм.
Мощные двигатели работают обычно на одном стандартном топливе, но некоторые из них могут работать на различных топливах и их без особого переоборудования можно эксплуатировать при температуре внешней среды до —30°С, а с незначительными изменениями в конструкции — при температуре до —40°. Двигатели обеспечивают низкий удельный расход топлива и при обычных размерах топливных баков имеют запас хода до 500 км. В условиях запыленного воздуха воздухоочистители обеспечивают надежность непрерывной работы в течение 8—10 час.
На автомобилях применяется, преимущественно система жидкостного охлаждения закрытого типа, с термостатом. Однако на не-которых автомобилях и тягачах установлены двигатели воздушного охлаждения.
Для снижения высоты капота и улучшения обзорности уменьшают высоту радиатора, необходимый размер фронтальной поверхности радиатора достигается увеличением его ширины. Для обеспечения эффективности системы охлаждения радиаторы делают незначительной глубины и применяют вентиляторы с направляющим кожухом. Вентиляторы устанавливают многолопастные с увеличенным диаметром.
Для надежности пуска двигателя используют воздушные и жидкостные подогреватели в сочетании с различными дублирующими пусковыми устройствами, обогрев аккумуляторов. Для работы при Низкой температуре нередко применяют подогрев смазки двигателя, трансмиссии и подшипников ступиц колес, обогрев кабины и кузова. В некоторых случаях двигатели устанавливают в утепленных и герметизированных отсеках с повышенным внутренним давлением, чем достигается нормализация условий их работы и повышение мощности.
Электрооборудование нередко выполняется экранированным и приспособленным для работы под водой. Рабочее напряжение в сети 12—24 в.
Двигатели работают в комплекте с многоступенчатыми трансмиссиями с улучшенной системой управления автомобилем. Раздаточные коробки обеспечивают дифференциальное и блокированное соединение главных передач. Часто предусматривается возможность полного отключения управляемых ведущих колес. Главные передачи с обычным или самоблокирующимся дифференциалом обладают высокой надежностью.
В связи с применением самоблокирующихся дифференциалов и шин низкого давления надежность полуосей (обычно разгруженного типа) повышена путем увеличения их диаметра, применения низких трапецеидальных шлицев, улучшения материалов и технологии изготовления.
Надежность и легкость управления автомобилем достигнуты усовершенствованием рулевого привода и применением усилителей различных конструкций.
Лебедки, устанавливаемые на автомобилях высокой проходимости, развивают силу на тросе, равную максимальной силе тяги автомобиля из условия сцепления колес с дорогой.
Кабины автомобилей высокой проходимости выполняют закрытого типа, с системой вентиляции и часто оборудуют спальными местами. Кабины крепятся на раме на трех опорах для устранения нагрузки при перекосе рамы. Имеются автомобили со сдвоеннымй кабинами, в которых размещается до 6—8 чел.
Кузовы автомобилей высокой проходимости делают со съемный тентом и дугами. Иногда применяют кузовы полностью закрытого типа — с отоплением и освещением. Места крепления кузова на раме автомобиля равномерно распределяются по длине лонжеронов.
Все агрегаты на шасси расположены с учетом хорошей доступности для их обслуживания при эксплуатации, а также удобства монтажа и демонтажа. Широко применяются узлы с постоянной смазкой.
Твердо проводится тенденция сокращения номенклатуры изделий и механизмов, на основе которых создаются целые группы автомобилей высокой проходимости. В связи с необходимостью снижения стоимости обслуживания и ремонта сокращается номенклатура соединительных деталей, масло- и воздухопроводов, инструмента и приспособлений эксплуатационного обслуживания.
Несмотря на многообразие дополнительного оборудования, проявляется тенденция к снижению производственной стоимости автомобилей высокой проходимости путем применения агрегатов и механизмов, производимых для обычных грузовых автомобилей.
В результате всех мероприятий достигнута надежность конструкции и высокая проходимость автомобилей для эксплуатации в любых дорожных и климатических условиях и преодоления водных преград на плаву или со значительным погружением.
Однако все мероприятия по увеличению проходимости автомобиля данной грузоподъемности привели к увеличению его веса, в результате чего проявляется тенденция к дальнейшему уменьшению удельной грузоподъемности современных колесных автомобилей высокой проходимости. Только улучшение конструкции, повышение качества материалов и усовершенствование технологии изготовления способствуют тому, что удельная грузоподъемность значительно не уменьшилась.
