Военинженер 2-го ранга"Д. К. ФРУМКИНВ отличие от нормального автомобиля, который может двигаться глазным образом по дорогам и преодолевать лишь незначительные препятствия, автомобиль, предназначенный для езды по полному бездорожью, должен обладать некоторыми конструктивными особенностями. Способность автомобиля двигаться вне дорог характеризуется его проходимостью, т. е. возможностью преодоления различных препятствий. Точное представление о проходимости автомобиля может дать оценка преодолеваемых им препятствий по их характеру и величине. С точки зрения конструктивных приспособлений, необходимых автомобилю для преодоления различного вида препятствий все препятствия, встречающиеся на бездорожье, можно подразделить на следующие: 1. Мягкий грунт — снег, песок, болотистая местность. 2. Подъемы. 3. Сосредоточенные препятствия — камни, пни и прочие выступы. 4. Горизонтальные препятствия — рвы, окопы, канавы. 5. Вертикальные препятствия. 6. Препятствия гребнистого характера. . [ 7. Кустарник. 8. Водные препятствия. Какие же требования предъявляет к конструкции автомобиля каждое из перечисленных препятствий и как эти требования осуществляются в современных автомобилях высокой проходимости? В данной статье мы коснемся только проходимости по мягкому грунту, а в 'дальнейшем осветим вопросы, связанные с преодолением других препятствий. няется. Колеса углубляются в грунт, а иногда дажо нагребают перед собой большие кучи. В таблице 1 приведены коэфициенты качения автомобиля на различных дорогах, по которым можно определить, какой, процент от веса автомобиля затрачивается на ого перекатывание. Так, из таблицы видно, что на перекатывание автомобиля по сухому песчаному грунту к колесам нужно подвести тягу, равную 2025% от веса автомобиля. Т аб лчи ца 1 Коэфициенты сопротивления перекатыванию автомобиля на различных дорогах и грунтах Характер дорогиКоэфициент сопротивления перекатыванию Примечание В зависимости от оостояния дорогиина грунт для автомобилей, предназначенных для работы в таких условия1х, должна быть порядка 0,10,15 кг/см2. Для создания такого малого удельного давления автомобиль должен обладать большой опорной поверхностью. Этому требованию отвечают полугусеничные автомобили. Располагая лыжами на передних колесах, они имеют хорошую проходимость по снежной целине.«Щз1Ьекй!Асфальтовая дорога . 0,01 --0,015Каменная мостовая . 0,04 --0,03 Щебенчатое шоосе . . 0,025- -0,05 Грунтовая дорога . . 0,045- -0,08 0,16 --0,20 Глинистый грунт . . . 0,15 --0,19 Сухой, рыхлый песок 0,20 --0,25 0,30„Рис. I. Полугусеничный автомобиль, построенный на шасси Форд. Применяется в Финляндии для перевозка почты и пассажиров в зимнее время В качестве примера на рис. 1 приведен полугусеничный автомобиль, применяемый в Финляндии в зимне© время для перевозки грузов и пассалейров. Имея на борту 10 пассажиров и около 2 тонн груза, он может передвигаться по снегу со скоростью 35—40 км/час. Сравнительно небольшое удельное давление на грунт имеют многоосные автомобили. -При односкатных колесах величина удельного давлзния у них колеблется от 1,5 до 2,5 кг/см2, а при двойных скатах снижается вдвое. Однако в современных многоосных автомобилях обычно применяются односкатные колеса, так как при двойных скатах значительно увеличивается сопротивление перекатыванию. В редких случаях двойные скаты ставятся на передние управляемые колеса, но при этом управляемость ухудшается.„ „Езда по тягкоюу грунтуПри движении автомобиля с постоянной скоростью тяга, подводимая к колесам автомобиля, расходуется на преодоление: а) сопротивления перекатыванию автомобиля, б) сопротивления подъема, в) сопротивления воздуха. При езде по хорошей дороге с твердым покрытием на преодоление сопротивления перекатыванию автомобиля затрачивается сравнительно небольшая тяга. Так, например, автомобиль,. движущийся по асфальтовой дороге, затрачивает на перекатывание тягу, равную примерно l—iy^/о от веса автомобиля 1 . При езде по мягкому грунту требуется значительно большая тяга, так как перекатывание здесь сильно затрудСила тяги, необходимая для преодоления сопротивления перекатыванию, подечнтывается по формуле: Pf=-Ga • f, где Ga—вес автомобиля; f --коэфив.