Техника и вооружение 2015 11 - страница 15

Изучая поставленную задачу, столичные автозаводцы стали определять способы повышения проходимости колесного автомобиля. Одним из очевидных решений являлось увеличение ширины профиля шины. В этом случае удается добиться снижения удельного давления колеса на грунт за счет размещения на протекторе нескольких рядов дополнительных грунтозацепов, что заметно увеличивает силу сцепления. Примером могут служить арочные шины и пневмокатки, имеющие низкое внутреннее давления воздуха (0,21-0,35 кг/см2 ) и повышенную эластичность протектора – это попутно позволяет снизить ударные нагрузки, передающиеся от дороги к подвеске автомобиля. Отношение высоты профиля к ширине у арочных шин составляет 0,35-0,50, а отношение ширины обода к ширине профиля равно 0,9-1,0.

Пневмокатки большой ширины иногда вынуждают делать автомобиль с шарнирносочлененной рамой.

Один из способов повышения проходимости автомобиля – увеличение числа осей, но не беспредельно.

Арочные шины имеют прочный тонкослойный каркас из полиамидного корда, резиновый брекер, рисунок протектора повышенной проходимости с мощными расчлененными грунтозацепами эвольвентной формы почти на всю ширину профиля высотой 35-40 мм и шагом 100-250 мм. Пневмокатки, в свою очередь, обладают еще большей шириной профиля, лучшей эластичностью и меньшим, чем арочные шины, внутренним давлением воздуха. Протектор снабжен невысокими, редко расположенными грунтозацепами, которые наряду с основным своим назначением повышают также прочность пневмокатка и обеспечивают сохранность (устойчивость) его формы, поэтому такие движители применяются на специальных машинах при работе на снежной целине, песчаных, топких и заболоченных грунтах.

В результате шины указанных типов могут частично осуществлять функции, которые ранее выполняли элементы подвески, что позволило полностью отказаться от нее на некоторых моделях колесных вездеходов с относительно низкими эксплуатационными скоростями. При этом удельное давление на грунт у автомобилей с такими колесами иногда оказывалось меньше по величине, чем у некоторых моделей гусеничной техники.

Вместе с тем, распространению сверхшироких шин на армейских автомобилях повышенной проходимости препятствовали и чисто технические особенности. При увеличении ширины профиля шины уменьшается максимальный угол поворота управляемых колес (края колеса упираются в раму или несущий корпус), что влечет ухудшение маневренности. Следовательно, чтобы обеспечить достаточную поворотливость машины с широкими шинами, надо увеличить расстояние между колесом и рамой, но приведет к существенному увеличению ширины колеи и в итоге – к увеличению габаритов машины. Либо нужно делать несколько мостов управляемыми (с поворотными колесами), а это усложняет конструкцию рулевого управления. На дорогах с бетонным и асфальтовым полотном такие шины создают заметно большую силу сопротивления качению (по сравнению с более узкими вездеходными шинами) и имеют низкий к.п.д., что вызывает их нагрев, повышенный износ и большой расход топлива.

Чтобы решить этот вопрос, можно сделать вездеход шарнирно-сочлененным, т.е. выполнить раму из двух частей, которые между собой соединены специальным механизмом с двумя (реже тремя) степенями свободы. На машину подобной конструкции, которая лишена традиционного рулевого управления, можно устанавливать шины очень большой ширины, не опасаясь, что они будут задевать за раму или элементы корпуса. Но и здесь есть свои изъяны. Внедорожник получается довольно сложным и дорогим, а потому далеко не каждому заказчику оказывается по карману. В общем, арочные шины и пневмокатки на автомобилях, выпускаемых большими тиражами, так и не прижились.

Улучшение опорной проходимости можно добиться и другим способом, например, увеличением наружного диаметра шины. Это повышает длину части шины, вступающую в контакт с опорной поверхностью и, соответственно, увеличивает общую площадь поверхности контакта, что влечет уменьшение удельного давления на грунт и в итоге снизит силу сопротивления качению на всех видах грунтов. Кроме того, данное решение позволяет улучшить профильную (геометрическую) проходимость, поскольку увеличиваются дорожный просвет, предельная высота преодолеваемых пороговых препятствий и максимальная ширина выбоин и рвов, которые способен пройти автомобиль. Следовательно, увеличение диаметра шины позволяет улучшить сразу несколько параметров, определяющих проходимость автомобиля. При этом снижается число циклов нагружения элементов шины на определенном пути и одновременно повышается допустимая по нагреву скорость движения.