В недавней поездке в тайгу, Росомах испытывал большие сложности, пытаясь довезти меня до заброшенного монастыря. Пришлось развернуться, не доехав до цели, уже на обратной пути задумался о повышении проходимости машины.
"42 трактора" видимо уже нашли свой предел и эта поездка, как и в свое время дорога
на деревню колдунов, сподвигла меня на очередной этап переделок. На мой скромный взгляд, машина еще имеет некоторый, хотя и небольшой задел по повышению проходимости.
Основные грунты, на которых эксплуатируется машина на бездорожье, это глина, торфяники, суглинки и пр., в весьма порой влаго насыщенном состоянии, колеи в них. Ну и снег. В итоге после мозгового штурма, были выработано следующее ТЗ на новые колеса:
1. Диаметр около 110 см, чтобы обеспечить прирост дорожного просвета и более вытянутое пятно контакта.
При большем дорожном просвете, машина будет меньше якориться мостами, сопротивлению движению уменьшиться. Колеса такого диаметра еще думаю можно установить, без значительных доработок в текущей конфигурации. Больший диаметр это уже отдельная тема.
2. Ширина такая же как у "42 тракторов", чтобы применять диск с положительным вылетом, не перегружать ступицы, шкворня и пр. Плюс как уже отметил ранее, идея получить более вытянутое пятно контакта, дабы усилить "гусеничный" эффект. Как понял на уазах с широкими ободрышами (три видео для примера), поломки ступиц и дисков не редкость, плюс считаю, что в глиняной колее, широкое колесо будет ехать хуже, сильно возрастет нагрузка на рулевое. Думаю широкие колеса больше подходят для ровных, слабонесущих поверхностей-тундры и т.п.
3. Большая высота профиля, чтобы обеспечить большую деформацию шины на низких давлениях и уменьшить в итоге сопротивление качению, за счет меньшей глубины колеи и меньшей работы на ее создание, при этом нарастить сцепление с грунтом и тягу,
уменьшить удельное давление на грунт.
4. Вес колеса в сборе примерно равный "42 тракторам" . Чтобы не увеличивать момент инерции колеса, неподрессоренную массу. При этом уменьшить максимально жесткость шины, тем самым уменьшить и затраты энергии на деформацию шины (хотя часть этой энергии обратима), улучшить ее эластичность и
получить более равномерное удельное давление на грунт в пятне контакта шины. Например при движении по сухой, лесной просеке, где много пней и корней, на не стравленных 42 тракторах, ехать было затруднительно, колеса все время упирались в препятствия. На стравленных шинах, движение по такой дороге становилось комфортным, шины как бы перетекали препятствия.
5. Установка задней, принудительной блокировки (приобретена EATON). Эта тема вроде не совсем колесная.
На видео с 8:06 как раз виден момент работы блокировок в колее.
Тут у меня идея в том, что бы обеспечить возможность непрерывного
движения в "гусеничном" режиме. Когда колеса сильно стравлены, они более не охотно срываются в пробуксовку. Но при пробуксовке одного колеса, останавливается противоположное, в итоге машина замирает, хотя могла бы продолжить движение. При этом буксующее колесо зарывается еще больше, не раз это приводило в итоге к сильному крену, созданию еще более глубокой колеи
и более основательному застреванию.
Все эти меры, должны в итоге привести, по моему скромному мнению, к более легкому движению по бездорожью, в сравнении с "42
тракторами", уменьшив риск поломки и расход топлива на бездорожье, нагрузку на мотор и др. узлы и агрегаты. Теперь осталось проверить эту идею на практике.
Выбору колес взамен 42, ранее уже уделил отдельный пост.
На основе тех наработок и были выбраны шины от БТР (БРДМ).
Покупка и перевозка шин, заняла почти целый день, т.к. в машину помещалось только три шины. А мне нужно было перевести пять штук,
одна в плохом состоянии была нужна для опытов, но в итоге пока не понадобилась.
Для выбора шин составил таблицу, в примере не все параметры и не все шины. Применял бальную систему. Темно-зеленым цветом отмечал лучшие характеристики, желтым средние, красным посредственные. Как видно из расчета, могу ошибаться, но если удастся снизить вес БТР шин, то можно достичь момента инерции колес, как и у "42 тракторов".
Но для этого их предстоит серьезно подрезать. Идея до минимума срезать резиновую оболочку, сохранив злой протектор. При обдирке , думаю велик риск отрыва клыков протектора, машина все же тяжелая и тяговитая. Надеюсь работы регрувера и реноватора будет достаточно.
Прикинул примерные возможные потери тяги на колесе, за счет его большего передаточного отношения, в сравнении с дизельным стоком на Каме-221. Ранее данному вопросу, также уделял отдельный пост.
Прошитый мотор тянул 42 трактора вплоть до пятой передачи, не говоря уже о пониженной с РК4.2, где момент на колесе был больше стока, на каме и с электро РК.
На к-58 ситуация по тяге будет примерно такая же, как и на "42 тракторах" и не прошитом моторе. Тогда ездил вполне уверенно до третьей, прямой передачи. Так как колеса предназначены исключительно для бездора и до места планируется довозить их на прицепе, то решение должно быть рабочее, но важный момент это вес колеса, т.к. большие затраты идут на преодоление момента инерции колеса. На пониженной момент на колесе будет даже больше, чем у дизельного стока.
