дущими осями. Для многоосных полноприводных автомобилей такое определение неточно. Вследствие высоких тяговых возможностей автомобиля его отдельные низшие точки и единичные препятствия на дорогах и местности совершенно не влияют на проходимость. Существенно влияют на проходимость при движении по деформируемым грунтам и по дорогам с глубокой колеей положение на днище деталей, имеющих горизонтальные поверхности и сплошные продольные и поперечные горизонтальные линии.

Установлено, что потеря проходимости наступает после появления так называемого бульдозерного эффекта, т. е. нагребания грунта, снега н т. п. этими деталями, вследствие чего сопротивление движению превосходит сопротивление качению и происходит снижение сцепной массы в результате вывешивания (пови-сания) автомобиля на грунте.

Исходя из отмеченного обстоятельства, под дорожным просветом многоосных автомобилей следует понимать минимальное расстояние от опорной плоскости до наиболее развитой низшей горизонтальной поверхности или сплошной продольной или поперечной линии. Этими элементами, как правило, являются детали несущей системы автомобиля - нижние полки лонжерона рамы, поперечины рамы, днище корпуса и т. п.

Потеря проходимости в пределах дорожного просвета для многоосных полноприводных автомобилей на деформируемых грунтах исключается. Эти автомобили могут преодолевать глубинный снежный покров, на 10... 30% (в зависимости от плотности снега) превышающий дорожный просвет. Сказанное полностью относится к определению проходимости и влиянию на нее продольного радиуса проходимости.

Передний и задний углы свеса. Для многоосных автомобилей важное значение имеет не столько значение углов свеса, ,сколько форма деталей, образующих эти углы. Если передняя и задняя части автомобиля имеют лыжеобразную форму, то проходимость не теряется при преодолении препятствий и при сравнительно малых углах проходимости. Если передняя и задняя части имеют форму, способствующую нагребанию грунта, то могут оказаться бесполезными и большие углы свеса. Отмеченное обстоятельство следует учитывать при проектировании и оценке характеристик проходимости многоосных автомобилей.

Сочлененные автомобили. Благодаря специфическим конструктивным особенностям эта группа колесных машин обладает большими потенциальными возможностями повышения проходимости по всем рассмотренным выше параметрам. Возможность установки шин любого размера по диаметру и ширине (вплоть до пневмокатков) может обеспечить высокие тягово-сцепные показатели на грунтах всех типов. Наличие шарнирной связи между звеньями определяет хорошие геометрические параметры

проходимости и хорошую приспособляемость секций автомобиля к рельефу местности. Последнее свойство обеспечивает равномерность вертикальных нагрузок на колеса, которые в свою очередь повышают коэффициент сцепления и снижение коэффициента сопротивления качению автомобиля. Поворот автомобиля складыванием снижает потери мощности на деформирование грунта при криволинейном движении. И, наконец, возможность принудительного складывания звеньев в вертикальной и горизонтальной плоскостях создает дополнительную возможность преодоления сильно деформируемых грунтов и препятствий на местности. На неуправляемые колеса секций сравнительно просто можно установить ленточные гусеницы, которые могут значительно повысить проходимость.

Все это в комплексе позволило специалистам обоснованно считать сочлененные автомобили, обладающие наивысшей проходимостью среди колесных машин. Проходимость сочлененных автомобилей может быть сопоставима с проходимостью одиночных гусеничных машин.

На рис. 93 показан график, позволяющий определить целесообразность использования различной массы транспортных средств каждой группы в зависимости от несущей способности грунтов [6].

Как видно на графике (рис. 93), целесообразная область использования сочлененных автомобилей клином входит в область

Мм,Т

Слабые грунты (снега.бтта) Средние груты

Прочные грунты Дороги

Рис. 93. Целесообразные области применения различных транспортных средств, определяемые полной массой и несущей способностью грунта рр

Рис. 94. Тяговые возможности полноприводных автомобилей иа деформируемых грунтах:

/ - ХМ549 - сочлененный автомобиль 8X8, 12 т, 2 -ХМ561 то же 6X6. 4 т; 3 -М274-4X4, 0,85 т; 4 -XM410EI, то же, 8X8, 6,5 т; 5 - XM453-2, 8X8,10 т; -XM408, 6X6, 4т; 7 - ХМ409, 8X8, >4 т; 8- Унимог-S . 4X4 4,4 т; 9 - XM520EI, 4X4. 18,5 I

применения одиночных гусеничных машин и шире области использования сочлененных гусеничных машин и многоосных автомобилей с жесткой рамой.