Для снижения веса автомобилей высокой проходимости при сохранении их технических данных интенсивно ведутся экспериментально-конструкторские работы по изысканию новых конструктивных решений, материалов и способов изготовления. Резко сокращаются габаритные размеры, широко внедряются алюминиевые и магниевые сплавы, пластмассы, горячая штамповка, используются специальные профили и т. п. Различие технических данных и даже внешних форм обычных и многоприводных автомобилей все больше сглаживается, и трудно найти грань, которая их разделяет.
На фиг. 133 показан обычный грузовой автомобиль «Додж» типа 4X4 грузоподъемностью 2 т (мощность двигателя 94 л. с.), скомпонованный по обычной схеме. Согласно спецификации за 1955 г. в США выпускают 120 моделей автомобилей типа 4X4 и 94 модели трехосных автомобилей. Многоосные автомобили в большом количестве выпускаются в Англии: двухосных типа 4X4 — 16 моделей, трех- и четырехосных — 98. В Западной Германии и Франции также выпускают много автомобилей высокой проходимости. Внимательное ознакомление с их конструкцией не оставляет сомнений в отношении возможности их применения вне дорог.
Фиг. 133. Автомобиль «Додж» типа 4X4
На фиг. 134 показан трехосный автомобиль Т-51. Автомобиль имеет современную компоновку с расположением кабины над двигателем и существенным образом отличается от обычных грузовых автомобилей. Этот автомобиль с малыми габаритными размерами при грузоподъемности 4,5 т имеет низкий вес, в снаряженном состоянии равный 7,2 т, и располагает удельной мощностью 16.5 л. с.
Фиг. 134. Трехосный автомобиль Т-51
На автомобиле установлен в вертикальном положении восьмицилиндровый двигатель воздушного охлаждения с противолежащими цилиндрами с эффективной мощностью 200 л. с. Он снабжен автоматической трансмиссией, самоблокирующимися дифференциалами, торсионной независимой подвеской и телескопическими амортизаторами, шинами размером 14,00—20" с регулируемым давлением воздуха во время движения и герметичными колодочными тормозами с внешним расположением тормозных барабанов. Все механизмы автомобиля приспособлены для работы при погружении в воду. Автомобиль преодолевает водные преграды глубиной до 1,8 м. Просвет под ведущими мостами автомобиля равен 393 мм. Максимальная скорость 88 км/час. Запас хода 440 км.
На фиг. 135 показан опытный трехосный автомобиль «Т-55» типа 6X6 грузоподъемностью 2,25 т.
Фиг. 135. Трехосный автомобиль «Крайслер Т-55»
Двигатель расположен за кабиной. В конструкции автомобиля широко применены алюминий и пластмасса: платформа, колеса, картера задних и передних разрезных мостов, кабина и т. п. выполнены из алюминиевых сплавов, а крыша и верхняя часть кабины из пластмассы. В результате вес автомобиля в снаряженном состоянии равен всего 4100 кг. На автомобиле установлен шестицилиндровый бензиновый двигатель воздушного охлаждения с непосредственным впрыском топлива мощностью 200 л. с., применены автоматическая трансмиссия, независимая торсионная подвеска и взаимозаменяемые главные передачи. Силы тяги и торможения передаются на раму Толкающими и реактивными штангами. Шины, низкого давления установлены на разъемных ободах. Тормоза дисковые с гидравлическим управлением. Вследствие большой удельной мощности, мягкой подвески и герметизированных тормозов в условиях бездорожья возможно движение с высокой средней скоростью. Максимальная скорость автомобиля равна 96 км/час. Автомобиль преодолевает подъемы до 31°.
Ветровое стекло кабины на автомобилях «Т-51» и «Т-55» расположено вертикально.
На фиг. 136 показан тяжелый трехосный тягач «Уранус» типа 6X6, выпускаемый фирмой «Магирус-Дейтц» (Западная Германия) с полным весом 21 т. Тягач скомпонован по обычной схеме, на нем установлен 12-цилиндровый дизель воздушного охлаждения, мощностью 250 л. с. при 2300 об/мин, работающий на дизельном топливе и бензине. Тягач снабжен шестиступенчатой коробкой передач и двухступенчатой раздаточной коробкой с несимметричным межосевым дифференциалом. Главные передачи задних мостов двухступенчатые проходного типа с самоблокирующимися дифференциалами. Главная передача переднего моста одноступенчатая с центральным редуктором колес. В поворотном устройстве установлены двойные карданы равных угловых скоростей открытого типа.
