Как сделать двухскатные колеса
Что такое ошиновка?
Ошиновка – это процесс установки шин на ось грузового автомобиля с соблюдением заводских рекомендаций.
В зависимости от предназначения спецтехники отличают односкатный и двухскатный способ. Первый предполагает монтаж по одному баллону с каждой стороны, второй допускает установку сразу двух покрышек на одну ось грузовика с обеих сторон. Каждый метод имеет преимущества, а также рассчитан на разные условия эксплуатации.
Виды ошиновки и сверхширокие шины
Проходимость спецтехники, грузовых машин и автоцистерн можно значительно улучшить. Для этого автопроизводители используют спаренные колеса и односкатные модели, которые подбираются с учетом грузоподъемности, используются в зависимости от погодных условий или типа покрытия. Главное их отличие высота профиля, способная влиять на качество передвижения даже в условиях бездорожья.
В отличие от двухскатных шин, односкатная покрышка увеличивает проходимость тягача или самосвала по рыхлому снегу, каналам и болотистым местностям, обеспечивает устойчивость на нестабильных покрытиях не меньшую, чем гусеничные системы. Поскольку односкатные шины предполагают установку дисков с большим диаметром, помимо маневренности транспортного средства, увеличивается и клиренс. Особенность, отличающая разные виды ошиновки, позволяет использовать автомобиль с односкатным комплектом там, где двускатные колеса не справляются с нагрузками.
Двускатные колеса подходят для езды по трассе и грунтовой дороге, устанавливаются на тяжеловесные машины. В отличие от односкатных моделей, сдвоенные шины чувствуют себя не так уверенно на бездорожье. Они предназначены для увеличения площади пятна контакта с дорогой и уменьшения давления внутри шины при высокой грузоподъемности. Благодаря их свойствам грузовому транспорту легче передвигаться, техника не утопает в грунте даже при большом весе груза.
Односкатная ошиновка
Однорядные автопокрышки имеют большой диаметр и увеличенную ширину, что положительно сказывается на пятне контакта. Шины этого класса могут менять внутреннее давление в зависимости от дорожных условий, подстраиваться под тип покрытия. Здесь можно в несколько раз увеличивать грузоподъемность колес при снижении скорости передвижения. При повышении давления на более чем 10 бар, они выдерживают нагрузку, которая увеличилась до 2.5 раз.
При ошиновке автопокрышек следует учитывать размер и тип диска. Они могут быть любой прочности, иметь разборный обод и разную радиальность. Учитывайте, что чем больше диаметр, тем шире беговая дорожка колеса. При ошиновке грузовика односкатными колесами:
Двускатная ошиновка
В случае установки двух шин на одну ось грузовой машины с каждой стороны, удается снизить давление на дорогу, благодаря увеличенному пятну контакта обеспечивается хорошая управляемость. В зависимости от модели двухскатных колес повышаются показатели грузоподъемности машины. Недостатком метода отметим большой вес двухскатного комплекта и его высокую стоимость. Он используется на стандартных тягачах с полуприцепом или самосвалах.
Независимо от заводской ошиновки автомобиля, большинство машин допускает установку как двухскатных колес на заднюю тележку, так и односкатных шин. Такая особенность позволяет использовать любую технологию в зависимости от климата и состояния дороги. При сезонной смене колес, владельцы могут устанавливать парные шины для езды летом или одиночные модели для поездок зимой. Такой подход к ошиновке снизит расходы на топливо и увеличит проходимость в условиях сильного бездорожья.
Переошиновка двускатной резины на односкатную: для чего и как правильно это делать
Эксперименты показывают, что степень проходимости специальной техники, включая автоцистерны, возможно кардинально улучшить. С этой целью спаренные (двускатные или сдвоенные) обычные шины дорожного типа, размер которых выбирается на основании максимальной грузоподъёмности на твёрдой дороге, заменяют специальными односкатными шинами, которые имеют большой профиль, и используют систему регулировки давления в них.
Впервые установку односкатных шин с научной точки зрения удалось объяснить во время создания ЗИЛ-157, первого авто высокой проходимости (не повышенной).
