На проходимость автомобиля оказывают влияние следующие конструктивные и эксплуатационные факторы.
Тип колес.Ведущее колесо преодолевает вертикальное препятствие лучше, чем ведомое. Это происходит потому, что ведущее колесо стремится преодолеть вертикальное препятствие, а ведомое колесо только упирается в него.
На рис. 12.4 представлены схемы ведомого и ведущего колес автомобиля, которые преодолевают вертикальное препятствие высотой hпр.
На переднее ведомое колесо (рис. 12.4, а)в этом случае действуют вертикальная нагрузка Pz, толкающая сила Рхи реакция Rппрепятствия, составляющими которой являются Rzи Rx.
P'т , P''т — составляющие тяговой силы при преодолении препятствия
Исследованиями установлено, что для переднего ведомого колеса высота преодолеваемого вертикального препятствия hк= 2/3 rк. При высоте препятствия hпp= rк переднее ведомое колесо не может преодолеть его даже при очень большой толкающей силе Рх.
На ведущее колесо (рис. 12.4, б)по сравнению с ведомым дополнительно действует крутящий момент Мк,который вызывает появление силы Рт. Составляющая Р'тэтой силы уменьшает составляющую Rxреакции препятствия, противодействующую движению. Составляющая Р''ттяговой силы обеспечивает ведущему колесу возможность преодоления препятствия. Исследованиями установлено, что для ведущего колеса высота преодолеваемого вертикального препятствия hпp = rк.
Колея колес.Соотношение между колеями передних и задних колес автомобиля (рис. 12.5) имеет важное значение при движении по мягким грунтам. Несовпадение колеи передних и задних колес приводит к увеличению сопротивления движению, и наоборот. При совпадении колеи передних и задних колес проходи-
Рис. 12.5. Колеи передних и задних колес автомобиля:
а — совпадающие; б — несовпадающие; в — при двухскатных задних колесах
мость повышается, так как передние колеса образуют в грунте колею, а задние колеса движутся по уже уплотненному грунту колеи.
Обычно колеи передних и задних колес не совпадают у автомобилей с передними односкатными и задними двухскатными колесами. Несовпадение колеи возможно и у автомобилей со всеми односкатными колесами. Для таких автомобилей разница в ширине колеи передних и задних колес не должна превышать 25... 30 % ширины шины, иначе проходимость существенно ухудшится.
Тип подвески колес.При движении по пересеченной местности автомобилей с колесными формулами 6×4 и 6×6 исключение отрыва колес от грунта обеспечивает балансирная (рис. 12.6) или независимая подвеска. При использовании таких подвесок колеса лучше приспосабливаются к неровностям поверхности, и проходимость автомобиля повышается.
Гидропередача и раздаточная коробка.Применение гидропередач и раздаточных коробок с понижающими передачами существенно повышает проходимость автомобиля особенно по мягким и влажным грунтам. Благодаря их применению достигается минимальная скорость движения (0,5... 1,5 км/ч) и ее плавное изменение. Это обеспечивает непрерывное движение в тяжелых дорожных условиях, что очень важно, так как автомобиль часто останавливается в момент переключения передач.
Тип дифференциала.Конический симметричный дифференциал уменьшает проходимость автомобиля, так как распределяет поровну между ведущими колесами крутящий момент, а тяговая сила на них определяется колесом с меньшим сцеплением. Это дифференциал малого трения. Трение же в дифференциале позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее. При использовании конического дифференциала суммарная тяговая сила на ведущих колесах возрастает за счет трения на 4...6 %.
Червячный и кулачковый дифференциалы увеличивают проходимость автомобиля. Они являются дифференциалами повышенного трения. В случае их применения суммарная тяговая сила на ведущих колесах возрастает на 10... 15 %.
Блокируемые дифференциалы еще больше увеличивают проходимость автомобиля. При использовании таких дифференциалов суммарная тяговая сила на ведущих колесах возрастает на 20...25%.
