147411 (Полноприводные внедорожные автомобили)

Содержание

Введение

Легкие автомобили-транспортеры

Легковые автомобили

Грузовые автомобили общетранспортного назначения

Большегрузные и сочлененные автомобили

Список использованной литературы

Введение

Для такой страны, как наша, с продолжительными снежными зимами на значительной части ее территории, с обширными пространствами, еще не имеющими даже грунтовых дорог, наконец, с пустынными и степными массивами в южных районах транспорт повышенной проходимости играет важную роль. Автомобили для эксплуатации на грунтовых дорогах или шоссе создавать значительно проще, чем внедорожные. Трудность в том, что болотная почва, снег, песок по своим физическим свойствам, в частности способности воспринимать вертикальную нагрузку и сопротивляться приложенному к грунту тяговому усилию, очень разнообразны. Скорее всего, нет возможности создать универсальную для всех грунтов машину, которая двигалась бы посредством сцепления движителя с почвой.

Многолетний опыт показал, что внедорожный автомобиль должен не только преодолевать неровности пути благодаря колесам большего диаметра, большим дорожному просвету, углам въезда и выезда, но и оказывать малое удельное давление на грунт, не проваливаться и не вязнуть в нем. Он также должен обладать механизмами и устройствами, которые точно соотносили бы тяговое усилие, приложенное к колесам, и сцепные свойства грунта.

Категория автомобилей повышенной проходимости характеризуются наличием привода на все колеса, более широким, чем у дорожных моделей, силовым диапазоном в трансмиссии и специальными устройствами для работы во внедорожных условиях. В совокупности они дают возможность эксплуатировать эти машины не только на грунтовых дорогах, но и на местности по жидкой грязи, снегу, песку, с преодолением крутых подъемов, бродов, пороговых препятствий.

Полноприводные внедорожные автомобили подразделяются на следующие основные типы:

- легкие автомобили-транспортеры или транспортеры;

- легковые автомобили (пассажирские и грузопассажирские);

- грузовые автомобили многоцелевого (общетранспортного) назначения и автопоезда на их базе;

- большегрузные многоосные колесные шасси и тягачи;

- сочлененные автомобили и активные автопоезда.

Рассмотрим основные конструктивные особенности наиболее представительных автомобилей этих типов - общемашинные решения и компоновку.

Легкие автомобили-транспортеры

Легкие автомобили-транспортеры предназначены в основном для эксплуатации в качестве индивидуальных транспортных средств и перевозки малых партий грузов по бездорожью, механизации транспортных работ в условиях ограниченных необорудованных складских помещений и территорий, тяговых средств при геологических исследованиях и т.п. Эти автомобили максимально легки, высокопроходимы, просты в эксплуатации, надежны, приспособлены, как правило, для использования без профессиональной подготовки.

Легкие автомобили-транспортеры создают из оригинальных узлов, на базе мотоциклов или агрегатов малолитражных легковых автомобилей. Колесная формула большинства таких автомобилей 4х4, реже 6х6 и 8х8 и очень редко 3х3.

Общая компоновка и конструкция несущих систем автомобилей-транспортеров максимально упрощены. Для них характерны металлический или пластмассовый открытый корпус, на днище которого расположены сиденья. В случае рамной конструкции кузов также открытый. Такое решение продиктовано требованием снижения массы. Если предусматривается необходимость преодоления небольших водных преград, кузов выполняется герметичным.

Общие габаритные размеры и масса автомобилей-транспортеров значительно меньше, чем у легковых автомобилей. Особое требование предъявляется при этом к высоте автомобиля-транспортера, которая в целях удобства в работе не должна превышать 1,5 м. Повышенная проходимость автомобилей-транспортеров достигается благодаря относительно большому дорожному просвету и установке широкопрофильных или арочных шин с низким давлением воздуха. Например, у автомобиля-транспортера М274 (США) давление в шинах составляет всего 0,05 МПа (на твердых грунтах оно повышается до 0,08 МПа), а дорожный просвет равен 280 мм. В результате автомобиль-транспортер уверенно преодолевает тяжелые участки местности. У некоторых автомобилей-транспортеров, предназначенных для многофункционального использования, в том числе для выполнения различных агротехнических работ, предусматривается возможность установки шин большого диаметра, что способствует реализации высоких тяговых усилий при работе с прицепными орудиями и снижению давления на почву.