Эксперименты, которые предшествовали появлению этого автомобиля, позволили сделать вывод о возможности повышения проходимости колёсного грузовика (бортового, тягача, самосвала). ЗИЛ-157 на песке имел проходимость не меньшую, чем гусеничная машина, а его проходимость на разных типах почвы и на снежном покрытии значительно превышает таковую у любого автомобиля предыдущего поколения с повышенной проходимостью.
Установка покрышек, комплект которых включает диски большого диаметра и грузоподъёмности, решает проблему с дефицитом клиренса у спецтехники и повышает его проходимость. Эта опция нужна обычно грузовым автомобилям и специальной технике, которым требуется максимальная эффективность при использовании в тяжелых дорожных условиях, когда традиционная двухрядная ошиновка задней тележки или оси создаёт затруднения во время передвижения на технологической дороге, бездорожье или заснеженной дороге в северной местности.
 |  |
| Двускатная ошиновка | Односкатная ошиновка |
Однорядные шины обладает большим диаметром и значительной шириной. Также они имеют такую важную особенность, как изменение внутреннего давления в зависимости от условий на дороге. Это подразумевает возможность двукратного повышения грузоподъёмности шины при ограниченной скорости движения.
Использование специальных шин большого диаметра и профиля с регулировкой внутреннего давления позволяет на слабой почве значительно снижать давление в них до значения, при котором работа шин сопровождается значительной деформацией. Вследствие этого площадь соприкосновения колёс и почвы повышается в разы, снижается величина удельного давления, которое колёса производят на грунт, а также уменьшается глубина колеи и степень сопротивления движению. Во время качения колёс на деформированных шинах улучшились уплотнение почвы в колее и сцепление колеса с почвой. Это решающие составляющие при улучшении тяговых качеств и повышении проходимости грузовика.
Правила замены ошиновки
Благодаря монтажу односкатной шины удаётся сохранить грузоподъёмность при резком подъёме клиренса с одновременным улучшением проходимости, в том числе за счёт внедорожного агрессивного протектора.
Использование высокопрофильных шин приводит к изменению таких характеристик проходимости грузовиков:
Нужно учитывать, что замена шинного комплекта требует замены также колесные диски. Даже в случае, когда совпадает размер, вместо них устанавливают диски с более высокими показателями прочности и грузоподъёмности, обычно разборные и составные.
В случае, когда задний мост грузовика допускает использование и двускатной, и односкатной ошиновки колёс на задней тележке, причем разной размерности между колесами переднего и задних мостов, возможна эксплуатация разных шин в разных климатических и дорожных условиях на одном автомобиле. С помощью такого технического решения можно с учётом сезона, погодных условий и условий эксплуатации самостоятельно подобрать и установить разные колёса. К примеру, в зимнее время, когда дорога имеет твёрдую поверхность, целесообразно применение двускатной ошиновки, позволяющей с экономией расходовать горючее, тогда как во время распутицы возможно использование односкатной ошиновки, повышающей проходимость авто в условиях бездорожья.
Ответы на популярные вопросы
Вопрос: Что необходимо для монтажа односкатных шин вместо двухскатных?
Ответ: Нужны автомобильные диски, обводные ленты и сами шины.
Вопрос: Необходимо ли заменить диски передних колёс?
Ответ: Не всегда, но в большинстве случае требуется.
Вопрос: Нужно ли заменять колесные мосты на грузовом авто при смене шин?
Ответ: Нет, замена мостовых балок не требуется.
Вопрос: Каким преимуществом обладают односкатные шины, рассчитанные строго на однорядное расположение колес?
Ответ: Однорядные колёса с лёгкостью превращаются в двухрядные (как и наоборот). Однако в некоторых авто, имеющие первоначальную внедорожную специализацию, каждая полка для установки дисков предназначена для одного колеса. Плюсами этого варианта являются более высокая геометрическая проходимость, возможность применения несущей рамы с более широким межлонжеронным расстоянием, а также оптимизация работы подвески за счет ее сближения с колесом.
Как сделать двухскатные колеса
Никто не пробовал ставить сдвоенные колеса. Или скиньте тему, сам не нашёл.
