Низкая проходимость обычных грузовых автомобилей объясняется применением сдвоенных ведущих колес, недостаточно надежным сцеплением их с поверхностью пути, малым просветом и неприспособленностью к преодолению глубоких бродов. Проходимость в значительной степени снижается также вследствие несовершенства простого межколесного дифференциала, при котором возможно раздельное буксование ведущих колес. При наличии только одной ведущей оси это особенно отрицательно сказывается на устойчивости движения. При езде по песку, снегу и грязи колесные негерметизированные тормоза не надежны, а подвеска обычных грузовых автомобилей не обеспечивает необходимой плавности хода. При отсутствии синхронизатора частое переключение передачи во время движения по плохим дорогам повышает утомляемость водителя, и увеличивает торцевой износ зубьев муфт и шестерен коробки передач. Все это затрудняет управление автомобилем и повышает требования к квалификации водителей. Тесные кабины мало пригодны для длительной работы, особенно зимой, при низкой температуре.
Низкая грузоподъемность обычных грузовых автомобилей все время движения по плохим дорогам и ограниченная возможность буксирования прицепов даже на улучшенных грунтовых дорогах снижают эффективность работы автомобильного транспорта.
В настоящее время в США, Англии, Франции, Западной Германии и ряде других стран получают широкое распространение и внедрены в эксплуатацию автомобили со всеми ведущими колесами, т. е. автомобили с полным использованием веса в качестве сцепного веса. За последние годы в конструкцию этих автомобилей внесено много нового. Автомобили со всеми ведущими колесами широко применяются при дорожном строительстве, в лесной и нефтяной промышленности, а также в сельском хозяйстве, особенно в период осенней распутицы и во время осеннего и зимнего бездорожья.
В народном хозяйстве на основе опыта эксплуатации автомобилей со всеми ведущими колесами ведутся работы по улучшению их технических характеристик и повышению проходимости. Развитие конструкции автомобилей высокой проходимости, в свою очередь, оказывает положительное влияние на улучшение эксплуатационных качеств обычных грузовых автомобилей.
Автомобили со всеми ведущими колесами производятся с двумя, тремя и четырьмя ведущими осями.
Направления в развитии конструкций автомобилей высокой проходимости и их типы в различных странах весьма разнообразны и в каждом случае определяются специфическими особенностями страны и теми требованиями, которые к ним предъявляются. Например, в США разрабатываются и широко применяются двух-, трех- и четырехосные автомобили, конструкции которых существенно отличаются от конструкций обычных автомобилей, тогда как в Западной Германии создаются преимущественно двухосные автомобили типа 4X4 на базе обычных грузовых автомобилей с дизелями. Однако уже сейчас Западная Германия выпускает многоприводные автомобили современного типа. Английская автомобильная промышленность производит двух-, трех- и четырехосные автомобили со всеми ведущими колесами различного назначения.
Как показала автомобильная выставка конца 1954 г., во Франции разработано для колоний большое число двухосных автомобилей высокой проходимости. Указанные автомобили сконструированы на базе обычных грузовых автомобилей. Наряду с этим ряд фирм разработал новые конструкции современных многоприводных автомобилей высокой проходимости. В частности, фирма «Берлио» создала трехосный автомобиль Т-6 и четырехосный автомобиль Т-12 со всеми ведущими колесами; в Италии созданы двухосные и трехосные автомобили со всеми ведущими колесами.
Статистические данные показывают, что за границей выпускают огромное количество моделей автомобилей высокой проходимости и тягачей для транспортных нужд.
Развитие конструкций грузовых автомобилей за границей происходило медленнее, чем развитие легковых конструкций. Это объясняется большим спросом на легковые автомобили и более высокими требованиями к их технико-экономическим показателям.
За границей, помимо разработки многоприводных автомобилей обычного типа, широко ведутся работы по созданию специальных машин высокой проходимости, в которых применяются в качестве движителей специальные колеса с алюминиевыми барабанами, колеса с шинами больших размеров и движители в форме бочкообразных баллонов весьма низкого давления, т. е. шин с давлением воздуха, значительно более низким, чем в обычных шинах низкого давления.
