Оцінкові показники опорно-зчіпної прохідності.

Опорно-зчіпна прохідність визначає можливість руху важкопрохідною місцевістю, характеризуючи ефективність використання несучої здатності грунту. Опорно-зчіпна прохідність залежить від конструктивних параметрів рушія і трансмісії автомобіля. Виступаючі частини профілю протекторів впливають на зчеплення колісного рушія з опорною поверхнею. Тиск повітря в шині впливає на розміри площі контакту колеса з дорогою. При більшій контактній поверхні зменшується питоме навантаження на грунт, а отже, зменшується ймовірність руйнування несучого шару.

Від типу трансмісії залежить плавність передачі крутного моменту від двигуна до ведучих коліс. З цього погляду найгіршою є механічна ступенева трансмісія, оскільки в ній можливий розрив потоку потужності при перемиканні передач, різкі коливання крутного моменту. Гідродинамічні, гідростатичні і електричні трансмісії забезпечують плавну передачу крутного моменту до ведучих коліс. Це сприяє зменшенню динамічних навантажень на грунт і тим самим підвищенню його несучої здатності, завдяки чому поліпшується прохідність автомобіля.

Нормативними документами передбачено ряд оцінкових показників опорно-зчіпної прохідності, основними з яких є такі:

– зчіпна маса автомобіля М_зч. Це частина маси автомобіля, що припадає на його ведучі колеса і створює нормальні навантаження на них;

– коефіцієнт зчіпної маси, який визначається як відношення зчіпної маси до повної маси автомобіля.

Тут G_зч= М_зч·g– зчіпна вага автомобіля.

За умовою достатності зчеплення рух автомобіля можливий, якщо

,

звідки або

Чим більше значення зчіпної ваги, а отже й коефіцієнта зчіпної маси, тим менша ймовірність втрати прохідності у важких дорожних умовах;

– питома потужність автомобіля, що визначається як відношення максимальної потужності двигуна до повної маси автомобіля;

– потужність, що витрачається на утворення колії, тобто на ущільнення ґрунту під колесами;

– середній тиск колеса на поверхню дорогу

,

де F_к– площа контакту колеса з опорною поверхнею.

Для дорожних автомобілів припустиме значення середнього тиску колеса на дорогу [ р_с= 0,6 МПа.

– середній тиск по виступах рисунка протектора

,

де F_пр– площа виступаючих частин протектора в площині контакту.

Для дорожних автомобілів припустиме значення середнього тиску по виступах рисунка протектора [ р_пр= 0,85 МПа.

Долання автомобілем порогових перешкод

До порогових перешкод належать власне поріг, тобто вертикальна стінка, і рів. Гранична висота порога, через який може проїхати автомобіль, залежить від геометричних параметрів машини (профільна прохідність) та від її тягово-зчіпних можливостей.

Рис. 68. Схема переїзду колесом порога

Розглянемо схему сил, що діють на ведуче колесо повноприводного автомобіля при доланні порога в момент втрати колесом контакту з дорогою (рис. 68). При цьому припускається, що коефіцієнти зчеплення колеса з опорною поверхнею та з порогом рівні.

На колесо діють:

– нормальна сила G;

– поздовжня штовхаюча сила Р_х:

– тяговий момент Т;

– нормальна реакція порога R_N;

– дотична реакція порога R_τ.

Рівняння рівноваги сил по нормальній Nта дотичній τ осях:

Умовою руху ведучого колеса є відсутність його буксування об поріг:

тобто

Визначивши з рівняння рівноваги реакції порога і підставивши їх в нерівність, одержуємо

Поділивши чисельник і знаменник правої частини на , одержуємо

З рисунка видно, що

,

де r_c– статичний радіус колеса;h_п– висота порога; Δ_ш– деформація шини.

Отже

Гранична висота порога h_побчислюється при рівності правої і лівої частини наведеної вище нерівності, тобто з виразу

Звідси

Аналізуючи одержану формулу, можна зробити такі висновки щодо залежності висоти порога від різних параметрів:

– висота порога збільшується зі збільшенням статичного радіусу колеса r_c, деформації шини Δ_ш, штовхаючої сили Р_х, коефіцієнта зчеплення φ;

– висота порога зменшується зі збільшенням нормального навантаження G.

Найсуттєвіше впливають на висоту порога радіус колеса і штовхаюча сила.

Враховуючи, що відношення доволі мале, наближене значення висоти порога може визначатися з виразу

Якщо автомобіль неповноприводний, тоді для ведучого колеса штовхаюча сила , і висота порога, через який може переїхати ведуче колесо

При переїзді через поріг веденим колесом тяговий момент Т=0, тому дотична реакція , тобто можна прийняти, що коефіцієнт зчеплення, і тоді висота порога, через який може переїхати ведене колесо

Максимальна ширина рова, через який може переїхати колесо, визначається за висотою порога і дорівнює довжині хорди колеса, опущеного на глибину, що рівна найбільшій висоті порога (рис. 69).

Рис. 69. Схема переїзду колеса через рів

Ширина рова

Якщо не враховувати деформацію шини