В России особая любовь к пикапам, ведь это не просто утилитарный автомобиль с очень ограниченной областью применения, а самый доступный вариант рамного полноприводного автомобиля повышенной проходимости. Придется жертвовать комфортом и удобством перевозки пассажиров и личных вещей, но взамен вы получаете практически эталонную проходимость на бездорожье, без каких-либо доработок автомобиля.

Но у пикапов есть еще один, очень серьезный козырь на бездорожье - снаряженная масса автомобиля. В среднем, пикап такого типа весит 1700-1800 кг, в то время, как масса полноценного рамного внедорожника начинается от 2200 кг и выше. Такая, казалось бы незначительная разница в массе на самом деле очень серьезно влияет на проходимость автомобиля по поверхностям со слабой несущей способностью (снег, мокрая глина).

Итак, у нас c zizis на испытаниях рестайлинговый Ford Ranger с одиночной кабиной. Ему в компанию мы взяли Ford Ranger Double cab в экспедиционном варианте (масса которого явно больше 2 тонн) и два, достаточно легких (массой, чуть более 2 тонн, за счет алюминиевого кузова) классических внедорожника Land Rover Defender 110. Результаты испытаний показали, что пикап в штатной комплектации не только не уступает, а зачастую и превосходит по проходимости серьезно подготовленные внедорожники.

2. Конструктивно Ford Ranger, это та же Mazda BT-50, но с другим логотипом и немного иными элементами кузова. Платформа для автомобиля родом из 90-х годов, а это значит, что автомобиль практически неубиваемый. Спереди торсионная, а сзади рессорная подвеска. Полный привод подключаемый, с жестким разделением между осями. Есть понижающая передача. Шины зимние шипованные Dunlop.

3. В качестве места для покатушек была выбрана дорога к Многоэтажному военному бункеру , который благодаря мне стал широко известен в интернете. Всего 700 метров дороги, которая похожа на экстремальный полигон для испытаний внедорожников. Проехать без проблем здесь можно либо после сильных морозов, либо летом, когда все высыхает. С нами в компании gazzzaloddi на серебристом Дефендере, frantsouzov на темно-сером Дефендере и klimovs_travels на втором Рейджере.

4. Наш Рейнджер изначально выглядел совсем беспомощно на фоне таких серьезных и подготовленных автомобилей и поэтому мы решили пустить Дефендеры вперед, а сами воспользовались моментом и стравили давление в шинах до 1,5 атмосфер (оптимальный баланс между проходимостью и возможностью доехать до дома по трассе, без подкачки - напомню, у нас стандартная машина, в которой нет не то, что компрессора, а даже лопаты).

5. Тяжелые машины на накачанных колесах моментально продавливали снег и лед, оставляя за собой глубокие колеи. У нас не оставалось выбора и приходилось ехать за ними.

6. Техника прохождения препятствий gazzzaloddi заключалась в максимально быстром ускорении и попытке проезжать засадные места ходом. Так делать категорически нельзя - только движение внатяг, желательно на пониженной передаче. Кстати, известная ошибка многих, включая пониженный ряд не спешите включать первую передачу - начните, как минимум со второй. Крутящего момента хватит, особенно у дизеля.

7. А вот frantsouzov решил испытать свежеустановленную лебедку, не заморачиваясь на снижение давления в шинах. Итого, лебедка клевая, передвигался большую часть времени он исключительно с её помощью.

8. Мы тем временем скучали в самом конце колонны, пока другие развлекались с откапыванием автомобилей.

9. Впрочем, один раз мы тоже воспользовались лопатой, хотя машина не села.

10. И всё дело вот в этой детали - интеркулере, который висит слишком низко под бампером и совершенно ничем не прикрыт. Глубокие колеи и льдины очень легко могут его повредить. Пожалуй, это самое слабое место автомобиля.

11. Прошел всего один час, а у нас две машины сидят капитально, и две других никак не могут им помочь.

12. Серебристый Дефендер заехал так далеко, что лебедка до него не дотягивается. А дергать тросом нет возможности потому, что второй Дефендер тоже застрял.

13. Мы проехали всего 100 метров, а все уже решили разворачиваться и ехать обратно. Впрочем, оно и к лучшему, ведь обратно придется возвращаться по этой же дороге, а мы ее уже практически полностью уничтожили. Но все не так-то просто - нужно еще найти место для разворота.

14. Говорят, что «волка ноги кормят», так вот это относится и к внедорожным покатушкам. Лучше пройти 100 метров пешком и прощупать дорогу, чем 3 часа откапывать засевшую машину. Пока все занимаются эвакуацией, я нахожу место не только для разворота, но и прокладываю новую дорогу на выезд. Вторая пониженная и движение внатяг - мы без проблем проезжаем по глубоким колеям, присыпанным снегом и ни разу в них не проваливаемся.

15. По этому же маршруту пытаются выехать и остальные, но практически сразу застревают. Всегда, обязательно снижайте давление в шинах. Этим вы практически в 2 раза увеличиваете пятно контакта, тем самым снижая точечную нагрузку на грунт.

16. Серебристый Дефендер мы решили оставить здесь до весны:)

17. А сами поехали на следующий внедорожный участок - короткую дорогу от платформы 252 километр к Зинаевке. Это около километра малоиспользуемой дороги через лес с глубокой колеей (например, позапрошлым летом мы так и не проехали ее на Land Rover Discovery 4 , пожалели машину).