Ты о двухскатной резине, как задние колеса на ГАЗели чтоль? 😮 :rolleyes:
Ты о двухскатной резине, как задние колеса на ГАЗели чтоль? 😮 :rolleyes:
только седня об этом думал. D:D
Давай вместе думать:D
Широкую резину покупать и эксплуатировать дорого, в повседневной езде она не нужна, а иногда хочется куда нибудь заехать.
Где то видел, сбоку на колеса крепятся дополнительные (похожие немного на конус) пласмассовые балоны. По наружнему диаметру они чуть меньше основного.
нагрузка на трансмиссию будет такая что подумать страшно.
Ну в основном только на ступичный подшибник. Так ведь не для повседневной-же эксплуатации.
Да и то неверное не больше чем у колес с нестандартным вылетом.
Сопротиление качения резко возрастет. Проходимость упадет. Думаете почему на всех военных грузовиках именно ОДНОСКАТНЫЕ колеса?
Сопротивление качению вне дороги можно пренебречь;) На топких участках проходимость должна увеличится полюбому.
Относительно УАЗа: чтобы поставить вторые колеса надо сильно лифтануть машину, особенно зад и(или) резать арки. В результате лифтованная машина с резанными арками на стандартных колессах будет смотреться как Колос на глилянных ногах.
«. Такое техническое решение уже применялось фирмой Renault еще в 1923 году, при постройке трех автомобилей, предназначенных для движения по пескам во время автопробега по пустыне
.
http://marrrrrrrrr.users.photofile.ru/photo/marrrrrrrrr/115633331/xlarge/135481097.jpg
Но уже тогда выявились многочисленные недостатки применения сдвоенных колес:
1) усложняется контроль за давлением воздуха в шине внутренних колес, тяжело заметить их прокол;
2) требуется большее количество запасных колес и дополнительное место для их размещения;
3) уменьшение удельного давления на грунт полезно при движении по пескам, глубокому зернистому снегу, а также на грунтах, более слабых в нижних слоях и более стойких в верхних (болотистое основание, заросшее дерном или балластированное сверху, мостовая на песчаном основании). Но при движении на грунтах более слабых в верхних слоях и более стойких в нижних (размокший с поверхности грунт, мостовая, покрытая слоем грязи, заснеженная дорога) желательно повышение внутреннего давления на грунт, что может обеспечить одинарное колесо с торовой поверхностью шины, которое вытесняя в стороны слабые слои грунта вступает в зацепление с твердой подосновой;
4) в зазор между сдвоенными колесами забивается глина, что увеличивает массу колесного движителя и вызывает дополнительные потери мощности на утрамбовку «глиняного клина» между скатами и излишние потери мощности на преодоление прилипания к грунта к шине (по сравнению с одинарным колесом таких же размеров);
5) из-за наличия дополнительных колес увеличивается стоимость машины;
6) с увеличением ширины протектора возрастает величина момента сопротивления повороту – шофер вынужден прикладывать чрезмерное усилие к рулевому колесу, что особенно неудобно при отсутствии усилителя рулевого управления.
Советские конструкторы все это прекрасно знали, поэтому и ограничились установкой сдвоенных шин только на заднем мосту.
Но и это решение не лучшее для проходимости. Общеизвестно, что при двойном заднем скате след от передних колес больше вредит, чем помогает движению, так как последним приходится разрушать уплотненные края колеи, оставленные передними колесами. Эта главная причина того, что при конструировании полноприводных автомобилей применяют одинарные колеса при одинаковой ширине колеи всех ведущих мостов. Кроме того, две стандартные шины, соединенные между собой в единый движитель, имеют меньшее количество грунтозацепов, чем могла бы иметь одна шина такой же ширины и диаметра. »
http://forum.uazbuka.ru/showthread.php?t=77361
На шиштги иногда ставят задние мосты от ГАЗона. И колеса двускатные. Только нафиг не надо такое безобразие для внедорожной машины. По какам будет ехать намного хуже. чем на односкатных!
Несколько лет назад видел на зимнике камаз 4310(вездеход который) и у него на задних мостах были сдвоенные колеса! Я очень удивился, смотрелось это устрошающе. Наверное от этого есть толк, если кто-то так извратился над камазом.
Так это был наверно Камаз 53228, грузоподъемность 15т против 10т у Камаз 43101.