Вследствие малой массы удельная мощность автомобиля-транспортера достаточно высока (15...27 л.с./т), хотя двигатели имеют небольшую мощность (10,2...40,7 л.с.).

Следует отметить, что к автомобилям данного типа не представляются требования по обеспечению высокой скорости движения, поэтому у большинства из них она обычно не превышает 50 км/ч, и только в редких случаях, когда автомобили-транспортеры создаются на базе агрегатов легковых автомобилей, максимальная скорость соответствует скорости базового автомобиля, т.е. может достигать 70...80 км/ч. Невысокая максимальная скорость движения позволяет в ряде случаев отказаться от применения подвески. Более простыми в этом случае могут быть тормозная система и рулевое управление.

Общая компоновка, конструктивное исполнение автомобилей-транспортеров, их агрегатов и систем весьма оригинальны и разнообразны.

Так, например, автомобиль-транспортер Крака (Германия) выполнен в виде прямоугольной грузовой платформы, на которой в передней части установлены сиденье водителя и рулевое управление, а в задней части под платформой расположены (подвешены) двигатель и ведущий мост. В зависимости от потребностей выпускается пять модификаций этого автомобиля-транспортера для перевозки пассажиров, грузов или специального оборудования. На автомобиле применены двухцилиндровый карбюраторный двигатель мощностью 25,8 л.с., четырехскоростная коробка передач и арочные шины. Он развивает максимальную скорость до 55 км/ч.

Характерной особенностью автомобиля-транспортера Кросо (Швейцария) является то, что у него кузов состоит из двух герметичных половин - передней и задней, что позволяет ему двигаться на плаву. В передней половине установлен одноцилиндровый роторный двигатель мощностью 32 л.с. Задняя половина предназначена для перевозки груза или людей. Коробка передачи, с гидротрансформатором имеет всего две передние передачи, причем автомобиль может трогаться с места как на первой, так и на второй передаче в зависимости от предполагаемого режима работы. Для улучшения маневренности поворот осуществляется одновременно поворотом передних и задних колес с шинами низкого давления. Для повышения скорости на плаву может устанавливаться винт с приводом от заднего моста.

Следует отметить, что для поворота автомобилей-транспортеров находят применение самые различные схемы. В частности, на автомобиле-транспортере Крайфорд типа 8х8 (Великобритания) осуществлена раздача мощности по бортам, и он поворачивается в результате разности скоростей колес левого и правого бортов. Управляемые колеса у него отсутствуют. К характерным особенностям автомобилей-транспортеров следует отнести то, что для удобства транспортировки некоторые из них складываются, а другие разбираются на составные части, причем конструктивно предусмотрено быстрое выполнение этих операций.

Из российских автомобилей-транспортеров хотелось бы отметить муромского "Жука" (АВП-093) и ирбитскую "Тайгу".

Муромская промышленная компания (Владимирская область) разработала небольшой вездеход. Одно время подобные легкие машины назывались фениггерами. Ничего экстравагантного в их конструкции нет: небольшой легкий двигатель в ременным вариатором и специальные широкопрофильные шины.

Тремя важнейшими элементами конструкции этого вездехода являются шины, двигатель и кузов.

Поставщиком шин низкого давления размером 580х270 мм стал Ярославский шинный завод. Благодаря большому сечению и малому давлению воздуха в них (0,01-0,015 МПа), покрышки Я417 образуют довольно большое пятно контакта с почвой и, как следствие, их удельное давление на грунт невелико. Поэтому оснащенная ими машина может идти по песку, болоту, снегу. А большой объем воздуха, заключенный в шинах, позволяет отказаться от упругих элементов (рессор или пружин), обеспечивая своеобразную пневматическую подвеску. Шины оснащены развитыми грунтозацепами, которые при движении по слабым почвам цепляются за грунт, словно шпоры старинных колесных тракторов, а на плаву играют роль плиц, какие были у колесных пароходов.

