8. Проходимость автомобиля
8.1. Проходимость автомобиля и ее значение
Проходимость - это эксплуатационное свойство, определяющее возможность движения автомобиля в ухудшенных дорожных условиях, по бездорожью и при преодолении различных препятствий.
Проходимость автомобиля - это комплексное свойство, которое складывается из 4-х частных свойств (рис. 38) /6/.
Проходимость
Свойства:
Опорные
Геометрические
Тяговые
Сцепные
Определяют сопротивление движению
Определяют величину тяговых усилий
Рис. 38. Свойства проходимости
Опорные свойства автомобиля характеризуют его способность передвигаться без больших сопротивлений, возникающих при взаимодействии его колес с деформируемой опорной поверхностью.
Геометрические свойства определяют возможность движения автомобиля без контактов его корпуса (шасси и кузова) с неровностями опорной поверхности или находящимися на ней предметами (пнями, валунами и т.п.), при которых возникает "бульдозерный" эффект и дополнительное сопротивление движению.
Тяговые свойства автомобиля определяют его возможности по созданию больших тяговых усилий на ведущих колесах.
Сцепные свойства автомобиля заключаются в его способности обеспечивать хорошее сцепление ведущих колес с опорной поверхностью.
8.2. Показатели проходимости
По уровню проходимости все автомобили принято подразделять на три категории (рис. 39).
Автомобили
Ограниченной проходимости (4х2, 6х2,
6х4)
Повышенной проходимости (4х4,
6х6)
Высокой
проходимости (8х8, 10х10 и
спецконструкции)
Рис. 39. Классификация автомобилей по проходимости
Показатели опорных свойств. Основным показателем опорных свойств автомобиля является коэффициент сопротивления качению, величина среднего давления шин на грунт:
Р = Gа/Fшnш, (175)
где Gа - полный вес автомобиля;
Fш - площадь контакта шины с дорогой;
nш - число шин.
При оценке давления шин на грунт следует различать среднее давление по выступам протектора и среднее давление по контуру пятна контакта. Так как Кн 1, то среднее давление по выступам всегда больше среднего давления по контуру.
Указанные показатели опорных свойств имеют важное значение, т.к. предопределяют размер сил сопротивления качению.
Показатели сцепных свойств. Сцепные свойства автомобиля характеризуются величиной сцепной массы (M*), т.е. массы, приходящейся на ведущие колеса автомобиля; коэффициентом сцепной массы (m* = M*/Mа) и коэффициентом сцепления шин с опорной поверхностью (х). Перечисленные показатели определяют предельную величину силы тяги, которая может быть реализована ведущими колесами по сцеплению.
Показатели тяговых свойств. Тяговые свойства автомобиля характеризуются:
- удельной силой тяги:
рт = Ртмах/Ма, (176)
где Pтмax = Memaxiтртр/rд - максимальная сила тяги, которую может развить автомобиль.
- удельной мощностью:
Nуд = Nемах/Ма, (177)
где Nеmax - максимальная эффективная мощность двигателя.
Все вышеперечисленные группы показателей дают лишь косвенную оценку проходимости автомобиля по слабым грунтам и не характеризуют возможность движения автомобиля в тех или иных конкретных дорожных условиях.
Из уравнения силового баланса следует, что движение автомобиля по той или иной грунтовой поверхности в принципе возможно, если соблюдаются следующие условия:
P
Pт
P.
(178)
Для оценки геометрической (профильной) проходимости автомобиля используется ряд геометрических показателей: 1) дорожный просвет автомобиля (hп); 2) передний (lпс) и задний свес автомобиля (lзс); 3) угол переднего свеса (пс) и заднего свеса (зс); 4) продольный (пр) и поперечный радиус проходимости (пп); 5) угол продольной гибкости автопоезда (пр); 6) угол поперечной гибкости автопоезда (пп); 7) угол перекоса мостов (). Смысл перечисленных показателей поясняют рис. 40 - 44.
Рис. 40. Геометрические показатели проходимости автомобиля
Дорожный просвет представляет собой расстояние от опорной поверхности до наиболее низко расположенной точки автомобиля, и характеризует возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных препятствий (пни, кочки, камни и т.п.).
Передний (lпс) и задний свес (lзс), а также углы переднего пс и заднего (зс) свеса автомобиля характеризуют проходимость автомобиля по неровным дорогам при въезде на препятствие или при съезде с него, например в случаях наезда на бугор, переезда через канавы, овраги и т.п. Передний и задний свес – это расстояние от крайней передней (задней) точки автомобиля до плоскости, перпендикулярной продольной оси и проходящей через переднюю (заднюю) ось.
Для определения углов пс и зс проводят касательные к внешним окружностям шин передних и задних колес и к наиболее удаленным точкам передней и задней частей автомобиля. У многоосных автомобилей с балансирной подвеской осей тележки угол заднего свеса определяется при подъеме колес заднего моста до полного смятия буфера (рис.41), что соответствует началу отрыва колес среднего моста от опорной поверхности.
Рис. 41. Особенности определения продольного радиуса
проходимости и угла заднего свеса у многоосных автомобилей
Радиусы продольной пр и поперечной пп проходимости определяют очертание препятствия, которое, не задевая, может преодолеть автомобиль. Величину радиусов проходимости определяют по выполненному в масштабе эскизу автомобиля радиусами соответствующих окружностей, проведенных касательно к колесам и наиболее низкой точке автомобиля. Малые величины радиусов продольной и поперечной проходимости соответствуют лучшей проходимости автомобиля. Уменьшая, например, базу автомобиля, и увеличивая диаметр колес, можно уменьшить пр. У трехосных автомобилей с балансирной подвеской двух задних мостов продольный радиус проходимости определяется при подъеме колес среднего моста до полного смятия буфера, что соответствует началу отрыва колес заднего моста от опорной поверхности.
Угол продольной гибкости является специфическим геометрическим показателем, относящимся только к автопоездам. Под углом продольной гибкости прицепного автопоезда понимается максимальный угол вертикального отклонения дышла прицепа от оси тягово-сцепного устройства автотягача (рис. 42).
Рис. 42. Угол продольной гибкости прицепного автопоезда
Для седельного тягача под пр понимается предельный угол вертикального отклонения оси полуприцепа от продольной оси автотягача (рис. 43,а).
а
б
Рис. 43. Углы продольной и поперечной гибкости седельного автопоезда
Угол поперечной гибкости автопоезда определяется как максимальный угол поперечного наклона полуприцепа относительно тягача, допускаемого конструкцией седельно-сцепного устройства (рис. 43,б).
Угол перекоса мостов представляет собой угол, образованный осями переднего и заднего моста при их предельном перекосе (рис. 44).
Рис. 44. Угол перекоса мостов
Угол перекоса мостов характеризует способность автомобиля двигаться по неровностям без потери контакта колес с опорной поверхностью. Это значительно снижает неравномерность распределения вертикальной нагрузки между колесами, способствует сохранению управляемости автомобиля и предотвращает падение силы тяги, создаваемой ведущими колесами.
Кроме рассмотренных выше показателей, ОСТ 37.001.061-74 и некоторые другие документы для автомобилей повышенной проходимости предусматривают еще ряд оценочных показателей. К ним относятся: наибольшая ширина преодолеваемого окопа, наибольшая глубина преодолеваемого брода, глубина образуемой колеи, наименьший радиус поворота без потери проходимости, максимальное тяговое усилие лебедки, длина троса лебедки, наличие системы регулирования давления воздуха в шинах, а также наличие блокировки межколесных и межосевых дифференциалов или наличие дифференциалов повышенного трения.