18. Сначала немного застряли. Ничего удивительного - решили ехать с ходу, не пройдя засадное место пешком. Результат был предсказуем. Впрочем, поддомкратились и выехали самостоятельно. К этому моменту нас догнали и остальные.

19. Впереди целина и малоприметная дорога, на первый взгляд ничего сложного, но снег скрывает под собой очень глубокие колеи с подтявшим льдом и водой. При этом маневрировать между ними крайне сложно и однажды свалившись в колею, выехать из нее будет очень трудно.

20. Денис frantsouzov и Митяй gazzzaloddi решили ехать в кузове пикапа, но потом узнали, что дорога не тупиковая и обратно возвращаться не потребуется. Тем временем уже начались сумерки и нужно было торопиться.

21. В этот раз мы ехали первыми и решили полностью избежать всех ошибок с маневрированием. Итого схема движения была простой - 30-50 метров пешком, прощупывая ногами поверхность под обе колеи. Затем то же самое за рулем. Дефендеры догнали нас на одной остановок в самом начале, но потом исчезли из виду. Ошибаться нам было нельзя - помощи ждать было неоткуда, тем более другие машины ехали сзади, а у нас обнаружился еще один сюрприз - у пикапа нет задней буксировочной проушины (!). А труба выполняющая роль бампера хоть и крепкая сама по себе, но имеет очень слабые крепления к кузову.

Итого, весь лесной участок маршрута мы прошли достаточно легко. Только на выезде из леса провалились в лужу, проломив своей массой 10-ти сантиметровый лед и пришлось разгребать осколки льдин. После этого успели съездить в Наро-фоминский Макдональдс и вернуться обратно с горячим питанием для экипажей Дефендеров, которые уже в полной темноте ползли в лесу.

Мы отлично покатались, еще раз доказав, что масса внедорожника очень сильно влияет на проходимость. Поэтому стоит несколько раз подумать перед тем, как на и без того тяжелый внедорожник вешать силовые бампера, лебедки и прочие детали увеличивающие массу автомобиля. Снижение давления в шинах самый простой и эффективный способ увеличения проходимости. Ну и несомненно очень многое зависит от водителя. Главное правило - никаких резких движений, очень плавная работа с педалями и рулем. А задача штурмана ходить, ходить и еще раз ходить.

22. Под капотом дизель объемом 2,5 литра и мощностью 143 лошадиные силы. Приятно радует широким рабочим диапазоном (тянет вплоть до 4500 оборотов) и скромным расходом топлива (10 литров на 100 км за день покатушек, включая бездорожье).

23. Салон полностью идентичен Мазде БТ-50. Просто, как и положено для утилитарной машины. Посадка за рулем приближена к легковой, это плюс. По комфорту есть претензии. В частности это рессорная подвеска сзади и пустой кузов. Лежачие полицейские проезжать на скорости выше 20 км/ч опасно для позвоночника - очень неприятные ощущения. Если в кузов положить груз, должно стать лучше.

24. Полный привод подключаемый, а это значит, что ездить по асфальту можно только на заднем приводе во избежание повреждения трансмиссии. На полном приводе можно ездить по снежным дорогам зимой, но со скоростью не более 80 км/ч. Система стабилизации отсутствует, а это значит вам гарантированы острые ощущения от управления заднеприводной машиной зимой, особенно учитывая тот факт, что задняя ось фактически не нагружена. Полный привод можно включить на ходу, но при условии, что вы заранее заблокировали хабы на передней оси. Блокируются они автоматически при включении режима 4H (на неподвижной машине) и после этого остаются замкнутыми. Разблокируются вручную с помощью кнопки RFW (Remote Free Wheel).

25. В интерьере очень много решений, когда-то примененных на Мазде3. В частности ручки дверей, воздуховоды и кнопки на консоли. Все удобство выдвижного столика над бардачком портит то, что он выдвигается всего на 10 сантиметров.

26. Ручник выполнен в виде трости, вытягиваемой на себя. Удобно и не занимает много места. Слева кнопка «прогрева» двигателя, которая повышает холостые обороты, рядом с ней обогрев сидений - кнопка общая на оба кресла. То есть пассажиру придется терпеть, если водитель захочет включить подогрев сидений.

27. Итого: кузов с одиночной кабиной это сугубо утилитарная машина. Даже рюкзак с вещами положить фактически некуда, а если с вами пассажир, то места для вещей не остается в принципе. Зато это отличный грузовой автомобиль с грузоподъемностью больше 1 тонны и погрузочной длиной более 2 метров (кстати, имейте ввиду, что владея пикапом все ваши друзья замучают вас с

Проходи́мость - способность транспортного средства передвигаться по дорогам низкого качества и вне дорожной сети, а также - преодолевать искусственные и естественные препятствия без привлечения вспомогательных средств . Проходимость является одной из составных характеристик подвижности транспортного средства, как правило - она задаётся при проектировании техники исходя из её предполагаемого назначения с учётом экономической целесообразности .

По своей проходимости транспортная техника подразделяется на машины обычной, повышенной и высокой проходимости:

Типичные виды препятствий

Неровная дорога

Езда по неровной дороге снижает срок службы автомобиля. Если сила тяги, развиваемая автомобилем, недостаточна, он может застрять.

