Проходимость – это эксплуатационно-техническое свойство, определяющее возможность использования автомобиля по бездорожью и на дорогах с покрытием, находящимся в плохом состоянии.

Все автомобили должны в значительной мере обладать хорошей проходимостью, а для машин, которые систематически работают в трудных дорожных условиях, такое свойство имеет первостепенное значение. От проходимости зависит средняя скорость движения, производительность и сохранность автомобиля, безопасность движения и другие немаловажные факторы.

Сейчас пока еще не установлен единый параметр, который позволил бы точно и полно оценить проходимость автомобиля в различных дорожных условиях.
Однако уже известно, что для хорошей проходимости автомобиль должен обладать хорошими тяговыми свойствами, а также иметь достаточно крепкие детали и механизмы ходовой части.

Кроме того, выявлен ряд измерителей, которые в достаточной мере определяют возможности преодоления препятствий автомобилем. К основным измерителям необходимо отнести следующие:

1. Расстояние между низшими точками автомобиля и дорогой (дорожный просвет). Чем больше это расстояние, тем безболезненнее автомобиль будет преодолевать неровную дорогу, не рискуя задевать за кочки, камни, пни и т. д. Этим самым исключается возможность повреждения отдельных деталей шасси. У всех автомобилей наиболее низкими точками шасси являются картер маховика, передняя и задняя оси. Происходит много случаев, когда низкие части повреждаются, наскакивая на камни. Это чаще бывает в горных каменистых районах.

Рис. 9. Определение наименьшего дорожного просвета между нижней точкой шасси и дорогой.

Расстояние от низших точек автомобиля до поверхности дороги у большинства легковых автомобилей составляет 180-250 мм, а у грузовых – 250-325 мм (рис. 9, таблица 6).

Таблица 6
СРЕДНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОХОДИМОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ

Марки автомобилей	Дорожный просвет (в мм)	Радиус продольной проходимости в метрах	Угол в градусах
			передний	задний
Легковые	150-220	3-8	20-30	15-20
Грузовые	250-350	2,5-6	40-60	25-45
Автобусы	220-300	4-9	10-40	6-20

2. Радиусы продольной и поперечной проходимости.
Это второй показатель, определяющий проходимость автомобиля по пересеченной местности. Необходимо различать нижний и верхний радиусы продольной проходимости, а также радиус поперечной проходимости.
Нижний радиус продольной проходимости – это радиус дуги окружности, проведенной касательно к передним и задним колесам и нижней точкой между ними (рис. 10).

Рис. 10. Определение радиуса продольной проходимости автомобиля

Верхний радиус продольной проходимости – радиус дуги окружности, проведенной касательно к передним и задним колесам и выступающей передней или задней частью автомобиля.
Радиус поперечной проходимости – радиус дуги окружности, проведенной касательно к передним или задним колесам автомобиля и нижней точкой между ними соответствующей оси (рис. 11).

Рис. 11. Оыпределение радиуса поперечной проходимости

Чем меньше радиусы продольной и поперечной проходимости, тем большая способность автомобиля преодолевать рвы, крутые мосты, бугры цилиндрической формы, кюветы и т. д. без задевания за своими низшими точками.

3. Передний и задний углы проходимости.
Это углы образуются между опорной плоскостью дороги и касательными, проведенными из крайних точек, выступающих спереди и сзади частей автомобиля к переднему и заднему колесам (рис. 12).

Рис. 12, Определение пережднего угла въезда и заднего угла съезда автомобиля

Чем больше величина переднего и заднего углов проходимости, тем выше проходимость автомобиля при переезде через канавы, выступы, бугры и другие препятствия, которые могут встретиться в пути.

4. Удельное давление колес на опорную поверхность.
Определяется эта величина делением нагрузки, приходящейся на соответствующее колесо, на площадь отпечатка шины.
g = G/F кг/см2,
где:
G – вес, приходящийся на колесо в кг;
F – площадь отпечатка шины в см2;
Давление колес на опорную поверхность имеет большое значение для проходимости автомобиля, в особенности при движении его по песку, снегу, пашне, грязи, болоте и т. д. (рис. 13). Чем меньше давление колес, тем меньше глубина образуемой колеи, следовательно, меньше сопротивление движению и больше проходимость автомобиля.

Рис. 13. Средние удельные давления лыжника, пешехода, легкового автомобиля.

