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).

Под проходимостью понимают свойство автомобиля двигать­ся по неровной и труднопроходимой местности не задевая за не­ровности нижним контуром кузова. Проходимость автомобиля характеризуется двумя группами показателей: геометрическими показателями проходимости и опорно – сцепными показателями проходимости. Геометрические показатели характеризуют веро­ятность задевания автомобиля за неровности, а опорно – сцепные характеризуют возможность движения по труднопроходимым участкам дорог и бездорожью.

По проходимости все автомобили можно разделить на три группы:

– автомобили общего назначения (колесная формула 4x2, 6x4);

– автомобили повышенной проходимости (колесная формула 4x4, 6x6);

– автомобили высокой проходимости, имеющие специальную компоновку и конструкцию, многоосные со всеми ведущими колесами, гусеничные или полугусеничные, автомобили – амфи­бии и другие автомобили, специально предназначенные для работы только в условиях бездорожья.

Рассмотрим геометрические показатели проходимости.

Дорожный просвет – это расстояние между низшей точкой ав­томобиля и поверхностью дороги. Этот показатель характеризу­ет возможность движения автомобиля без задевания за препят­ствия, расположенные на пути движения (рис.5.9).

Радиусы продольной и поперечной проходимости, соответствен­но r пр и r поп, представляют собой радиусы окружностей, касатель­ных к колесам и низшей точки автомобиля, расположенной внут­ри базы (колеи). Эти радиусы характеризуют высоту и очертания препятствия, которое может преодолеть автомобиль, не задевая за него. Чем они меньше, тем выше способность автомобиля пре­одолевать значительные неровности без задевания за них своими низшими точками.

Передний и нижний углы свеса, соответственно α п1 и α п2 , обра­зованы поверхностью дороги и плоскостью, касательной к пере­дним или задним колесам и к выступающим низшим точкам пере­дней или задней части автомобиля.

Максимальная высота порога, который может преодолеть ав­томобиль, для ведомых колес составляет 0,35...0,65 радиуса коле­са. Максимальная высота порога, преодолеваемого ведущим ко­лесом, может достигать радиуса колеса и иногда ограничивается не тяговыми возможностями автомобиля или сцепными свойства­ми дороги, а малыми величинами углов свеса или просвета.

Максимально необходимая ширина проезда при минимальном радиусе поворота автомобиля характеризует возможность манев­рировать на малых площадках, поэтому проходимость автомоби­ля в горизонтальной плоскости часто рассматривают как отдель­ное эксплуатационное свойство маневренность. Наиболее манев­ренными являются автомобили со всеми управляемыми колесами. В случае буксировки прицепом или полуприцепов маневренность автомобиля ухудшается, так как мри поворотах автопоезда прицеп смешается к центру поворота, именно поэтому ширина полосы дви­жения автопоезда больше, чем одиночного автомобиля.

К опорно – сцепным показателям проходимости относятся сле­дующие.

Максимальная сила тяги - наибольшая сила тяги, которую спо­собен развивать автомобиль па низшей передаче.

Сцепной вес – сила тяжести автомобиля, приходящаяся на ве­дущие колеса. Чем больше сцен пой вес, тем выше проходимость автомобиля. Среди автомобилей с колесной формулой 4x2 наи­большую проходимость имеют заднемоторные заднеприводные и переднемоторные переднеприводные автомобили, так как при такой компоновке ведущие колеса всегда нагружены массой дви­гателя.

Удельное давление шин на опорную поверхность определяется как отношение вертикальной нагрузки на шину к площади контакта, замеренной по контуру пятна контакта шины с дорогой q = G: F.

Этот показатель имеет большое значение для проходимости автомобиля. Чем меньше удельное давление, тем меньше разру­шается грунт, меньше глубина образуемой колеи, меньше сопро­тивление качению и выше проходимость автомобиля.

