Теоретическое обоснование повышения проходимости автомобильной техники войск национальной гвардии России в зимних условиях

В статье проводится анализ возможностей автомобильной техники войск Росгвардии по преодолению местности с различными дорожно-грунтовыми показателями, в частности, перемещение колесной техники по снежному покрову. Представлены результаты проведенного эксперимента по преодолению снежного покрова, а также возможные пути по улучшению свойств проходимости колесной техники.

Ключевые слова: проходимость, колесная техника, снежный покров, эксперимент, показатель, эффективность.

Keywords: passability, wheeled vehicles, snow cover, experiment, indicator, efficiency.

Современные изменения в войсках национальной гвардии Российской Федерации связаны, в частности, с ростом эффективного использования транспортных средств. В основном, в войсках применяется колёсная техника. Колёсные машины зачастую используются на опорной поверхности, которая представляет собой бездорожье. Оно обладает различными дорожно-грунтовыми показателями.

Самый сложный режим передвижения — это перемещение колёсной техники по снежному покрову, особенно, если имеются структурные неоднородности (настовые корки и ледяные внутренние прослойки).

Колёсные движители разрушают настовые корки. В результате происходит повышение сопротивления движения колёсного транспортного средства. Внутримассивные ледяные прослойки тормозят формирование межгрунтозацепных сдвиговых «кирпичей», что уменьшает величину усилия, развиваемой тягой.

В России более 90 % территории на протяжении длительного времени устлано снежным покровом, поэтому очень важно эффективное использование колёсных машин в зимний сезон.

Использование колёсных средств передвижения при таких условиях затруднено, а иногда и невозможно. Вследствие этого, применение колёсной техники, если она оснащена средствами увеличения проходимости, — это единственный вариант выполнения поставленных служебно-боевых задач [1].

В связи с отсутствием нормативных документов, которые регулируют проведение испытаний колёсных машин на снежном полотне, принимаются следующие данные:

1) опыты осуществлялись на ровном снежном полотне, глубина которого 0,4...0,7 м., с обязательным нахождением среднеинтегральной плотности всей глубины снега;

3) количество топлива не подвергалось контролю;

4) использовался измерительный комплекс, который основан на тензометрическом динамометре и регистрирующем устройстве с накопителем информации на магнитных дисках 3,5 дюйма;

5) длительность каждого эксперимента обуславливалась не длительностью зачётного участка и скоростью машины, а контрольным временем эксперимента, составляющее t = 20 с.

Эксперименты были проведены в Пермском военном институте.

Для опытных исследований подбирались ровные участки земли со снежным покровом глубиной 0.4...0.7 м.

Основная задача тяговых испытаний колёсных машин — это оценка их тягово-сцепных качеств на покрытом снегом участке. Предельное значение нагрузки — это следующее значение, которое в случае проскальзывания колеса достигает подстилающего грунта. Существуют исключения из данного правила. Это дополнительно проведенные эксперименты, которые определяют максимальные усилия при контакте колёс с мёрзлой поверхностью как подстилающим слоем снега.

Проводя тяговые испытания, делались замеры следующих параметров снежного полотна: толщина (Н) в метрах, средняя по массиву плотность (р) в г/см³, температура снега (t_сн) в градусах Цельсия, температура воздуха окружающей среды (t_воз) в градусах Цельсия. При проведении опытов зрительно изучалась структура сложения снега путём выработки шурфов. Замерялась толщина настовой корки, и подсчитывалось количество внутримассивных прослоек изо льда.

В моменты опытных исследований температура воздуха окружающей среды была не выше — 10 С^º, влажность снежного покрова не поднималась выше 15 %. При проведении опытов использовалась первая передача переключения скорости и соблюдалось строго прямолинейное движение. Эксперименты, когда вход машины на измерительную площадь имел разницу от выхода по предполагаемому курсу более чем на 5 %, не рассматривались [2].

Для того чтобы построить тяговые характеристики измерялся путь машины S в метрах и вычислялись следующие параметры:

– средняя скорость движения:

где t — время эксперимента в секундах;

– мощность:

(2)

по замеренной нагрузке Р в Н.

Проскальзывание машины измерялось с помощью специального устройства, которое сравнивало частоты вращения ведущего и мерного ведомого колёс.

Проскальзывание движителя измерялось условием, при котором все колёса при экспериментах на тягово-сцепные свойства имели схожие данные проскальзывания.

Проведя анализ, можно сделать следующие выводы:

1. При увеличении массы машины растёт осадка движителя в снежный покров.
2. Неравномерное распределение нагрузки по осям вызывает дополнительную осадку перегруженного колеса и, следовательно, увеличение сопротивления движению машины.
3. Увеличение проскальзывания движителя вызывает дополнительное погружение и увеличение высоты межколёсных холмов земли.
4. При свободном движении колёсной машины перегрузка заднего колеса выгоднее, чем переднего, если создавать общее сопротивление движению.
5. При передвижении машины по снежному полотну с навесным (прицепным) оборудованием более выгодно перегрузить переднюю ось для того, чтобы выровнять её в дальнейшем [3].

В общем, экспериментальные опыты показывают, что все серийные автомашины недостаточно создают проходимость по снегу. Поэтому, что бы преодолеть снежную целину, глубина которой превышает радиус колеса движителя, нужно воспользоваться средствами повышения проходимости. Повышение проходимости колёсных автомашин при передвижении по земле с низкой несущей способностью достигается помещением на колёса специальных шин низкого давления, цепей противоскольжения, сдвоенных колёс, уширителей различных конструкций.

Литература:

1. Аникин A. A., Беляков В. В., Донато И. О. Теория передвижения колесных машин по снегу. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. — 240 с.
2. Барахтанов Л. В., Беляков В. В., Кравец В. Н. Проходимость автомобиля. — Н. Новгород: НГТУ, 1996. — 200 с.
3. Жук В. А., Малыгин В. А., Куляшов А. П. Модель взаимодействия колесного движителя со снежным покровом с учетом поверхностных настовых корок и внутримассивных ледяных прослоек // Развитие транспортно-технологических систем в современных условиях: Материалы международной науч.-практич. конф. — Н.Новгород, 1997. — С.117- 132.