5. Сцепление ведущих колес с дорогой.
Часто на скользких дорогах с обледенелым дорожным покрытием, а также на дорогах с глинистым грунтом, черноземом происходит буксование ведущих колес.
Колеса буксуют в том случае, когда тяговое усилие, необходимое для движения автомобиля в данных дорожных условиях, превосходит максимально возможное значение реакции между ведущими колесами и дорогой.
Условия движения без буксования определяются следующим выражением:
Gв ? > P,
где:

? – коэффициент сцепление шин с дорогой;
Р – тяговое усилие, необходимое для движения автомобиля в данных
условиях.
Для сравнения проходимости автомобилей в части их предрасположения к буксованию ведущих колес используется следующая зависимость:
D? = Gв/Ga ?,
где:
D? – сцепной фактор автомобиля;
Gв – вес автомобиля, приходящийся на ведущие колеса;
Ga – полный вес автомобиля;
? – коэффициент сцепления; (? = 0,1, что соответствует движению
автомобиля по обледенелой, наиболее скользкой дороге).
Следует отметить, когда значение Dр больше, то автомобиль меньше предрасположен к буксованию колес и застреваниям и хорошо преодолевает подъемы на скользкой дороге.

6. Радиус поворота автомобиля.
Чем меньше радиус поворота автомобиля, тем удобнее водителю маневрировать при езде по дорогам с большим количеством поворотов и препятствий (рис. 14).

Рис. 14.Схема поворота автомобиля

7. Максимальная высота автомобиля (или расстояние от высшей точки автомобиля до плоскости опоры колеса).

Это качество важно главным образом автобусам, предназначенным для работы в городских условиях, где им приходится проезжать под мостами и другими сооружениями.
К оценке проходимости относятся и такие измерителя, как вес автомобиля и его распределение по осям, высота центра тяжести, габариты, высота расположения механизмов, ограничивающих глубину преодолеваемого брода, возможность преодолевания препятствий: вертикальных стенок, рвов и т. п.

Приведенными выше измерителями свойство проходимости автомобиля не исчерпывается полностью, но уже в достаточной мере определяет его.

Как улучшить проходимость автомобиля: надежные помощники автолюбителя
Каждый водитель, которому приходится часто , готов сделать возможное для повышения проходимости своего транспортного средства. Почему бы и нет, ведь с помощью современных и надежных приспособлений это вполне реально. При выборе устройств нужно четко осознавать возможности своего «железного коня», ведь только так можно организовать его нормальную эксплуатацию и подобрать оптимальный способ повышения
проходимости. И самое главное — решение данного вопроса должно быть комплексным. На что же обратить
Главное — автолюбитель должен решить задачу увеличения геометрической проходимости, снижения сопротивления качению автомобиля во время движения авто по бездорожью, увеличения тяги ведущего моста, а также работоспособности основных узлов авто.

Какие же на сегодня существуют изделия для повышения проходимости?
К таковым можно отнести самовытаскивающий якорь , противобуксатор , траковую цепь , цепь противоскольжения (гусеничную и мелкозернистую) , а также ремни для повышения проходимости . Если автомобиль продвигается по бездорожью, то автолюбители всегда могут подключить второй мост (если есть такая возможность). В этом случае сила сцепления существенно возрастет. На наиболее проблемных участках рекомендуется включать пониженные передачи, в противном случае тяговой силы может не хватить для преодоления препятствия. На бездорожье лучше избегать подъемов (появляется дополнительное сопротивление). При этом лучше не форсировать скорость.

Наиболее востребованными устройствами для увеличения проходимости транспортного средства являются . Как уже упоминалось, они бывают гусеничными, мелкозвенчатыми и траковыми. При этом каждый тип имеет свои особенности.

Траковые цепи

Применение данных изделий будет очень актуальным при передвижении по заснеженной или болотистой местности. Они очень пригодятся для преодоления обычных препятствий на мокрой грунтовой дороге. Но здесь крайне важно организовать правильное натяжение, которое проверяется очень просто: трак должен подниматься пальцем над колесом на высоту около 5-8 миллиметров.

Позволяют эффективно передвигаться по грунтовым, скользким и мокрым дорогам. Можно использовать данные устройства для передвижения по заснеженным или обледенелым трассам (здесь также очень важна правильная установка – должны свободно перемещаться, не врезаясь в шины).

Цепи гусеничного типа

Больше подойдут для поездок по заснеженным и грунтовым заболоченным дорогам. При правильном натяжении верхняя ветвь должна провисать между колесами на 1-1,5 см. Гусеничные цепи стоит сразу же снимать после прохождения сложного участка. В противном случае можно нанести вред дорожному покрытию, «спалить» массу бензина и износить покрышки.

