В. Лаврентьев - Вождение автомобилей высокой проходимости. В помощь строителям БАМ.

Лаврентьев В. Б

В помощь строителям БАМ

Вождение автомобилей высокой проходимости

Предисловие

Народ нашей страны ударными темпами строит Байкало-Амурскую железнодорожную магистраль (БАМ), трасса которой проходит через тайгу, болота, реки и горные хребты. На чрезвычайно сложной как с географической, так и с климатической точки зрения стройке широко используются грузовые автомобили высокой проходимости.

Большая армия водителей, в основном молодых, уже сейчас трудится на таежных трассах строительства. Не все они имеют соответствующий опыт вождения автомобилей высокой проходимости в сложных условиях. Цель настоящей книги — помочь им овладеть техникой вождения автомобилей в различных условиях бездорожья.

Автомобили высокой проходимости получили высокую оценку при эксплуатации на стройках в тяжелых условиях.

С 1956 г. Московский автозавод имени Лихачева впервые в мире начал массовый выпуск колесных автомобилей высокой проходимости. Этим первым массовым автомобилем был ЗИЛ-157. До создания ЗИЛ-157 было принято считать, что возможности движения колесных машин, в том числе автомобилей повышенной проходимости, по бездорожью крайне ограничены. Эти автомобили, даже имеющие привод на все колеса, раньше никогда не могли конкурировать по проходимости с гусеничными машинами.

Экспериментальные работы, предшествующие созданию автомобиля ЗИЛ-157, показали, что проходимость колесных машин может быть коренным образом улучшена. Для этого спаренные (двускатные) шины обычного дорожного типа, размер которых выбран по пределу грузоподъемности на твердой дороге, необходимо заменить специальными односкатными шинами большого профиля и применить систему регулирования внутреннего давления в них.

ЗИЛ-157 стал первым автомобилем не повышенной, а высокой проходимости. Его возможности движения по пескам были не хуже, чем у гусеничной машины, а проходимость по различным грунтам и снегу несравненно выше, чем у автомобиля повышенной проходимости ЗИЛ-151.

Другие заводы страны также начали применять специальные шины большого профиля и систему регулирования давления воздуха в них на автомобилях со всеми ведущими колесами. Сейчас отечественная автомобильная промышленность выпускает широко известные модели полноприводных автомобилей высокой проходимости ЗИЛ-157, ЗИЛ-131, ГАЗ-66, Урал-375.

На базе накопленного опыта созданы конструкции отечественных колесных четырехосных автомобилей, по проходимости почти не уступающих гусеничным машинам. Такое коренное улучшение проходимости колесных автомобилей основано на изменении характера взаимодействия колеса с грунтом.

Применение специальных шин большого профиля с регулируемым внутренним давлением позволило на слабых грунтах существенно понижать внутреннее давление в них и доводить его до состояния, при котором шины работают со значительной деформацией. В результате площадь контакта колес с грунтом увеличилась в несколько раз. Соответственно снизилось удельное давление колес на грунт, уменьшилась глубина колеи и сопротивление движению. При качении колеса на деформированной шине улучшился характер уплотнения грунта в колее и сцепление колес с грунтом, что явилось решающим элементом в улучшении тяговых показателей и проходимости автомобиля.

Чтобы полнее и правильнее использовать технические возможности автомобилей высокой проходимости, водителям полезно разобраться в основах механики взаимодействия колес с различными видами грунтов.

Это поможет понять, от чего зависят сопротивление движению и сцепные качества колес. Необходимо знать, как влияют отдельные элементы конструкции автомобиля на его проходимость и, в первую очередь, как влияет давление воздуха в шинах. Следует научиться правильно применять систему регулирования давления воздуха в шинах автомобилей высокой проходимости, усвоить навыки и приемы вождения этих автомобилей в различных условиях бездорожья и по препятствиям. Все это необходимо для повышения техники вождения в сложных условиях.