Коэффициент совпадении колеи представляет собой отношение колеи передних колес к колее задних колес. При полном совпаде­нии колеи передних и задних колес задние катятся по грунту, уплотненному передними колесами, и сопротивление качению при этом минимально. При несовпадении колеи передних и задних колес затрачивается дополнительная энергия на разрушение зад­ними колесами уплотненных стенок колеи, образованной передни­ми колесами. Поэтому у автомобилей повышенной проходимос­ти часто на задние колеса устанавливают одинарные шины, умень­шая тем самым сопротивление качению.

Проходимость автомобиля во многом зависит от его конструк­ции. Так, например, в автомобилях повышенной проходимости применяют дифференциалы повышенного трения, блокируемые межосевые и межколесные дифференциалы, широкопрофильные шины с развитыми грунтозацепами, лебедки для самовытаскива­ния и другие приспособления, облегчающие проходимость авто­мобиля в условиях бездорожья.

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.

Основы безопасности дорожного движения Коноплянко Владимир

Проходимость автомобиля

Проходимость автомобиля

Проходимость - это конструктивное свойство автомобиля, определяющее возможность его производительной работы в тяжелых дорожных условиях и вне дорог. Такие условия характеризуются труднопроходимыми участками с различного рода препятствиями, затрудняющими или ограничивающими движение автомобиля. К ним относятся грунтовые дороги, скользкие крутые подъемы и спуски, канавы, большие неровности, водные преграды.

По проходимости все автомобили условно делят на три группы:

Автомобили ограниченной проходимости - двухосные и трехосные с неведущей передней осью (колесные формулы 4X2, 6X4);

Автомобили повышенной проходимости - двухосные, трехосные со всеми ведущими осями (колесные формулы 4X4, 6X6);

Автомобили высокой проходимости, имеющие специальную компоновку или конструкцию, - четырехосные или многоосные со всеми ведущими осями, а также полугусеничные и автомобили-амфибии.

Автомобили повышенной и высокой проходимости, специально сконструированные для тяжелых дорожных условий, могут работать без снижения производительности, несмотря на препятствия и труднопроходимые, участки. Эти автомобили являются специфическими транспортными средствами, имеющими свои конструктивные и компоновочные особенности, продиктованные их назначением и характером использования.

К основным показателям проходимости автомобиля относят геометрические и опорно-тяговые.

Геометрические показатели.

1. Просвет - это расстояние П между низшей точкой автомобиля и дорогой, характеризующее возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных препятствий (рис. 4).

2. Радиусы продольной рпр и поперечной рпоп проходимости представляют собой радиусы окружностей, касательных к колесам и к низшей точке автомобиля, расположенной внутри базы (колеи). Эти радиусы характеризуют высоту и очертание препятствия, которое может преодолеть автомобиль, не задевая за него. Чем они меньше, тем у автомобиля больше способность преодолевать значительные неровности дороги без задевания за них своими низшими точками.

3. Передний an1 и задний а П2 углы проходимости - углы, образованные опорной поверхностью дороги и плоскостью, касательной к передним или задним колесам и к выступающим низшим точкам передней или задней части автомобиля.

4. Максимальная высота порога, которую может преодолеть колесо. Для ведомых колес практически его максимальная высота составляет 0,35 - 0,65 R. Максимальная высота препятствия, преодолеваемого ведущим передним колесом, может быть больше радиуса колеса R, и часто ограничивается не тяговыми возможностями автомобиля или сцеплением ведущих колесе дорогой, а малыми величинами углов проходимости или просвета.

Рис. 4. Геометрические показатели проходимости

Максимальная высота порога значительно зависит и от формы его кромки. Так, приведенные величины порогов справедливы для прямоугольной кромки. Если же кромка имеет закругленную форму или сминается в процессе преодоления неровности, предельная высота порога увеличивается.

5. Минимально необходимая ширина проезда, связанная с минимальной величиной радиуса поворота автомобиля. Эта величина характеризует свойство автомобиля маневрировать на малых площадках, например, в карьерах, на товарных дворах железнодорожных станций, на стройках и т. п. Поэтому проходимость автомобиля в горизонтальной плоскости часто определяют как отдельное эксплуатационное свойство - маневренность. Наиболее маневренными являются автомобили со всеми управляемыми колесами. В случае буксировки прицепов или полуприцепов маневренность автомобиля ухудшается, так как при поворотах автомобильного поезда прицеп смещается к центру поворота. Именно поэтому ширина полосы движения автопоезда больше, чем у автомобиля без прицепа.

