Техника и вооружение 2011 12

Что касается «Гидрохода», заезды осуществлялись с регулируемым приводом, который реализовывался с такими комбинациями передаточных отношений гидроконтуров трансмиссии, которые наилучшим образом зарекомендовали себя в предыдущих испытаниях по величине силы тяги.

Закономерно, что максимум тяговых возможностей ЗИЛ-4972 продемонстрировал при заблокированном межосевом дифференциале. На «Гидроходе» в тех же условиях удалось достичь больших значений силы тяги. Показатели средней скорости движения у «Гидрохода» с регулируемым приводом были также несколько выше, чем у ЗИЛ-4972, как при блокированном, так и при дифференциальном приводе (при пониженной передаче в раздаточной коробке).

Автомобиль «Гидроход» преодолевает подъем 30% (вверху) и 40% задним ходом в период обкатки после модернизации. Автополигон НАМИ, г. Дмитров, июнь 2009 г.

Комплексные испытания автомобиля предусматривали также проведение экспериментальных исследований еще в одной области, входящей в сферу научных интересов фирмы «НАМИ-Сервис», – исследования разрушающего воздействия автомобиля на грунт. Интерес создателей автомобилей высокой проходимости к этой области, лежащей на стыке технических и сельскохозяйственных наук, не случаен. При движении по местности колесная машина образует колею, при формировании которой грунт сильно уплотняется, а растительность повреждается или совсем уничтожается. Больше всего страдает верхний плодородный слой почвы при буксовании колес автомобиля. Особенно острой эта проблема является в Заполярье, в условиях тундры, где, как известно, в определенные сезоны вообще запрещена эксплуатация колесных и гусеничных транспортных средств.

Этой важной проблемой озаботились в последнее время многие исследователи и производители автомобилей и сельскохозяйственной техники. Ответом послужило появление в последние годы многочисленных образцов вездеходов с шинами сверхнизкого давления, как построенных на базе серийных автомобилей, так и оригинальных конструкций.

Но каким образом «гибкая» трансмиссия может обеспечить улучшение экологических показателей автомобиля? Поскольку одним из главных разрушающих факторов является буксование колес, которое возникает из-за того, что подводимый к колесу крутящий момент не соответствует его сцепным свойствам, то очевидно, что буксование нужно исключить, обеспечив регулирование подводимой к каждому колесу мощности в соответствии с его текущими условиями качения. Как мы уже отмечали, решить эту задачу может только «гибкая» трансмиссия.

Некоторые замеры для экологических исследований выполнили еще во время предварительных испытаний в сентябре 2003 г. при движении автомобиля по грунту. В дальнейшем эти исследования были развернуты очень широко: во время комплексных испытаний 2005 г. проводилось сравнение «Гидрохода» по экологическим показателям не только с ЗИЛ-4972 и «Уралом», но и со специальными «экологическими» транспортными средствами с шинами сверхнизкого давления, уровень вредного воздействия которых принимается за эталон. Принимая во внимание близкие массы «Гидрохода», ЗИЛ-4972 и «Урала», минимальное разрушающее воздействие показал «Гидроход», причем не только при прямолинейном движении, но и при повороте, когда поверхностный слой почвы повреждается особенно интенсивно.

Молодые ученые «НАМИ-Сервис» разрушающее воздействие автомобиля на грунт изучили очень подробно, и не только в связи с действием буксования. На него оказывают влияние и другие факторы – давление воздуха в шинах, схема поворота, а, следовательно, расположение осей и схема рулевого управления автомобиля, и даже скорость движения. Многие из задач в этой области решались впервые.

Опыт, полученный за четыре года испытаний «Гидрохода», позволил выявить многие слабые места в конструкции машины. Поскольку впереди еще предстояла главная работа – отладка автоматической системы управления «гибкой» трансмиссией, требовалось по возможности решить все возникшие технические проблемы.

Если с основным источником проблем на первых этапах испытаний – бензиновым двигателем – вопрос был решен, то в последнее время все чаще возникали нарекания на работу гидравлики. Помимо частых отказов, заметно упали и мощностные показатели гидрообъемной трансмиссии, что было засвидетельствовано по результатам стендовых испытаний, проведенных в октябре 2006 г. на стенде с беговыми барабанами в отделе аэродинамических исследований Автополигона НАМИ.

Поиск причин преждевременного «старения» гидрообъемной трансмиссии исследователи «НАМИ-Сервис» проводили совместно с инженерами фирмы «Bosch Rexroth» – изготовителя гидромашин. Выяснилось, что снижение мощностных показателей связано с тем, что гидромашины длительное время работали на неоптимальных режимах. Дело в том, что серийно выпускаемые гидромашины, которые применяются в основном на строительной и сельскохозяйственной технике, работают обычно при малых скоростях – для них это нормальный эксплуатационный режим. Автомобили же эксплуатируются в совершенно другом скоростном режиме, и автомобильная гидрообъемная трансмиссия должна работать с высокими частотами вращения. А в таких режимах нередки случаи перегрева гидромашин: масло не успевает охлаждаться, нарушается нормальная слаженная работа всех обслуживающих гидравлических систем. В гидромоторах автомобиля были обнаружены дефекты, причиной которых стали, по мнению специалистов «Bosch Rexroth», перегревы трансмиссии при высоких частотах вращения.

Кроме того, выяснилось, что для гидрообъемной трансмиссии было неудачно подобрано гидравлическое масло. За все время опытной эксплуатации «Гидрохода» использовалось масло нескольких марок и с различной вязкостью, а поскольку никаких рекомендаций по его подбору для автомобильных гидрообъемных трансмиссий не существовало, создателям «Гидрохода» оставалось ориентироваться на опыт эксплуатации гидрообъемных приводов в других областях техники, где как мы уже сказали, рабочие режимы существенно отличаются от автомобильных.

Еще на предварительных испытаниях было обнаружено, что даже при синхронном управлении гидроконтурами трансмиссии они работают несогласованно. Но технические возможности не позволяли отслеживать, как гидромашины реагируют на управляющее воздействие, хотя инженерами «НАМИ-Сервис» этот вопрос поднимался неоднократно. Поэтому, когда приняли решение о проведении модернизации автомобиля и появилась возможность заменить при этом все гидромашины, были установлены насосы с устройствами обратной связи. Теперь блок управления мог получать информацию о фактических рабочих объемах каждого насоса. Это существенно повысило надежность системы управления.