распределение поворотов на грунтовых дорогах и местности подчиняется определенному закону [18];

учитывалось увеличение сопротивления движению на поворотах в зависимости от радиуса поворота на грунтовых дорогах и местности;

тангенциальная эластичность шин принята для всех колес одинаковой.

Результаты расчета применительно к автомобилям ГАЗ-66 и Урал-375Д приведены в табл. 13, из которой следует, что для каждого дорожного условия и нагрузки требуется определенное передаточное число межосевого дифференциала. Для обеспечения экономичности работы автомобилей 4X4 и 6X6 в оговоренных выше условиях межосевой дифференциал должен обеспечивать передаточное отношение в среднем соответственно 1 : 1,25 и 1 : 2,75. Поскольку дифференциал обладает внутренним трением, то следует дополнительно учесть влияние коэффициента блокировки на перераспределение крутящего момента между мостами.

Известно, что момент внутреннего трения Mp и коэффициент распределения моментов кб дифференциалов выражаются зависимостями:

где Мот и Мзаб - крутящие моменты, подводимые соответственно к отстающим и забегающим осям.

У автомобилей с несимметричным дифференциалом при равномерном или близком к равномерному распределению полной массы по осям забегающими осями будут задние.

13. Значение и в различных дорожных условиях

Прииечаиве. Данные без скобок соответствуют автомобилю ГАЗ-66 (4у4).

данные в скобках - Урал-375Д (6X6).

Крутящие моменты, подводимые к передним и задним осям, при этом составляют:

Жв=-

Решив уравнения, получим передаточное число дифференциала с учетом сил трения

Ид=/Сбз/Жп = 2 6-

Для существующих автомобилей величина /Сб=1,1 ... 1,2. При /Сб=1,2 требуемые передаточные числа межосевого дифференциала для автомобилей типа ГАЗ-66 и Урал-375Д составят соответственно 1,5 и 3,3. Если у исследуемого автомобиля 6X6 обеспечить равномерное распределение нагрузки от полной массы по осям, то Ид может быть уменьшено до 3.

Установка на автомобилях 4x4 и 6x6 дифференциала, имеющего рекомендуемое значение Ид, положительно скажется не только на их топливной экономичности, но на тяговых качествах и проходимости по деформируемым грунтам. Это позволит расширить диапазон дорожных условий, при которых использование дифференциального привода без блокировки станет возможным и экономически целесообразным.

По расчетам при установке дифференциала с рекомендуемыми значениями Ид тяговые качества автомобилей повысятся в среднем на 20...25%, что будет способствовать преодолению подъемов на 3...4° (25...50%) большей крутизны.

Целесообразность увеличения передаточных отношений дифференциала подтвернсдается также экспериментальными исследованиями, в которых на автомобиле устанавливали симметричный и несимметричный дифференциалы, распределяющие крутящий момент коленчатого вала двигателя между двумя передними управляемыми и одним задним неуправляемым мостами в соотношении соответственно 1:1 и 2 : 1, т. е. в первом случае задний мост нагружался в 2 раза большим крутящим моментом, чем передний. Несмотря на столь существенное различие в нагрузках мостов, тяговые качества и управляемость автомобиля с обоими дифференциалами были практически одинаковы. При этом на заснеженной дороге у автомобиля с симметричным дифференциалом максимальное тяговое усилие и распределение крутящего момента между мостами были практически такими же, как и у автомобилей с блокированным приводом.

Таким образом, результаты исследований позволяют сделать вывод: существование симметричных межосевых дифференциалов не обосновано. Целесообразно на многоосных автомобилях устанавливать несимметричные межосевые дифференциалы, распределяющие крутящий, момент пропорционально не числу свя-

зываемых ими мостов, а нормальным реакциям, возникающим при движении автомобиля в реальных дорожных условиях.

Для автомобилей 4X4 типа ГАЗ-66 и 6X6 типа Урал-375 при равномерном распределении нагрузки от полной массы по осям наиболее целесообразно передаточным отношением следует считать 1 : 1,5 и 1 : 3. У автомобилей 8X8 с осевой формулой 2-2 передаточное отношение межтележечного дифференциала должно быть примерно таким, как у автомобилей 4X4.

