Вплив конструктивних і експлуатаційних факторів на прохідність

Важливим експлуатаційним фактором, що визначає прохідність є опорна прохідність автомобіля, яку оцінюють коефіцієнтом сили зчеплення коліс з дорогою (коефіцієнт зчіпної маси):

,

де – частина ваги автомобіля, що припадає на ведучі колеса.

Відповідно до формули коефіцієнт Кφ впливає на прохідність — чим він більше, тим прохідність вище. Основним конструктивним фактором, що впливає на Кφ, є колісна формула автомобіля.

Найбільше значення Кφ = 1 властиве повнопривідним автомобілям (4Х4, 6Х6, 8Х8).

Для дорожніх автомобілів (4Х2, 6Х2, 6Х4, 8Х4) характерні значно менші значення коефіцієнта зчіпної маси Кφ = 0,46...0,8 – залежно від компонування й стану по навантаженню.

Для руху автомобіля з умови зчеплення необхідно виконання умови:

У не навантажених легкових і вантажних заднєприводних автомобілів коефіцієнт зчіпної маси менше, ніж у навантажених. Прохідність в останніх краще, а в переднєприводних легкових – гірше.

При подоланні підйому в порівнянні з рухом по горизонтальній дорозі прохідність у заднєприводних легкових автомобілів збільшується, а в переднє приводних – знижується (основний недолік переднєприводного компонування) .

При буксируванні причепа більше навантажені задні ведучі колеса автомобіля тягача, коефіцієнт Кφ автомобіля-тягача збільшується, однак у цілому значення Кφ в автопотяга значно менше ніж у автомобіля.

Тиск на опорну поверхню р0 коліс визначають за формулою:

,

де , – відповідно частина ваги автомобіля і нормальна опорна реакція дороги, що діють на вісь, для якої визначають тиск на опорну поверхню;

пК – кількість коліс, встановлених на осі;

FK – площа контакту шини з опорною поверхнею.

З огляду на, що площа контакту залежить від розмірів шини можна вважати, що підвищення діаметра шини поліпшує зчіпні якості.

При відомих діаметру DСВ і ширині профілю шини В можна визначити площу контакту шини з опорною поверхнею за формулою:

.

При збільшенні ширини профілю пропорційно підвищується максимально припустима деформація шини hzmах = 0,3В, а збільшення зовнішнього діаметра на припустиму деформацію впливу не робить.

Ефективність впливу ширини профілю залежить від постійної ґрунту µ і при його збільшенні ефективність збільшення В знижується.

На ґрунтах з невеликим перезволоженим шаром на твердій основі, незважаючи на те, що µ = 2, збільшення ширини профілю шкідливо, тому що розташований між шиною й твердою основою шар рідкої маси різко знижує зчіпні якості шини.

Застосування одинарних коліс при рівній ширині колії для всіх мостів забезпечує рух коліс одного борту на прямолінійній ділянці шляху по одному сліду.

У цьому випадку на більшості ґрунтів сумарний опір коченню всіх коліс найменший, а зчеплення найбільше за рахунок ущільнення ґрунту колесами, що йдуть спереду. Однак на заболочених ґрунтах з дерновим покривом доцільний рух кожного колеса по своєму сліду, для чого на практиці іноді застосовують перестановку коліс, що змінює ширину колії.

Зниження тиску в шині збільшує площу контакту шини із ґрунтом, поліпшує зчіпні якості, особливо на ґрунтах з підвищеним внутрішнім зчепленням.

Мінімально припустиме значення pв в камері шини обмежується максимально припустимою деформацією шини hz mах.

При досить високих зчіпних якостях оптимальний внутрішній тиск відповідає мінімальним опору руху й витраті палива.

Зниження тиску повітря в шинах є одним з найбільш ефективних способів підвищення прохідності, тому майже всі автомобілі високої прохідності мають систему регулювання тиску.

Зниження тиску повітря в шині поряд зі зменшенням втрат на колії викликає збільшення втрат у самій шині. При підвищенні питомої потужності прохідність поліпшується з трьох причин:

– при збільшення питомої потужності забезпечує можливість руху по важко прохідній ділянці з більше високою швидкістю, при якій час дії навантаження на ґрунт менше й, як наслідок, менше деформація ґрунту й менший опір руху;

– при більш високій питомій потужності скорочується число перемикань передач, рідше відбувається розрив силового потоку й виникають пікові навантаження на ґрунт;

– більше високі тягово-швидкісні властивості підвищують ефективність використання кінетичної енергії для подолання особливо важких ділянок.

Застосування незалежної підвіски забезпечує кращу пристосовність коліс до нерівностей дороги, тобто більше повне використання маси автомобіля для збільшення зчеплення.

Найбільш ефективними пристосуваннями, що підвищують зчеплення коліс із ґрунтом, є: аркові шини з високими ґрунто-зачепами, плицеві тракові ланцюги, браслети.

Ефективність застосування аркових шин визначається не тільки великою контактною площею й розвиненими ґрунто-зачепами. Завдяки широкому профілю, малому внутрішньому тиску в шині, високій еластичності каркаса тиск у центрі контакту шини менше, ніж по краях. Це приводить до того, що м'який ґрунт не витісняється шиною, як це відбувається при взаємодії звичайних шин із ґрунтом, а ущільнюється в контакті, і виникає куполоподібна форма. Цей арковий ефект і обумовлює високий коефіцієнт зчеплення шини із ґрунтом.