Ширина полосы движения автопоезда увеличивается с увеличением количества буксируемых прицепов, базы и ширины прицепа, а также длины дышла.

Опорно-тяговые показатели.

1. Удельное давление шин qш на опорную поверхность. Определяется как отношение вертикальной статической нагрузки на шину Gш к площади контакта F, замеренной по контуру:

Давление колес на опорную поверхность имеет большое значение для проходимости автомобиля, в особенности при движении по песку, свету, пашне, грязи и т. д. Чем меньше давление колес, тем меньше глубина образуемой колеи, следовательно, меньше сопротивление качению и больше проходимость автомобиля.

2. Коэффициент совпадения колеи цс представляет собой отношение ширины колеи ап, образованной передними колесами, к ширине колеи а3, образованной остальными колесами. При полном совпадении колеи задние колеса катятся по грунту, уплотненному передними колесами, и сопротивление качению при этом минимально. При nс =/= 1 затрачивается дополнительная энергия нз разрушение задними колесами уплотненных стенок колеи, образованной передними колесами. Поэтому у автомобилей повышенной проходимости часто на задние колеса устанавливают одинарные шины, уменьшая тем самым сопротивление качению.

3. Проходимость автомобиля по скользким дорогам. На скользких дорогах (влажные и обледенелые покрытия, укатанный снег) проходимость ограничивается буксованием колес (см. гл. 4).

автора Геннингсон Михаил Александрович

11. Парковка автомобиля Парковка автомобиля может осуществляться тремя способами (рис. 24): Рис.24а, параллельно проезжей части; Рис.24б, перпендикулярно проезжей части; Рис.24в, под углом к проезжей части.Парковка перпендикулярно проезжей части аналогична заезду в гараж.

Из книги Эти странные французы автора Япп Ник

Из книги Мошенничество в России автора Романов Сергей Александрович

Регистрация автомобиля Регистрируют автомототранспорт органы ГАИ по месту жительства владельцев. Как исключение, разрешается регистрировать транспортное средство по месту жительства родственников владельца с их письменного согласия в случае выезда владельца по

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПР) автора БСЭ

Из книги Энциклопедия начинающего водителя автора Ханников Александр Александрович

Из книги Энциклопедический словарь крылатых слов и выражений автора Серов Вадим Васильевич

Буксировка автомобиля Взаимовыручка и взаимопомощь на дороге необходимы особенно в тот момент, когда в силу тех или иных причин автомобиль не трогается с места. Выход из этой ситуации – отбуксировать машину. Для чего используют эластичный нейлоновый канат или ленту

Из книги Как путешествовать автора Шанин Валерий

Безопасность автомобиля Чтобы надежно защитить свой автомобиль от угона и ограбления, необходимо предпринять следующие меры безопасности, которые должны быть не только надежны и эффективны, но и хорошо видимы потенциальному угонщику или грабителю.При установке

Из книги Новейший справочник автомобилиста автора Волгин Владислав Васильевич

Берегись автомобиля! Название дорожного знака, предупреждающего пешеходов об опасности внезапного появления автомобиля.Выражение стало крылатым после выхода на экран (1966) популярного фильма «Берегись автомобиля!», снятого режиссером Эльдаром Александровичем

Из книги Практическое руководство аборигена по выживанию при чрезвычайных обстоятельствах и умению полагаться только на себя автора Бигли Джозеф

Аренда автомобиля Если вы собираетесь находиться в стране очень короткий срок, не хотите постоянно связывать себя с машиной, у вас нет времени на покупку и перепродажу, то лучший выход – аренда автомобиля именно тогда и там, где он действительно необходим.Аренда машин

