Показатели характеризующие автомобили повышенной проходимости. Повышаем проходимость автомобиля: советы от профессионалов

— это его способность двигаться по плохим дорогам и в условиях бездорожья, а также преодолевать различные препятствия, встречающиеся на пути. Проходимость опре­деляется способностью преодолевать сопротивление качению (исполь­зуя тяговые силы на колесах), габаритными размерами транспортного средства, способностью автомобиля преодолевать препятствия, встре­чающиеся на дороге.

Основным фактором, характеризующим проходимость, является соотношение между наибольшей тяговой силой, и силой сопротивления движению. В большинстве случаев проходимость автомобиля ограничивается недостаточной силой сцепления колес с дорогой и в свя­зи с этим невозможностью использовать максимальную тяговую силу. Для оценки проходимости автомобиля по грунту пользуются ко­эффициентом сцепной массы, определяемым делением массы, приходя­щейся на ведущие колеса на общую массу автомобиля.

Коэффициент сцепной массы для различных автомобилей отличается и наибольшую проходимость имеют автомобили, у которых все колеса являются ведущими.

В случае применения прицепов, увеличивающих общую массу ав­топоезда, но не изменяющих сцепную массу, проходимость резко сни­жается.

На величину сцепления ведущих с дорогой значительное влияние оказывает удельное давление на дорогу и рисунок про­тектора. Удельное давление определяется делением массы, приходя­щейся на колесо, на площадь отпечатка шин. На рыхлых грунтах про­ходимость автомобиля будет лучше, если удельное давление будет меньше. На твердых и скользких дорогах проходимость улучшается при большом удельном давлении.

Шины с крупным рисунком протектора на мягких грунтах будут иметь отпечаток большей площади и меньшее удельное давление; на твердых грунтах отпечаток этой шины будет меньшей площади и удель­ное давление увеличивается.

При движении по мягкому или заболоченному грунту применяют арочные шины, дающие большой отпечаток и меньшее удельное дав­ление, а также применяют автомобили, где давление воздуха в шинах может регулироваться.

На проходимость автомобиля влияет также разная ширина колеи передних и задних колес. При совпадении колеи передних и задних колес задние колеса катятся по уже прорезанной колее, поэтому со­противление их качению уменьшается, а проходимость автомобиля повышается, за исключением болотистой местности, где задние колеса могут проваливаться.

Проходимость автомобиля определяется и по габаритным размерам.

Габаритные параметры проходимости - показатели, характери­зующие проходимость подвижного состава по неровностям дороги и его способность вписываться в дорожные габариты. Основными габа­ритными параметрами проходимости являются: до­рожный просвет h, углы переднего α1 и заднего α2 свеса, продольный ρ1 и поперечный ρ2 радиусы проходимости, наружный Rн и внутрен­ний Rв радиусы поворота, поворотная ширина bк коридора, углы гибкости βв в вертикальной и αг в горизонтальной плоскостях.

Рис. Габаритные параметры проходимости автомобиля

Рис. Углы гибкости в вертикальной (а) и горизонтальной (б) плоскостях

Дорожный просвет — это расстояние между низшей точкой подвижного состава и дорогой. Он характеризует воз­можность движения без задевания сосредоточенных препятствий (кам­ней, пней, кочек и т.д.). Обычно дорожный просвет находится под кар­тером главной передачи. Величина его зависит от типа подвижного состава и условий его эксплуатации. Так, для грузовых автомобилей дорожной проходимости дорожный просвет составляет 245 …290 мм, а для повышенной проходимости - 315 … 400 мм. Увеличение дорожного просвета приводит к повышению проходимости, что может быть достигнуто увеличением диаметра колес и уменьшением габари­тов главной передачи (например, разнесенная главная передача). Однако увеличение дорожного просвета приводит к повышению центра тяжести подвижного состава, в результате чего может ухудшиться его устойчивость.