Фиг. 136. Трехосный тягач «Уранус» фирмы «Магирус-Дейтц»
Шины размером 11,00—20 установлены на обедах разъемного типа и создают удельное давление на мягкий грунт выше 5 кг/см2. При таких шинах возможно применение цепей противоскольжения для движения с глубоким погружением. При шинах весьма низкого давления не нужно применять цепи противоскольжения, так как достаточная для движения сила тяги из условия сцепления обеспечивается вследствие увеличения площади опорной поверхности шины. Конструкция ходовой части автомобиля «Уранус» не соответствует современным тенденциям. База тягача 4400 мм, а база тележки задних мостов 1280 мм. Максимальная скорость тягача 70 км/час, максимальный угол подъема — 31°. На ровном шоссе тягач буксирует поезд весом до 80 т. Максимальная сила тяги автомобиля 15 т. Просвет под мостами 320 мм.
По обычной схеме компоновки сейчас выпускается наибольшее количество автомобилей высокой проходимости, получивших распространение в большинстве стран. Однако все больше усиливается стремление к снижению веса многоприводных автомобилей путем уменьшения их габаритов. Это особенно характерно для четырехосных автомобилей, выпускаемых в США, Англии и Франции.
На фиг. 137 показан мощный американский четырехосный тягач Т-58 типа 8X8, который изготовляется на базе четырехосного автомобиля Т-57. На тягаче установлен двигатель воздушного охлаждения мощностью 540 л. с. при 2800 об/мин. Вес снаряженного автомобиля 21 т, грузоподъемность на грунте 15 т, на шоссе 22 т. Вес прицепа при движении в условиях бездорожья равен 16,3 т, а на шоссе — 40,8 т. Тягач снабжен автоматической трансмиссией, выполненной совместно с раздаточной коробкой, самоблокирующимися дифференциалами и независимой торсионной подвеской.
Фиг. 137. Четырехосный тягач Т-58 (США)
База автомобиля равна 4440 мм. Лебедка развивает на тросе силу 18 т.
Четырехосный автомобиль Т-12 со всеми ведущими колесами (фиг. 138) большой грузоподъемности, разработанный фирмой «Берлио», изготовляется в транспортном и тяговом вариантах. В качестве тягача автомобиль на шоссе может буксировать полуприцеп с полезным грузом 100 т со скоростью до 48 км/час.
Фиг. 138. Четырехосный тягач Т-12 (Франция)
На тягаче установлен V-образный 12-цилиндровый бензиновый двигатель мощностью 460 л. с. при 2200 об/мин с рабочим объемом 22,3 л и степенью сжатия 5,75. Зажигание в нормальных условиях происходит от магнето, а при пуске — от дополнительно установленной бобины. На двигателе имеется дублирующий стартер инерционного типа.
Характерным для компоновки автомобиля является значительный вынос двигателя вперед с расположенной над ним кабиной, что позволяет более рационально использовать его базу для размещения грузовой платформы. Трансмиссия автомобиля состоит из гидромуфты, двухдискового сцепления, специальной пятиступенчатой коробки передач, которая в сочетании с двухступенчатой раздаточной коробкой обеспечивает возможность получения десяти передач вперед и двух передач на заднем ходу. Крутящий момент к передним и задним мостам подводится через межосевой дифференциал, расположенный в раздаточной коробке. В картере второго ведущего моста размещен вместе с дифференциалом дополнительный редуктор, от которого привод к первому мосту осуществляется двумя карданными валами. Применение двух карданных валов вызвано стремлением уменьшить размеры картера дифференциалов. В случае пробуксовки колёс предусмотрена принудительная блокировка дифференциала с помощью сжатого воздуха.
Рулевой механизм типа винт с гайкой снабжен гидравлическим усилителем на управляемые колеса двух передних осей. Передние управляемые колеса — одинарные, задние неуправляемые — сдвоенные, размер шин 14,00—20.
Задняя и передняя подвески автомобиля — с полуэллиптическими рессорами. Две передние оси имеют торсионные стабилизаторы.
Тормоза — пневматические, с независимой подводкой сжатого воздуха к тормозам передних и задних осей. Два ручных тормоза также пневматического действия. Лебедка грузоподъемностью 20 т расположена за кабиной, длина троса около 100 м.
Кабина четырехместная, со съемным верхом для уменьшения высоты при транспортировке. Общая длина тягача в транспортном варианте 10 м. Походный вес тягача 15 т. Общий вес поезда при буксировке прицепа по шоссе 125 т.
