Техника и вооружение 2015 11 - [12]
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.
Однако значительно увеличить диаметр шины тоже не всегда удается. Этому мешают уменьшение угла поворота управляемых колес, существенное увеличение массы и момента инерции движителя, а также повышение центра тяжести автомобиля, что, естественно, отрицательно сказывается на его поперечной устойчивости и управляемости. Значительное увеличение диаметра колеса, кстати, требует установки главной передачи с большим передаточным числом, а это неизбежно приводит к росту нагрузок на шестерни и выходные валы (полуоси) дифференциала и, как итог, – к увеличению размера редуктора.
Неслучайно разработчики стараются выбрать оптимальный вариант, подбирая такие значения ширины и диаметра профиля шины, при которых и проходимость повысится, и применение дополнительных сложных решений в конструкции внедорожного автомобиля не потребуется.
Самостоятельным и очень интересным направлением стало создание колесных движителей с изменяемой геометрией, так называемых «трансформеров», которые в зависимости от дорожных условий прямо на ходу меняют свои характеристики. Хорошие перспективы имеют и шины с регулируемым внутренним давлением, доказавшие на деле свою работоспособность. Почти все ныне выпускаемые армейские автомобили повышенной проходимости обязательно комплектуются такими системами.
