9.3. Опорно-сцепная проходимость
Опорно-сцепная проходимость – это способность ТС двигаться по деформируемым грунтам и по дорогам с малым коэффициентом сцепления шин.
По ГОСТ 22653-75 к оценочным показателям опорно-сцепной проходимости АТС относятся:
вес, приходящийся на ведущие колеса;
коэффициент сцепного веса;
удельная мощность;
мощность сопротивления качению;
мощность сопротивления движению;
мощность колее образования;
полная сила тяги;
коэффициент свободной силы тяги;
сила тяги на крюке;
удельная сила тяги на крюке;
тяговая мощность на крюке;
удельная тяговая мощность на крюке.
Часто в качестве дополнительного оценочного показателя опорно-сцепной проходимости АТС используют величину удельного давления колес на дорогу.
Для полно приводных автомобилей основным показателем опорно-сцепной проходимости является тягово-скоростная характеристика на заданном участке дороги – зависимость удельной силы тяги на крюке автомобиля от скорости движения на разных передачах.
Дополнительными оценочными показателями опорно-сцепной проходимости для полно приводных автомобилей являются:
зависимость мощности сопротивления качению автомобиля от скорости движения, определяемая одновременно с тягово-скоростной характеристикой;
критерий предельного уровня проходимости – способность преодоления труднопроходимых участков грунта и наибольшая глубина снежной целины.
Сцепной вес Gj – нагрузка, приходящаяся на ведущие колеса автомобиля. Для дорожных автомобилей, работающих в основном на дорогах с твердым покрытием, сцепной вес считается одним из основных показателей, определяющих уровень проходимости.
Коэффициент сцепного веса Kj – отношение массы, приходящейся на ведущие колеса автомобиля к его полной массе.
Остальные оценочные показатели опорно-сцепной проходимости по содержанию аналогичны с показателями тягово-скоростных свойств.
9.4. Влияние конструктивных параметров автомобиля и эксплуатационных факторов на проходимость
Как уже отмечалось ранее, на проходимость АТС существенное влияние оказывает сцепной вес. Коэффициент сцепного веса Kj для полно приводных автомобилей равен единице. Для дорожных автомобилей он находится в пределах 0,46…0,8 в зависимости от компоновки и состояния по загруженности. У легковых и грузовых задне приводных автомобилей снаряженной массы Kj меньше, чем у автомобилей полной массы, т. е. проходимость таких автомобилей с полной массой выше, а у передне приводных автомобилей наоборот – ниже.
При преодолении подъема по сравнению с движением по горизонтальной дороге проходимость задне приводных автомобилей увеличивается, а у передне приводных снижается.
При буксировке прицепа больше нагружаются задние колеса, поэтому у заднеприводных автомобилей Kj самого автомобиля увеличивается, хотя в целом для автомобиля уменьшается, а значит снижается проходимость. При движении по грунтам с внутренним сцепление (глинистые грунты) повышение площади контакта шины с грунтом увеличивает коэффициент сцепления. На сыпучих (песчаных) грунтах с низким значением коэффициента внутреннего трения изменение диаметра шины практически не влияет на ее сцепные качества.
Применение одинарных колес при равной ширине колеи для всех мостов обеспечивает движение всех колес одного борта на прямолинейных участках по одному следу. В этом случае на большинстве грунтов суммарное сопротивление качению всех колес наименьшее, а сцепление наибольшее за счет уплотнения грунта идущими впереди колесами. Однако на заболоченных грунтах с дерновым покрытием целесообразно движение каждого колеса по своему следу, для чего на практике применяют перестановку колес, изменяющую ширину колеи.
Снижение давления в шине увеличивает площадь контакта шины с грунтом, поэтому улучшает сцепные качества, особенно на деформируемых грунтах. Обобщенный коэффициент сцепления jх определяется коэффициентом сцепления ведущих колес с дорогой, нагрузкой на ведущие колеса и условиями передачи и распределения крутящего момента, подводимого от двигателя к ведущим колесам. Тип трансмиссии определяет плавность передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. С этой точки зрения наиболее неблагоприятной является механическая трансмиссия, при которой возможны разрывы потока мощности при переключении передач, резкие колебания и броски крутящего момента при трогании с места.
Гидродинамические, гидрообъемные и электрические трансмиссии обеспечивают более плавную передачу крутящего момента к ведущим колесам. Это способствует уменьшению динамических воздействий на дорогу и тем самым повышению проходимости автомобиля.
В приводах к ведущим колесам используют межколесные и межосевые дифференциалы. При наличии в приводе дифференциала с пониженным трением максимальное окружное усилие, развиваемое на ведущих колесах, ограничивается сцеплением колеса, находящегося на поверхности с наименьшим коэффициентом сцепления. При блокированных же межколесных и межосевых дифференциалах максимальное окружное усилие на каждом колесе будет определяться произведением нормальной реакции колеса на его коэффициент сцепления. При высоких значениях коэффициента блокировки ухудшается управляемость и устойчивость автомобиля и возрастает износ шин.
Опорная проходимость определяет возможность движения в ухудшенных дорожных условиях и по деформированному грунту.
В
S
hr
Рис. 65. Схема деформированного грунта
,
где с, µ – постоянные на основных экспериментальных;
-
жесткость оболочки шины;
-
давление воздуха в шине.
При
МПа
=0,01…0,02
МПа, при
МПа
=0,03…0,07
МПа.
Существует сила трения материала шины с грунтом:
,
где
-
коэффициент трения резины по грунту;
-
коэффициент насыщенности рисунка
протектора.
= 0,8…0,9 – для шины обычной проходимости;
= 0,35…0,45 – повышенной проходимости по твердой поверхности;
= 0,15…0,25 – дорожные шины (легковой автомобиль).ердой поверхности;