基于冰雪路面的三角履帶輪轉(zhuǎn)換技術(shù)試驗(yàn)研究

張慶鋒

摘要：通過(guò)在越野車(chē)上換裝三角履帶輪后的冰雪路面行駛試驗(yàn)，驗(yàn)證三角履帶輪轉(zhuǎn)換技術(shù)的使用性能。

關(guān)鍵詞：可更換履帶輪；冰雪路面；性能測(cè)試

1三角履帶輪主要結(jié)構(gòu)

以國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家生產(chǎn)的某型履帶輪為例，其主要由驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、承重輪、基架、張緊裝置以及耐磨橡膠履帶構(gòu)成，采用懸臂式支撐結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輪采用輪孔式結(jié)構(gòu)，使履帶輪相對(duì)其他履帶行駛結(jié)構(gòu)具有速度快、重量輕、驅(qū)動(dòng)靈活的特點(diǎn)。扭桿限位裝置保證履帶輪在惡劣路面行駛時(shí)與車(chē)體柔性連接，防止行進(jìn)中履帶輪翻轉(zhuǎn)。張緊調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)橡膠履帶的松緊。

2主要的測(cè)試條件

我們選用了國(guó)產(chǎn)的小噸位三角履帶輪測(cè)試冰雪路面的行駛性能。其主要外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）為1294×360×750（mm），總質(zhì)量160kg，最大允許承重量3000kg，最高允許速度70km/h。

測(cè)試車(chē)輛為國(guó)產(chǎn)某輕型越野汽車(chē)，換裝四套履帶輪，換裝后主要在全車(chē)的寬度、高度、輪距、離地間隙和質(zhì)量方面參數(shù)有所增加。主要參數(shù)變化如表1：

測(cè)試場(chǎng)地為較平整的壓實(shí)積雪路面，另有單獨(dú)的試驗(yàn)冰面。試驗(yàn)方法主要依據(jù)GB/T 12544、GB/T 12543、GB/T 12536、GB12676、GB/T 6323等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3試驗(yàn)情況及性能分析

通常用來(lái)評(píng)定汽車(chē)的性能指標(biāo)主要有：動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操控穩(wěn)定性、平順性以及通過(guò)性等。為了了解換裝三角履帶輪后車(chē)輛上述性能在冰雪路面的變化情況，我們對(duì)體現(xiàn)上述性能的一些主要參數(shù)

3.1動(dòng)力性測(cè)試

3.1.1最高車(chē)速

換裝履帶輪后，車(chē)輛的行駛速度與輪式時(shí)會(huì)有變化。首先我們用五輪儀進(jìn)行了車(chē)速表的校驗(yàn)。在表速40km/h時(shí)，實(shí)際車(chē)速為22km/h；在表速60km/h時(shí)，實(shí)際車(chē)速為33km/h；在表速80 km時(shí)，實(shí)際車(chē)速為44km/h。從校驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算分析得出，實(shí)際車(chē)速與表速的比值基本為三角履輪帶驅(qū)動(dòng)輪直徑與原車(chē)輪胎直徑的比值，約為原車(chē)的55%。在冰雪路面測(cè)得換裝履帶輪后的最高車(chē)速為67km/h，且行駛狀態(tài)穩(wěn)定。

3.1.2加速性能

采用原地起步換檔加速，測(cè)試了換裝履帶輪后車(chē)輛加速到60km/h的所需時(shí)間和行駛距離。

從圖1，圖2可知，換裝三角履帶輪后，車(chē)輛在冰雪路面0-60km/h加速時(shí)間不到20s，加速距離在219m左右，原車(chē)在良好道路0-100公里加速時(shí)間為23s。可見(jiàn)，換裝履帶輪后，車(chē)輛在冰雪道路具有良好的加速性能。

3.2制動(dòng)性能

3.2.1雪地、滿(mǎn)載、發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)的制動(dòng)

在雪地路面，滿(mǎn)載情況下進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)的制動(dòng)。在30km/h條件下，測(cè)得制動(dòng)時(shí)間為4.31 s，距離為15.5m，制動(dòng)力為280N，減速度為3.04m/s2；在40km/h條件下，測(cè)得制動(dòng)時(shí)間為4.96s，距離為24.1m，制動(dòng)力為294N，減速度為3.1m/s2；在50km/h條件下，測(cè)得制動(dòng)時(shí)間為5.42s，距離為35.5m，制動(dòng)力為287N，減速度為3.04m/sz。

3.2.2冰面、滿(mǎn)載、發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)的制動(dòng)

在冰面，滿(mǎn)載情況下進(jìn)行了車(chē)速30km/h條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)狀態(tài)的制動(dòng)。測(cè)得制動(dòng)時(shí)間為11.96s，距離為54m，制動(dòng)力為255N，減速度為0.68m/s²。

在以上制動(dòng)試驗(yàn)中，車(chē)輛無(wú)跑偏現(xiàn)象。由測(cè)試數(shù)據(jù)可見(jiàn)，換裝履帶輪后車(chē)輛在冰雪路面具備良好的制動(dòng)性能。

3.3操控穩(wěn)定性

在操控穩(wěn)定性方面主要進(jìn)行了換裝履帶輪后的轉(zhuǎn)向輕便性和最小轉(zhuǎn)彎直徑的測(cè)試。

3.3.1轉(zhuǎn)向輕便性

冰雪路面轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)較低時(shí)，測(cè)得其轉(zhuǎn)向輕便性顯著增加。在前驅(qū)和四驅(qū)狀態(tài)，測(cè)得方向盤(pán)最大轉(zhuǎn)角為500.96°，最大力矩為4.09N·m，方向盤(pán)最大力為21.54N。

經(jīng)對(duì)比計(jì)算，換裝履帶輪后，其原地轉(zhuǎn)向阻力矩增大為原車(chē)的3.8倍左右；同時(shí)，其原地轉(zhuǎn)向阻力矩大于動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵泄壓閥開(kāi)啟時(shí)的轉(zhuǎn)向阻力矩，此時(shí)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失效，因此測(cè)得作用在方向盤(pán)上的手力明顯大于對(duì)輕型車(chē)不大于200N的要求。

3.3.2最小轉(zhuǎn)彎直徑

換裝履帶輪后，最小轉(zhuǎn)彎直徑實(shí)測(cè)為13.15米，比原車(chē)12米略有增加，差異主要來(lái)至于換裝履帶輪后的輪距和整車(chē)寬度的變化。

4結(jié)語(yǔ)

（1）與傳統(tǒng)整體履帶式驅(qū)動(dòng)車(chē)輛相比，履帶輪車(chē)輛的分體結(jié)構(gòu)能夠在崎嶇路面擁有更高的接地比壓；

（2）換裝履帶輪能顯著減小車(chē)輛的接地比壓，適合在松軟路面行駛；

（3）換裝履帶輪后的車(chē)輛附著性能提高，結(jié)合較小的接地比壓，在冰雪路面具有較好的行駛性能。