. ставь белки короче:)
Я может глупость спрошу, но ещё с местной терминологией не разобрался. Ху есть «белки короче» это сорт резины или длина шпилек?
«. Такое техническое решение уже применялось фирмой Renault еще в 1923 году
Marrr Спасибо. Не мне конечно обсуждать иженеров Renault, но постоянная эксплуатация сдвоенных колес это уж слишком конечно. Недостатки и достоинства они известны. Меня интересует устройство диска для кратковременный по возможности не длительной процедуры установки второго колеса. Может кто изголялся диски от Газели приделать.
Ху есть «белки короче» это сорт резины или длина шпилек?
Надеюсь, скоро родится статья 😀
Часть II
Пути совершенствования конструкции шин.
После I мировой инженеры всего мира пытались создать такую шину, протектор которой будет оптимальным для движения во всех условиях бездорожья. Дело шло медленно, никак не удавалось нащупать верный подход к решению этой проблемы. Но иногда удавалось добиться определенного успеха.
Например, в 30-е годы перед инженерами шинной фирмы «Атлас Сэплай» была поставлена задача сконструировать шины для полноприводных грузовых автомобилей, работающих в песках Саудовской Аравии. Шины должны были иметь высокую эксплуатационную прочность и обеспечить достаточную проходимость машин в условиях глубокого сухого сыпучего песка, исключительно высокой температуры песка и воздуха, а также противостоять разрушительному воздействию твердых острых камней, встречающихся в пустыне.
Инженеры долго ломали голову над тем, какой принцип взять за основу конструкторского расчета. Решение проблемы проходимости требовало совершенно иного подхода к конструированию шин.
Тут кому-то в голову пришла гениальная идея воспользоваться подсказкой, подаренной самой матушкой-природой. Исходное для расчетов шин удельное давление на грунт было вычислено исходя из веса навьюченного верблюда и площади его следа. Таким путем были получены начальные рабочие гипотезы для определения исходных размеров шин. Для снижения центра тяжести автомобиля необходимо было создать шину с небольшим наружным диаметром. Вследствие высокой температуры протектор покрышки должен быть сравнительно тонким, а профиль поперечного сечения близким к круглому. Для создания большей площади соприкосновения с песком необходимо было создать очень гибкий каркас, обеспечивающий большую деформацию, т.е. каркас с минимальным количеством слоев из прочной каркасной ткани. Первые опытные экземпляры шин, изготовленные с соблюдением указанных условий, были испытаны на 25-тонном автомобиле в 1938 г, и впоследствии устанавливались на все автомашины, работающие в пустыне.
В итоге производителям удалось создать модель шин, хорошо зарекомендовавших себя при движении в условиях пустыни и показывающих неплохие свойства при движении по иным слабым грунтам. Но создать универсальную модель шин, показывающую одинаково высокие сцепные свойства на всех видах грунтов, встречающихся на бездорожье (пески; скальные грунты; торфянистые, дерново-подзолистые и черноземные почвы; сухие и влажные суглинки; сплошные, сапропелевые и сплавинные болота; дерновое покрытие; сухой и влажный снег и пр.) до настоящего времени так и не удалось. Оказалось, что свойства поверхностей, по которым необходимо обеспечить движение внедорожника, слишком многообразны и шины, хорошо подходящие для одного вида бездорожья, совершенно не годятся для другого. И ничего тут не поделаешь.
Ведущие конструкторы СССР внимательно изучали опыт мировой автоиндустрии и тоже работали в данном направлении. В СССР хватало своих песков, но наибольшую значимость для народного хозяйства представляла возможность свободного передвижения автомобилей по раскисшим грунтовкам, мокрым суглинкам и глубокому снегу.
В 1957 г. по техническому заданию Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института НАМИ Ярославским шинным заводом был налажен выпуск опытных шин арочного типа Я-146, учитывающих все особенности грунтов нашей обширной Родины.