Углы переднего и заднего свеса — это углы, образованные плоскостью дороги и плоскостями, каса­тельными к передним и задним колесам и к выступающим низшим точ­кам передней и задней частей подвижного состава. Они характеризуют проходимость по неровным дорогам во время въезда или съезда с пре­пятствия (наезд на бугор, переезд через канаву, яму, кювет и т.д.).

Чем больше величина углов аь и аг, тем большей крутизны дорожные неровности может преодолеть подвижной состав. Для грузовых авто­мобилей дорожной проходимости углы свеса составляют: а1=25……42° и а2 - 18 …38°, а для повышенной проходимости - соответственно 35 … 55° и 32 … 42°.

Продольные и поперечные радиусы проходимости — это радиусы окружностей, касатель­ных к колесам и низшим точкам подвижного состава соответственно в продольной и поперечной, плоскостях. Эти радиусы определяют контуры препятствий, преодолеваемых подвижным составом без их за­девания. Чем меньше указанные радиусы, тем выше проходимость; подвижного состава. Так, например, продольный радиус проходимости для обычных грузовых автомобилей составляет 2,7 … 5,5 м, а для; повышенной проходимости - 2,0 …3,5 м.

— это углы возможного отклонения оси сцепной петли прицепа от оси тягового крюка. Угол вертикальной гибкости автопоезда характеризует его проходимость по неровностям дороги, а угол горизонтальной гибкости - способность к поворотам, т. е. его маневренность. Для автопоездов с двухосными прицепами углы гибкости составляют: βв не менее ±62° α г не менее ±55°, а для седельных автопоездов βв не менее ±8° и α ± 90°.)

Маневренность автомобиля определяется:

• Внутренним и наружным радиусами поворота называются расстояния от центра поворота соответственно до ближайшей и наиболее удаленной точек подвижного состава при максимальном повороте управляемых колес.
• Поворотной шириной коридора называется раз­ность между наружным и внутренним радиусами поворота.
• Радиусы поворота и поворотная ширина коридора характеризуют маневренность подвижного состава, т. е. его способность поворачиваться на минимальной площади. Одиночные автомобили более маневренны, чем автопоезда. Маневренность автопоездов снижается при увеличении количества единиц прицепного состава.

Как улучшить проходимость автомобиля: надежные помощники автолюбителя
Каждый водитель, которому приходится часто , готов сделать возможное для повышения проходимости своего транспортного средства. Почему бы и нет, ведь с помощью современных и надежных приспособлений это вполне реально. При выборе устройств нужно четко осознавать возможности своего «железного коня», ведь только так можно организовать его нормальную эксплуатацию и подобрать оптимальный способ повышения
проходимости. И самое главное — решение данного вопроса должно быть комплексным. На что же обратить
Главное — автолюбитель должен решить задачу увеличения геометрической проходимости, снижения сопротивления качению автомобиля во время движения авто по бездорожью, увеличения тяги ведущего моста, а также работоспособности основных узлов авто.

Какие же на сегодня существуют изделия для повышения проходимости?
К таковым можно отнести самовытаскивающий якорь , противобуксатор , траковую цепь , цепь противоскольжения (гусеничную и мелкозернистую) , а также ремни для повышения проходимости . Если автомобиль продвигается по бездорожью, то автолюбители всегда могут подключить второй мост (если есть такая возможность). В этом случае сила сцепления существенно возрастет. На наиболее проблемных участках рекомендуется включать пониженные передачи, в противном случае тяговой силы может не хватить для преодоления препятствия. На бездорожье лучше избегать подъемов (появляется дополнительное сопротивление). При этом лучше не форсировать скорость.

Наиболее востребованными устройствами для увеличения проходимости транспортного средства являются . Как уже упоминалось, они бывают гусеничными, мелкозвенчатыми и траковыми. При этом каждый тип имеет свои особенности.

Траковые цепи

Применение данных изделий будет очень актуальным при передвижении по заснеженной или болотистой местности. Они очень пригодятся для преодоления обычных препятствий на мокрой грунтовой дороге. Но здесь крайне важно организовать правильное натяжение, которое проверяется очень просто: трак должен подниматься пальцем над колесом на высоту около 5-8 миллиметров.