Тяга нужна в том числе для того,
чтобы преодолеть липкость грунта.
Расчетно, при установке ГП 5,29, машина на БТР колесах будет ехать почти также как и "42 тракторах ", с прошитым, на 310 Нм мотором, опять же, при условии примерно равного момента инерции колес. Но тогда езда на околостоковых колесах, станет не очень комфортной. но в части компромисса, как вариант. Напомню, что основная идея проекта эта два в одном-вездеход на больших колесах и по сути обычный патриот, достаточно только сменить колеса.
Бензиновый патриот, к сожалению, думаю не подходит для такого трансформера, так как обладает, почти вдвое, более низкой тягой на низах. А основная работа на бездорожье, идет в гусеничном режиме на оборотах не более 2000. Хотя интересным решением было бы установка второй РК, например от газ 66 или 69.
Если верить расчету, полуоси патриота рассчитаны максимум на бензиновый сток, без блокировок. Поэтому риск поломки полуоси, присутствует всегда.
Отдельная тема диски. В принципе все производители, к которым обращался, отказали мне в изготовлении дисков под мои параметры, как понимаю, проблема плюсовый вылет и ширина 9 дюймов.
В итоге выбрал проверенный вариант-литые диски. Вес всего 13,5 кг.
Практика установки их, в том числе и с "ободрышами" наработана.
Но при попытке собрать первое колесо, увидел, что толщина боковины, почти в два раза толще, посадочного на диске и шина не будет
удержана хампом.
Попытка с помощью УШМ, устранить этот недостаток, была не удачной.
Вынужден был приступить к изучению конструкции шин. В моем случае оказалось, что К-58 это двухпучковая шина, т.е. имеет по два кольца из проволоки (10 и 8 на Рис. 1) на каждом из бортов, вокруг которых натянуты слои корда с резиной. И весьма толстый слой резины(2) на боковине и в зоне протектора, который требуется максимально уменьшить, срезав снаружи.
И в общем есть две методики, либо выдирается внутренний пучок проволоки , а затем так называемые "потроха", т.е. внутренние слои корда (7 на Рис. 1)) на боковинах. Либо наружный пучок, а затем обдир наружных слоев корда (3 на Рис. 1) с захватом брекера и порой протектора. При этом протектор вырезается, в некоторых оставляется. Меня этот вариант пока не устраивает.
Поэтому пока ограничился вырыванием наружных пучков проволоки,
с последующей подрезкой,
бортов,
для установки диска. Предварительно проведя необходимые замеры. Удачно пригодилась, пластиковая линейка, как раз необходимой ширины.
При нарезке было истрачено довольно много ножей, которые при работе, постоянно смачивал в воде.
Работа оказалась довольно трудоемкая и если торопиться, можно довольно быстро испортить шину.
Периодически примерял диск. Из за того, что при установке диск по сути должен чуть утопиться в шину, боковины будут в плоскости как и при установке на диск, шириной примерно 10 дюймов.
В оконцовке, применил УШМ с лепестковым диском.
На третий день сборки, проехал искать шиномонтаж, в итоге объехав с десяток, везде получил отказ и уже по возращению, заехал в шиномонтаж рядом с гаражом. Договорились на следующий день, собрать колесо.
Уже собранное колесо, поторопился примерить на машину.
В принципе как минимум колесо оделось,
на передней
и задней оси. Машина уже сможет проехать на них,
По прямой и ровной дороге.
Конечно до первого выезда на бездорожье, еще много работы.
Набросал план работ.
Что то придется отрезать. где то подложить:), но надеюсь, что мои расчеты окажутся верными.
С "42 тракторами" в свое время ситуация была намного хуже, мне даже не удалось их прикрутить по началу.
Планирую в дальнейшем рассказать о ходе работ. Надеюсь на положительный результат. Но в случае неудачи, можно будет откатить это обновление, вплоть до стоковой камы:)
В общем, даже в научной литературе, отмечается, что тема влияния конструкции шины на проходимость машины на слабонесущих грунтах, еще не достаточно изучена, ввиду сложности и дороговизны изготовления опытных образцов. Поэтому в некотором роде, в гараже придется организовать опытно-промышленное производство шин для Росомаха. И провести ряд испытаний:)
Продолжение. часть 2 тут.
Будьте здоровы!
Литература по теме:
1. Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей;
2. Агейкин Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители;
3. Лаврентьев В.Б. Вождение автомобилей высокой проходимости;
4. Трэкол Руководство по эксплуатаци;
5. Влияние конструкций шин и самоблокирующихся дифференциалов на проходимость автомобиля «Урал-375». Канд. техн. наук Н. И. КОРОТОНОШКО, С. А. ШУКЛИН НАМИ;
6. МЕЖГ О С У Д А Р С Т В Е Н НЫЙ С Т АН ДА Р Т ГОСТ 34065—2017
СНЕГОБОЛОТОХОДЫ. Технические требования и методы испытаний.