Регулирование давления воздуха в шинах.Благодаря регулированию давления воздуха в шинах (рис. 12.7) существенно повышается проходимость автомобилей в тяжелых дорожных условиях
Рис. 12.8. Цепи противоскольжения:
а — мелкозвенчатые; б —с прямыми траками; в — с ромбовидными траками; г — браслетная; д — с широкими траками
и по бездорожью. В зависимости от дорожных условий давление воздуха в шинах может меняться в пределах 0,05 ...0,35 МПа. Поэтому проходимость автомобиля, оборудованного шинами с регулируемым (переменным) давлением воздуха, в отдельных случаях приближается к проходимости гусеничных машин.
Устройства для самовытаскивания.Применение самовытаскивающих устройств (лебедки с приводом от коробки отбора мощности, лебедки самовытаскивания, монтируемые на ведущие колеса, и др.) позволяют значительно повысить проходимость автомобиля при преодолении особо тяжелых участков дороги.
Цепи противоскольжения(рис. 12.8). При установке на ведущие колеса автомобиля цепей противоскольжения различного типа (витые, браслетные, траковые, гусеничные) возрастает площадь поверхности зацепления колес с дорогой, что способствует увеличению тяговой силы и повышению проходимости.
Так, браслетные цепи на обледенелых и размокших грунтовых дорогах с твердым основанием обеспечивают увеличение тяговой силы на ведущих колесах на 20...45 %.
Траковые цепи позволяют преодолевать снежный покров в 4 — 5 раз большей толщины, чем без них, а гусеничные цепи — слой снежного покрова вдвое большей толщины.
Однако цепи противоскольжения следует использовать только для временного повышения проходимости автомобиля на тяжелых участках пути. При движении на твердых дорогах их необходимо снимать.
Контрольные вопросы
1. Как влияет проходимость на среднюю скорость движения, производительность и топливную экономичность автомобиля?
5. С помощью каких тяговых и опорно-сцепных параметров оценивают проходимость автомобиля на мягких и твердых скользких дорогах, а также на подъемах?
6. Дайте определение комплексного фактора проходимости. Что он характеризует и учитывает?
7. Какими способами и конструктивными мерами можно повысить проходимость автомобиля?
ПЛАВНОСТЬ ХОДА
Плавность хода является важным эксплуатационным свойством автомобиля, от которого во многом зависят средняя скорость движения, производительность, расход топлива, межремонтный пробег, комфортабельность езды, сохранность перевозимого груза и защита автомобиля, его систем и механизмов от воздействия неровностей дороги.
Колебания автомобиля
Основными причинами возникновения колебаний автомобиля являются дорожные неровности. На дорогах с асфальтобетонным покрытием неровности имеют различные размеры и очертания. Они бывают двух видов: неровности высотой 3...5 мм и длиной 8... 10 мм, называемые микронеровностями, а также высотой 10... 12 мм и длиной 5...8 м, называемые волнами.
Колебания автомобиля, вызванные дорожными неровностями, оказывают существенное влияние на плавность хода и, следовательно, на состояние пассажиров и водителя, сохранность груза и самого автомобиля. Так, например, при длительном воздействии колебаний пассажиры и водитель сильно утомляются. При этом значительное влияние на них оказывают скорость и ускорение колебаний.
С увеличением скорости колебаний плавность хода автомобиля ухудшается.
Ниже приведена характеристика колебаний в зависимости от их скорости, м/с:
Едва ощутимые колебания......................... ….0,035...0,1
Вполне ощутимые колебания............................. 0,1...0,2
Сильно ощутимые колебания............................. 0,2...0,3
Неприятные и очень неприятные колебания.... 0,3...0,4
Воздействие ускорений на пассажиров и водителя в значительной степени зависит от частоты колебаний. Так, при ее увеличении даже небольшие ускорения колебаний могут вызвать неприятные или болезненные ощущения (табл. 13.1).