Позволяют эффективно передвигаться по грунтовым, скользким и мокрым дорогам. Можно использовать данные устройства для передвижения по заснеженным или обледенелым трассам (здесь также очень важна правильная установка – должны свободно перемещаться, не врезаясь в шины).

Цепи гусеничного типа

Больше подойдут для поездок по заснеженным и грунтовым заболоченным дорогам. При правильном натяжении верхняя ветвь должна провисать между колесами на 1-1,5 см. Гусеничные цепи стоит сразу же снимать после прохождения сложного участка. В противном случае можно нанести вред дорожному покрытию, «спалить» массу бензина и износить покрышки.

Данные приспособления очень пригодятся, если необходимо выбраться из какого-либо серьезного «капкана». Перед тем, как производить монтаж противобуксаторов, необходимо на ведущие (желательно задние) колеса закрепить цепи-браслеты. В этом случае автомобиль гораздо быстрее преодолеет препятствие.

Ремни для повышения проходимости

Устройства очень популярны в среде водителей. Это и не удивительно, ведь данные изделия являются настоящими помощниками, когда необходимо преодолеть грязь, снег и песок. Они очень просты в применении и легко снимаются. Ремни для проходимости больше всего пригодятся для легковых автомобилей, внедорожникой, микроавтобусов.

Проходимость – способность ПА двигаться по заснеженным, мокрым и плохим (разбитым, размокшим) дорогам, бездорожью и преодолевать естественные (подъемы, спуски, косогоры) или искусственные препятствия без вспомогательных средств.

Маневренность – способность ПА поворачиваться (маневрировать) на минимальной площади.

Единого показателя, характеризующего проходимость и маневренность ПА, не существует. Проходимость и маневренность ПА зависит от его геометрических размеров и опорно-тяговых свойств, а также от конструкции трансмиссии (дифференциала, коробки передач) и механизма поворота управляемых колес.

По проходимости АТС делятся на дорожные (обычной проходимости), повышенной и высокой проходимости.

К дорожным относят АТС , предназначенные для преимущественного использования на дорогах с твердым покрытием. Обычно эти АТС являются неполноприводными (с колесной формулой 42);

62; 64 – первая цифра соответствует общему числу колес АТС, вторая – числу ведущих колес) с колесами дорожного рисунка шин и с простыми (неблокируемыми) дифференциалами.

Автомобильные транспортные средства повышенной проходимости предназначены для движения по дорогам с твердым покрытием, вне дорог и для преодоления естественных препятствий. Обычно эти АТС являются полноприводными (с колесной формулой – 44; 66 и т.д.), имеют тороидные или широкопрофильные (реже арочные) шины с системой регулирования давления воздуха. В трансмиссиях этих АТС часто применяют блокируемые дифференциалы.

Автомобильные транспортные средства высокой проходимости создаются для преимущественного использования вне дорог. Эти АТС имеют полный привод ведущих колес и специальные шины (шины сверхнизкого давления, пневмокатки).

Различают профильную и опорно-тяговую проходимость. Профильная проходимость характеризует способность АТС преодолевать неровности пути, препятствия и вписываться в дорожные габариты. Опорная проходимость – способность АТС двигаться по деформируемым грунтам.

Показатели профильной проходимости (рис. 6.13):

дорожный просвет h , м;

передний l 1 и задний l 2 свесы, м;

передний  1 и задний  2 углы свеса (или угол  1 въезда и угол  2 съезда), град.;

радиусы продольной R 1 и поперечной R 2 проходимости, м;

наибольший угол преодолеваемого подъема  max ;

наибольший угол преодолеваемого косогора ;

ширина преодолеваемого рва l р;

высота преодолеваемой вертикальной стенки (эскарпа).