Тяговые возможности сочлененных автомобилей по сравнению с обычными автомобилями высокой проходимости хорошо показывает график (рис. 94), полученный американскими специалистами.

На графике изображена зависимость удельной силы тяги от состояния грунта, оцениваемого условным числом Г. Условное число Г характеризует состояние грунта от жидкой грязи до не-паханной целины с учетом его влажности, фрикционных свойств и плотности.

Наибольшими тяговыми возможностями обладает сочлененный автомобиль ХМ549 (кривая 1) с колесной формулой 8x8, оснащенный на колесах секций гусеничной гибкой лентой. За ним следует трехосный сочлененный автомобиль ХМ561 (кривая 2). Обычные автомобили высокой проходимости (ХМ274- кривая 3; Унимог-S - кривая 8) обладают меньшими тяговыми возможностями.

Зарубежные специалисты рассматривают использование сочлененных автомобилей на шинах, оказывающих малое давление на грунт (рш=17...20 кПа), как одно из возможных направлений экологической защиты тундры от транспортных средств.

44. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ПО КОЛЕСАМ

На основании анализа, проведенного в разд. 41 и 42, можно отметить, что для обеспечения высоких показателей проходимости любого автомобиля распределение мощности по колесам должно удовлетворять двум основным требованиям:

колесо должно работать в свободном или близком к нему ре-н<име качения, когда обеспечивается наименьшее сопротивление качению из-за отсутствия продольной силы и абсолютного скольжения (колесо должно двигаться только под воздействием крутящего момента, равного моменту сопротивления качению);

при необходимости создания продольной тяговой силы для преодоления дополнительных сопротивлений (разгон, подъем, нагрузка на крюке) мощность, подводимая к колесу, не должна превышать предела интенсивного разрушения грунта в результате излишнего буксования колеса. Иначе говоря, буксование колес не должно превышать значения, при котором образуется максимальная тяговая сила.

Как было показано в гл. 4, закон распределения мощности по колесам и мостам определяют кинематические характеристики РУТ. При блокированной трансмиссии распределение мощности зависит согласно уравнению (52) от кинематического несоответствия, соотношения приведенной тангенциальной эластичности колес и грунта и общего сопротивления движению. Сопоставляя оптимальный закон распределения мощности с фактическим, определяемым конструкцией трансмиссии, можно прийти к выводу, что трансмиссия должна быть автоматической, способной приспособляться к изменяющимся в зависимости от характеристик грунта и ровности поверхности условиям движения колес.

В работах Ю. В. Пирковского обоснована необходимость автоматической системы распределения мощности по колесам в резко меняющихся условиях движения. На экспериментальном графике (рис. 95) показан (штриховой кривой) закон изменения оптимального распределения крутящих моментов по мостам двухосного автомобиля для случая движения по ровной суглинистой пахоте в зависимости от силы тяги на крюке Ркр.

В условиях движения, близких к идеальным, при равномерном распределении нагрузки по осям отношения крутящего момента на переднем мосту к суммарному крутящему моменту должны изменяться в пределах от 80% (Ркр=0 кН) до 40% (Ркр=22 кН). Для аналогичных грунтовых условий эти значения для трехосных автомобилей лежат в пределах 67... 25%, для четырехосных - в пределах 57... 19%.

Широкие пределы изменения от-

Рис. 95, Изменение мощности сопротивления движению в зависимости от относительного подведеииого к осям момента при различной силе тяги иа крюке (по данным Ю, В, Пирковского) :

/-Р р-25 кН; 2-Р р-22 кН; 3-Р р-18 кН; 4 -Р р-11 кН; 5 -без нагрузки на крюке

60 м/ам),%

ношений крутящих моментов объясняются тем, что на уплотняемых грунтах ([х>0), на которых проводился опыт, сопротивление качению передних колес больше, чем следующих за ними. Следовательно, для обеспечения качения в режиме, близком к свободному, на впереди идущие колеса требуется подводить больший крутящий момент, чем на последующие. Если грунт не уплотняется после прохода колеса ([х=0), то условия качения всех колес при их равномерной нагрузке примерно одинаковые, поэтому и оптимальные крутящие моменты на колесах должны быть равны. При приложении силы тяги на крюке необходимо перераспределить моменты таким образом, чтобы больше загружена была задняя ось (рис. 95). Если рассмотреть движение по неровной поверхности при большом перераспределении вертикальных нагрузок по колесам, то оптимальное распределение моментов еще более усложняется. В этом случае необходимо использовать автоматическую систему.

