22.2. Шины повышенной проходимости и тактические шины

Для движения по мягкому грунту шины должны соответствовать иным требованиям. Прежде всего необходимо большое тяговое усилие, которое зависит от коэффициента трения между материалом протектора и материалом дорожного покрытия, а также от прочности покрытия (грунта) на срез. Рисунок протектора делается очень глубоким, а расстояния между его элементами - очень большими. Колесо вдавливается в грунт и с помощью создаваемого протектором "зубчатого" зацепления катится по нему и пробуксовывает только тогда, когда "зубья" ломаются в грунте. Это относится как к сыпучему грунту, так и к глубокому слою снега.

Крупный рисунок протектора, например типа "елочка", имеет небольшую площадь поверхности, определяемую оттиском протектора на ровном твердом основании. Отношение площади оттиска к площади описанного вокруг него эллипса характеризует степень использования возможной площади контакта на твердой поверхности. Чем меньше эта степень, тем больше удельное давление на поверхности контакта протектора с дорогой и, следовательно, больше степень его изнашивания при движении по твердому дорожному покрытию.

Протектор с мелким рисунком имеет большую площадь контакта и небольшое удельное давление, однако его канавки легко забиваются грунтом, и шина скользит на размокшей грунтовой дороге. Создать универсальную шину, оптимальную как для грунтовой дороги, так и для шоссе с твердым покрытием, весьма затруднительно. Эта проблема решается путем применения так называемых тактических шин, в которых можно изменять давление в процессе движения. На мягком грунте в них поддерживается низкое давление и тем самым увеличивается площадь контакта шины с поверхностью почвы. Такие шины практически не вязнут при движении по бездорожью, а выбором рисунка протектора можно добиться уменьшения сопротивления движению на твердом покрытии.

Стоящий человек воздействует на почву с удельным давлением около 16 кПа; стоя на одной ноге, он увеличивает это давление вдвое, т. е. до 32 кПа. Такое же давление на грунт должно иметь и колесное транспортное средство высокой проходимости. На снежной целине человек должен использовать лыжи, при этом его давление на снег в этом случае будет равно 2,4 кПа, а при использовании одной лыжи - 4,8 кПа.

Для движения по снежной целине автомобиль должен оказывать на снег такое же удельное давление, как и человек, стоящий на лыжах, т. е. менее 4,8 кПа. Достичь этого значения у обычного колесного транспортного средства практически невозможно и поэтому для движения в таких условиях целесообразно использовать транспортные средства с гусеничным движителем. У гусеничных транспортных средств действуют другие правила достижения небольшого сопротивления движению. Необходимое движение машины по бездорожью, малое ее погружение в грунт или снег достигается большой площадью гусениц. В специальных транспортных средствах для движения по снегу используются резиновые гусеницы с поперечно прикрепленными грунтозацепами. Такой снегоход, предназначенный для создания горнолыжных трасс, показан на рис. 148.

Рис. 148. Специальная гусеничная машина 'Ратрак' для подготовки горнолыжных трасс

Особое внимание следует уделять управлению гусеничными транспортными средствами. Обычно применяемое притормаживание одной из гусениц, приводимых в движение через дифференциал, неэкономично. При полном затормаживании одной гусеницы другая обладает только половиной тягового усилия и должна преодолевать повышенное сопротивление блокированной гусеницы. Поэтому управление целесообразно выполнять так, чтобы притормаживаемый сателлит дифференциала сохранял некоторую скорость вращения, соответствующую требуемому радиусу поворота машины. В этих условиях обе гусеницы постоянно остаются ведущими. Схема такого дифференциала приведена на рис. 149. При прямолинейном движении машины оба тормоза выключены и весь дифференциал вращается с тормозными барабанами 4, как единое целое. При повороте один из барабанов притормаживается тормозом 5 и замедляет вращение, вследствие чего зацепление 3 на барабане начинает вращать через шестерни 2 вал сателлита 1. Благодаря этому достигаются различные обороты ведущих валов гусениц.

Рис. 149. Схема управляющего дифференциала гусеничного транспортного средства: 1 - вал сателлитов; 2 - приводная шестерня вала сателлитов; 3 - шестерня барабана; 4 - барабан; 5 - тормоз барабана

Подобный принцип применяется в тяжелых гусеничных транспортных средствах, при этом радиус поворота в них меняется в зависимости от включенной ступени в коробке передач; крутые повороты возможны лишь при включении низшей передачи.

Представляет интерес схема управления гусеничного транспортного средства "Трэк Мастер", изображенная на рис. 150. В этой машине применен силовой агрегат автомобиля "Фольксваген", включающий двигатель воздушного охлаждения с коробкой передач и редуктором заднего ведущего моста. На ведущих валах 1 и 2 находятся зубчатые передачи от бесступенчатого клиноременного вариатора, состоящего из ремня 5 и двух регулируемых шкивов 3 и 4. При прямолинейном движении машины оба шкива вращаются с одинаковой частотой и цилиндрические сателлиты дифференциала не работают. Управляя с помощью рулевого колеса соотношением диаметров шкивов и тем самым определяя соотношение частот вращения ведущих валов, можно достичь желаемого радиуса поворота.

Рис. 150. Схема управления гусеничного транспортного средства 'Трэк Мастер': 1, 2 - ведущие валы; 3, 4 - регулируемые шкивы; 5 - клановой ремень

Колесные транспортные средства имеют меньшее сопротивление движению, чем гусеничные, поэтому их использование с экономической точки зрения более целесообразно. До известных пределов требуемые для хорошей проходимости давления на грунт могут быть снижены увеличением числа осей и колес, а также применением уже упомянутых тактических шин с регулируемым давлением воздуха.