Для того, чтобы автомобиль справлялся с неровными дорогами, применяют такие меры:

• Автомобили высокой проходимости существенно прочнее, чем дорожные. У них более прочные кузов и рама, плюс усиленная подвеска.
• Высокий крутящий момент двигателя. Желателен полный привод , блокировка дифференциала .
• Высокий клиренс .
• Мягкие рессоры , большой ход подвески.
• Лебёдка для вытаскивания застрявшего автомобиля.

Точечные препятствия

Небольшие, но высокие препятствия (камни, пни, кочки) автомобиль должен пропускать под днищем. Для этого важны:

• Высокий клиренс .
• Чтобы препятствиями не повредить двигатель, внизу моторный отсек защищён прочным поддоном.
• Шарниры равных угловых скоростей с резиновыми пыльниками очень уязвимы. ШРУСы надёжно защищают, чтобы корягой нельзя было прорвать пыльник. Либо используют зависимую переднюю подвеску , в которой ШРУС находится внутри металлического кулака.

Подъёмы и спуски

При езде на подъём двигатель может заглохнуть. Если не хватает сцепления шин, автомобиль может сорваться вниз. При езде поперёк склона автомобиль может опрокинуться. При переходе с подъёма или спуска на ровное место автомобиль может зацепиться кузовом и застрять.

В трансмиссии должны быть пониженные передачи, которые позволяют взбираться по крутым склонам и двигаться по мягкому грунту .

Удельная мощность

Тяговооружённость

Отношение силы тяги к массе автомобиля.

Опорно-сцепные параметры

Удельное давление на грунт

На первых внедорожных автомобилях, а также их последователях военного и хозяйственного назначения традиционно использовались автомобильные шины высокого удельного давления на грунт с развитыми грунтозацепами. С одной стороны, малая ширина резины способствовала уменьшению сопротивления качению, что повышало скорость передвижения по твердым грунтам, улучшало показатели топливной экономичности. С другой стороны, узкие колеса, за счет большего удельного давления, давали лучшие возможности сцепления на неглубоких вязких и рыхлых грунтах. Преодоление заведомо непроходимых, без вспомогательных технических средств, местностей с глубокими вязкими грунтами (болота, сыпучие песчаники, снежные целины) не входило в задачи подобных автомобилей. На выполнение таких задач были ориентированы другие виды самодвижущейся техники - многоколесные, гусеничные вездеходы и пр.

Как только внедорожные автомобили стали активно использоваться на дорогах с твердым покрытием, появился новый уровень требований к их активной безопасности; для улучшения управляемости и возможностей торможения, стали использоваться более широкие колеса. Конструкция таких автомобилей стала предусматривать более мощные силовые агрегаты, за счет чего были отчасти нивелировано возросшее сопротивление качению.

Тем не менее, на автомобили повышенной проходимости, не рассчитанные на постоянное использование на дорогах с твердым покрытием, стараются установить колеса, имеющие как можно меньшее удельное давление на грунт, за счет их увеличенного диаметра и ширины. При наличии развитых грунтозацепов, такая конструкция колеса позволяет двигаться по относительно глубоким вязким грунтам. Увеличенный диаметр позволяет преодолевать препятствия большей высоты, в том числе улучшает способности машины по накату колеи и увеличивает дорожный просвет автомобиля.

На вездеходах на пневматическом ходу используются колеса сверхбольшого диаметра и ширины с низким внутренним давлением. Крайне низкое давление на грунт позволяет не повреждать поверхности почв, растения, а также обеспечивает плавучесть (при достаточном внутреннем объёме пневматической шины). Развитые грунтозацепы используются редко, так как фактически, их роль выполняет эластичная шина, повторяющая в месте пятна контакта форму грунта и за счет этого, повышающая силу трения.

Тип подвески

Специфика использования предъявляет к автомобилям повышенной проходимости следующие требования: повышенный, по сравнению с автомобилями дорожных модификаций, дорожный просвет, большая энергоемкость и долговечность упругих и демпфирующих элементов, большие ходы подвески, а также устойчивость элементов подвески к механическим воздействиям (удары о грунт, препятствия).

В большинстве случаев, зависимая конструкция подвески улучшает проходимость машины на пересеченной местности за счет больших, по сравнению с независимой, артикуляционных возможностей. Иными словами, на переломах профиля грунта, колеса, при такой конструкции подвески, с большей вероятностью смогут сохранять контакт с поверхностью грунта. У автомобилей с независимой подвеской и отсутствием блокирующихся дифференциалов, или систем, имитирующих их эффект, в подобных условиях возникает вывешивание колеса, что приводит к потере автомобилем подвижности. Картер моста зависимой подвески зачастую выполняет роль защиты картера двигателя, что важно при преодолении поверхностей с выступающими элементами (бревна, камни, пр.) С другой стороны, независимая подвеска, за счет высоко расположенного корпуса дифференциала, увеличивает дорожный просвет автомобиля. Также, независимая подвеска имеет большее количество нагруженных подвижных элементов, что понижает её надежность и повышает стоимость изготовления и обслуживания.

Однако, существует и тип зависимой подвески, способный значительно увеличить дорожный просвет автомобиля, при сохранении основных достоинств зависимой конструкции - мосты с колесными редукторами. Балка моста в них расположена выше оси вращения колес, дифференциал традиционно располагается на самой балке, однако редукторные механизмы расположены непосредственно у каждого колеса. Самые известные автомобили, использующие подобную конструкцию - Unimog, Volvo и УАЗ. Мосты подобной конструкции называют «портальными». К недостаткам могут быть отнесены повышенная вибро- и шумонагруженность, повышенная масса, потери в динамике, и, конечно, редкость и дороговизна.