Помимо указанных, четырехосные автомобили типа 8X8 выпускаются фирмами «Корбит» (США), «АЕС» и «Лейланд» (Англия), «Латиль» (Франция), «Заурер» (Швейцария) и т. д.
Дальнейшее улучшение проходимости колесных автомобилей путем увеличения числа ведущих мостов до недавнего времени представлялось наиболее рациональным, так как снижение осевого веса позволяло соответственно уменьшить давление на опорной поверхности колес без увеличения размера шин, т. е. без серьезного затруднения в отношении общей компоновки.
Для тягачей и автомобилей, работающих по плохим дорогам, очень важно иметь большую площадь контакта между колесом и поверхностью пути. С целью достижения низкого давления и повышения просвета для антарктической экспедиции адмирала Берда был разработан вездеход типа 4X4 на шинах огромного размера низкого давления. Видимо, опыт был положительным, так как в послевоенное время в США фирмой «Ле-Турно» изготовлен вездеход «Сноу-Багги», показанный на фиг. 139. Он предназначен для транспортировки грузов по глубокому снегу, воде, болотистой местности и сыпучим пескам. Вездеход «Сноу-Багги» снабжен дизель-генератором мощностью 400 л. с. и электрическим приводом на каждое колесо. Подвеска на вездеходе жесткая, и плавность хода достигается применением сдвоенных колес с шинами, давление воздуха в которых находится в пределах 0,28—0,35 кг/см2. Ширина вездехода 7,3 м, длина 8,4 м, вес 20 т, скорость на бездорожье 13 км/час. Наружный диаметр шин 3,05 м, ширина обода 1,22. Диаметр обода колес 1730 мм.
Фиг. 139. Вездеход «Сноу-Багги»
Эта же фирма изготовила амфибию с шинами того же размера, но с одинарными* колесами. Скорость амфибии на суше 48 км/час, на плаву — 9 км/час, полезная нагрузка 1800 кг.
Для движения по болотам, сыпучим пескам и водным преградам фирмой «Мармой Херрингтон» разработан специальный автомобиль «Рейно» («носорог») на колесах с полусферами из алюминия (фиг. 140). Вес вездехода 4,5 т, длина 5790 мм, ширина 2895 мм и высота 3000 мм. На автомобиле установлен бензиновый двигатель мощностью 110 л. с. Максимальная скорость на суше равна 72 км/час, а на плаву 8 км/час. Движитель на воде водометного типа. Сферы колес герметизированы для достижения плавучести. Диаметр передних колес 1,8 м. Задние колеса сделаны значительно меньшего диаметра. Передвижение на шоссе и твердых дорогах происходит на узких весьма эластичных шинах, расположенных по наибольшему диаметру колес. Автомобиль «Рейно» создан в результате поисков колесного движителя, который был бы пригоден для движения по бездорожью. Однако конструктивное решение вездехода «Рейно» оказалось неудачным.
Фиг. 140. Вездеход «Рейно» (носорог)
Интересно конструктивное направление фирмы «Штрауслер» (фиг. 11, 12 и 112). Высокая проходимость этих автомобилей и тягачей по песку, болотистому и каменистому грунту является результатом применения специальных шин. Эти шины отличаются увеличенной шириной обода, низкой высотой профиля и при равной нагрузке малым наружным диаметром, не превосходящим размеры обычных шин. Конструктивные особенности шин позволяют получить увеличенный размер поверхности контакта шины с поверхностью пути. Низкое внутреннее давление в шине допускает большой прогиб ее во внутрь, вследствие чего шина, не отрываясь от дороги, может огибать такие препятствия, как камни высотой 20—25 см. Необходимость в рессорах при указанных шинах уменьшается. Удельное давление на грунт, шин такого типа значительно меньше, чем в обычных автомобильных шинах. Оно в среднем равно 0,42—0,84 кг/см2, т. е. не превышает удельного давления гусеничного движителя.
В табл. 24 приведены основные технические данные шин.
Таблица 24. Основные данные шин
Наружный диаметр в мм | Ширина в мм | Площадь контакта на мягком грунте в см2 | Грузоподъемность в кг | Внутренний диаметр обода в мм | Вес шины в кг |
1016 (40") | 660 (26") | 3870 | 2000 | 438 | 66,0 |
1118 (44") | 711 (28") | 5160 | 4000 | 527 | 107,0 |
1321 (52") | 711 (28") | 6450 | 7000 | 635 | 141,0 |
1676 (66") | 838 (33") | 9675 | 12000 | 857 | 193 |
Шины подобной конструкции устанавливаются на тракторах (тягачах) и автомобилях. На фиг. 141 показан трактор типа 4X4 «Штрауслер». По сравнению с гусеницей при использовании шин такого типа устраняются потери мощности на трение в шарнирах и повышается срок службы движителя.