Рейсы на большие расстояния по бездорожью часто, помимо знаний, требуют от водителей выносливости, смелости, решительности, способности в нужный момент использовать полную мощность двигателя для разгона автомобиля до скоростей, необходимых для безостановочного преодоления труднопроходимого участка, не взирая на тряску и трудности управления автомобилем. В то же время водители автомобилей высокой проходимости должны проявлять достаточную осмотрительность и уметь определить критический момент, вслед за которым последует застревание, с тем чтобы своевременно прекратить движение и отвести автомобиль назад для повторного движения или смены направления. Такая отработка четкого взаимодействия в системе водитель-грунт — автомобиль происходит по мере накопления водителем опыта работы в условиях бездорожья.

Влияние элементов конструкции автомобиля и его схемы на проходимость по бездорожью

К автомобилям высокой проходимости относятся только полноприводные автомобили, т. е. автомобили, у которых все колеса являются ведущими. По количеству ведущих колес их принято обозначать так: двухосный — 4 х 4, т. е. всего четыре колеса, из них четыре ведущих. Аналогично трехосные автомобили обозначаются — 6 х 6, четырехосные — 8 х 8. Эти три наиболее распространенные схемы автомобилей высокой проходимости отличаются друг от друга степенью проходимости в различных дорожных условиях.

Способность автомобиля двигаться по неровной поверхности, какой обычно бывает бездорожье, принято называть профильной проходимостью. На проходимость автомобиля большое влияние оказывают его некоторые геометрические параметры (рис. 1), к которым относятся: угол въезда α1 и угол съезда α2. Эти углы определяют возможность преодоления крутых бугров, канав и ям, и у автомобилей высокой проходимости они обычно бывают не менее 30°. Величины этих углов не зависят от схемы шасси (от количества осей) и могут быть как одинаковыми, так и несколько отличаться.

С величиной дорожного просвета тесно связан радиус поперечной проходимости r. Величина его тем меньше, чем больше дорожный просвет. Он зависит также от величины колеи — чем больше колея В, тем больше радиус r. Но величина колеи колеблется в сравнительно небольших пределах, так как она определяется шириной автомобиля. Автомобили, имеющие меньший радиус r, имеют лучшую профильную проходимость при движении вдоль кюветов, бугров и других продольных неровностей.

Схема шасси (количество осей) влияет на радиус продольной проходимости R. Чем больше осей у автомобиля, тем он меньше и тем более крутые неровности может преодолевать автомобиль. Наименьшим радиусом продольной проходимости обычно располагают четырехосные автомобили, так как у них наименьшее расстояние между средними осями. Эти автомобили могут преодолевать острые холмы, крутые овраги, гребни песчаных барханов и даже лесные завалы.

Различна способность автомобилей преодолевать глубокие канавы с крутыми стенками. Так, при ширине канавы более 0,8–0,9 диаметра колеса, двух- и трехосные автомобили не смогут ее преодолеть. Четырехосные же автомобили преодолевают такие препятствия и даже большие без затруднений (рис. 2). Профильная проходимость и величина дорожного просвета в значительной степени определяются диаметром колеса. Чем больше диаметр колеса, тем большие неровности — канавы, бугры, уступы может преодолеть автомобиль.

Возможности движения по бездорожью колесных автомобилей высокой проходимости, в первую очередь, определяются состоянием опорной поверхности (грунт, песок или снег) и характером взаимодействия колес с этой поверхностью. При движении автомобиля его ведущие колеса оказывают на опорную поверхность не только вертикальную нагрузку, но и сдвигающее усилие. Способность опорной поверхности (грунта, песка и др.) противодействовать сдвигу называется сопротивлением сдвига или тяговой реакцией грунта. От соотношения величины этой реакции и величины сопротивления движению зависит способность автомобиля двигаться в данных условиях. Если величина тяговой реакции больше сил сопротивления движению, автомобиль двигается, если же меньше, то происходит остановка и полное буксование колес. Разница между силой тяги, развиваемой колесами по сцеплению с грунтом (тяговой реакцией грунта) и силой сопротивления движению, является запасом тяги. Чем больше этот запас тяги, тем выше проходимость.