Из книги Справочник настоящего мужчины автора Кашкаров Андрей Петрович

Страхование автомобиля В случае ДТП страховая компания сама работает с виновниками и экспертами, адвокатами, следователями и свидетелями.Страховать дорогую машину от ущерба имеет смысл потому, что нет реальных гарантий получения возмещения за повреждение машины с

Из книги 100 способов избежать аварии. Спецкурс для водителей категории В автора Каминский Александр Юрьевич

Значение автомобиля О’кей, начнём с такого вопроса: где, помимо дома и офиса, вы проводите наибольшее количество времени? Если вы немного призадумаетесь об этом, то поймёте, что ответ очевиден - в вашем автомобиле. Основное связующее звено жизненно важных магистралей, то,

Из книги Как научиться водить автомобиль автора Барбакадзе Андрей

Из книги Книга-тренажер автора Барбакадзе Андрей

3.1.2. Движение автомобиля Экстренный стартОписание ситуации (рис. 16)Автомобиль 1 с приводом на передние колеса стоял на обочине скользкой зимней дороги. Спереди и сзади от него обочина была свободна от других машин. Водитель этого автомобиля намеревался начать движение

Из книги 150 ситуаций на дороге, которые должен уметь решать каждый водила автора Колисниченко Денис Николаевич

Из книги автора

Из книги автора

Совет № 89 Определить расстояние до автомобиля ночью несложно. Если вы можете различить свет обеих фар, значит, до автомобиля осталось примерно 300 метров Навстречу вам движется автомобиль. Как определить примерное расстояние до него? Если вы можете различить свет обеих

1. Что такое геометрическая проходимость?

Геометрическая проходимость – это совокупность геометрических параметров автомобиля, влияющих на его способность преодолевать препятствия.

Если говорить о полной геометрической проходимости, то она складывается из нескольких групп параметров, которые можно условно обозначить как базовые и внедорожные.

Базовые параметры – это собственно габаритные размеры автомобиля: длина, ширина, высота и размер колесной базы. От них зависят как непосредственные показатели проходимости, так и геометрические внедорожные параметры.

2. Каковы базовые параметры, влияющие на геометрическую проходимость?

Как уже было сказано выше, геометрическую проходимость во многом определяют именно параметры автомобиля: общая длина и длина колесной базы, высота и ширина автомобиля, а также ширина колеи и длина переднего и заднего свесов. Длина, ширина и высота машины в объяснении не нуждаются, а об остальных можно сказать пару слов. Так, длина колесной базы – это расстояние между осями передних и задних колес, ширина колеи – это расстояние между центрами колес одной оси в пятне контакта с поверхностью, передний свес – это расстояние между осью передних колес и крайней передней точкой автомобиля, а задний свес – соответственно, расстояние между осью задних колес и крайней задней точкой автомобиля.

3. Каковы основные параметры геометрической проходимости?

Обычно, говоря о геометрической проходимости, рассматривают пять основных параметров:

• клиренс, или дорожный просвет автомобиля;
• угол въезда;
• угол съезда;
• угол рампы, или продольный угол проходимости;
• угол опрокидывания.

Кратко поясним каждую из этих величин. Клиренс, или дорожный просвет – это расстояние от самого нижнего элемента автомобиля до поверхности земли. По ГОСТ это расстояние измеряется в центральной части автомобиля, но зачастую наиболее низкорасположенный элемент может быть смещен относительно центра: к примеру, им может являться резонатор глушителя или кронштейн амортизатора. Поэтому обычно клиренсом считают именно расстояние от этой нижней точки до горизонтальной поверхности, на которой стоит автомобиль.

Угол въезда – это угол между горизонтальной поверхностью и линией, проведенной между пятном контакта передних колес и нижней точкой передней части автомобиля. Иными словами, это максимальный угол рампы, на которую может въехать автомобиль, не коснувшись ее передней частью кузова. Несложно догадаться, что он зависит от клиренса и длины переднего свеса: чем больше клиренс и меньше передний свес, тем выше будет угол въезда.