Испытаниями НАМИ было установлено, что проходимость автомобиля ЗИЛ-150 (4х2), оборудованного колесами с грунтовыми шинами, резко возросла и может быть оценена как равноценная проходимости автомобилей ЗИЛ-151 и ГАЗ-63 с тремя и двумя ведущими мостами на штатной вездеходной резине. По сухому глубокому песку, а в некоторых случаях и по заболоченной местности проходимость экспериментального заднеприводного автомобиля ЗИЛ-150 оказалась более высокой, чем проходимость автомобилей ЗИЛ-151 и ГАЗ-63 со всеми ведущими мостами.
http://marrrrrrrrr.users.photofile.ru/photo/marrrrrrrrr/115748359/xlarge/137721363.jpg
Автомобиль ЗИЛ-151 с экспериментальными грунтовыми шинами на задних мостах
Но у этих шин оказался серьезный недостаток: при езде по грунтовкам и на асфальте их КПД был значительно ниже, чем у обычных шин, а большая шумность, низкая износостойкость и высокая стоимость в итоге привели к тому, что шины новой конструкции стали устанавливать только на сельхозтехнику и на специализированные колесные вездеходы, почти не выезжающие на твердые дороги.
Известный во всем мире ученый М. Беккер, посвятивший много трудов исследованию особенностей взаимодействия автомобильных колес с грунтом, пришел к выводу, что при движении шины по мягкому грунту коренное улучшение сцепления может быть достигнуто при применении грунтозацепов высотой, равной ширине протектора, однако такая конструкция шины практически нереальна. Впрочем, в последние годы начали выпускаться внедорожные шины (т.н. «грязевые»), конструкция протектора которых во многом приближается к условию, выведенному Беккером.
Тут необходимо отметить, что конструирование автомобилей повышенной и высокой проходимости в мировой практике идет по двум направлениям:
I. Создание конструкций принципиально новых машин высокой проходимости мелкосерийного (штучного) производства максимально приспособленных к условиям бездорожья, а также проектирование специальных плавающих автомобилей-амфибий, предназначенных для эксплуатации в особо сожных условиях (Арктика, тропические джунгли, сильно заболоченные местности и пр.). Автомобили, входящие в данную группу, часто называют колесными вездеходами.
II. Проектирование автомобилей повышенной проходимости массового производства.
При проектировании автомобилей второго направления обычно учитывается ряд базовых принципов: максимальная унификация полноприводных и неполноприводных автомобилей, одновременно стоящих на производстве; преемственность новых конструкций автомобилей, т.е. рациональное использование в новых моделях конструктивных решений, а также агрегатов и узлов с высокими техническими характеристиками, хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации и имеющих длительную перспективу выпуска; разработка модификаций полноприводных автомобилей в составе унифицированных семейств.
Это накладывает на конструктора ряд ограничений. Например, чаще всего полноприводная модель разрабатывается на базе уже имеющейся неполноприводной, и в процессе творчества приходиться ограничивать фантазию и подстраиваться под обстоятельства, делать не так, как лучше в принципе, а так, как наиболее оптимально в данных условиях, то есть действовать в определенных рамках. Указанные особенности характерны и для деятельности конструкторов, разрабатывающих новые модели шин, поскольку очень часто разработка нового автомобиля высокой проходимости и разработка шин для него идет одновременно.
Из теории автомобиля известно, что при движении автомобиля на деформируемых грунтах (при отсутствии подъема) основной силой, препятствующей его движению, является сила сопротивления качению колеса. Причем значение этой силы при погружении колеса в переувлажненный грунт возрастает, и для движения автомобиля в этом случае колесам нужно развивать большую по величине тяговую силу. А с ростом силы тяги, развиваемой колесом, происходит еще большее его погружение в грунт, рост глубины колеи и, как следствие, еще большее увеличение силы сопротивления качению, что вызывает необходимость дополнительной силы тяги. И это происходит до тех пор, пока величина суммарной силы тяги колес, необходимая для поступательного движения, не станет меньше, чем сила сцепления колес с грунтом. После этого возникнет пробуксовка колес и застревание автомобиля.
Силу сцепления колеса с грунтом можно повысить путем разработки конструкции шины с высокими грунтозацепами, расположенными таким образом, чтобы обеспечивалась самоочищение протектора от налипшего грунта. Но это помогает не на всех грунтах. Например, на песке или снегу (при низкой температуре воздуха) коэффициент сцепления шины с грунтом выше, чем коэффициент зацепления частиц грунта между собой. Проще говоря, происходит буксование не шины по грунту, а одних слоев грунта, находящихся под колесом, по другим слоям, лежащим ниже. И путем изменения конструкции протектора этот коэффициент зацепления частиц повысить невозможно.