С точки зрения управляемости, при скоростном передвижении по пересеченной местности, наиболее предпочтительна независимая конструкция подвески. В первую очередь, это обусловлено меньшим объёмом её неподрессоренных масс, большей энергоемкостью и меньшей склонности к крену. Именно такая конструкция используется на большинстве легковых автомобилей для ралли-рейдов, в том числе знаменитом Париж-Дакар.

— 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.

Лекция 12. ПРОХОДИМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ 1. Профильная проходимость 2.Опорно-сцепная проходимость Проходимость автомобиля комплексное свойство, характеризующее его подвижность и эффективность использования в конкретных условиях. Показатели проходимости характеризуют возможность и эффективность выполнения транспортных работ в тяжелых дорожных условиях. Степень подвижности автомобиля характеризуется уровнем потери проходимости. Потеря проходимости может быть полной или частичной. При полной потере проходимости происходит застревание прекращение движения. Частичная потеря проходимости связана со снижением скорости движения и увеличением расхода топлива. Факторы, влияющие на потерю проходимости:

Задевание выступающих частей автомобиля за неровности дороги или местности; продольные и поперечные уклоны, вызывающие опасность опрокидывания; препятствия, создающие большие сопротивления движению и непреодолимые либо из-за недостаточных тяговых свойств, либо из- за ограничений по сцеплению ведущих колес с опорной поверхностью; препятствия, способные вызвать затопление автомобиля (топкие болота, водные преграды). Все препятствия можно разделить на две группы: препятствия, обусловленные профилем дороги или местности; препятствия, обусловленные слабой несущей способностью опорной поверхности. В этой связи различают профильную и опорно-сцепную проходимость. Способность автомобиля преодолевать названные препятствия оценивается двумя группами показателей проходимости: - показателями профильной проходимости; - показателями опорно-сцепной проходимости. Проходимость автомобиля в значительной мере зависит от его колесной формулы, которая составляется из двух цифр.

Первая цифра соответствует общему числу колес автомобиля, а вторая числу ведущих колес. Например, колесная формула двухосного автомобиля с одним ведущим мостом имеет вид 4 х 2, а с двумя ведущими мостами (полноприводного) 4 х 4. По уровню требований к показателям проходимости автомобили делят на три категории: ограниченной, повышенной и высокой проходимости. Автомобили ограниченной проходимости (дорожные автомобили) предназначены для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием и грунтовых дорогах в сухое время года. К ним относятся автомобили с колесными формулами 4 х 2, 6 х 2, 6 х 4, 8 х 4. Автомобили повышенной проходимости имеют привод на все колеса (4 х 4, 6 х 6 и т.д.), более сложную трансмиссию (обычно с раздаточной коробкой и межосевыми дифференциалами), шины с пониженным или регулируемым давлением воздуха. В дифференциалах трансмиссии применяют механизмы блокирования с командным или автоматическим управлением. Широко используются дифференциалы повышенного трения и самоблокирующиеся дифференциалы. Для самовытаскивания застрявшего автомобиля предусматривают установку лебедки.

Автомобили высокой проходимости это специальные автомобили для работы в условиях бездорожья. Они обладают способностью преодолевать канавы, вертикальные уступы, большие подъемы и др. Отдельную группу составляют специальные автомобили. Они создаются для эксплуатации в определенных условиях: заболоченная, песчаная местность, глубокий снег и др. 1. Профильная проходимость Показатели профильной проходимости характеризуют возможности автомобиля преодолевать неровности и препятствия на пути движения и вписываться в требуемую полосу движения на дороге. Часть этих показателей совпадает с показателями устойчивости и управляемости, рассмотренными в главах 10 и 11. Рассмотрим показатели, характеризующие проходимость автомобиля в вертикальной плоскости. Дорожный просвет это расстояние Н от низшей точки автомобиля до плоскости дороги (рис. 1), характеризующее возможность движения без задевания сосредоточенных препятствий (камней, пней и т.п.).

Рис. 1. Показатели продольной проходимости автомобиля Передний L n и задний L 3 свесы и углы переднего γ п и заднего γ 3 свесов характеризуют способность автомобиля преодолевать значительные неровности на пути движения при въезде на препятствие или при съезде с него, например, в случаях наезда на бугор, переезда через канаву и т.п.

Свес (передний или задний) определяют расстоянием между проекциями на плоскость дороги крайней точки выступающей части контура автомобиля и оси вращения ближайшего колеса. Для определения углов γ п и у 3 проводят касательные к окружностям колес и к таким точкам выступающих передней и задней частей автомобиля, для которых эти углы минимальны. Продольный R np и поперечный R поп радиусы проходимости определяют очертание препятствия, которое может преодолеть автомобиль без задевания. Продольный радиус проходимости равен радиусу окружности, касательной к окружностям колес и одной из низших точек в пределах базы автомобиля L. Все остальные точки автомобиля должны находиться вне этой окружности. Аналогично определяется R non. Чем меньше R np и R non, тем лучше проходимость автомобиля. С уменьшением базы автомобиля R np уменьшается. Аналогична зависимость R non от колеи В. Углы перекосов мостов γ мi, зависят от типа подвески. Независимая и балансирная подвески допускают большие перекосы мостов, чем зависимые. При недостаточных углах γ мi, отдельные колеса могут отрываться от грунта. Если это произойдет с колесами ведущего моста, то движение автомобиля окажется невозможным, так как будет исключена возможность реализации тягового момента М к в.