Рис. 6.13. Показатели профильной проходимости

Дорожный просвет h (расстояние от нижней точки автомобиля до опорной поверхности) определяет возможность движения ПА по мягкому грунту и через единичные препятствия (камни, пни, кочки и т.д.). Чем больше h, тем лучше проходимость ПА. У ПА повышенной и высокой проходимости дорожный просвет h больше, чем у ПА на базе дорожных АТС. С увеличением грузоподъемности дорожный просвет h обычно увеличивается.

От свеса l 1 и l 2 зависит проходимость ПА при преодолении канав, кюветов. Чем меньше l 1 и l 2 , тем меньше вероятность «вывешивания» колес при преодолении препятствий.

Углы свеса  1 и  2 влияют на возможность преодоления ПА препятствий с короткими подъемами и спусками. Чем больше  1 и  2 , тем больше крутизна коротких неровностей, через которые может переехать ПА, не задевая за неровность при въезде и съезде.

Продольный радиус проходимости R 1 равен радиусу сегментного препятствия (с хордой, равной базе L АТС), через которое ПА может переехать поперек, не задевая нижней точкой, расположенной в средней части. Чем меньше R 1 , тем выше проходимость ПА, т.е. способность преодолевать местность с гребнистыми препятствиями (насыпи, бугры).

Поперечный радиус проходимости R 2 равен радиусу сегментного препятствия (с хордой, равной базе в АТС), через которое ПА может переехать вдоль, не задевая нижней точкой, расположенной между колесами. Чем меньше R 2 , тем лучше проходимость ПА при преодолении насыпей и борозд вдоль.

На профильную проходимость длинномерных ПА (автолестниц, автоподъемников) влияет соотношение между габаритными размерами: длиной L г , высотой H г и шириной В г. Соотношение между высотой Н г и длиной L г определяет проходимость под мостами или эстакадами (рис. 6.14).

Рис. 6.14. Влияние габаритов пожарного автомобиля на его продольную проходимость

При определении проходимости ПА под мостом необходимо убедиться в обеспечении H г < Н  на всей габаритной длине L г автомобиля, так как при вогнутой дороге и большой длине L г возможная для проезда высота уменьшается (рис. 6.14).

Показатели опорно-тяговой проходимости:

максимальная сила тяги Р к max ;

максимальный динамический фактор D max ;

коэффициент сцепления шин с дорогой ;

нагрузка на ведущие колеса (сцепной вес) G в;

давление колес на дорогу р.

Для увеличения проходимости ПА необходимо увеличивать D max и  (см. п. 6.1). Сцепной вес ПА можно увеличить, если увеличить число ведущих колес (использовать полноприводное базовое шасси) или сместить центр масс ПА в сторону ведущего моста.

Основным показателем опорно-тяговой проходимости ПА по дорогам с мягким покрытием является давление колес на дорогу:

(6.69)

где R n – нагрузка, воспринимаемая колесом, Н; S n – площадь контакта колеса с дорогой, м 2 .

Давление р современных ПА изменяют от 50 кПа (0,5 кг/см 2) при движении по мягким грунтам до 300 кПа (3 кг/см 2) при движении по дорогам с твердым покрытием. Лучшую проходимость имеют ПА с регулируемым давлением воздуха в шинах. Обычно для улучшения проходимости ПА необходимо уменьшить давление, но при движении по некоторым грунтам, наоборот, увеличивать.

Уменьшение давления воздуха в шине влияет также на коэффициент сцепления φ (см. табл. 6.1). Увеличения коэффициента  на мягких грунтах добиваются обычно уменьшением р, т.е. увеличением площади контакта шины с грунтом. Увеличения коэффициента  на дорогах с твердым основанием (например, асфальтобетонное шоссе, покрытое грязью, или неглубокие снежные заносы на дороге) добиваются увеличением р.

Показатели маневренности (рис. 6.15):

минимальный радиус поворота наружного переднего колеса R н;

ширина полосы движения А при повороте;

максимальный выход отдельных частей ПА за пределы траекторий движения наружного переднего и внутреннего заднего колес (расстояния a и b ).