Конструкции транспортных автомобилей и тягачей со всеми ведущими колесами многообразны, особенно в странах, производящих большое количество двигателей и агрегатов шасси (США, Англия). В Западной Германии конструируют автомобили высокой проходимости на базе, как правило, обычных грузовых автомобилей. Имеется модель автомобиля со всеми ведущими колесами на базе почти каждого двухосного грузового автомобиля. При таком методе можно обеспечить технологическую преемственность производства, но нельзя существенным образом повысить проходимость автомобиля. В указанных странах планирования типажа автомобилей высокой проходимости не наблюдается, и фирмы изготовляют автомобили самых разнообразных моделей. В ряде стран опубликованы материалы по типам автомобилей и тягачей высокой проходимости. В этих странах разрабатывается типаж и унифицируется производство двигателей и основных агрегатов, в результате чего производство и ремонт автомобилей со всеми ведущими колесами в рамках национальной промышленности существенно упрощаются.
Таблица 1. Основные американские автомобили высокой проходимости и английские тягачи (1955 г.)
В табл. 1 приведены данные основных американских автомобилей высокой проходимости и английских тягачей.
Проходимость колесных автомобилей и тягачей зависит от выполнения определенных требований, важнейшими из которых являются:
- 1) использование всего веса автомобиля в качестве сцепного веса, т. е. изготовление автомобилей со всеми ведущими колесами;
- 2) применение одинарных колес с шинами низкого давления, возможность изменения давления в шинах на ходу автомобиля и обеспечение значительной величины просвета под ведущими мостами и раздаточной коробкой;
- 3) обеспечение более высокой удельной мощности по сравнению с современными грузовыми автомобилями с одной ведущей осью;
- 4) применение трансмиссий, обеспечивающих движение с низкой скоростью и допускающих переключение передач под нагрузкой или переключение с синхронизацией угловых скоростей;
- 5) блокирование межосевых и межколесных дифференциалов. Применение блокированного привода на автомобилях с шинами весьма низкого давления;
- 6) обеспечение маневренности автомобилей с помощью усилителей рулевых механизмов.
Раздельное и взаимное влияние указанных параметров на проходимость изучено еще недостаточно. Вследствие этого до настоящего времени нет обоснованного критерия для оценки качества проходимости автомобиля и тем более автопоезда.
В табл. 2 помещены основные данные по современным отечественным и заграничным автомобилям со всеми ведущими колесами (за грузоподъемность автомобиля принят полный вес полезного груза, перевозимого в кузове). Вес снаряженного автомобиля дан с полным снаряжением и заправкой, но без водителя и пассажиров в кабине. Полный вес автомобиля включает: вес полезной нагрузки, вес снаряженного автомобиля и вес водителя и пассажиров в кабине. Удельной грузоподъемностью автомобиля называется отношение полезной нагрузки и веса водителя и пассажиров к весу автомобиля в снаряженном состоянии, а удельная мощность автомобиля — отношение максимальной мощности двигателя к полному весу автомобиля. Вес прицепа включает вес собственно прицепа и вес груза. Полный вес автопоезда равен сумме полного веса тягача и веса прицепа. Относительный вес прицепа есть отношение веса прицепа к полному весу тягача.
Таблица 2. Отечественные и зарубежные автомобили со всеми ведущими колесами
Основным параметром тягача при данной конструкции ходовой части является его полный вес. Практически принято считать, что для обеспечения надежной работы тягача с прицепом на плохих дорогах и по бездорожью необходимо, чтобы относительный вес прицепа был не больше 0,5. Для ряда современных тягачей относительный вес прицепов составляет 0,32. Относительный вес прицепов значительно увеличивается при разгруженном тягаче, в связи с чем проходимость автопоезда по плохим дорогам и бездорожью сильно снижается. Для предупреждения резкого колебания полного веса тягача грузоподъемность его не должна быть высокой, так как в разгруженном состоянии работа тягача по бездорожью будет ненадежной из-за недостаточного сцепного веса. При улучшении проходимости тягача вес прицепа при том же весе тягача может быть несколько увеличен.