Проходимость автомобиля в горизонтальной плоскости характеризует его маневренность. Для оценки маневренности используют следующие показатели: минимальный радиус поворота R n min (рис. 2); внешний губаритный радиус поворота R губ.н внутренний губаритный радиус R губ.в; ширина губаритной полосы движения R губ = R губ.н - R губ.в. Рис. 2. Показатели маневренности автомобиля

Наиболее маневренны одиночные автомобили со всеми управляемыми колесами. Маневренность автопоездов значительно хуже маневренности одиночных автомобилей, так как прицеп (или полуприцеп) смещается к центру поворота (рис. 3). Для определения высоты преодолеваемого автомобилем порогового препятствия Н пр рассмотрим схемы, приведенные на рис. 4. Воздействие корпуса автомобиля на колесо выражается нормальной нагрузкой F z и силой F x. Для ведомого колеса F x это толкающая сила корпуса, а для ведущего сила сопротивления движению корпуса. Если автомобиль многоосный и полноприводной, то у отдельных колес сила F x может кратковременно оказаться толкающей силой корпуса. При определении реакции внешней среды на колеса будем исходить из того, что в момент преодоления препятствия колесо отрывается от поверхности дороги и взаимодействует лишь с выступом порогового препятствия. Скорость автомобиля невелика. Деформацией шины и силами инерции можно пренебречь. Рассмотрим вначале ведомое колесо (рис. 4, а). Реакция выступа R направлена к центру колеса О. Из условий равновесия колеса

Рис. 4. Схема сил, действующих на колесо при преодолении порогового препятствия: а ведомое колесо; б ведущее колесо Из формулы (1) следует, что с увеличением H пр необходимая сила F x возрастает, а при H np = r c достигает бесконечности. Следовательно, препятствие высотой H np = r c автомобиль преодолеть не может. Толкающая сила ведомого колеса создается силой тяги ведущих колес, причем, где суммарная

Продольная реакция дороги на все ведущие колеса. Но величина R кв ограничена сцеплением колес с дорогой и не может превышать значения R кв max =φ x R zв, где R zв суммарная нормальная реакция дороги на ведущие колеса (см. § 6.7). Следовательно, ограничено и максимальное значение F x. В результате Н пр обычно не превышает (0,2...0,3) кс. Для ведущего колеса (рис. 4, б) реакцию выступа порогового препятствия представим в виде двух составляющих нормальной R n и касательной R τ по отношению к поверхности колеса. Составляющая R τ обусловлена действием момента М кв, подводимого к ведущему колесу. Предположим, что остальные колеса автомобиля ведомые и для их движения ведущее колесо должно развивать силу тяги F τ, необходимую для преодоления силы сопротивления корпуса F x, т.е.. Так как автомобиль преодолевает препятствие на малой скорости, то можно считать, что F x обусловлена лишь сопротивлением качению. Тогда F x =m a gf. Уравнения равновесия колеса имеют вид:

Касательная реакция R τ, ограничена сцеплением. Ее предельное значение R z = R n φ x подставим в уравнения равновесия. Решив их совместно, исключим неизвестную реакцию R n. В результате получим откуда (2) Если пренебречь F x, то (3) Из выражения (3) следует, что чем меньше коэффициент сцепления φ x, тем больше угол α, т.е. меньше высота преодолеваемого порогового препятствия Н пр. Сопротивление корпуса F x также снижает Н пр. Кроме φ х на величину Н пр влияет размер колеса. При одном и том же значении а чем больше r с, тем выше H пр.

Максимальная высота преодолеваемого не полноприводным и автомобилями порогового препятствия составляет (0,3...0,5) r с, полноприводными (0,5...0,8) r с. Возможность преодоления рва определяется числом и расположением мостов, колесной формулой, размером колес и положением центра масс автомобиля. Для двух- и трехосных автомобилей ширина преодолеваемого рва зависит от размеров колес и колесной формулы. Такие автомобили способны преодолеть ров с прочными кромками шириной до (1,0...1,3)кс. Ориентировочно ширину рва, преодолеваемого многоосными автомобилями, можно определить по формуле b p =0,2l 1 (n м -1), где l 1 продольное расстояние от оси передних колес до центра масс автомобиля; п м число мостов.

2. Опорно-сцепная проходимость Показатели опорно-сцепной проходимости характеризуют возможность движения автомобиля в тяжелых дорожных условиях и по деформируемым поверхностям. Опорно-сцепная проходимость автомобиля зависит от параметров и конструктивного исполнения механизмов и систем автомобиля, а также от несущих свойств опорной поверхности. Основное влияние на проходимость оказывают движители, трансмиссия и подвеска. Показатели опорно-сцепной проходимости автомобиля тесно связаны с показателями тягово-скоростных свойств. Ряд показателей тягово-скоростных свойств непосредственно характеризуют степень подвижности автомобиля в тяжелых дорожных условиях. К ним относятся: максимальный динамический фактор автомобиля D max, динамический фактор по сцеплению D φ, максимальный преодолеваемый подъем h mах, удельная мощность автомобиля Р уд. Используют также специфические показатели опорно-сцепной проходимости. Коэффициент сцепной массы k φ представляет собой отношение массы m φ, приходящейся на ведущие мосты, к полной массе автомобиля m a:

(4) У полноприводных автомобилей k φ = 1. Для повышения проходимости неполноприводных автомобилей центр масс смещают к ведущему мосту. Давление колес на опорную поверхность оценивают двумя показателями: средним давлением на поверхности контакта и средним давлением по выступам рисунка протектора. Среднее давление в контакте р к вычисляется по формуле (5) где А к контурная площадь контакта: А к = В Ш l К; В ш ширина профиля шины; l к длина контактной поверхности. На дороге с твердым покрытием

Где r с и r cт свободный и статический радиусы колеса. На деформируемой. поверхности l к зависит от глубины погружения колеса в грунт. Среднее давление колеса по выступам рисунка протектора (6) где k np коэффициент насыщенности протектора. Значение kпр зависит от типа рисунка протектора: для дорожного рисунка он находится в пределах 0,6...0,8; для универсального 0,5...0,7; для вездеходного 0,5..0,6. Коэффициент проходимости по несущей способности опорной поверхности определяют по формуле (7) где p s несущая способность грунта или дороги. Несущая способность грунта зависит от его относительной влажности (рис. 5). Чем меньше П p, тем хуже проходимость. Давления р к и р пр определяют возможность движения по деформируемому грунту.

Для предотвращения быстрого разрушения дорожных покрытий во многих странах в законодательном порядке вводятся ограничения на осевые нагрузки АТС. Например, в странах СНГ на дорогах с капитальным цементобетонным и асфальтобетонным покрытием допустимая нагрузка на наиболее нагруженный мост до 100 кН, на тележку до 180 кН, а на дорогах с низкой несущей способностью (щебеночные, гравийные, облегченные покрытия) соответственно 60 и 110 кН.

Официальное значение дорожного просвета Jeep Cherokee Renegade — 203 мм (под картером главной передачи заднего моста). Если же измерить расстояние от дороги до нижней точки в середине машины, то получится 244 мм

У Jeep Cherokee Renegade угол въезда -38˚, угол съезда — 32˚, угол перелома «рампы» (эстакады) — 22˚

Признаем честно: на этот подъем Jeep Cherokee Renegade въехал самостоятельно, а затем довольно долго стоял с работающим двигателем, позируя фотографу. И на косогоре тоже

У Jeep Cherokee Renegade довольно приличные ходы подвесок. А если и их не хватает? Не беда — благодаря блокировкам межосевого и заднего межколесного дифференциалов он без труда справляется даже с таким диагональным вывешиванием

О проходимости мы вдруг вспоминаем, когда начинаем готовиться к вылазке в места, не облагороженные «твердыми дорожными покрытиями». Или когда собираемся покупать автомобиль, способный нас в такие места доставлять. Но вместо того, чтобы мучить себя и знакомых вопросами на тему «какая у этой машины проходимость», постарайтесь разобраться в теме — это не так уж и сложно. И тогда на большинство вопросов вы сможете ответить себе сами.

Что такое проходимость

Практически каждый учебник по теории движения колесных или гусеничных машин (автомобилей, тракторов, специальной техники), не говоря уж о водительских учебных пособиях досаафовских времен, дает свое определение проходимости. Впрочем, все они очень похожи и отличаются лишь деталями. И практически в любом из этих определений фигурируют понятия «ухудшенные дорожные условия», «бездорожье» или еще что-нибудь подобное.

Но, согласитесь, сами эти понятия весьма относительны: водитель боевой разведывательно-дозорной машины и владелец легкового автомобиля могут вкладывать в них совершенно разный смысл. Равно как житель Германии и житель российской глубинки. Или, скажем, такой пример. Является ли «ухудшенными дорожными условиями» то, что у нас считается «лежачим полицейским» — асфальтовый горб высотой 20 см, нашлепнутый (вопреки всяким нормативам!) на гладкий асфальт городской улицы? Ведь его преодоление для многих импортных автомобилей заканчивается вполне конкретными повреждениями!

По здравому размышлению мы решили остановиться на самом общем определении, почерпнутом из толкового словаря и пригодном для всех случаев: «Проходимость — это свойство транспортного средства преодолевать препятствия пути». Естественно, под препятствиями понимаются не только всевозможные неровности, но также и снег, и грязь, и различные «водные преграды», и все остальное, что препятствует свободному движению по местности.

Само собой, понятие проходимости применимо к абсолютно любому автомобилю. Так и хочется добавить: просто у одних она лучше, у других — хуже. Но как раз этого мы делать не будем, потому что на самом деле проходимость — понятие настолько многоплановое, что вот так, двумя словами, расставить все на свои места попросту невозможно. Например, оказавшись молодцом на пересеченной местности, автомобиль может увязнуть в жидкой грязи. Или, скажем, имея полный привод и мощный двигатель, встанет на крутом подъеме из-за того, что топливо в баке отлило от заборной трубы. И таких вполне реальных ситуаций можно себе представить очень много. Как и всевозможных терминов и показателей, характеризующих проходимость автомобиля.