Рис. 6.15. Показатели маневренности одиночного автомобиля

Наиболее маневренны ПА со всеми управляемыми колесами. При буксировке прицепа маневренность ПА ухудшается, так как при повороте увеличивается ширина полосы движения А.

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 = G а /F ш n ш, (175)

где G а - полный вес автомобиля;

F ш - площадь контакта шины с дорогой;

n ш - число шин.

При оценке давления шин на грунт следует различать среднее давление по выступам протектора и среднее давление по контуру пятна контакта. Так как К н < 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 * /M а) и коэффициентом сцепления шин с опорной поверхностью (j 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:

р т = Р тмах /М а, (176)

где P тмax = M emax i тр h тр /r д - максимальная сила тяги, которую может развить автомобиль.

Удельной мощностью:

N уд = N емах /М а, (177)

где N еmax - 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 j P т P y . (178)

Для оценки геометрической (профильной) проходимости автомобиля используется ряд геометрических показателей: 1) дорожный просвет автомобиля (h п); 2) передний (l пс) и задний свес автомобиля (l зс); 3) угол переднего свеса (b пс) и заднего свеса (b зс); 4) продольный (r пр) и поперечный радиус проходимости (r пп); 5) угол продольной гибкости автопоезда (l пр); 6) угол поперечной гибкости автопоезда (l пп); 7) угол перекоса мостов (g). 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 (l пс) и задний свес (l зс), а также углы переднего b пс и заднего (b 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 b пс и b 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 r пр и поперечной r 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 r 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 l 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 g 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.

Геометрические показатели проходимости определяют способность автомобиля не задевать за препятствия, ограничивающие пространство для его движения. Они определяются конструкцией и компоновкой автомобиля.

Основными габаритными параметрами проходимости (рис. 11.1) являются: дорожный просвет (с), углы переднего и заднего свеса (γ 1 , γ 2), продольный и поперечный радиусы проходимости (R 1 , R 2), наружный и внутренний габаритные радиусы поворота (R н, R в), поворотная ширина (b к), углы гибкости подвижного состава (рис. 11.2) в вертикальной и горизонтальной плоскостях (β в, α г).

а

б

в

а – продольная проходимость; б – поперечная проходимость; в – радиусы поворота

Рисунок 11.1 – Геометрические параметры проходимости автомобиля

Дорожный просвет – это расстояние (с) между низшей точкой автомобиля и плоскостью дороги (см. рис. 11.1, а, б), которое характеризует возможность движения автомобиля без задевания различных препятствий (камней, пней и т.п.). Низшей точкой автомобиля обычно являются картер ведущего моста, картер маховика двигателя и т. п.

Углами переднего и заднего свеса (γ 1 , γ 2) называются углы, образованные плоскостью дороги и плоскостями, касательными к передним и задним колесам и к выступающим низшим точкам передней и задней частей автомобиля. Они характеризуют проходимость автомобиля по неровным дорогам во время въезда на препятствие или съезда с него (наезд на бугор, переезд через канаву, яму, кювет и т.д.). Чем больше углы свеса, тем более крутые дорожные неровности может преодолеть автомобиль.

а

б

а – в вертикальной; б – в горизонтальной

Рисунок 11.2 – Углы гибкости автопоезда в плоскостях

Продольный и поперечный радиусы проходимости (R 1 , R 2) представляют собой радиусы окружностей, касательных к колесам и низшим точкам автомобиля в продольной и поперечной плоскостях. Эти радиусы определяют контуры препятствий, которые автомобиль может преодолеть. Чем меньше указанные радиусы, тем выше проходимость автомобиля.

Внутренний и наружный габаритные радиусы поворота (R н, R в) – это расстояния от центра поворота (О ) соответственно до ближайшей и наиболее удаленной точек автомобиля при максимальном повороте управляемых колес (рис. 11.1, в).

Поворотная ширина автомобиля (b к) характеризует разность между его наружным и внутренним радиусами поворота.

Радиусы поворота и поворотная ширина автомобиля характеризуют также и маневренность автомобиля – способность поворачиваться на минимальной площади.