На современных автомобилях высокой проходимости и тягачах применяются преимущественно шины весьма низкого давления на разъемном ободе при одинарном расположении. В ряде случаев применяется устройство для централизованного изменения давления в шинах на ходу автомобиля. На таких же автомобилях (автомобилях-самосвалах) и т. п., используемых в народном хозяйстве, применяются сдвоенные колеса с шинами уменьшенного размера.
Для снижения сопротивления движению автопоезда целесообразно, чтобы колея, тип и расположение шин тягача и прицепа были одинаковы, а просвет достигал наибольшего значения.
Согласно данным табл. 2, на автомобилях высокой проходимости устанавливаются бензиновые двигатели и дизели мощностью 55—540 л. с. Тяговая динамика транспортных автомобилей по разгону и максимальной скорости различна для автомобилей разной грузоподъемности и в значительной степени определяется величиной удельной мощности и типом трансмиссии.
Удельная мощность американских и европейских автомобилей одной грузоподъемности может быть различной, причем удельная мощность американских автомобилей больше удельной мощности европейских автомобилей той же грузоподъемности. Удельная мощность основных американских автомобилей высокой проходимости равна 15—20 л. с./т, тогда как удельная мощность большинства европейских автомобилей не превышает 10—20 л. с./т. Соответственно удельная мощность автопоезда равна 7,6—20 и 5—15 л. с./т.
Максимальная скорость американских автомобилей значительно выше, чем европейских. Это достигается в первую очередь более высоким форсированием двигателей (увеличение числа оборотов коленчатого вала) и снижением передаточного отношения главной передачи. Вследствие этого максимальная скорость на обычном шоссе не достигается из-за недостатка мощности при данной скорости.
На американские автомобили высокой проходимости устанавливаются мощные бензиновые двигатели, тогда как в Европе достаточно широко применяют двигатели с воспламенением от сжатия.
На большинстве автомобилей высокой проходимости, как и на обычных грузовых автомобилях, в трансмиссии устанавливают фрикционное сцепление и пяти-шестиступенчатую коробку передач с синхронизаторами. В последние годы на обычных автомобилях и автомобилях высокой проходимости значительное распространение получили гидромеханические автоматические трансмиссии. Ввиду низкого к. п. д. гидравлических трансмиссий, при их применении получается необходимость значительного повышения мощности двигателя для обеспечения высоких динамических качеств автомобиля.
Главным достоинством гидротрансформатора — основного элемента современной автоматической трансмиссии — является то, что он позволяет плавно осуществлять разгон автомобиля без прекращения передачи мощности при переключении, что повышает равномерность движения и снижает возможность буксования колес. Применение гидротрансформатора позволяет сократить время разгона и уменьшить отрицательное влияние ударных нагрузок даже тогда, когда автомобиль ведет неопытный водитель. Вместе с тем гидротрансформатор вследствие недостаточного коэффициента трансформации не заменяет коробки передач. В дополнение к нему нужна ступенчатая коробка передач с принудительным или автоматическим переключением.
Автоматические трансмиссии сложны и пока недостаточно надежны в работе.
Следует иметь в виду, что при автомобильных перевозках грузов на большие расстояния надобность в переключении передач уменьшается и ступенчатая трансмиссия дает лучший экономический эффект, особенно если автомобилем управляет квалифицированный водитель.
Увеличение просвета достигается применением шин увеличенного размера, колесных редукторов со смещением оси ведущей шестерни от оси ведущего колеса и, наконец, перераспределением передаточных отношений между раздаточной коробкой и главной передачей с тем, чтобы уменьшить картер последней.
Комментарии к этой статье