Мы рассмотрим основные из них, а в комментариях постараемся разъяснить их смысл. Надеемся, что фотографии, которые мы сделали при помощи наших друзей из Клуба внедорожных приключений «Зубр 4x4» и автомобиля Jeep Cherokee Renegade, помогут вам разобраться, какое отношение эти показатели имеют к реальной жизни. И как, читая технические характеристики, можно примерно оценить, способен ли выбранный автомобиль доставить вас к любимому месту отдыха (рыбалки, охоты).

Основные термины

Когда машина не справляется с препятствиями, мы говорим о потере проходимости. Полная потеря проходимости (застревание) — это когда автомобиль двигаться дальше не может. Частичная — это когда он все еще движется, но со значительным снижением скорости и (или) значительным ростом расхода топлива.

Произойти это может по разным причинам.

Прежде всего, для преодоления препятствий автомобилю может просто не хватить тягового усилия. Возможности двигателя и трансмиссии небеспредельны, но даже если теоретически их с избытком, это еще не все. Ведь производимый ими крутящий момент превращается в тяговое усилие колесом, «отталкивающимся» от поверхности дороги. И если сцепление колеса с дорогой будет недостаточным, то вся работа мотора пойдет впустую — колеса будут лишь буксовать.

Ну и совсем нетрудно себе представить, как колеса проваливаются или закапываются в рыхлый грунт (снег, песок) и машина просто-напросто «садится на брюхо». Или как задевает различными своими частями за те препятствия, которые приходится преодолевать.

Заметим, что трудности, которые автомобиль встречает на своем пути, можно поделить на две группы. Во‑первых, это всевозможные неровности, как естественного, так и искусственного происхождения: бугры, рытвины, валуны, бордюры, окопы, канавы и прочие изобретения природы и человека. Во‑вторых, это места, где состояние опорной поверхности не очень-то позволяет ее таковой считать: снег, грязь, песок, болото и т. п. Соответственно, проходимость принято делить на профильную и опорную. И каждая подразумевает свои общепринятые показатели, позволяющие оценить «способности» автомобиля. А некоторые показатели имеют отношение и к той, и к другой. Итак…

Дорожный просвет — расстояние между низшей точкой автомобиля и дорогой

Наиболее известный показатель проходимости. Один из основных геометрических параметров, указываемых в характеристике автомобиля. На самом же деле, дает представление о допустимой для автомобиля глубине дорожной колеи, а также характеризует способность машины преодолевать отдельные кочки, камни, пни и другие неровности, «пропускаемые» под днищем, «между колес». Дело в том, что самая низкая точка автомобиля редко находится в середине колесной базы, а чаще приближена к передним или задним колесам. У большинства автомобилей с независимой подвеской такими местами являются поддон картера двигателя, картер трансмиссии или закрывающие их защитные элементы. У автомобилей с зависимой подвеской — балка одного из мостов или картер соответствующей главной передачи. Так что и не думайте только по дорожному просвету судить о возможности преодоления бугров, канав, переломов местности и прочих крупных неровностей.

Продольный и поперечный радиусы проходимости

Вот они-то как раз и характеризуют способность автомобиля преодолевать рвы, короткие крутые мосты, бугры, кюветы, большие кочки и другие подобные неровности. В зарубежной литературе этих показателей вы не найдете — они используются у нас. Обратите внимание, высота преодолеваемого бугра может быть значительно больше, чем дорожный просвет.

Ramp Brakeover Angle — угол перелома «рампы» (на самом деле, «ramp» переводится еще и как «наклонная плоскость», «аппарель», «эстакада»)

А этот показатель пришел к нам из-за рубежа. Судя по названию, изначально показывал, какой максимальный угол перелома автомобиль может преодолеть, въезжая куда-либо по наклонным аппарелям. Например, на смотровую эстакаду или железнодорожную платформу. В наше время повсеместно используется для внедорожной техники как показатель способности преодолевать переломы местности. В некотором смысле подобен нашему продольному радиусу проходимости.

Угол въезда и угол съезда — они же углы переднего и заднего свеса, они же передний и задний углы проходимости

Чем больше величина переднего и заднего углов проходимости, тем выше проходимость автомобиля при переезде через канавы, выступы, кюветы, бугры и другие подобные препятствия. Впрочем, во многих случаях важнее даже не абсолютные цифровые значения, а форма деталей, образующих свес.

Нетрудно заметить, что все перечисленные выше показатели так или иначе связаны с геометрическими параметрами автомобиля, его основными размерами: колесной базой, передним и задним свесами, колеей. Чем меньше база, чем меньше свесы, чем меньше колея, тем выше профильная проходимость. Впрочем, некоторые параметры автомобиля и сами напрямую служат показателями проходимости — на примере дорожного просвета мы в этом уже убедились. А еще нам могут пригодиться…

Колея

Дело не только в том, что ее полезно знать, если вы собираетесь въехать по аппарелям на паром или перебраться через речку по временной переправе. Для автомобиля высокой проходимости крайне важно, чтобы колея передних и задних колес была одинакова — тогда он будет встречать меньшее сопротивление при движении по деформируемому грунту (снегу, грязи и т. п.). Ведь задние колеса будут катиться уже по «протоптанной дорожке»!

Ширина и высота

Представьте, что вам предстоит ездить по узким горным дорогам, проезжать под низкими мостами или забираться на автомобиле в лесную глушь, протискиваясь между деревьями и под нависающими ветвями. И вы поймете, почему ширина и высота тоже служат показателями проходимости, пусть и не самыми важными.