Фиг. 141. Трактор «Штрауслер» на шинах
Вследствие- применения очень широких шин создаются новые возможности для повышения проходимости автомобилей без чрезмерного увеличения размера шин. Вместе с тем внутренний диаметр обода такой, что возможна установка мощных колесных тормозов. Имеются данные о том, что шины проходят от 48 000 до 64 000 км.
На автомобиле (см. фиг. 11) установлены шины размером 44X28". Рама автомобиля для обеспечения поворота выполнена узкой, так. что оба двигателя пришлось расположить впереди вне лонжеронов. Радиус поворота равен 6,8 м. Мощность бензинового четырехцилиндрового двигателя 70 л. с. при 2800 об/мин. Максимальный крутящий момент 22,8 кгм при 1500 об/мин. Степень сжатия 6. Общее максимальное передаточное отношение коробки передач, двухступенчатой раздаточной коробки и главной передачи 118. Сила тяги при работе одного двигателя равна 4000 кг, двух — 8000 кг. Грузоподъемность автомобиля 2,5 т. При полной нагрузке опорная поверхность шины равна 5160 см2, а давление на грунт составляет 0,317 кг/см2. При таком удельном давлении возможно движение по поверхности со слабой несущей способностью. Просвет под картерами ведущих мостов равен 390 мм. Автомобиль развивает максимальную скорость на шоссе до 80 км/час, но шины не допускают длительной работы на повышенной скорости.
В США проведены экспериментальные работы по созданию нового типа движителя «Роллигон». Движитель представляет собой бочкообразные баллоны с наружным диаметром 1 м и .длиной 1,5 м. Отличительная особенность движителя «Роллигон» состояла в том, что баллоны приводятся во вращение прижимающимися к ним сверху катками. Однако есть конструкция «Роллигон» с приводом от оси колеса.
Американская компания «FWD», специализирующаяся на производстве многоосных автомобилей, изготовила вездеходный транспортер с движителем «Роллигон» (фиг. 142), предназначенный для перевозки груза и людей по труднопроходимой местности (по скалистому грунту, болоту, пескам и снегу).
Фиг. 142. Вездеход с движителем «Роллигон»
Движитель тяжелого вездехода имеет восемь бочкообразных пневматических баллонов, каждый диаметром около 1 м и шириной 1,5 м. Каркас баллонов четырехслойный из найлона. Давление воздуха в баллонах может регулироваться в пределах от 0,2 до 0,35 кг/см2. Вследствие большого размера и низкого внутреннего давления эти баллоны обладают способностью не только поглощать толчки, но и легко приспосабливаться к любым неровностям дороги. Эти качества баллонов позволили применить жесткую подвеску, состоящую только из балансиров.
Крутящий момент к каждому баллону передается с помощью нескольких валиков, прижимаемых к верхней части баллона. Для надежного сцепления с рифленой наружной поверхностью баллонов на валиках сделаны шины.
Повороты транспортера осуществляются при помощи гидравлических усилителей путем поворота передней тележки, состоящей из четырех баллонов.
На транспортер установлен восьмицилиндровый двигатель «Континенталь» мощностью 340 л. с. с воздушным охлаждением. Двигатель расположен в отдельном отсеке, в котором давление воздуха превышает атмосферное. Трансмиссия состоит из гидротрансформатора «Аллисон» и шестиступенчатой автоматической коробки передач.
Новый вездеход имеет пятиместную кабину с двумя постоянными спальными местами. Ветровое стекло наклонено вперед под углом 18°, что уменьшает отражение световых лучей и улучшает обзорность. На крыше кабины над сидением предусмотрен смотровой колпак из органического стекла.
Вездеход имеет ширину 3,5 м, длину 7,6 м, высоту около 3 м. Грузоподъемность до 9 т. Общий вес груженого транспортера 18 т. Максимальная скорость 40 км!час.
По проходимости движитель типа «Роллигон» не уступает гусеничному движителю. При равных давлениях на опорную поверхность он обладает лучшей приспособляемостью к неровностям пути и большим пробегом. Движитель Роллинг, как показывают последние данные, получает все большее распространение в США, особенно в машинах, предназначенных для работы в арктических условиях.
Комментарии к этой статье