Данные приспособления очень пригодятся, если необходимо выбраться из какого-либо серьезного «капкана». Перед тем, как производить монтаж противобуксаторов, необходимо на ведущие (желательно задние) колеса закрепить цепи-браслеты. В этом случае автомобиль гораздо быстрее преодолеет препятствие.

Ремни для повышения проходимости

Устройства очень популярны в среде водителей. Это и не удивительно, ведь данные изделия являются настоящими помощниками, когда необходимо преодолеть грязь, снег и песок. Они очень просты в применении и легко снимаются. Ремни для проходимости больше всего пригодятся для легковых автомобилей, внедорожникой, микроавтобусов.

Проходимость — способность автомобиля преодолевать различные дорожные препятствия и двигаться по дорогам, не имеющим твердого покрытия, и по бездорожью.
Проходимость автомобилей зависит в первую очередь от их конструкции. Например, автомобиль ЗИЛ-151 может преодолевать подъемы до 26°, броды глубиной до 0,8 м, двигаться по глубокому снегу и т. Д. Автомобили различных классов и марок имеют различную проходимость.
Проходимость автомобиля ЗИЛ-150, предназначенного в основном для движения по дорогам, значительно ниже. От чего зависит проходимость автомобиля? Как можно ее повысить?
Проходимость автомобиля зависит, во-первых, от мощности двигателя. Из автомобилей одного и того же веса и типа успешнее преодолевает слабые участки пути тот автомобиль, на котором установлен более мощный двигатель. Следовательно, для того чтобы сохранить высокую проходимость автомобиля, следует правильно эксплуатировать двигатель. Плохой уход за двигателем приводит к понижению его мощности. Во-вторых, проходимость автомобиля зависит от качества сцепления колес с грунтом. Из двух автомобилей одного типа с двигателями одинаковой мощности тот автомобиль может преодолеть более крутой и скользкий - подъем, у которого лучше сцепление колес с грунтом. При движении по грязи сцепление колес с грунтом уменьшается, .что приводит к углублению колеи и сопротивлению движению, поэтому для лучшего сцепления колес с почвой следует применять цепи противоскольжения или шины, имеющие протектор с сильно развитыми грунтозацепами, При движении по влажным грунтам частицы грунта вдавливаются в покрышку и при буксовании происходит трение грунта

Результаты многолетней эксплуатации автомобилей показывают, что покрышки с мелким рисунком имеют меньшую величину сцепления с грунтом, чем покрышки с крупным рисунком. Величина сцепления колес автомобиля с грунтом зависит от полезной нагрузки. У груженых автомобилей сцепление колес с грунтом выше, чем у автомобилей без груза.

Слабый грунт
Автомобиль, погружаясь в слабый грунт, испытывает все возрастающее сопротивление движению вследствие увеличения глубины колеи. При значительном погружении клиренс полностью выбирается и автомобиль начинает прессовать задним мостом грунт. Прессование продолжается до тех пор, пока автомобиль не «сядет» на задний мост . При этом начнется буксование, так как сцепление колес с грунтом снизится до минимума. Для повышения проходимости автомобиля уменьшают удельное давление путем увеличения опорной поверхности колес автомобиля или путем укладки на грунт дорожных покрытий. Последний способ дает также возможность уменьшить неравномерность удельного давления. Чем меньше давление колес, тем меньше глубина образуемой колеи и, следовательно, меньше сопротивление движению и возможность застревания автомобиля.

Водителям автомобилей ЗИЛ-151 хорошо известно, что при движении по неплотному грунту эти автомобили больше, чем автомобили других марок, «зарываются» передними колесами. Это вызвано увеличением веса, приходящегося на переднюю ось, что неизбежно ухудшает условия движения по неплотному грунту.

Подготовка водителя

И, наконец, на проходимость автомобиля влияет подготовка водителя, заключающаяся в умении выбирать путь с наименьшим сопротивлением движению, в своевременном переключении передач и в умении использовать разгон автомобиля для преодоления труднопроезжаемых мест. Правильный режим движения по дорогам и целине повышает проходимость автомобиля. Решающим условием проходимости является сопротивление движению, вызываемое образованием колеи и толчками на дорогах с неровной твердой поверхностью.

