Современные легковые автомобили имеют либо полный привод, либо привод на передние колеса. При этом в конструкции полного привода основным ведущим мостом является именно передний, а задний подключается при буксовании передних колёс. Передача крутящего момента на передние колёса позволяет повысить опорно-сцепную проходимость за счет сцепного веса, который имеет большие значения по сравнению с задними колесами за счет веса силового агрегата. К тому же повышается управляемость и устойчивость транспортных средств при движении по дорогам с зимней скользкостью [2].

Развитие электронных систем позволило значительным образом повысить адаптацию ходовой системы к тяжелым дорожным условиям. Датчики, установленные на агрегатах трансмиссии и ходовой системе, позволяют блоку управления распознавать буксование колёс, занос транспортного средства, тем самым включая тот или иной алгоритм — подключение дополнительного ведущего моста, снижение подачи топлива и др. Однако при движении по участкам дорог с наличием зимней скользкости, особенно стекловидного льда, избежать буксования, вплоть до полной остановки транспортного средства, не удаётся. Особую опасность дорожной обстановки представляют наличие подъёмов, при преодолении которых создаётся опасность скатывания транспортного средства.

Для решения указанной проблемы автомобилистами широко используются различные приспособления для повышения коэффициента сцепления колёс с дорогой. Однако многие из них являются не долговечными и трудоёмкими при монтаже/демонтаже. В связи с чем они не подходят для кратковременного применения в случае необходимости преодолеть незначительный участок с низким коэффициентом сцепления. В связи с чем была поставлена цель — разработать быстросъёмное противобуксовочное устройство, для ведущих колёс автомобиля.

Дополнительные технические средства для повышения опорно-сцепной проходимости транспортных средств значительно расширяют дорожные условия их эксплуатации, без значительных вложений финансовых средств. Широкое распространение такие средства получили на неполноприводных автомобилях, что позволяет эксплуатировать их по дорогам с зимней скользкостью и на размокших грунтовых дорогах.

Технические средства для повышения опорно-сцепной проходимости классифицируют на следующие группы [2]:

1. Технические средства, повышающие силу тяги на ведущих колёсах.
2. Технические средства, позволяющие самостоятельно выехать транспортному средству при полной потери подвижности.
3. Технические средства, снижающие давление на грунт.
4. Технические средства, повышающие коэффициент сцепления колёс с дорогой.

Для повышения тяговых свойств при движении автомобиля по участкам дорог с наличием зимней скользкости в виде стекловидного льда и накатанного снега нами было сконструировано и изготовлено телескопическое складное противобуксовочное устройство (рис. 1), на которое оформлен патент на полезную модель № 234165 [3].

Рис. 1. Телескопическое складное противобуксовочное устройство

Предложенное приспособление состоит из двух складных обхватывающих сегментов 1, каждый из которых образован двумя Г-образными, регулируемыми по ширине шины, грунтозацепами 6, соединенными между собой удерживающей планкой 2 через шарниры 3, и талрепа4, соединяющего сегменты между собой с наружной стороны колеса. Удерживающие планки для жесткости изготовлены из прокатного профиля уголка. К каждой удерживающей планке 2 приварена петля 5, служащая для зацепления крюка талрепа. Каждый грунтозацеп состоит из двух частей — рабочей части, которая непосредственно контактирует с дорожным покрытием и протектором, и хвостовика, упирающегося в боковую наружную поверхность колеса, причем рабочая часть грунтозацепа изготовлена из прокатного профиля- уголка, а хвостовик изготовлен из профильной трубы квадратного сечения. Причем рабочая часть грунтозацепа приварена к хвостовику перпендикулярно и с таким расчетом, чтобы плоскость ее основания примерно совпадала с касательной к окружности колеса в точке касания, что снижает вероятность повреждения протектора ребром прокатного профиля, из которого изготовлена рабочая часть грунтозацепа. На поверхности грунтозацепа, контактирующей с протектором, нанесено рифление 6 для исключения ее проскальзывания по протектору. Для надежной фиксации приспособления на колесе и предотвращения его возможного соскальзывания в осевом (относительно колеса) направлении, грунтозацеп 1 снабжен боковым упором 7, контактирующим с боковой поверхностью шины на внутренней стороне колеса. Боковой упор 7 представляет собой Г-образную пластину, и крепится посредством болтового соединения к рабочей части грунтозацепа. Вместо круглого отверстия под болт на боковом упоре 7 имеется сквозная прорезь, которая позволяет передвигать его в поперечном, относительно протектора, направлении, в целях бесступенчатой настройки на разную ширину шины.

Предложенное телескопическое противобуксовочное приспособление работает следующим образом. Хвостовики грунтозацепов противоположенных сегментов телескопически вставляются друг в друга, и сегменты сводятся на расстояние, достаточное для надевания приспособления на колесо. Затем приспособление надевается на ведущее колесо, в петли удерживающих планок вставляются крюки талрепа и далее производится стягивание сегментов. Телескопическое противобуксовочное приспособление может устанавливаться на колесо, как перед труднопроходимым участком грунтовой дороги, так и непосредственно на нем, когда колеса погружены в грязь или снег, или автомобиль находится на скользком склоне. Для установки приспособления не требуется проворота или поддомкрачивания колеса. После преодоления труднопроходимого участка дороги приспособление снимается в обратном порядке.

Для проверки теоретической гипотезы и количественной оценки преимуществ и недостатков предлагаемого противобуксовочного приспособления по повышению сцепления ведущих колёс с дорогой были изготовлены два устройства (рис. 2) и произведены ходовые испытания.

Рис. 2. Противобуксовочное приспособление

Расстояние, на котором происходили ходовые испытания, составляло 250 м. Задние колёса буксируемого автомобиля были заторможены при помощи стояночной тормозной системы, при этом двигатель был запущен. Результаты измерений основных показателей опорно-сцепной проходимости буксирующего транспортного средства с противобуксовочным приспособлением и без него приведены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты ходовых испытаний

Как показывают результаты экспериментальных исследований применение противобуксовочного приспособления позволяет сократить буксование ведущих колёс в среднем почти в два раза. Такой результат обусловлен взаимодействием металлических грунтозацепов приспособления с опорной поверхностью — укатанным снегом. Тем самым обеспечивается увеличение касательной силы тяги на ведущих колёсах. Из- чего следует — применение противобуксовочного приспособления повышает показатели опорно-сцепной проходимости транспортных средств.

Литература:

1. ГОСТ Р 59434–2021 «Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Требования к уровню зимнего содержания. Критерии оценки и методы контроля».
2. Волков, Е. В. Теория эксплуатационных свойств автомобиля: учебник для вузов / Е. В. Волков. — Санкт-Петербург: Лань, 2022. — 284 с.
3. Патент на полезную модель № 234165 U1 Российская Федерация, МПК B60C 27/04, B60C 27/20. Телескопическое противобуксовочное приспособление для колесной техники: № 2025102751: заявл. 10.02.2025: опубл. 21.05.2025 / В. В. Петроченко, А. В. Якименко, Н. В. Пивченко; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный аграрный университет».