нент качения.1Из сказанного ясно, что автомобиль высокой проходимости должен развивать на колесах гораздо большую тягу, чем нормальный автомобиль, а следовательно должен быть снабжен более мощным двигателем или дополнительной коробкой передач — демультипликатором. Однако наличие большой тяги на колесах еще не обеспечивает надежного движения по мягкому грунту, так как колеса начинают буксовать из-за плохого сцепления с грунтом и зарываются еще глубже. Поэтому необходимо, во-первых, уменьшить сопротивление перекатыванию; ограничив погружение колес в грунт, а. во-вторых, увеличить сцепление колес с грунтом, чтобы обеспечить передачу необходимого тягового усилия. Как же разрешается в автомобилях высокой проходимости первая задача — уменьшение сопротивления перекатыванию? Большое сопротивление перекатыванию на мягком грунте получается в основном, как мы уже указывали, из-за погружения колес в грунт. Это погружение тем больше, чем больше удельное давление колес на грунт. Вот почему важнейшим условием, обеспечивающим езду по мягкому грунту, является уменьшение этого удельного давления. Особенно малое удельное давление необходимо для движения по снежной целине, а также по заболоченной местности. Величина удельного давленияРис. 2. Тягач фирмы Австро-Даймлер с двойными передними колесами для уменьшения удельного давления на грунт и лучшего зацепления с грунтом На рис. 2 показан тягач АвстроДаймлер с двойными передними колесами. Дополнительные колеса имек'т меньший диаметр и, следовательно, при езде по дороге с твердым покрытием не касаются дороги и не затрудняют управления. При переходе на мягкий грунт колеса большего диаметра углубляются, а дополнительные получают возможность сцепления с грунтом. Как видно на рисунке, профиль дополнительных колес зубчатый, что способствует лучшему зацеплению. Передние колеса тягача АвстроДаймлер не только управляемые, но • и ведущие. Это дает значительный эффект — наряду с хорошим зацеплением удельное давление снижается почти вдвое. При большом удельном давлений наличие привода на передние колеса только ухудшает проходимость по мягкому грунту, так как передние колеса начинают зарываться. Это можно пояснить следующим примером: во время буксировки автомобиля по песчаному грунту буксируемый автомобиль оставляет неглубокий след в песке, но если он движется по песку самостоятельно, то след остается довольно глубокий вследствие того, что ведущие колеса действуют на грунт, как фрезы. Отсюда следует, что для езды по мягкому грунту привод на передние колеса нужно делать- выключающимся. Из этих же соображений в многоосных автомобилях должно быть такое распределение давления по осям, чтобы удельное давление на грунт было наименьшее у передних колес И' постепенно увеличивалось у следующих за ними колес. Это необходимо для тою, чтобы колея, по которой движется автомобиль, постепенно уплотнялась. Вроходимость по мягкому грунту значительно увеличивается при наличии так называемых вездеходных цепей, одеваемых _на колеса (рис.3). Многоосный автомобиль, снабженный такими цепями, имеет примерно такое же удельное давление на грунт, как и полугусеничный. Вездеходные цепи обладают большой опорной поверхностью, а выступы на шлицах цепи способствуют хорошему зацеплению с грунтом. Для .уменьшения давления на грунт передних колес на них иногда одевают цепи такого же типа, хотя при этом до некоторой степени затрудняется управление автомобилем. Недостатки вездеходных цепей — их тяжеловесность, а также вредноеРис. 4. Браслетные цепи, употребляемые главным образом для легковых автомобилей действие на шины. При переходе на твердый грунт такие цепи нужно снимать, так как в противном случае они быстро выходят из строя. Другим способом уменьшения удельного давления на грунт является применение шин большого профиля, а также баллонов низкого давления, которые дают большую площадь соприкосновения с грунтом. В некоторых случаях снижение удельного давления не только не улучшает проходимость по мягкому грунту, а наоборот, ухудшает. Возьмем, например, дорогу, покрытую грязню, но с твердым основанием. Большое удельное давление дает возможность колесам добраться до твердого основания и тем самым имоть надежное зацепление с дорогой. При малом удельном давлении колеса буксовали бы в грязи. Несмотря на большое значение уменьшения удельного давления, один этот фактор не может обеспечить надежного движения автомобиля по мягкому грунту. Необходимо также хорошее сцепление колес о грунтом. j Эта задача ' разрешается путем применения специальных шин с глубоким рисунком протектора или тчк называемых цепей противоскольжения. j Специальные шины типа «Грандгрип», имеющие глубокий рисунок протектора, не во всех случаях дают хорошее зацепление. Например, при езде по глинистому грунту с размытой поверхностью канавки протектора шины заполняются глиной, « колеса начинают буксоват-ь так же, как при шинах с гладким профилем. На песчаном, грунте^ такие шины не лают никаких преимуществ по сравнению с нормальными. Действуя как фрезы, они заставляют колеса углубляться в песок. Значительно более надежное зацепление дают цепи противоскольжения, которые получили в последнее время очень большое распространение. I К цепям