Силовой агрегат - двухтактный двухцилиндровый (640 см?, 28 л.с./21 кВт) двигатель воздушного охлаждения, снабженный электрической и ручной системами пуска. Мотор объединен с ременным бесступенчатым вариатором.

Третий важный элемент - кузов. Это "ванна", образованная двумя герметично соединенными половинами из стеклопластика толщиной 5 мм. Кузов сделан несущим, оборудован сиденьями для трех человек, ветровым стеклом, каркасом для брезентового тента, светотехническими приборами и буксирным устройством. Снаряженная масса АВП-093 - всего 400 кг, но он может перевозить 300 кг груза и буксировать тележку грузоподъемностью 500 кг.

Машина довольно компактна. Ее длина - 2480 мм, ширина 1470 мм, высота: со сложенным тентом и ветровым стеклом - 1040 мм, с поднятым тентом - 1700 мм. Этот вездеход умещается в кузове грузовика УАЗ-452.

Все шесть колес у АВП-093 ведущие - на каждый борт предусмотрены цепные передачи. А это стало возможным потому, что у машины нет поворотных колес. Поворот осуществляется забеганием колес одного борта относительно другого. Для этого служит дифференциальный механизм поворота и дисковые тормоза на каждый борт. В трансмиссию введена также двухступенчатая коробка передач. Максимальная скорость: на суше - 50 км/ч, на плаву - 2 км/ч.

На Ирбитском заводе, что на Урале, где производили и производят мотоциклы "Урал", в недавнем прошлом энтузиасты собрали опытный внедорожник. Так родился серийный вездеход "Тайга".

Козыри вездеходы очевидны и неоспоримы: небольшой вес, простота конструкций, неприхотливость, ремонтопригодность, сравнительно большая грузоподъемность при высокой проходимости и дружелюбии к природе.

Конструкция "Тайги" проста: мощная стальная рама, примитивный кузов, шесть колес низкого давления, двигатель от мотоцикла "Урал", но жидкостным охлаждением и электростартером. Подвески нет как таковой. Управляющих колес - тоже. В трансмиссии - четырехступенчатая коробка передач, демультипликатор, реверс. Колеса каждого борта приводятся мощной двухрядной цепью. Для поворота затормаживают планетарный механизм правых или левых колес.

"Тайга" не только с успехом преодолевает пески, болота, грязь и снег. Она способна еще и плавать в стоячей воде (благодаря вращению колес), но если поставить подвесной мотор, то одолеет и речную преграду. Вездеход может ездить и по дорогам общего пользования - все необходимые светотехнические приборы на нем установлены. Но самый главный его козырь - низкое удельное давление на грунт. "Тайга" только примнет траву и не повредит верхнего слоя почвы.

Разработчики Ирбитского мотозавода не собираются останавливаться на достигнутом: уже готов к серийному производству новый вездеход "Егор". Это аббревиатура: егерь, геолог, охотник, рыбак. У "Егора" съемные резинометаллические гусеницы, гребной винт, несущий (и, разумеется, герметичный) кузов. Вездеход почти в полтора раза меньше своего предшественника. Двигатель с жидкостным охлаждением, но его можно заменить и другими силовыми агрегатами - места хватает.

Аппарат, который может составить конкуренцию "Тайге", выпускается в Канаде. Называется он "Арго". Однако, в отличие от отечественного вездехода - по сути дела небольшого грузовичка, - "Арго" скорее напоминает прогулочную машинку. У него тоже мотоциклетный двигатель и цепной привод на колеса, и он тоже плавает. Однако габаритные размеры меньше (почти, как у "Егора"). Кроме всего, цена "Арго" от $17000 до $22000, тогда как "Тайга" стоит всего $8500.

В основе конструкции "Арго" - стальная рама, на которой размещены двигатель и элементы трансмиссии. В зависимости от размеров и колесной формулы используют два разных мотора: "Кохлер" (450 см мощностью 16 л.с. ставят на шестиколесный вездеход, а 24-сильный "Кавасаки" (620 см - на восьмиколесный. Оба двигателя - бензиновые, V-образные, оба - двухцилиндровые четырехтактные с водяным охлаждением и электростартером. При увеличении оборотов двигателя центробежное сцепление подключает трансмиссию. В ней, кроме двухступенчатой коробки передач, есть клиноременный вариатор, аналогичный снегоходному, который плавно изменяет передаточное отношение. Через дифференциал с помощью цепных передач приводятся во вращение колеса каждого борта, а два дисковых тормоза в трансмиссии затормаживают их с левой и правой сторон, позволяя разворачиваться и останавливаться.