Инженерам стало ясно, что в первую очередь надо принимать конструктивные меры для уменьшения глубины колеи. Самое простое решение – снизить вес автомобиля, понятно, что более легкий автомобиль продавит менее глубокую колею, чем более тяжелый (при условии одинаковых шин). Чем меньше давление на ось, тем легче обеспечить проходимость по деформируемым грунтам, особенно имеющим коркообразный покров. Но автомобиль должен перевозить грузы, то есть обладать полезной грузоподъемностью, и снижение его веса в большинстве случаев невозможно.
Следовательно, для улучшения проходимости надо увеличить площадь контакта колеса с грунтом, увеличить площадь опорной поверхности. В результате этого снизится величина удельного давления колеса на грунт, что уменьшит силу сопротивления качению колеса и глубину продавливаемой им колеи. А раз так, то для движения автомобиля понадобится меньшая по величине тяговая сила, то есть будет создан резерв по сцеплению, который может понадобиться, например, когда машина пойдет на подъем и возникнет препятствующая движению сила сопротивления подъему.
Проще всего добиться снижения удельного давления колеса на грунт путем увеличения ширины профиля шины. К тому же, такое решение позволит разместить на протекторе несколько рядов дополнительных грунтозацепов, что увеличит силу сцепления.
Так и стали делать, в результате появились модели арочных шин и пневмокатков, имеющих низкое внутреннее давления воздуха в шине (0,21-0,35 кГ/кв.см) и повышенную эластичность протектора, что попутно позволило снизить ударные нагрузки, передающиеся от дороги к подвеске автомобиля. В результате шины стали частично выполнять функции, которые ранее выполняли элементы подвески, что позволило полностью отказаться от последней на некоторых моделях колесных вездеходов с невысокими эксплуатационными скоростями. При этом удельное давление на грунт у автомобилей с колесами данного типа иногда было меньше по величине, чем у некоторых моделей гусеничной техники.
http://marrrrrrrrr.users.photofile.ru/photo/marrrrrrrrr/115748359/xlarge/137990283.jpg
На специализированных транспортерах-тягачах фирмы FWD семейства «Теракрузер» колесной формулой 8х8, сконструированных в начале 60-х годов, применялись пневмокатки различных конструкции шириной от 610 мм до 1057 мм и наружным диаметром до 1524 мм. Вес самого большого пневмокатка составлял 197 кг. Тягач модели ХМ-401, перевозящий межконтинентальную ракету, при собственном весе 6800 кг обладал грузоподъемностью 7200 кг на твердой дороге и 4200 кг на слабом грунте.
Но применению таких шин на массово выпускаемых автомобилях повышенной проходимости препятствовали определенные конструктивные трудности. При увеличении ширины профиля шины уменьшается предельный угол поворота управляемых колес (края колеса упираются в раму), что влечет ухудшение поворотливости. Следовательно, чтобы обеспечить достаточную поворотливость машины с широкими шинами надо увеличить расстояние между колесом и рамой, что повлечет существенное увеличение ширины колеи и в итоге увеличение габаритов машины. Либо нужно делать несколько мостов управляемыми (с поворотными колесами), что усложнит конструкцию рулевого управления. А на дорогах с бетонным и асфальтовым полотном такие шины создают большую силу сопротивления качению (по сравнению с более узкими вездеходными шинами) и имеют низкий КПД, что вызывает их нагрев, повышенный износ и большой расход топлива. Одним словом, арочные шины и пневмокатки на массово выпускаемых автомобилях так и не прижились.
Улучшение опорной проходимости можно получить и другим способом, для этого достаточно увеличить наружный диаметр шины (ее высоту). Это повысит длину части шины, вступающую в контакт с грунтом, и соответственно, увеличит общую площадь поверхности контакта, что повлечет уменьшение удельного давления на грунт, и в итоге снизит силу сопротивления качению на всех видах грунтов. Попутно данное решение улучшит профильную проходимость, поскольку увеличатся: дорожный просвет; предельная высота преодолеваемых пороговых препятствий; предельная ширина выбоин и рвов, которое способен пройти автомобиль. Следовательно, увеличение наружного диаметра шины позволяет улучшить сразу несколько параметров, определяющих проходимость автомобиля. При этом уменьшается число циклов нагружения элементов шины на определенном пути, соответственно повышается допустимая по нагреву скорость движения.