Для решения вопроса об установлении передаточных соотношений на конкретных образцах многоосных автомобилей и для подтверждения прогнозируемого положительного результата необходимо проводить специальные экспериментальные проверки при приемочных испытаниях автомобилей.

30. выводы о влиянии ВЫБОРА СХЕМЫ ТРАНСМИССИИ НА ОБЩИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

Методика теоретического анализа, разработанная на основе теории силового потока и проверенная экспериментально, позволила выявить основные факторы, влияющие на работу трансмиссии и определяющие ее целесообразную схему для автомобиля определенного типа, а также установить связи общей схемы шасси со схемой трансмиссии.

На выбор схемы и на работу трансмиссии влияют три группы взаимосвязанных факторов: конструктивные характеристики автомобиля, преимущественные условия эксплуатации и основные режимы движения.

Из конструктивных характеристик определяющими являются общие конструктивные решения, касающиеся схемы рулевого управления, статической равномерности загрузки осей и параметров шин. Число осей и размещение их по базе влияют соответственно на потери мощности и на переменную динамическую составляющую момента в приводе. Схема трансмиссии может быть значительно упрощена за счет уменьшения числа РУТ при передних и задних управляемых осях, при полностью равномерной статической загрузке осей и при шинах, имеющих большую тангенциальную эластичность и равные давления. Сокращение.м числа неведущих осей автомобиля при дифференциальной схеме привода можно значительно сократить мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления качению, а следовательно, и расход топлива.

На работу трансмиссии влияют такие условия эксплуатации, как состояние грунта (его тангенциальная податливость), ровность поверхности дороги и общее внешнее сопротивление движению. Различная податливость грунта под отдельными колесами (осями) снижает тягово-сцепные возможности автомобиля и, следовательно, его проходимость.

Основным режимом движения, определяющим наиболее напряженные условия работы трансмиссии, является криволинейное движение автомобиля. При таком движении возникает максимальное кинематическое несоответствие между многими элементами ходовой части (до 30%), компенсация которого за счет приведенной тангенциальной эластичности шин и грунта оказывается невозможной. Необходима установка развязывающих механизмов.

Лучшими типами развязывающих механизмов являются дифференциальные механизмы, способные обеспечить оптимальное распределение моментов по колесам, что важно с точки зрения экономичности, управляемости и проходимости автомобиля. Дифференциалы должны иметь принудительную автоматическую или полуавтоматическую блокировку главным образом для обеспечения проходимости при вывешивании отдельных колес (осей) и рациональное внутреннее передаточное отношение. Отключающиеся муфты и муфты свободного хода применять нецелесообразно. Отключая периодически определенную группу колес, они лишают многоосный автомобиль основного его преимущества - полнопроводности, как следствие, снижаются экономичность, проходимость, устойчивость по заносу и другие эксплуатационные качества.

Тип выбранной трансмиссии существенно влияет на выравнивание тормозных моментов на колесах и, как следствие, на устойчивость движения при торможении многоосного автомобиля.

Поскольку на выбор оптимальной схемы трансмпссии и ее работу кроме общих конструктивных решений оказывают влияние другие конструктивные эксплуатационные и дорожные факторы, исходить при выборе общей схемы автомобиля из схемы трансмиссии вряд ли целесообразно. Схему трансмиссии следует выбирать по разработанной методике, исходя из заданной общей схемы автомобиля и преимущественных условий его эксплуатации.

Применение неполиоприводных многоосных автомобилей оправдано только с точки зрения упрощения конструкции и стоимости, а также снижения металлоемкости.

Глава V

ПОВОРАЧИВАЕМОСТЬ, УПРАВЛЯЕМОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

На современных многоосных автомобилях применяются все известные конструктивные решения систем поворота, которыми могут оснащаться безрельсовые наземные средства передвижения (см. гл. 1). Их можно разделить на две большие группы - кинематические и силовые системы поворота. В кинематических системах поворот осуществляется в результате изменения направления движения всех или части колес, а в силовых - благодаря силовому взаимодействию колесного движителя с грунтом, создающему поворачивающий момент.