Деформация дорог
Целина в отличие от дорог, покрытых твердой одеждой, имеет различную прочность и в зависимости от этого по-разному деформируется под колесами автомобилей .
При движении автомобиля на поверхность грунта действуют вес автомобиля, передающийся через колеса, и силы сцепления, возникающие на ободе ведущих колес. Эти усилия в отдельных случаях разрушают поверхность грунта. Разрушение грунтов в большинстве случаев происходит от переувлажнения, в результате чего изменяется их несущая способность. По мере увеличения влажности несущая способность грунта уменьшается, и при проходе автомобилей образуются колеи.
Глубина колеи увеличивается от последовательного проезда автомобилей и может достичь такой величины, что передняя ось автомобиля и дифференциал коснутся междуколейного земляного вала и дальнейшее движение по колонному пути будет невозможным. Сопротивление движению автомобилей по неплотному грунту зависит также от совпадения следов передних и задних колес. Так, у автомобилей ЗИЛ-150, МАЗ-200 каждое заднее колесо расширяет след переднего колеса более чем на 300 мм,. . Преодолевает дополнительное сопротивление движению. При этом следует учесть, что грунт по краям следа переднего колеса уплотняется и сопротивление его разрушению задним колесам увеличивается. У автомобилей, имеющих двойной скат задних колес, возможность использования уплотненных следов передних колес исключается, поэтому применение двойного ската задних колес нерационально. Как известно, в конструкциях автомобилей повышенной проходимости применяют одинарный скат задних колес при одинаковой ширине колеи передних и задних колес (автомобиль ГАЗ-6З и др.).
Установление сопротивления движению еще не решает вопроса о проходимости, так как остается неизвестным, сможет ли автомобиль преодолеть это сопротивление по условиям сцепления ведущих колес с грунтом или по мощности мотора.

Показатели проходимости автомобилей
Проходимость автомобилей может оцениваться показателями, характеризующими пределы проезжаемости грунта.
Под пределами проезжаемости имеются в виду показатели, которые характеризуют грунт и взаимодействие автомобиля с ним и при которых наступает потеря проходимости, т. Е. Автомобиль останавливается вследствие буксования или недостаточной мощности двигателя.
Показателями, характеризующими грунт, являются влажность и плотность. Проходимость каждого автомобиля удобнее определять по предельным показателям влажности и плотности грунта, которые определяются в полевых условиях при помощи несложных приборов. Так, зная пределы проходимости для автомобилей по показателям грунта и имея данные разведки о состоянии грунтов в том районе, где предстоит совершить передвижение, можно установить, какой проходимости должен быть автомобиль.
Следует иметь в виду, что для некоторых грунтов не все показатели являются характерными. Например, на сыпучем песке влажность не является главным показателем проезжаемости, каким она является для других грунтов. Для сыпучих грунтов основным свойством, определяющим проезжаемость, является плотность.
Не зная свойств грунта и характера его взаимодействия с колесами, нельзя определить проходимость автомобиля.

Высокая проходимость автомобилей может быть достигнута только при отличном их вождении. Качество вождения автомобиля по целине определяется, однако, не только умением водителей использовать свойства машины, но и умением использовать основные свойства грунтов.

Единичная проходимость
Следует различать единичную проходимость — способность одиночных автомобилей двигаться своим ходом в условиях бездорожья по пересеченной местности, по увлажненным и заболоченным участкам, преодолевая отдельные неровности рельефа (при этом допускается снижение скорости на отдельных коротких участках до 5 км/час), и проходимость автомобильных колонн — способность автомобилей двигаться многократно по одному следу со скоростью 15—20 км/час.
В связи с особенностями режима влажности целины и грунтовых дорог может быть различное сочетание напластования грунта, отличающееся твердостью. Это напластование может состоять из одного и того же грунта, имеющего разную степень увлажнения и уплотнения, и из грунтов разного механического состава. Опытным путем установлено, что зона грунта, воспринимающего вертикальные усилия при движении автомобиля, достигает 40 см, а деформация сдвига в грунте распространяется на глубину 15 см, определяющую его устойчивость.
При выборе направления колонного пути важно определить, какое количество автомобилей может пройти по данному участку целины или дороги без каких-либо мер усиления. Для этого прежде всего следует определить вероятное наибольшее количество проходов автомобилей по одному следу до посадки машины дифером на грунт.
«накатывание»
Для связных грунтов, обладающих достаточным количеством глинистых частиц, характерно «накатывание», происходящее вследствие работы проходящих колес автомобиля при переходе грунта из состояния избыточного увлажнения к более низкой влажности и заключающееся в постепенном уплотнении грунта по мере потери им влажности. Эффект накатывания особенно значителен от движения тяжелых автомобилей и проявляется в дополнительном увеличении глубины колеи после проезда следующего автомобиля в среднем на 4—6 см. Процесс накатывания происходит путем уплотнения частиц грунта под давлением проходящих колес, причем такое уплотнение возможно, пока имеется в порах вода, облегчающая подвижность частиц и уменьшающая трение между ними.
Полевые данные свидетельствуют о том, что влажность грунта в колее после прохода автомобиля всегда уменьшается по сравнению с первоначальной. Например, после проезда 10 автомобилей ГАЗ-бз по одной колее влажность грунта снизилась на 6% по сравнению с первоначальной. При повторных проездах автомобиля по одному и тому же следу уплотненность дна колеи увеличивается.

