Статьи

 В качестве примера рассмотрим прямолинейнее движение автопоезда в составе тягача УРАЛ-4420 полной массой 17,3 т  в сочетании с двухосным полуприцепом полной массой 20 тонн по деформируемому грунту.

 Глубина колеи после прохода автопоезда на шинах размерностью ИД - П284 по весенней пашне (с=0,27 , µ=0,75)  составляет более 0,4м. При этом выполнение транспортной работы может быть осложнено тем, что при неоднородности грунта может возникнуть ситуация с частичным сдвигом грунта картерами мостов. При движении такого автопоезда на более мягком грунте, например на размокшей луговине (с=0,14 , µ=0,61), движение на шинах размерностью ИД - П284 автопоезда невозможно. Колеса полуприцепа полностью погружены в грунт. При этом об экологическом воздействии автопоезда речь идти не может.

 Оценим влияние альтернативных типов шин и наличия активного привода колес полуприцепа на величину образуемой колеи и проведем сравнение со стандартной компоновкой автопоезда. Для этого возьмем следующие шины: стандартные шины ИД-П284, шины сверхнизкого давления Ф-82 и шины сверхнизкого давления «Rolligon». Основные характеристики шин приведены в таблице 1.

 В качестве основных допущений при расчете примем:
 - движение равномерное прямолинейное по ровному горизонтальному участку грунта со скоростью около 1 м/с;
 - грунт однороден, имеет одинаковые физико-механические свойства;
 - боковые поверхности колеса ограничим плоскостями по максимальной ширине шины;
 - давление воздуха в шинах тягача и полуприцепа одинаковое;

 Таблица 2. Глубина колеи после прохода колес автопоезда для различных типов шин и привода полуприцепа

 В таблице 2 представлены результаты расчетов глубины колеи после прохода колес автопоезда для различных типов шин и привода полуприцепа. Наименьшая глубина колеи образуется при движении на  шинах со сверхнизким давлением воздуха. По сравнению с шинами ИД-П284 , глубина колеи при движении автопоезда на шинах сверхнизкого давления ниже в 3,5-4 раза. За счет активного привода колес полуприцепа глубина колеи также снижается на 7-10%.

 На сегодняшний день существуют достаточно много вариантов конструкционных решений позволяющих повышать проходимость автомобиля и автопоезда, но не учитывающих их влияние на разрушающего воздействие колесных движителей на почву для полноприводных автомобилей.

 Чтобы оценить величину разрушающего воздействия автопоезда на почву  в зависимости от типа применяемых шин, количества осей полуприцепа и количества ведущих колес автопоезда воспользуемся методом количественной оценки конструкции автомобилей по величине разрушающего воздействия на почву, разработанного специалистами ОАО «Инновационная Фирма «НАМИ-Сервис». В основе метода лежит разработанный методический документ РД 37.083.002-2004 «Разрушающее воздействие полноприводного автомобиля на грунт. Критерии оценки. Методы определения», который содержит комплексный критерий оценки воздействия на почву   (1), учитывающий два основных разрушающих фактора: уплотнение и сдвиг грунта вплоть до полного среза. Поэтому критерий   является функцией глубины колеи автомобиля и буксования его движителей.

 Показатель   учитывает учитывающий не только влияние нормальной нагрузки, но и буксование движителя, как при прямолинейном, так и при криволинейном движении автомобиля с учетом бокового уширения следа и сдвига грунта, а раз есть фактор буксования, даже незначительный, то есть возможность учитывать тип силового привода колес, а, следовательно, и режим качение колеса. Поэтому наряду с расчетной оценкой параметров проходимости получить экологическую оценку конструкции автомобилей.

 Оценим влияние применения разных типов шин и наличия активного привода колес полуприцепа при прямолинейном движении тягача УРАЛ-4420 полной массой 17,3 т  в сочетании с двухосным полуприцепом полной массой 20 т  по деформируемому грунту на величину разрушающего воздействия на грунт по показателю   (табл.3). Не трудно заметить, что применяя в конструкции автопоезда, предназначенного для передвижения по грунтам, шины сверхнизкого давления позволяет существенно снизить разрушающее воздействие автопоезда на грунт. За счет активизации колес полуприцепа снижается не только глубина колеи, но и буксование движителя, т.е. основные разрушающие факторы.

Таблица 3. Разрушающее воздействие на грунт при прямолинейном движении автопоезда в зависимости от типа применяемых шин и активного/неактивного типа привода осей полуприцепа

 Проведенные по разработанной методике теоретические исследования позволяют сделать вывод о принципиальной возможности снижения степени разрушающего воздействия на почву как автомобилей с механическими трансмиссиями, так и с гибкими автоматическими трансмиссиями с управляемым перераспределением мощности между ведущими мостами и колесами. Наихудшим случаем является срыв-срез грунта при буксовании, чего можно и необходимо избегать. Так, например, применение регулируемого гидрообъемного индивидуального силового привода ведущих колес  способно не только улучшить тяговые свойства автомобиля, но и существенно снизить степень вредного воздействия на почву. Это касается и прямолинейного движения автомобиля и движения в повороте, когда рациональное распределение мощности позволяет повысить устойчивость, управляемость и одновременно снизить разрушающий почву бульдозерный эффект, который, по сути, также представляет собой срез грунта в поперечном направлении.

 Таким образом, применяя комплексное решение активного привода колес полуприцепа и применение специальных шин сверхнизкого давления при движении по грунтам с низкой несущей способностью можно гарантированно осуществлять транспортную работу, сохраняя при этом экологию. При помощи критерия   можно с экологической точки зрения выйти на оптимальную конструкцию трансмиссии и самого движителя, развесовки автопоезда и др., т.е. в результате можем получить комплексную оценку, отражая, в конечном итоге, ущерб, который будет нанесен почве.