Многие параметры, определяющие проходимость, невозможно измерить на стоящем автомобиле или определить по чертежу внешнего вида — их выясняют из конструкторской документации или в результате испытаний. Но в характеристиках машин высокой проходимости вы их найдете, в силу их важности именно как показателей проходимости.

Наибольший угол преодолеваемого подъема

Имеется в виду отнюдь не короткий въезд на небольшую горку, куда вы влетели с разгона. Протяженность «зачетного» подъема должна быть не меньше двух длин автомобиля, а преодолевается он со стартом с места непосредственно от подножья. При этом, обратите внимание, не должны нарушаться условия нормальной работы агрегатов автомобиля. В переводе на нормальный язык это означает, что их конструкция должна быть приспособлена и к тому, что вы на этом подъеме задержитесь надолго. То есть топливо, масло, охлаждающая жидкость должны по‑прежнему без перебоев поступать куда надо и в нужных количествах, мотор не должен перегреваться, подшипники должны выдерживать соответствующую нагрузку, из аккумулятора не должен выливаться электролит и т. д.

Наибольший угол преодолеваемого косогора

Предельный ровный косогор, по которому автомобиль может двигаться без бокового скольжения более чем на ширину профиля шины и уж тем более без опрокидывания. Опять же не должны нарушаться условия нормальной работы агрегатов.

Ход подвески — угол перекоса мостов

У подвески различают ход сжатия, ход отбоя и полный ход. Ход сжатия — это расстояние между нормальным («нулевым») положением колеса и крайним верхним, когда упругий элемент (скажем, пружина) сжат до предела. Ход отбоя — расстояние между «нулевым» и крайним нижним положением. Полный ход подвески — расстояние между двумя крайними положениями, сумма хода сжатия и хода отбоя.

Чем больше ходы подвески, тем дольше колеса сохраняют сцепление с опорной поверхностью при движении по пересеченной местности. Понятно, что если колесо потеряло контакт с дорогой (говорят — «вывешено»), оно уже не может создавать тяговое усилие. Ну а если в приводе не предусмотрена блокировка дифференциалов, то вывешивание одного из ведущих колес означает полную потерю проходимости.

Для автомобилей с передней и задней зависимой подвеской в качестве подобного показателя иногда используют максимальный угол перекоса мостов.

Глубина преодолеваемого брода

Чтобы автомобиль мог уверенно преодолеть достаточно глубокий брод, конструктор должен предусмотреть многое. Подкапотное электрооборудование не должно заливаться водой, а значит, его надо поднять как можно выше. То же самое касается патрубка забора воздуха в двигатель. Еще вода не должна попадать в картеры двигателя, коробки передач, мостов, а ведь в них обычно предусматривают устройства вентиляции (сапуны). Салон тоже должен быть загерметизирован, хотя бы до уровня дверных замков. И еще много всего.

Условия эксплуатации специальных машин (скажем, боевых) часто подразумевают и специальные требования по проходимости. Так что не удивляйтесь, увидев где-нибудь такие характеристики…

Высота преодолеваемой стенки (эскарпа)

Приближая этот показатель к более привычным для нас «легковым» условиям, разумнее сократить амбиции до «преодолеваемой ступеньки». Кстати, автомобиль, имеющий привод на все колеса и «обутый» в подходящие шины, мог бы преодолеть гораздо более высокую ступеньку, чем это ему позволяют низкий бампер и всевозможные аэродинамические элементы.

Ширина преодолеваемого рва (траншеи)

Ну уж об этом имеет смысл говорить только в применении к многоосным машинам.

Если же речь идет о преодолении водных преград автомобилями-амфибиями, то здесь уместнее говорить о плавучести, остойчивости, ходкости и прочих свойствах судов. Так что вернемся на сушу и поедем в грязь.

С мягкими, деформируемыми, грунтами тоже не все так просто. Ведь значительная часть вырабатываемой двигателем энергии тратится здесь на образование колеи, а перед колесом при движении образуется вал из грунта (так называемый бульдозерный эффект). Сопротивление качению колеса велико, и для его преодоления необходим запас тяги.

Однако помимо способностей силового агрегата, большую роль будут играть сцепные свойства шин, ведь сцепление колеса с мягким грунтом намного хуже, а буксование — это уже частичная, а то и полная потеря проходимости. Так что обратите внимание на тип шин и рисунок протектора.

Конечно, крайне важна схема привода. Скажем, обязательно должны быть предусмотрены блокировки дифференциалов, иначе буксование одного или нескольких колес приведет к полной остановке машины.

Очень важный показатель опорной проходимости — давление на грунт. Согласитесь, по глубокому снегу гораздо проще идти на лыжах, чем в ботинках, проваливаясь по колено при каждом шаге. Простая физика — чем больше площадь контакта шины с опорной поверхностью, тем меньше давление на грунт, тем меньше он деформируется. Так что широкие шины в данном случае приветствуются. И уж совсем хорошо, если машина оснащена системой централизованного регулирования давления в шинах. Она позволяет водителю, не выходя из кабины, поворотом регулятора снижать давление в шинах при движении по песку, снегу, заболоченному лугу. Как известно, приспущенная шина под весом автомобиля расплющивается сильнее, чем накачанная нормальным давлением. А значит, площадь ее контакта с опорной поверхностью увеличивается — и довольно значительно! Соответственно, давление на грунт во столько же раз снижается. А как только под колесами окажется твердая земля, водитель снова поднимет давление в шинах до нормального.