Угол съезда – это то же самое, но для задней части кузова: угол между горизонтальной поверхностью и линией, проведенной между пятном контакта задних колес и нижней точкой задней части автомобиля. Иными словами, это максимальный угол рампы, на которую может въехать автомобиль при движении задним ходом, не коснувшись ее задней частью кузова. Он, очевидно, зависит от клиренса и длины заднего свеса: чем больше клиренс и меньше задний свес, тем больше будет угол съезда.

Угол рампы , или продольный угол проходимости – это максимальный угол, который может преодолеть автомобиль, не касаясь поверхности днищем. Он, в свою очередь, зависит от сочетания клиренса и длины колесной базы: чем больше клиренс и короче база, чем больше будет угол рампы. Его изменение, к примеру, можно наглядно увидеть в трехдверной и пятидверной версиях Lada 4X 4: углы въезда и съезда у них одинаковы, а вот угол рампы у трехдверки больше, потому что у нее короче колесная база.

Угол опрокидывания , или угол поперечной статической устойчивости – это максимальный угол поворота автомобиля вокруг продольной оси, при котором он может не опрокинуться набок. Он зависит от сочетания ширины и высоты автомобиля, ширины его колеи, а также его центра тяжести: чем больше ширина автомобиля и его колеи, меньше высота и ниже центр тяжести, тем выше угол опрокидывания.

Кроме этих основных параметров геометрической проходимости есть и еще некоторые, определенно относящиеся к геометрии, но не связанные напрямую с габаритами автомобиля. Это максимальный преодолеваемый уклон, глубина преодолеваемого брода, ходы подвески и артикуляция подвески.

Максимальный преодолеваемый уклон – это предельный угол относительно горизонта той поверхности, по которой способен двигаться автомобиль без посторонней помощи, то есть, предельная крутизна уклона, на который может въехать автомобиль.

Глубина преодолеваемого брода – это максимальная глубина водного препятствия, которое автомобиль может преодолеть без негативных последствий для его технической части. Глубина брода прежде всего ограничена высотой расположения точки забора воздуха двигателем: если вода поднимется до нее, то проникнет во впускной тракт и далее в цилиндры, что может спровоцировать гидроудар и серьезную поломку мотора. У обычных автомобилей точка воздухозабора расположена под капотом, что ограничивает максимальную высоту преодолеваемого брода. Специально подготовленные же внедорожники оснащаются шноркелем – патрубком, выводящим точку забора воздуха на уровень крыши, что позволяет преодолевать более глубокие броды без риска гидроудара.

Ход подвески – это максимальное расстояние, которое может проделать колесо в вертикальном направлении от точки максимального сжатия подвески до момента ее полной разгрузки на грани отрыва от поверхности. Чтобы оценить этот параметр, автомобиль можно загнать одним из передних колес на препятствие такой высоты, чтобы заднее колесо на той же стороне оторвалось от поверхности – это называется диагональное вывешивание, поскольку второе переднее колесо в этом случае тоже будет на грани отрыва от земли. Ну а расстояние по вертикальной оси между высотой подъема переднего и заднего колеса на одной стороне автомобиля в таком положении – это и есть артикуляция подвески . Ходы подвесок колес и артикуляция оказывают косвенное влияние на показатели геометрической проходимости.

4. Является ли геометрическая проходимость приоритетно важной характеристикой проходимости автомобиля в целом?

Выше мы обозначили и объяснили практически все параметры, характеризующие геометрическую проходимость автомобиля. На практике же, в «бытовом» понимании и беглом сравнении под геометрической проходимостью обычно понимают четыре из них: клиренс, а также углы въезда, съезда и рампы. Для описания возможностей своих кроссоверов и внедорожников автопроизводители используют именно эти цифры – и по большому счету, они вполне исчерпывающе характеризуют эксплуатационные показатели машины.

Однако ключевые слова здесь – «эксплуатационные показатели»: цифры геометрической проходимости – далеко не единственное, что определяет реальную проходимость. На нее в не меньшей степени влияют тип привода (а если привод полный – то , наличие межосевой и межколесных , а также характеристики используемых покрышек. И как показывает практика, именно последние становятся главным ограничением внедорожных способностей современных серийных автомобилей.