Но значительно увеличить диаметр шины не всегда удается, поскольку при этом уменьшается угол поворота управляемых колес, значительно увеличивается масса и момент инерции колеса, а также повышается центр тяжести автомобиля, что влечет ухудшение его поперечной устойчивости и управляемости. Существенное увеличение диаметра шины требует установки главной передачи с большим передаточным числом, что влечет увеличение нагрузки на шестерни и выходные валы (полуоси) дифференциала и увеличение размера редуктора.
Поэтому инженеры стараются выбрать оптимальный вариант, подбирая такие значения ширины и диаметра профиля шины, при которых и проходимость повысится, и применение дополнительных сложных решений в конструкции автомобиля не потребуется.
Но иногда конструкторы получали задание и неограниченный бюджет на проектирование единичного автомобиля высокой проходимости, предназначенного для постоянной эксплуатации в конкретных условиях тяжелейшего бездорожья, и уж тут их фантазия по использованию больших колес не знала предела. В результате возникали автомобили на гигантских колесах, навеки вошедшие в историю. Например, в США в середине 50-х годов был сконструирован экспериментальный автомобиль Сноу-Баги, изготовленный фирмой Ле-Турно Вестингауз, до сих пор поражающий специалистов как своими размерами, так и своей никчемностью.
http://marrrrrrrrr.users.photofile.ru/photo/marrrrrrrrr/115748359/xlarge/137990277.jpg
20-тонный вездеход длиной 8,4 метра и шириной 7,3 метра приводился в движение электрическими моторами, размещенными в колесах, ток для которых вырабатывал дизель-генератор мощностью 400 л.с. Шины вездехода имели наружный диаметр (высоту) чуть больше 3-х метров.
Но чаще всего конструкторы использовали более простой и эффективный способ снижения удельного давления на грунт, не отходя от традиционных схем проектирования автомобилей, то есть без серьезного затруднения в отношении общей компоновки. Вместо увеличения размеров колес они увеличивали их количество путем введения в конструкцию дополнительных ведущих мостов. Данное нехитрое решение давало целый ряд улучшений: снижалось удельное давление на грунт, увеличивалась суммарная тяговая сила колес автомобиля, повышались показатели профильной (геометрической) проходимости, снижалась силовая нагрузка, действующая на привод и раму автомобиля. Легковые и универсальные (грузопассажирские) автомобили обычно проектировали с двумя ведущими осями (4х4), а грузовые с тремя (6х6) или четырьмя (8 х 8). Дальнейшее повышение числа осей уже было малоэффективно, проходимость от этого увеличивалась незначительно, а усложнение конструкции силового привода, рулевого управления и возросший вес сводил на нет всю выгоду от такого решения.
http://marrrrrrrrr.users.photofile.ru/photo/marrrrrrrrr/115748359/xlarge/137990347.jpg
Мерседес Gelendwagen W461 являл собой редкий случай применения трех ведущих мостов в универсальном автомобиле.
А со временем на автомобилях высокой проходимости стало применяться еще одно техническое решение, появление которого, как и многих других решений, повышающих проходимость, способствовала война. В ходе проведения десантных операций американских войск во время II мировой войны широко использовались вездеходы-амфибии. Оказалось, что сравнительно тяжелые амфибии не обладают достаточной проходимостью при входе в воду и при выходе из нее, когда грунт берега и прибрежная часть морского дна представляет собой рыхлый песок или болото. Во многих случаях не помогали даже мощные лебедки, установленные на этих амфибиях, и завязшие машины приходилось вытягивать тягачами и автокранами. Тогда и заметили, что снижение внутреннего давления воздуха в шинах способствует более успешному выходу амфибии на берег. Например, в инструкции, прилагаемой к машине Форд GPA с колесной формулой 4х4, шоферу рекомендовалось снижать давление в камерах до 0,49 кг/см.кв. при выходе из воды на слабый грунт или песок. Уменьшение давления составляло примерно 25% от нормального.