Глубина колеи под колесом характеризует несущую способность грунта. До Великой Отечественной войны проезжаемость болот оценивалась глубиной погружения в грунт, падающей с определенной высоты 2-м цилиндрической железной штанги диаметром 2,4 см и весом 7,84 кг, а также погружением в грунт падающей с той же высоты винтовки. В период Великой Отечественной войны были попытки оценить проезжаемостъ болот по проходу по ним солдата-разведчика. В последние годы все большее распространение приобретает метод оценки проезжаемости болот и грунтов гиревым ударником. Опытным путем установлена связь между глубиной погружения ударника и проходимостью. Проезд по грунтам, на которых ударник погружается менее чем за пять ударов, является весьма затруднительным.

Оценка проезжаемости
Ё настоящее время для оценки проезжаемости грунта используются гиревой ударник, лом-ударник и плотномер конструкции Московского автодорожного института с пружинным динамометром и клиновидным наконечником.
Эти приборы являются равноценными и между их показаниями могут быть установлены зависимости. Наибольшее применение находит гиревой ударник, так как при пользовании им исключается возможность искажений, вносимых наклонным падением стержня и засыпанием пробитого в грунте отверстия.
Однако правильную оценку проезжаемости грунтов можно получить в том случае, если испытанию подвергается вся толща грунта, которая влияет на проезжаемость.
Учитывая, что время, отводимое для выбора направления колонного пути, обычно ограничено, разведка должна быть в основном сведена к определению оценки проезжаемости грунта простейшими приборами.
Вопрос полевой оценки проходимости автомобилей по целине и грунтовым дорогам в периоды распутицы и зимой имеет большое практическое значение. В войсковых условиях, особенно при проведении инженерной разведки путей движения, могут быть рекомендованы следующие методы определения проходимости автомобилей по грунтовой целине.
Плотность грунта определяют ломом-ударником и гиревым ударником. Количественную оценку влажности грунта производят плотномером-влагомером инженера Ковалева.
Места опробования грунтов приборами выбираются с таким расчетом, чтобы можно было полнее охарактеризовать качество грунтов целины или пашни на сильно увлажненных участках пути, представляющих затруднения для проезда автомобилей. Места замеров отмечаются точками на карте или схеме с планом маршрута, около которых наносятся средние значения показателей приборов.

В периоды переувлажнения грунта (весной, осенью, в дождливое время) значительно повышается роль инженерной разведки путей, которая в каждой конкретной обстановке должна своевременно определять возможность проезда автомобилей по целине или необходимость усиления слабых участков.

Состояние грунта
Определение состояния грунта на глаз, т. Е. По чисто внешним признакам, под силу, пожалуй, только очень опытному саперу. Поэтому возникает необходимость иметь простейший прибор пользуясь которым, любой сапер мог бы с достаточной точностью определить, какое количество автомобилей можно пропустить по тому или иному участку дороги без усиления проезжей части. Одним из таких простейших приборов является хорошо знакомый саперам гиревой ударник. Ударник очень портативен и удобен тем, что позволяет опробовать грунт на сравнительно большую глубину, чего нельзя достичь приборами неударного действия.
Если для погружения штампа в грунт до шайбы требуется менее 10 ударов, то это свидетельствует о слабости верхнего 10-го слоя грунта, который следует снять лопатой и произвести замер снова. Эта операция повторяется до тех пор, пока или количество ударов гири, вызывающих погружение штампа, не превысит 10, или замеры не будут произведены в слое, находящемся на глубине, равной клиренсу автомобиля (у ГАЗ-бз — 28 см, у ЗИЛ-151—27 см и МАЗ-200—29 см). В таких случаях необходимо брать среднее арифметическое количество ударов от всех замеров (за исключением явно нехарактерных).

— 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.