противоскольжения предъявляются следующие основные требования: надежное зацепление с грунтом, прочность, хорошая самоочишаемость, отсутствие вредного влияния на шины, отсутствие пробуксовки меяеду шиной и цепью. Лучшие образцы современных цепей удовлетворяют большинству из этих требований, но все лее в большей или меньшей степени оказывают вредное влияние на шины, а поэтому пользоваться ими можно в случав действительной необходимости. На рис. 4, 5, 6, 7 показаны различные виды цепей. Браслетные цепи, изображенные на ркс. 4, употребляются главным образом для легковых автомобилей, отличаются большой легкостью, занимают мало места в сложенном виде и дают сравнительно хорошее зацепление. Употребление цепей такого типа возможно на колесах со спинами или на дисковых колесах, снабженных отверстиями. На рис. 5 приведены резиновые цепи для легковых автомобилей. Они позволяют автомобилю двигаться как по бездорожью, так и по хорошей дороге без съемки цепей. Вс время езды по хорошей дороге нет того неприятного шума, какой обычно бывает при употреблении стальных цепей. Для грузовых автомобилей резиновые цепи совершенно непригодны, так как при их помощи большого тягового усилия передать нельзя.Рис. 5. Резиновые цепи для вых автомобилейлегкоРис. 3. Цепи для уменьшения удельного давления на грунт. Выступы на шлицах способствуют хорошему зацеплениюРис. 6. Стальные цепи противосколь*. э'юения для легковых и грузовых автомобилей8 лопатками (рис. 10), однако большого распространения такие приспособления не получили вследствие сложности, большого веса и недостаточной надежности.Блокировка диференц иалаи приспособления для самовытаскиаанияРис. 7. Цепи тракторного типа. Крепление цепей к колесу осуществлено при помощи пружин Наличие диференциала может вызвать некоторые затруднения при езде по мягкому грунту. Если одно из ведущих колес попадает на такой грунт, через который нельзя передать .необходимого Tfli эвого усилия, то колесо будет буксовагь. Диференциал не может передать на второе колесо, находящееся ча лучшем твердом участке, большего усилия, чем на первое, и вследствие этого автомобиль но смолсет сдвинуться с места. Такое лее явление можно наблюдать при езде по скользкому грунту — льду, снегу и т. п. Таким образом, наличие диференциала при некоторых условиях отрицательно влияет на проходимость, и автомобили, предназначенные для езды по бездорожью, должны иметь приспособления, позволяющие блокировать, или иными словами выключать диференциал, как только одно из колес начнет буксовать. На рис. 11 приведено одно из приспособлений для блокировки диференциала. Устройство этого приспособления состоит в следующем. На шлицах одной из полуосей посажена кулачковая муфта 1, которая может входить в зацепление с дифе-' репциалыюй коробкой. Включение производится с места водителя при Рис. 9- Способ одевания ,Гаянт" цепей типаРис. 10. Дополнительные колеса с выдвижными лопатками для луч шего зацепления с грунтом помощи валика 2с эксцентриком. При ЕКЛЮЧОНИИ кулачковой муфты полуось жестко связывается с диференциальной коробкой. Так как полуось будет вращаться с такой же скоростью, как диференциальная коробка, то сателиты не будут вращаться относительно своей оси и вторая полуось станет вращаться с той же скоростью, что и первая. Таким образом, блокировка диферен/Рис.8. Цепи типа „Гаянт" грузовых автомобилейдляНа рис. 6 изображены стальные цепи противоскольжения, употребляемые для колес грузовых, а также легковых автомобилей. Иногда цепи усиливают приваркой к звеньям цементированных прутков, которые улучшают зацепление и повышают долговечность цепей. Крепление цепей на колесе осуществляется разнообразными способами. Если цепь не связана с ободом колеса, то возможна пробуксовка колеса по отношению к цепи, что иногда приводит к дополнительному износу шин. Если же цепь крепится к оболу, то это вызывает местный износ шины в точках крепления. В последнее время часто применяется крепление цепей о помощью пружин, прижимающих цепи к шине (рис. 7). Это дает некоторую гарантию от пробуксовки и. вместе с тем не приводит к износу, который получается при местном зацеплении. i' Хорошо зарекомендовали себя цепи типа «Гаянт» (рис. t), употребляемые для колес грузовых автомобилей. Они состоят из отдельных шлиц таврового сечения,- соединенных между собой цепью. При небольшом весе и компакт-ности в сложенном виде цепи «Гаянт» дают исключительно хорошее сцепление с грунтом и но оказывают заметного вредного влияния на шины вследствие достаточно большой площади соприкосновения. Способ одевания цепей «Гаянт» показан на рис. 9. Для лучшего зацепления с грунтом делались многочисленные попытки применить специальные дополнительные колеса с выдвижными