Американские инженеры провели ряд испытаний и установили, что при снижении внутреннего давления воздуха в шине снижается сила сопротивления качению и увеличивается сила сцепления почти на всех видах грунтов. Объясняется это тем, что при снижении давления воздуха шина деформируется в радиальном направлении, что увеличивает площадь контакта с грунтом и уменьшает величину удельного давления на грунт. Также при деформации шины в контакт с грунтом вступает большее число грунтозацепов. Исследованиями было установлено, что каждая шина на том или ином грунте имеет определенную оптимальную величину внутреннего давления воздуха, при которой она покажет наилучшие тягово-сцепные свойства. И величины эти для разных шин и разных грунтов существенно отличаются и определяются опытным путем в процессе эксплуатации автомобиля. Следовательно, для улучшения опорной проходимости нужно на деформируемых грунтах снижать давление в шине, а при выезде на твердую дорогу приводить его в норму. Вскоре для каждой амфибии были определены и внесены в инструкции по эксплуатации оптимальные величины давления воздуха в шинах, соответствующие различным типам опорной поверхности.
Все это конечно было хорошо, но практически при необходимости уменьшить давление в шинах требовалась остановка амфибии на краю берега или перед труднопроходимым участком пути. Шофер покидал амфибию и снижал давление воздуха в камерах шин до требуемой величины. При этом было необходимо пользоваться манометром, так как ошибка в конечном давлении могла оказаться причиной застревания машины. При выходе на нормальный грунт давление нужно было поднять до нормального путем подкачки шин. Тем временем вокруг рвались снаряды и посвистывали пули, а это, согласитесь, не очень приятно. Хорошо еще, если у амфибии было 4 колеса, а представьте себе героическую жизнь шофера шестиколесной машины!
Накачивание шин GPA производилось обычным ручным насосом, а амфибия DUKW-353 с колесной формулой 6х6 снабжалась механическим воздушным насосом, приводимым в движение от раздаточной коробки. Колеса амфибий были большими, и процесс изменения давления требовал значительных затрат времени и сил. А неподвижная машина превращалась в хорошую мишень для вражеской авиации и артиллерии, что создавало реальную опасность для жизни всего экипажа.
Вот это печальное обстоятельство и подтолкнуло инженеров американской компании GМС к необходимости разработки системы регулировки давления в шинах на ходу автомобиля, управление которой вместе с манометром находились на приборной панели. Она была впервые установлена в сентябре 1942 года на амфибии DUKW-353.
http://marrrrrrrrr.users.photofile.ru/photo/marrrrrrrrr/115748359/xlarge/137994741.jpg
Амфибия DUKW-353 по прозвищу «утка» имела стальной корпус длиной 9,5 м и вмещала 25 бойцов. Ее скорость по шоссе достигала 81 км/ч, на плаву – 9,5 км/ч.
Затем такие системы стали применяться на других амфибиях и военных автомобилях американской армии, а потом разошлись по всему миру.
Все ныне выпускаемые грузовые автомобили повышенной проходимости обязательно комплектуются такими системами. А легковые и универсальные оборудуются либо ресиверами, либо мощными стационарными компрессорами.
В дополнение к сказанному можно отметить, что грунт часто имеет неоднородное строение и отличается чрезвычайным разнообразием форм. Основными, с точки зрения проходимости, являются следующие: а) грунт более слабый в верхних слоях и более стойкий в нижних (размокший с поверхности грунт, мостовая, покрытая слоем грязи, заснеженная дорога; слой песка с твердым каменистым основанием); б) грунт более слабый в нижних слоях и более стойкий в верхних (болотистое основание, заросшее дерном или балластированное сверху, мостовая на песчаном основании и т.д.); в) грунт, неоднородность которого не имеет определенной системы. Случай «а» является единственным, при котором лучшую проходимость покажет шина с узким протектором, которая раздвинет слабый слой и вступит в зацепление с твердой подосновой. В остальных случаях более выгоден широкий протектор при сниженном внутреннем давлении.
Из изложенного можно сделать бесспорный вывод: конструкция шины имеет первостепенное значение для проходимости автомобиля и первоначальные мероприятия по ее улучшению нужно начинать с подбора оптимальных шин. «