Вся эта механика заключена в герметичный пластмассовый корпус, а валы колес через уплотнения выведены наружу. Снизу предусмотрен защитный кожух из ударопрочного пластика. Он предохраняет от контакта с пнями и камнями, а в случае повреждения может быть заменен.

Верхняя половина корпуса, образующая кабину и грузовой отсек, по периметру приклеивается к нижней. Кроме двухместного сиденья впереди, вдоль бортов сзади есть еще два сиденья в шестиколесном вездеходе или две длинные лавки на четырех пассажиров в восьмиколесном. Сверху установлены откидывающиеся ветровое стекло и легкая брезентовая крыша, а в носовой части - электрическая лебедка усилием до двух тонн. На пневматики довольно просто можно надеть пластмассовые гусеницы. Они снижают и без того небольшое давление на грунт до ничтожной величины - 50 гс/см (и позволяют легко передвигаться по болоту или рыхлому снегу.

Поскольку "Арго" - амфибии, они умеют и плавать, правда, на воде их грузоподъемность чуть ниже, чем на суше. Тяги, создаваемой вращением колес или перекатыванием гусениц, хватает для неспешного движения в бурлящей белой пене со скоростью около 2 км/ч. Если этого мало - на корму ставят подвесной лодочный мотор. Развороты в воде, как на суше - притормаживанием колес одного борта. Восьмиколесный вездеход на случай течи оборудован даже электрической помпой. Для движения же по дорогам общего пользования "Арго" не предназначены: из светотехники у них только две фары впереди и пара световозвращателей сзади.

Легковые автомобили

К классу легковых (пассажирских и грузопассажирских) автомобилей относятся полноприводные автомобили с колесной формулой 4х4 грузоподъемностью 0,4...1,25 т, выполненные по классической схеме легковых автомобилей общего назначения. Основное их назначение - перевозка людей и небольших грузов.

Автомобилей этого класса чрезвычайно много. Однако, несмотря на значительное различие их характеристик, в конструктивном отношении они во многом однотипны. Как правило, все они имеют кузов (несущий или установленный на раме), переднее расположение двигателя, обычную схему раздачи мощности к мостам через раздаточную коробку (с межосевым дифференциалом или без него), неразрезной задний мост, в большинстве случаев неразрезной передний мост, рессорную подвеску всех колес, управляемые передние колеса, шины с нерегулируемым давлением и эффективную тормозную систему. Легковые полноприводные автомобили имеют высокие удельную мощность и скорость движения, в связи с чем отличаются хорошими скоростными свойствами на дорогах с твердым покрытием и грунтовых дорогах и достаточно уверенно могут двигаться по бездорожью. Некоторые автомобили обладают плавучестью и способны преодолевать спокойные реки, водоемы и другие водные препятствия на плаву. Для этого их выполняют с герметичным корпусом. Большинство легковых автомобилей способны буксировать прицепы.

Легковые полноприводные автомобили выполняют как с цельнометаллическим закрытым кузовом (ВАЗ-2121, Range Rover, Toyota Land Cruiser), так и с закрытым верхом (УАЗ-3151, Land Rover 109).

Конструктивно кузова полноприводных легковых автомобилей существенно различаются по комфортабельности салона и удобству вождения, надежности, простоте, невысокой стоимости, плавучести благодаря герметизации. При этом кузова бывают цельнометаллическими закрытыми, с откидывающимся верхом и совсем открытыми. Кузова выполняют с четырьмя или двумя дверями и даже без них. Наиболее оригинальными являются кузова плавающих автомобилей, поскольку их конструкция должна обеспечить плавучесть и необходимые водоходные качества автомобиля и в то же время сохранить возможность использования стандартных агрегатов.