В настоящее время полностью автоматизированных трансмиссий нет. Рассмотрим, как удовлетворяют требованиям обеспечения высокой проходимости существующие механические трансмиссии с РУТ различных типов.

Механические трансмиссии с дифференциальными механизмами, используемыми в качестве РУТ, в меньшей степени отвечают перечисленным требованиям. Дифференциалы распределяют мощность в соответствии с внутренним передаточным числом механизма независимо от мощности, необходимой по внешним условиям, определяемым сопротивлением качению. Суммарный момент передается на минимально нагруженное внешним моментом колесо, это свойство дифференциалов часто лишает автомобиль подвижности в тяжелых дорожных условиях и на местности.

В большей мере условиям обеспечения высокой проходимости отвечает блокированный привод колес. Он обеспечивает лучшую приспособляемость к изменяющимся по состоянию грунта и профилю поверхности дорожным условиям. При блокированном приводе колес и при отсутствии кинематического несоответствия благодаря различной приведенной тангенциальной эластичности шин и грунта вследствие неодинаковой опорной поверхности под колесами разных осей на большинстве грунтов приблизительно может быть обеспечена требующаяся неравномерность распределения моментов по колесам и осям, тем большая, чем больше разница в состоянии грунта под колесами, определяющими приведенную тангенциальную эластичность движителя.

Возникновение большого по величине длительно действующего кинематического несоответствия может резко изменить закон распределения крутящих моментов по колесам. Так, при криволинейном движении на одном и том же грунте картина распределения моментов по мостам резко меняется. На деформи-

руемых уплотняемых грунтах при прямолинейном движении на передний мост подводится больший момент, чем на остальные мосты, что и требуется по условиям движения. При повороте, наоборот, к передним управляемым мостам подводится меньший момент и перегружаются задние ведущие мосты.

Это объясняется несколькими причинами: во-первых, возникновением кинематического несоответствия между мостами в результате криволинейного движения; во-вторых, возрастанием общего сопротивления движению из-за того, что каждое колесо должно прокладывать свою колею, и, в-третьих, выравниванием приведенных тангенциальных эластичностей колес, так как грунтовые условия под каждым колесом практически одинаковы.

Э}<спериментально установлено [13 и 19], что при определенных радиусах поворота дифференциальная раздача мощности по колесам становится более целесообразной, чем блокированный привод колес. Так, сопротивление движению автомобиля по круговой траектории радиусом от 30 до 12 м оказывается больше сопротивления прямолинейному движению на одном и том же грунте при блокированном приводе в 2,1 ..2,3 раза, а при дифференциальном приводе только в 1,5.. 1,6 раза.

Учитывая исключительную неоднородность механических свойств и профиля многих естественных грунтовых поверхностей, для механической трансмиссии предпочтительным из условия обеспечения высокой проходимости следует считать блокированный привод колес. Этот вывод подтверждают сравнительные испытания многоосных автомобилей на местности.

Испытания автомобилей показали, что блокирование дифференциалов при движении по сравнительно ровным поверхностям (по снегу и по деформируемым грунтам) существенного влияния не оказывает и резких преимуществ не дает. Средние скорости движения автомобилей были практически одинаковые, автомобили застревали в равных условиях и по причинам, не зависящим от типа привода колес.

Влияние типа привода колес на проходимость резко проявляется при движении по дорогам и местности, имеющим большие неровности (высотой больше суммарного хода подвески), и при преодолении различных препятствий. При больших перераспределениях вертикальных нагрузок между осями и отдельными колесами снижаются тяговые возможности автомобиля с дифференциальным приводом.

Сравнительные заезды по преодолению снежных заносов с большой высотой снежных валов показали, что автомобиль с блокированным приводом уверенно преодолевает снежные валы высотой до 2 м. При остановке из-за больших сопротивлений автомобиль без посторонней помощи движется задним ходом и сходит с препятствия. Автомобиль с дифференциальным приводом преодолевает снежный вал высотой до 1,5 м. В случае оста-