Проф. Антонов Д. А. предложил для этих двух групп название соответственно рулевая и безрулевая (нерулевая) системы поворота, исходя из того, что в той и другой системах поворота в конечном итоге изменение направления движения автомобиля осуществляют силы взаимодействия колес с грунтом: в кинематической системе боковые силы, а в силовой - тангенциальные. Возможны силовые системы поворота, в которых поворот осуществляется боковыми реактивными силами.

Системы поворота многоосных автомобилей во многом определяют их важнейшие эксплуатационные свойства: поворотливость, поворачиваемость, управляемость, устойчивость п стабилизация движения. Единых определений понятий этих свойств пока нет, поэтому следует их определить.

Поворотливость - свойство осуществлять маневрирование в заданных условиях на дорогах, на местности, в парке-стоянке, на строительной площадке и т. п. Условия маневрирования принято задавать шириной коридора движения и временем разворота на ограниченных по размерам площадках. Например, в странах ЕЭС принят коридор движения, ограниченный дугами радиусом 12 и 5,3 м. В нашей стране ширина коридора задается в зависимости от класса дороги.

Поворачиваемость - способность автомобиля совершать криволинейное движение с определенным радиусом поворота. В качестве оценочного критерия поворачиваемости принимается минимальный радиус поворота.

Управляемость и устойчивость - свойства автомобиля как объекта регулирования, обеспечивающие: исполнение управляющего воздействия от человека с необходимой точностью, быстродействием и малой утомляемостью водителя и сохранение задан-

ного режима и параметров движения при различных внешних воздействиях.

Стабилизация движения - свойство автомобиля самостоятельно сохранять заданное прямолинейное движение при воздействии внешних возмущений.

Общие конструктивные решения следует оценивать сравнивая различные системы и схемы рулевого управления во взаимосвязи с другими общими конструктивными решениями. Вначале рассмотрим только кинематические системы поворота многоосных автомобилей.

Схема рулевого управления определяется числом и местом установки управляемых осей автомобиля. Использование многоосных многоопорных автомобилей, отличающихся большой длиной, остро ставит проблему их вписываемости в закругления и повороты существующей дорожной сети и маневрирования при движении на местности, на строительных площадках и в других условиях. Для некоторых автомобилей предъявляется требование возможности движения на горных дорогах. Все это привлекает внимание конструкторов к трем основным схемам рулевого управления: с передними управляемыми осями, с передними и задними управляемыми осями и со всеми управляемыми осями. Особую группу составляют многоопорные автомобили, у которых могут применяться опоры, поворачивающиеся на большие углы, что обеспечивает возможность, кроме кругового движения, двигаться перпендикулярно или под углом к продольной оси.

На основе обобщения расчетного и экспериментального материала, полученного на моделях многоосных автомобилей, сделана попытка теоретически выявить преимущества и недостатки возможных схем рулевого управления, а также определить влияние выбора такой схемы на общие конструктивные решения. В качестве оценочных параметров схем приняты отдельные параметры, влияющие на перечисленные выше свойства автомобиля при криволинейном движении.

31. ОБЩИЕ УРАВНЕНИЯ КРИВОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ

С точки зрения аналитической механики многоосный автомобиль в общем случае движения без абсолютного скольжения колес представляет собой сложную динамическую неголономную систему. Исследовать эту систему нужно по законам неголоном-ных связей. Уравнения движения экипажа на баллонных колесах, составленные с учетом неголономных связей [12], получены с использованием теории М. В. Келдыша о качении упругого колеса с рядом важных допущений: постоянство скорости, малые отклонения от заданного направления движения и др. Даже при этих допущениях и соответствующей линеаризации уравнения имеют {2т + п)-к порядок (где m - число принятых обобщенных координат системы, п -число осей). Поэтому такие уравнения