Тяговые и опорно-сцепные параметры проходимости. Комплексный фактор проходимости

Эти параметры характеризуют проходимость автомобиля на мягких и твердых скользких дорогах, а также на подъемах.

Основными тяговыми и опорно-сцепными параметрами про­ходимости являются удельная мощность N _уд,динамический фак­тор по тяге D удельное давление колес на дорогу ρ _уд и коэффици­ент сцепления колес с дорогой φ _х. Указанные параметры прохо­димости зависят от типа автомобиля и условий его эксплуатации.

Удельная мощность автомобиля, кВт/т, представляет собой от­ношение максимальной мощности двигателя к полной массе ав­томобиля:

.

Чем больше удельная мощность, тем выше проходимость авто­мобиля. Так, например, для грузовых автомобилей ограниченной проходимости удельная мощность составляет 5... 12 кВт/т, а для автопоездов должна быть не менее 5,15 кВт/т.

Динамический фактор по тяге характеризует тяговые свойства автомобиля при преодолении тяжелых участков дороги с большим сопротивлением движению. Поэтому автомобиль, работающий в тяжелых дорожных условиях, должен обладать большим динами­ческим фактором. Чем больше динамический фактор, тем меньше вероятность потери проходимости вследствие недостаточных тяго­вых свойств автомобиля. Однако значение динамического фактора по тяге ограничивается сцеплением колес с дорогой. Для реализа­ции максимального динамического фактора без буксования веду­щих колес необходимо увеличивать сцепление колес с дорогой и повышать сцепной вес автомобиля (нагрузку на ведущие колеса).

Увеличение сцепления колес с дорогой достигается выбором определенного типа шин и рисунка протектора, а повышение сцеп­ного веса — увеличением числа ведущих колес и смещением цен­тра тяжести автомобиля к ведущему мосту.

Максимальные значения динамического фактора по тяге со­ставляют 0,25...0,35 для грузовых автомобилей ограниченной про­ходимости и 0,6...0,8 — для автомобилей повышенной проходи­мости.

Для повышения проходимости автомобиля необходимо увели­чивать максимальный динамический фактор по тяге. Это может быть достигнуто применением двигателей большей мощности, установкой гидропередачи, подбором передаточных чисел транс­миссии (за счет понижающей передачи в раздаточной коробке), увеличением числа ведущих колес.

Удельное давление на опорную поверхность, МПа, характеризует проходимость автомобиля по мягким дорогам и может быть пред­ставлено в следующем виде:

где G _к— нагрузка на колесо; F _к— площадь контакта колеса с дорогой.

Для повышения проходимости по мягким дорогам необходимо уменьшать давление колес на дорогу. Это достигается понижени­ем давления воздуха в шинах, увеличением размеров шин, числа мостов и колес, а также применением специальных шин. Исполь­зование специальных шин уменьшает удельное давление колес на дорогу за счет увеличения площади их контакта (рис. 12.3) с опор­ной поверхностью. Так, по сравнению с обычными шинами пло­щадь контакта широкопрофильных шин больше на 20...40 %, ароч­ных — в 1,5 — 2 раза и пневмокатков — в 2,5 — 3 раза, причем проходимость автомобиля, оборудованного пневмокатками, при­ближается к проходимости гусеничных машин.

Удельное давление колес на дорогу зависит от типа автомоби­ля и условий его эксплуатации. Например, на дороге с асфальто­бетонным покрытием удельное давление составляет 0,18... 0,55 МПа для грузовых автомобилей ограниченной проходимости и 0,2... 0,4 МПа — для автомобилей повышенной проходимости.

Коэффициент сцепления характеризует проходимость автомоби­ля по влажным грунтам и скользкой (обледенелой) дороге. Увели­чение коэффициента сцепления приводит к повышению прохо­димости автомобиля по таким дорогам.

Рис. 12.3. Шины и площади контакта шин с дорогой: а — тороидальная; б — широкопрофильная; в — арочная; г — пневмокаток

На коэффициент сцепления значительное влияние оказывают рисунок протектора шин и его насыщенность. Коэффициент на­сыщенности рисунка протектора шины определяется как доля нагрузки, приходящейся на грунтозацепы, и выражается в про­центах.

В условиях бездорожья обычно используются шины с крупны­ми и широко расставленными грунтозацепами, у которых коэф­фициент насыщенности рисунка протектора составляет 15... 25 %. Протектор таких шин не забивается грязью.

На песочном грунте используются шины с невысокими грун-хозацепами и небольшими расстояниями между ними. Коэффи­циент насыщенности рисунка протектора таких шин составляет 80…90%.

Для движения по скользким обледенелым дорогам применяют шины с зимним рисунком протектора или металлическими ши­пами, которые препятствуют буксованию и боковому скольже­нию (заносу) колес. В качестве временной меры, повышающей сцепление колес с дорогой, применяют различного типа цепи противоскольжения: витые, браслетные, гусеничные и др.

Комплексный фактор проходимости характеризует эффективность использования автомобиля при его эксплуатации на тяжелых до­рогах и по бездорожью. Он учитывает снижение производительно­сти автомобиля (вследствие уменьшения средней скорости дви­жения и массы перевозимого груза) и ухудшение топливной эко­номичности (из-за увеличения расхода топлива) в этих условиях эксплуатации по сравнению с шоссейными дорогами.

Комплексный фактор проходимости автомобиля

где G _гм , G _гш — полезные нагрузки соответственно на тяжелых до­рогах (по бездорожью) и шоссейных дорогах; v _м , v _ш — средние скорости движения на таких дорогах; q _м , q _ш — путевой расход топ­лива.