Влияние конструкции автомобиля на его проходимость

Ведомые и ведущие колеса. Ведомые колеса значительно хуже преодолевают вертикальные препятствия, чем ведущие..

На ведомое (переднее) колесо автомобиля при преодолении им вертикального препятствия высотой h действуют толкающая сила Р_х (рисунок 2.9.3, а) и реакция R препятствия. Из условий равновесия колеса имеем: R_z = Р_z, R_x = Р_х.

Силы, действующие на колесо, связаны между собой равенствами

Из треугольника АОС определим значение

следовательно,

Из формулы следует, что при сила становится бесконечно большой, т. е. при наезде ведомых передних колес на препятствие высотой автомобиль не сможет его преодолеть даже при весьма большой силе тяги на ведущих колесах.

Если , то преодоление препятствия также невозможно.

На ведущее переднее колесо, кроме сил Р_х и P_v действует тяговый момент M_T, вследствие чего появляется сила Р_T (рис. 2.9.3, б).

Разложим силу Р_T на горизонтальную ; и вертикальную составляющие. В результате действия сил Р_х и Р_z возникают реакции R_x и R_z. Спроектировав все силы на вертикальную и горизонтальную оси, получим:

Возникновение дополнительной силы Р" позволяет ведущему колесу преодолевать препятствие высотой, равной радиусу колеса, а сила уменьшает составляющую силы сопротивления движению .

Колеи передних и задних колес. При образовании колеи во время движения автомобиля по мягкому грунту возникает значительное сопротивление качению колес. Поэтому в случае несовпадения колеи задних колес с колеей передних сопротивление движению увеличивается.

Рисунок 2.9.3 – Схемы сил, действующих на ведомое (а) и ведущее (б) колеса автомобиля при преодолении ими вертикального препятствия

Несовпадение колеи может быть у автомобилей, как со всеми одинарными колесами, так и с передними одинарными и задними сдвоенными колесами. Разность передней и задней колей одинарных колес не должна превышать 25...32 % ширины профиля шины. При большей разности проходимость автомобиля существенно снижается.

Подвеска. Движение автомобилей с колесными формулами 6x4 и 6x6 по пересеченной местности без отрыва колес от грунта может быть ограничено максимально допустимым перекосом их мостов, который зависит от типа подвески. При независимой и балансирной подвесках допускается больший перекос мостов, что способствует повышению проходимости.

Дифференциал. При пробуксовывании одного из ведущих колес (например, левого) дифференциал распределяет крутящий момент между колесами следующим образом:

где – крутящий момент на ведомом зубчатом колесе главной передачи; – момент трения в дифференциале, возникающий из-за относительного движения его деталей, Нм.

С точки зрения проходимости автомобиля трение в дифференциале является полезным, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший – на буксующее, а это способствует прекращению буксования. Суммарная сила тяги на двух ведущих колесах при этом достигает максимального значения, Н:

где – сила тяги на колесе с меньшим сцеплением, Н.

Дифференциал с малым внутренним трением распределяет крутящий момент по полуосям приблизительно поровну, и реализация момента ограничивается буксованием колеса, которое находится на грунте с меньшим коэффициентом сцепления. Общая сила тяги на ведущих колесах определяется колесом, которое имеет меньшее сцепление с дорогой, и может оказаться недостаточной для преодоления автомобилем сопротивления движению.

Поэтому при установке простого дифференциала резко ухудшается проходимость автомобиля. Трение в простом дифференциале невелико, вследствие чего суммарная сила тяги увеличивается всего на 4...6%.

В червячном и кулачковом дифференциалах, которые устанавливают на автомобили повышенной и высокой проходимости, трение значительно больше, и сила тяги возрастает на 10... 15 %.

Преимуществом механизмов с муфтами свободного хода, иногда применяющихся вместо дифференциалов, является возможность обеспечения максимальной силы тяги на отстающем колесе (выключение дифференциала) при любом соотношении коэффициентов сцепления между дорогой и колесами (правым и левым) автомобиля. Такие механизмы и самоблокирующиеся дифференциалы улучшают проходимость автомобиля при движении по скользким грунтам, так как действуют автоматически и при качении одного из ведущих колес по дороге с малым коэффициентом сцепления позволяют преодолевать этот участок без буксования и заметного снижения скорости. Суммарная сила тяги при блокировке дифференциала во время движения в реальных дорожных условиях увеличивается на 20... 25 %, так как разница между коэффициентами сцепления на участках дороги под правым и левым ведущими колесами сравнительно невелика.

Регулирование давления воздуха в шинах. Автомобиль, оборудованный централизованной системой регулирования давления воздуха в шинах, при прочих равных условиях обладает повышенной проходимостью при движении по мягким грунтам. В этом случае при снижении давления воздуха в шинах увеличивается площадь контакта колеса с дорогой, т.е. обеспечивается снижение давления колеса на дорогу. Снижение скорости автомобиля. Установка на автомобиль гидротрансформатора, раздаточной коробки, электромеханической трансмиссии способствует повышению его проходимости по мягким и влажным фунтам, так как позволяет снизить минимальную скорость движения до 0,5... 1,5 км/ч и обеспечивает ее плавное изменение. От этого во многом зависит успешное трогание автомобиля с места в указанных условиях.

Поиск по сайту: