"Hydrokhod-49061" Parte 2

 O carro "Hydrokhod", como um laboratório único sobre rodas, abriu enormes oportunidades para os pesquisadores. Uma vez que não apenas o desempenho off-road depende do esquema de distribuição de energia na transmissão, mas também uma série de outras propriedades operacionais importantes, a ciência automotiva recebeu uma oportunidade valiosa de estudar o efeito de uma tração ajustável individual nunca antes implementada em carros. tração, velocidade e desempenho dinâmico, controlabilidade e lucratividade. Um carro único com transmissão hidrostática despertou o interesse dos engenheiros, pois possibilitou estudar as características de funcionamento de uma transmissão hidrostática em função atípica de tração nas rodas. Isso permitiu revelar o potencial da transmissão hidráulica, excluir ou reduzir o impacto de suas desvantagens.

Para resolver todos estes problemas, era aconselhável realizar testes abrangentes do "Hydrokhod" em várias condições da estrada. Estes testes foram organizados pela própria empresa "NAMI-Service" e efectuados durante vários anos, tendo sido muito apreciados pelos especialistas que tratam das questões de distribuição de potência nas transmissões de veículos. Mas essa etapa foi precedida por testes preliminares e um longo run-in.

Primeiros quilômetros e primeiros resultados

Decidiu-se começar a testar o carro imediatamente após o término da montagem, sem esperar a prontidão do sistema de controle para acionamentos individuais. O primeiro sistema de controle manual instalado no Gidrokhod, proporcionando controle síncrono e simétrico de todos os três circuitos hidráulicos, permitiu que a máquina fosse rodada para se ter uma ideia de como funciona a transmissão hidrostática em diferentes condições. Ao mesmo tempo, os testadores ainda tinham a possibilidade de escolher uma conexão bloqueada ou diferencial entre eixos condicionais, bem como movimentos em modo de tração nas quatro rodas com tração em qualquer um ou dois eixos.

A rodagem nas vias internas da ZIL, ocorrida na primavera de 2003, não deixou dúvidas sobre o desempenho da máquina. Francamente, foi um grande sucesso da equipe de design - o protótipo, que continha soluções técnicas completamente atípicas, não atendeu às expectativas de seus criadores.

Durante este período, em abril de 2003, os primeiros testes preliminares do Gidrokhod ocorreram no estande com os tambores em funcionamento do complexo UKER AMO ZIL de Kavkaz.

Algumas palavras sobre o que é esse complexo de teste. Esta é uma instalação exclusiva projetada para testar carros e caminhões em condições climáticas extremas. O complexo inclui uma câmara aeroclimática e um dinamômetro com dois pares de tambores giratórios, cuja distância entre eixos pode ser ajustada ao tamanho da distância entre eixos do veículo em estudo. O equipamento da câmara aérea permite o teste em temperatura do ar de -60 ° C a + 60 ° C, umidade - até 100% e velocidade do vento até 150 km / h, e tambores em funcionamento simula movimento a uma velocidade de até 190 km / h ou resistência da estrada várias.

Claro, não foi planejado usar todas as capacidades do complexo de teste da planta em relação ao Gidrokhod. Nesta etapa, era necessário avaliar o desempenho da transmissão hidrostática em altas pressões de operação e verificar a conformidade do desempenho de tração do veículo com os valores calculados anteriormente obtidos. Ao mesmo tempo, foi possível realizar essa avaliação separadamente para cada eixo do veículo - lembre-se que o projeto da transmissão Gidrokhod prevê a desconexão de circuitos hidráulicos individuais e a desconexão de unidades de rodas individuais. No entanto, levando em consideração as características de design do estande e do próprio carro, decidiu-se investigar apenas dois dos três eixos. O "Hydrokhod" foi instalado nos tambores do estande com os eixos dianteiro e traseiro, as rodas do eixo do meio foram retiradas e seu acionamento foi desligado.

Os resultados do teste até certo ponto excederam as expectativas dos desenvolvedores. O sistema hidráulico conseguiu desenvolver uma pressão de 39 MPa, ou seja, próximo do máximo que as bombas aplicadas podem desenvolver (45 MPa). As propriedades de alta tração da máquina até causaram um pequeno incidente ocorrido durante os testes: um laço de reboque saiu da estrutura do Hydrokhod, ao qual estava preso o cabo do guincho, que segurava a máquina no suporte, e o carro caiu os tambores em execução. Mas tudo deu certo, e após as provas, os vestígios do “batismo de fogo” foram removidos.

Em agosto de 2003, durante a preparação do Gidrokhod para os testes preliminares, uma exposição de equipamentos automotivos militares foi realizada em Bronnitsy, perto de Moscou, organizada com base no Ministério da Defesa da Federação Russa NII-21 - o instituto líder nesta área . A participação nesta exposição, que tradicionalmente inclui corridas de demonstração dos equipamentos apresentados no local de testes do NIIII-21, prometia ser uma etapa importante e muito importante no teste de um novo carro, que permitiria avaliar a capacidade de cross-country em offs difíceis. condições das estradas e realização de uma avaliação comparativa do protótipo com veículos do exército em série. ... Foi tomada a decisão sobre a participação do NAMI-Service na exposição, e o Gidrokhod tornou-se imediatamente numa das exposições mais interessantes, tendo feito várias corridas ao longo da pista de testes do instituto. Foi assim que aconteceu a primeira aparição deste carro em público.

No outono de 2003, os testes preliminares do Gidrokhod começaram no NAMI Auto Range, localizado perto da cidade de Dmitrov, na região de Moscou. Aqui já foi possível fazer pesquisas nas mais diversas condições das estradas. Além dos verdadeiros test drives em asfalto, solo seco e encharcado, o carro foi rodado tanto nas estradas do aterro quanto nas vias públicas.

Os testes foram realizados sob a orientação de um especialista líder "NAMI-Service" Ph.D. G.G. Ankinovich, e o principal engenheiro-pesquisador de OGK ST AMO ZIL V.M. Roldugin e engenheiros "NAMI-Service" AS. Pereladov e A.A. Eidman.

Em primeiro lugar, decidiu-se determinar o ângulo máximo de subida superado pelo carro, já que esta é uma das características mais importantes da tração e das propriedades dinâmicas de qualquer carro, e não apenas do off-road. Os ensaios foram realizados em encostas tipicamente íngremes (30, 40, 50, 60%) com pavimento asfáltico, incluídas no complexo de estradas especiais do Auto Polígono NAMI.

No entanto, aqui os testadores enfrentaram um problema típico de um carro com eixos igualmente espaçados ao longo da base: no início da subida, onde a base horizontal passa para uma superfície inclinada, as rodas do eixo do meio do carro estavam penduradas. Se em um aumento de 30% isso praticamente não era sentido, então em subidas mais íngremes era cada vez mais perceptível. Decidiu-se então realizar cada corrida em duas etapas: primeiro, com a aceleração, a curva foi superada no início da subida, depois o carro parou, foi ajustada a relação de transmissão máxima, após o que toda a subida foi superada sem parar. Paralelamente, avaliou-se a possibilidade de contornar a subida com comunicação inter-eixos diferencial ou bloqueada - o controlo "flexível" da transmissão ainda não foi implementado.

Tendo superado com confiança a subida de 30% sem parar, "Hydrokhod" não conseguiu superar a próxima subida (40%) da primeira tentativa, precisamente porque as rodas do eixo do meio estavam penduradas na base da subida. Com acoplamento diferencial na transmissão, isso era compreensível. A segunda tentativa com parada após superar o ponto de inflexão foi bem-sucedida. O carro deu partida suavemente e passou por todo o declive. Com a transmissão entre eixos bloqueada, também não foi possível superar a mesma subida da primeira vez. Ao que se constatou, a bomba do circuito hidráulico do primeiro eixo não atingiu o modo de operação, praticamente sem desenvolver a pressão de operação (2-4 MPa em comparação com 15-20 MPa nos demais eixos). E embora fosse possível fazer a subida mesmo em movimento, sem parada intermediária, o problema com o circuito hidráulico do primeiro eixo permaneceu. Portanto, ao superar o seguinte,

Mas, apesar dos problemas identificados, os testes continuaram, e o próximo experimento planejado foi determinar a força máxima de tração desenvolvida pelo carro. Se antes, no estande da fábrica, as propriedades de tração foram determinadas separadamente para dois eixos, então, desta vez, ele deveria realizar medições completas em um carro com tração nas quatro rodas. Uma vez que o projeto do "Hydrokhod" incluía a possibilidade de reversão simétrica (ou seja, a relação de engrenagem da transmissão pode ser alterada continuamente ao se mover para frente e para trás na mesma faixa), era interessante determinar a força de tração máxima desenvolvido tanto ao mover-se para a frente como para trás.

Neste experimento, um trator de serviço MAZ-543, que foi rebocado pelo Gidrokhod, foi envolvido neste experimento. Por ser mais pesado que o Gidrokhod, o reboque começou em movimento: os dois carros começaram a se mover, então o motorista do MAZ-543 rebocado começou a desacelerar o carro, até a parada completa. Este momento correspondeu ao valor máximo da força de tração.

No entanto, os resultados desta experiência já não eram tão extraordinários quanto os resultados dos testes de bancada na ZIL. Isso se deve ao fato de que desta vez os testes foram realizados apenas com acoplamento diferencial na transmissão hidrostática. Este modo foi escolhido a fim de excluir a chamada "circulação de força" na transmissão e, assim, proteger os acionamentos das rodas de torques excessivos. Mas com a ligação hidrodiferencial não se desenvolvem altas pressões na transmissão, e se antes no estande era possível desenvolver quase a pressão máxima de trabalho, desta vez seu valor máximo registrado foi de apenas 21 MPa.

Durante os testes preliminares, as velocidades máxima e mínima do veículo também foram determinadas. A velocidade máxima atingida na estrada do dinamômetro da autonomia foi de 82 km / he a velocidade mínima foi de 0,9 km / h. Graças à transmissão hidrostática, o "Hydrokhod" foi capaz de se mover por um longo tempo com uma velocidade mínima (chamada de "rastejamento"), mantendo propriedades de tração suficientes, já que neste caso toda a potência do motor é transferida para as rodas, ao contrário, por exemplo, de uma transmissão mecânica convencional, em que será gasto principalmente no deslizamento da embreagem. Em uma das corridas em terreno asfáltico, foi possível atingir a velocidade mínima estável de 0,7 km / h com o motor próximo ao ralenti (750 rpm). Claro que no solo, quando a resistência ao movimento é maior,

Os primeiros experimentos científicos também foram realizados em testes preliminares do Gidrokhod em setembro de 2003. Estavam ligados a pesquisas teóricas realizadas no “NAMI-Serviço”, onde sob orientação do Professor SB. Shukhman trabalhou constantemente no desenvolvimento da teoria do movimento do veículo em superfícies duras e deformáveis. Naquela época, uma certa tarefa científica foi colocada diante dos testadores - o estudo do cio quando um carro se movia em solo deformável.

Para o teste, escolhemos uma seção do campo adjacente aos limites do polígono automático. Ao deslocar-se, o "Gidrokhod" deixou um rasto profundo (até 30 cm), visto que o solo estava muito molhado - o local de teste era, na verdade, um prado de várzea. Todos os dados experimentais necessários para a pesquisa foram obtidos, e o próprio carro demonstrou que, mesmo com o acoplamento diferencial na transmissão, pode se mover em solo encharcado.

Durante a corrida na estrada, tanto asfalto quanto libra, "Hydrokhod" percorreu cerca de 300 km. Notou-se que o carro se move com segurança em uma superfície arenosa e supera uma subida de 16% no solo. Na continuação desses estudos, foi decidido, após testes preliminares, devolver o carro a Moscou por conta própria, embora antes disso todas as corridas de longa distância do Gidrokhod - para Bronnitsy, para Dmitrov e vice-versa - fossem realizadas em um acoplamento rígido. Apesar de algumas dificuldades, o carro percorreu a maior parte do caminho (cerca de 50 km) com a própria força e o resto da distância - a reboque. Há que admitir que, do ponto de vista da segurança rodoviária na cidade, esta decisão foi justificada: os comandos do automóvel ainda eram muito imperfeitos e o seu comportamento na estrada nem sempre era previsível. Então, por exemplo, acabou que a transmissão hidrostática, ao desacelerar, atua muito efetivamente como freio e, portanto, o sistema de freio de serviço praticamente não foi utilizado. A controlabilidade do Gidrokhod também era específica. Um carro com rodas dianteiras e traseiras certamente tem melhor capacidade de manobra do que um carro com apenas um eixo de direção, mas é mais difícil dirigir em alta velocidade porque o carro costuma bocejar ao longo da estrada. E além desta propriedade característica para tais carros, o manuseio do "Hydrokhod" era inerente às características individuais. O fato é que a conexão entre as unidades de direção dos eixos dianteiro e traseiro era hidrostática, e não mecânica rígida, de modo que as rodas traseiras nem sempre voltavam à posição original ao andar em linha reta. Tal sistema de direção foi instalado experimentalmente em várias das primeiras cópias do anfíbio ZIL-49061, uma das quais se tornou a base para o Gidrokhod. Por razões óbvias, este projeto não se justificava, e na série subsequente "Blue Birds" as unidades de direção dos eixos dianteiro e traseiro estavam mecanicamente vinculadas. No entanto, este sistema não totalmente bem-sucedido foi preservado no Gidrokhod.

No entanto, não se deve avaliar o manuseio normal do carro na estrada como um erro dos projetistas. Não vamos esquecer que o Gidrokhod é um veículo especial projetado para operação off-road. Afinal, o design de muitos veículos todo-o-terreno SKV ZIL era inflexível: as soluções que forneciam excelente capacidade de cross-country off-road inevitavelmente dificultavam a movimentação em estradas comuns. Um exemplo é a transmissão de bordo, para não mencionar as hélices não convencionais como o sem-fim.

Quanto à comodidade de controlar o "Hydro-walk", então, é claro, um carro com transmissão continuamente variável é superior a um carro com transmissão manual, mas deve-se notar que nesta fase o sistema de controle foi simplificado, e era necessário, dependendo da resistência ao movimento, selecionar a relação de marchas da transmissão com o uso do joystick e ajustar a rotação do motor com o pedal. Idealmente, essa transmissão deve ser controlada apenas a partir do pedal do acelerador.

Durante os testes preliminares, o motor causou muitos problemas. Tornou-se bastante óbvio que para o movimento confiante do carro, sua potência claramente não era suficiente (em particular, isso foi demonstrado superando subidas). O motor não suportava o trabalho com as cargas existentes e tinha um grande consumo de combustível, chegando a 1,5 litro de gasolina AI-95 por quilômetro. O superaquecimento do motor acabou sendo o problema mais sério. Eles foram observados constantemente, embora durante o período de teste tenha havido um clima frio de outono. Claro, as desvantagens do sistema de refrigeração também contribuíram, por exemplo, a localização malsucedida do radiador, que ficava praticamente atrás da parede da cabine, mas a condição técnica do motor ZIL-4104, mesmo quando montado em um carro, estava longe do ideal.

Porém, este motor “não desistiu” mesmo após a decisão de substituí-lo por um diesel. Testador de chumbo V.M. Roldugin relembrou um caso interessante quando um carro foi levado à ZIL para substituir o motor em abril de 2004. Apesar de todas as dificuldades, decidiu-se enviar o carro para a fábrica por conta própria. A viagem, principalmente ao longo do Terceiro Anel de Transporte, foi interrompida por repetidas paradas para resfriar o motor. No entanto, o "Gidrokhod" percorreu todo o caminho até a fábrica e, de repente, no território do departamento "nativo" de OGK ST, o motor parou. A causa foi uma junta da cabeça do cilindro perfurada. Mas no dia seguinte, os funcionários do departamento conseguiram ligar o motor novamente, e o carro dirigiu por conta própria até a oficina de reparos.

Em agosto de 2004, Gidrokhod deixou a fábrica com um novo motor diesel Detroit Diesel. O sistema de arrefecimento do motor foi significativamente redesenhado: o radiador foi movido para a caixa de entrada de ar estendida atrás da cabine, onde foi melhor soprado pelo fluxo de ar, e está equipado com um bloco de quatro ventiladores elétricos. Da ZIL, o carro foi imediatamente enviado a Bronnitsy para a próxima exposição de equipamentos automotivos militares na NIIII-21, que então se realizava, onde voltou a participar em corridas de demonstração. Não houve reclamações sobre o funcionamento do motor agora.

Após a exposição "Gidrokhod" voltou novamente ao NAMI Auto Polygon. No entanto, desta vez não foi planejada uma repetição dos estudos do ano passado: a tarefa principal na época era a certificação do protótipo, que exigia a medição de alguns valores padrão. Entre outros, foram determinados o ruído externo e o ângulo máximo de capotagem do carro, que se revelou dentro da faixa normal.

No final destes estudos, o "Gidrokhod" foi transferido para a ZIL, onde, em conjunto com os funcionários do "NAMI-Service", foram efectuadas algumas modificações na viatura. A inovação mais importante que surgiu neste período foi o painel de controle manual, com o qual era possível controlar individualmente cada bomba e motor hidráulico. Este dispositivo possibilitou o ajuste manual de qualquer desalinhamento na transmissão, simulando assim uma tração variável "flexível". Agora já era possível ir direto para o estudo de vários tipos de acionamento na transmissão.

Testes abrangentes

Os testes mais extensos do veículo "Hydrokhod" (incluindo o período de teste de inverno) foram realizados em 2005-2006.

Durante este período, o coletivo “NAMI-Service” incluiu os licenciados do departamento “Automóveis” do MSTU “MAMI” - S.N. Korkin, R.Kh. Kurmaev, M.A. Malkin, que participou de todos os testes subsequentes e modernização do Gidrokhod junto com seus colegas seniores A.S. Pereladov e A.A. Eidman. No primeiro ano de teste, V.M. Roldugin e engenheiro graduado do MAMI D.N. Gusakov.

No início de junho de 2005, o Gidrokhod foi entregue novamente ao NAMI Auto Range. A principal etapa dos complexos testes foi o teste de patência do veículo por libra, para o qual foi preparada uma seção do campo perto da vila de Dubrovo, distrito de Dmitrovsky, próximo ao aterro sanitário.

Expliquemos desde já que ao contrário, por exemplo, dos testes de aceitação de um carro, durante os testes do "Hydrokhod" o objetivo principal era uma experiência científica, e não a passagem de uma rota de referência geralmente aceite. A técnica para conduzir este experimento também foi desenvolvida pelos próprios testadores, uma vez que tais estudos experimentais nunca foram realizados.

Todos os tipos de testes do "Gidrokhod" foram realizados com a massa total do veículo - 12 toneladas, para a qual foi adicionalmente carregado com lastro. Como a principal condição de teste foi o movimento de um carro em terra arável com uma força de tração, o experimento exigiu um segundo carro, "freio". Foi o "Ural-4320" - o "técnico" do intervalo automático, que acompanhou a equipe de testes do NAMI-Service em quase todos os testes. A massa total do "Ural" era ligeiramente menor que a do "Hydrokhod" - 10 toneladas.

Foi nesta fase de testes que pela primeira vez foi possível utilizar as capacidades do Gidrokhod para implementar qualquer tipo de acionamento interaxle (diferencial, travado, ajustável) e realizar uma comparação em escala real desses três modos de transmissão. No entanto, deve-se fazer uma reserva imediatamente: neste experimento, um acionamento variável não significa controle de potência "flexível" em cada roda, mas um esquema no qual uma relação de transmissão diferente é definida para a tração de cada eixo convencional e do carro move-se com um impulso "assimétrico" ao longo do drive - Isso foi escolhido por várias razões: em primeiro lugar, para simplificar o experimento e, em segundo lugar, com base na suposição de que as propriedades de adesão em toda a seção de teste mudam insignificantemente (ao contrário, por exemplo, do caso ,

Mas de uma forma ou de outra, esta solução tornou possível investigar o movimento do "Hydro-pass" por libra em várias combinações de relações de transmissão dos motores dos eixos convencionais. Como resultado, foram encontradas combinações que permitiram ao carro desenvolver uma força de tração maior do que com um link inter-eixo bloqueado. Afinal, como você sabe, é a transmissão travada que oferece o máximo de capacidade de tração para um veículo com tração nas quatro rodas. Os testes do "Hydrokhod" mostraram que o acionamento variável em termos de força de tração desenvolvida supera significativamente o travado, sem falar no acionamento diferencial. Os resultados desses testes foram de grande importância para a ciência automotiva - foi provado experimentalmente que as capacidades das transmissões variáveis ​​levariam os veículos com tração nas quatro rodas a um novo nível técnico.

Além das capacidades de tração, a velocidade média de deslocamento por libra também foi avaliada. Este é um indicador importante para um veículo cross-country - quanto mais rápido o carro passa por uma área difícil, maior sua capacidade de cross-country. Embora a comparação aqui fosse a favor da tração diferencial da transmissão, os resultados para o veículo de tração variável foram muito próximos. E se levarmos em conta que a libra estava bastante seca e dura, então pode-se supor que em condições mais difíceis, onde é muito mais difícil para um carro com elo diferencial na transmissão se mover, a vantagem na velocidade média também pertenceria à unidade variável.

Os estudos de sua controlabilidade foram incluídos no programa de testes complexos do "Hydrokhod". Este trabalho foi realizado em conjunto com colegas da Universidade Técnica do Estado de Moscou "MAMI", especializados no estudo de manuseio e estabilidade de veículos. Ao mesmo tempo, foram selecionados os tipos padrão de tais testes - "espiral" e "empurrão do leme", que foram realizados em uma obra asfaltada. A transmissão ajustável "Hydrokhod" permitiu que os testadores investigassem como a controlabilidade da máquina muda com diferentes esquemas de tração nas rodas. Por exemplo, alterando gradualmente as relações de transmissão de cada circuito hidráulico de corrida para corrida, foi possível dar ao carro as propriedades de tração dianteira, traseira e integral com distribuição de potência ao longo dos eixos em qualquer Razão. Naquela época, tais possibilidades não podiam ser realizadas em nenhum outro carro.

De ainda maior interesse poderia ser testar um carro quanto ao manuseio ao dirigir em solo - não há praticamente nenhuma pesquisa experimental nesta área da ciência automotiva. Mas até agora, tivemos que nos limitar a apenas algumas corridas de demonstração, em uma das quais o piloto de testes V.M. Roldugin completou uma curva no campo a uma velocidade de cerca de 30 km / h com um raio de viragem muito pequeno.

Outra etapa importante nos testes do veículo "Hydrokhod", realizados por dois anos consecutivos, foi o estudo de seu desempenho energético. Como o "Hydrokhod" se tornou o primeiro veículo de tração nas quatro rodas construído com transmissão hidrostática, foi necessário estudar as características de seu funcionamento em vários nafus e esquemas de distribuição de potência nas rodas, para avaliar o nível de perdas de potência no sistema hidráulico dirigir, ou seja estimar a potência fornecida pela tração das rodas e a potência despendida na resistência ao rolamento. Assim, deveria avaliar a eficiência energética do conversor desenvolvido. Em seguida, esses dados tiveram que ser levados em consideração ao desenvolver algoritmos de controle para transmissão "flexível".

Para garantir resistência constante ao movimento e minimizar erros, este tipo de ensaio foi realizado nas estradas asfaltadas do local de ensaio - dinamômetro e em um complexo de subidas baixas e íngremes (4, 6, 8, 10%). A força de resistência ao movimento foi determinada de forma geralmente aceita - rebocando o veículo em estudo com um trator com a medição do esforço de tração necessário para o movimento.

No inverno de 2006, pela primeira vez, ocorreu uma etapa de testes de inverno do carro, que incluiu testes de habilidade de cross-country na neve. Para a realização dos testes, foi escolhida uma seção do campo, que estava localizada diretamente no território do NAMI Auto Polygon.

Porém, naquela época, era utilizado óleo da marca MGE-46V na transmissão hidrostática, destinada a operação em temperaturas não inferiores a -10 ° C. E desde o inverno de 2005-2006. Acabou por ser especialmente nevado e gélido, só foi possível iniciar os testes em março, quando a profundidade da cobertura de neve no campo chegou a 1 m nos locais. Nesse sentido, o programa de testes foi encurtado, e assumiu a avaliação da capacidade de passagem do veículo apenas ao simular diferenciais e acionamentos travados na transmissão. Como antes, a capacidade de cross-country foi avaliada pelo valor da força de tração desenvolvida. No entanto, acabou sendo praticamente impossível mover-se sobre neve virgem com um "Ural" de 10 toneladas a reboque, mesmo com a estrada bloqueada. Ao mesmo tempo, sem uma carga de gancho, o "Gidrokhod" superou livremente a seção de teste. Mas, para ainda fazer medições, decidiu reduzir a carga no gancho, para o que a roda de um caminhão ZIL-130 carregado com blocos de ferro fundido foi presa ao dispositivo de reboque Gidrokhod por meio de um cabo. É verdade que tal solução não poderia fornecer grandes valores da força de tração, mas o principal que era necessário neste experimento era garantir o movimento do carro em um modo de tração, que difere significativamente do modo de movimento de um único carro. Mas, neste caso, o movimento confiante na neve só era possível imitando uma direção travada: com a comunicação hidrodiferencial, o carro não poderia passar na seção de teste. o que era necessário neste experimento era garantir o movimento do carro em um modo de tração, o que difere significativamente do modo de movimento de um único carro. Mas, neste caso, o movimento confiante na neve só era possível imitando uma direção travada: com a comunicação hidrodiferencial, o carro não poderia passar na seção de teste. o que era necessário neste experimento era garantir o movimento do carro em um modo de tração, que difere significativamente do modo de movimento de um único carro. Mas, neste caso, o movimento confiante na neve só foi possível imitando uma direção travada: com a comunicação hidrodiferencial, o carro não conseguiu passar na seção de teste.

Com base na experiência de testes em neve virgem, foram planejados novos estudos, para os quais foi decidido selecionar um local de teste com uma base sólida. Havia uma área de asfalto não limpa no território do campo de testes de automóveis; a profundidade da neve era um pouco menor do que no campo - 75 cm. Aqui, o Hydrokhod foi capaz de rebocar o Ural com acionamentos travados e diferenciais na transmissão, mas, como era de se esperar, a força de tração com o acionamento travado resultou ser mais alto do que com acionamento diferencial.

No verão de 2006, uma nova etapa de testes complexos do Gidrokhod começou - superando obstáculos de perfil. Vale a pena mencionar novamente que esses estudos diferiram dos testes "clássicos" de cross-country de veículos por não objetivarem completar um percurso com vários obstáculos típicos. Aqui, como antes durante os testes de solo, o objetivo principal foi estudar como a regulagem da transmissão afeta o processo de superação de um obstáculo.

Em geral, como você sabe, as dimensões máximas dos obstáculos típicos a serem superados são características muito específicas que são relevantes principalmente para veículos militares e polivalentes. O campo de autodiagnóstico da NAMI, projetado para o ensaio de veículos civis, não possui sequer instalações especiais para testar a passabilidade do perfil, que deve incluir saliências de diferentes alturas, valas de largura variável, etc. própria, limitando-nos a apenas dois de seus tipos - borda (limiar) e vala.

Infelizmente, os testadores tiveram que limitar significativamente as dimensões dos obstáculos preparados, especialmente o limiar - é fácil ver que o "Hydrokhod" não está bem adaptado para superar obstáculos. As saliências do carro ultrapassaram 2 m (a saliência dianteira foi de 2,5 m), e a distância ao solo sob o ponto mais baixo das unidades de transmissão foi de 585 mm. Mesmo antes dos testes complexos, foi decidido abandonar a proteção inferior traseira, mas mesmo sem ela, os ângulos de entrada e saída do carro não ultrapassavam 20 °.

Calculou-se que geometricamente um carro poderia superar uma soleira com altura máxima de 0,5 me uma vala com largura de até 1,2 m. Para o dispositivo do obstáculo de soleira, o mais adequado "banho" de concreto da antiga área arenosa do autopolígono. Mas a altura das paredes verticais deste "banho", ao qual a estrada de asfalto continha por cima, era de 0,7 m. Em seguida, vigas retangulares de concreto foram colocadas na base da parede, devido ao qual a altura da parede diminuiu para 0,4 m. Antes do início do test drive, o carro com todos os eixos subiu no pódio formado e parou a uma certa distância da parede.

A segunda estrutura de teste - uma vala - foi disposta de acordo com as regras de fortificação de campo: uma vala de 1,2 m de largura foi cavada com uma escavadeira, paredes de toras com vigas foram construídas e vigas de concreto foram instaladas nas bordas, que serviram como um parapeito e berma. Isso proporcionou à estrutura proteção contra o colapso do solo, de modo que o número necessário de passagens pudesse ser executado sem destruição significativa da vala.

O teste da pista de obstáculos foi o primeiro a simular o controle "flexível" da transmissão no processo de superação de um obstáculo. Se antes, durante os testes com uma movimentação variável no solo e asfalto, em condições de direção relativamente estáveis, uma incompatibilidade constante foi definida na transmissão, com a qual o carro passou por toda a seção medida, então aqui, com cargas agudas e em constante mudança, era necessária uma mudança contínua na relação de marchas de cada acionamento. Claro que, na ausência de um sistema de controle automático, isso é praticamente impossível de implementar, portanto, a regulagem era realizada manualmente pelo operador, através do painel de controle. Os esquemas de regulação também foram simplificados - apenas as bombas eram reguladas quando a frontal ultrapassava a soleira e a vala.

Superar um fosso é um processo ainda mais dinâmico. Aqui foi necessário alterar a relação de transmissão de cada eixo duas vezes no processo de superar um obstáculo - no momento em que as rodas de cada eixo caíam na vala e no momento de deixá-la.

O carro ultrapassou a soleira em todas as corridas e, ao ultrapassar a vala, apenas foram identificados casos isolados de encravamentos, causados ​​por um esquema de controlo da transmissão mal sucedido. O objetivo do experimento foi alcançado: de acordo com os resultados dos testes, foi possível estabelecer a forma mais preferível de controlar a tração independente na superação de obstáculos do carro.

Além disso, várias corridas foram realizadas para superar a vala em ângulo. Ao superar desta forma, as cargas dinâmicas no carro são muito mais baixas devido ao "afundamento" alternado das rodas na vala, mas é muito mais difícil implementar um acionamento variável aqui do que na superação frontal. Para isso, é necessário controlar separadamente em movimento não apenas as bombas do eixo, mas também os motores hidráulicos das rodas individuais, o que é praticamente impossível com o controle da transmissão manual. Portanto, essas corridas foram conduzidas como corridas de demonstração apenas com uma unidade intertravada não regulamentada.

Colegas de classe

As vantagens e desvantagens de uma tração ajustável podem ser mais plenamente manifestadas durante os testes comparativos do "Hydrokhod" com carros analógicos equipados com transmissão mecânica. Como o "Gidrokhod" foi construído com base no ZIL-4906, é óbvio que este veículo anfíbio em particular era o objeto mais adequado para comparação. Infelizmente, essa máquina, que naquela época não era produzida há muito tempo, nem estava disponível na própria fábrica da ZIL. No entanto, a OGK ST dispunha de dois carros ZIL-4972 com carroceria confeccionada por um "escritório móvel", que atendia os dirigentes da fábrica em competições de autocross com a participação da equipe da fábrica. Uma dessas máquinas, que é conhecida por ser uma variante não flutuante do Bluebird, é baseado no mesmo chassi ZIL-4906 e aproximadamente igual aos indicadores "Gidrokhod" de peso total, o departamento fornecido para o teste. No final de julho de 2005 o driver de teste V.M. Roldugin levou o carro até o campo de testes de automóveis.

Testes comparativos de dois veículos para habilidade de cross-country foram realizados em uma área arada de um campo próximo à vila de Dubrovo. Ao mesmo tempo, os indicadores de tração foram determinados durante o reboque de um veículo para outro.

Na transmissão mecânica on-board ZIL-4972 com um diferencial inter-board travável, dois tipos de acionamento podem ser implementados - diferencial (com uma engrenagem aumentada ou reduzida na caixa de transferência) e um travado. Os testes foram realizados com todos os tipos de acionamento possíveis.

Quanto ao "Hydrotrack", as corridas foram realizadas com um acionamento variável, que foi realizado com tais combinações de relações de marchas dos circuitos hidráulicos de transmissão, que se mostraram as melhores nos testes anteriores em termos de força de tração.

É natural que o ZIL-4972 demonstrasse as capacidades máximas de tração com um diferencial central bloqueado. Nas mesmas condições, o Gidrokhod conseguiu atingir grandes valores de força de tração. Os indicadores de velocidade média de movimento do "Gidrokhod" com acionamento variável também foram ligeiramente superiores aos do ZIL-4972, tanto com acionamento travado quanto com acionamento diferencial (com marcha reduzida na caixa de transferência).

Cuidando da terra

Ensaios abrangentes do carro também prevêem pesquisas experimentais em outra área que está dentro da esfera de interesse científico da empresa “NAMI-Service” - o estudo do efeito destrutivo do carro no solo. O interesse dos criadores de veículos cross-country por essa área, que se encontra na intersecção das ciências técnicas e agrícolas, não é acidental. Ao transitar no terreno, o veículo com rodas forma uma pista, durante a formação da qual o solo é fortemente compactado e a vegetação danificada ou totalmente destruída. A camada superior de solo fértil sofre mais quando as rodas de um carro escorregam. Este problema é especialmente agudo no Ártico, nas condições da tundra, onde, como se sabe, em certas estações, a operação de veículos sobre rodas e esteiras é geralmente proibida.

Este importante problema foi levantado recentemente por muitos pesquisadores e fabricantes de automóveis e máquinas agrícolas. A resposta foi o aparecimento, nos últimos anos, de numerosas amostras de veículos todo-o-terreno com pneus de pressão ultrabaixa, ambos construídos com base em carros de série e designs originais.

Mas como um sistema de transmissão flexível pode melhorar o desempenho ambiental do veículo? Como um dos principais fatores destrutivos é o escorregamento da roda, que ocorre devido ao torque fornecido à roda não corresponder às suas propriedades de aderência, é óbvio que o escorregamento deve ser eliminado garantindo-se a regulagem da potência fornecida a cada roda de acordo com suas condições atuais de rolamento. Como já observamos, apenas uma transmissão "flexível" pode resolver esse problema.

Algumas medições para estudos ambientais foram realizadas durante os testes preliminares em setembro de 2003, quando o carro estava se movendo no solo. Posteriormente, esses estudos foram amplamente implantados: durante os testes complexos em 2005, o Gidrokhod foi comparado em termos de indicadores ambientais não só com ZIL-4972 e Ural, mas também com veículos especiais “ambientais” com pneus de ultra-baixa pressão, nível cujos efeitos nocivos são tomados como padrão. Levando em conta as massas próximas de Gidrokhod, ZIL-4972 e Ural, Gidrokhod mostrou o efeito destrutivo mínimo, e não só durante o movimento retilíneo, mas também ao virar, quando a camada superficial do solo é danificada especialmente intensamente.

Jovens cientistas "NAMI-Service" estudaram detalhadamente o efeito destrutivo do carro no solo, e não apenas em conexão com o efeito de escorregamento. Ele também é influenciado por outros fatores - a pressão do ar nos pneus, o padrão de viragem e, portanto, a posição do eixo e o padrão de direção do carro e até mesmo a velocidade de direção. Muitos dos problemas nesta área foram resolvidos pela primeira vez.

Segundo jovem

A experiência adquirida ao longo dos quatro anos de teste do "Hydrokhod" tornou possível identificar muitos pontos fracos no design da máquina. Como o trabalho principal ainda estava por vir - depuração do sistema de controle automático da transmissão "flexível", era necessário, se possível, resolver todos os problemas técnicos que surgiram.

Se o problema foi resolvido com a principal fonte de problemas nas primeiras etapas de testes - o motor a gasolina - nos últimos anos tem havido cada vez mais reclamações sobre o funcionamento da hidráulica. Além das falhas frequentes, os indicadores de potência da transmissão hidrostática também caíram sensivelmente, o que foi evidenciado pelos resultados dos testes de bancada realizados em outubro de 2006 no estande com tambores em funcionamento do departamento de pesquisas aerodinâmicas da NAMI Aviation Range.

Pesquisadores do NAMI-Service realizaram a pesquisa das causas do envelhecimento prematuro da transmissão hidrostática junto com engenheiros da Bosch Rexroth, fabricante de máquinas hidráulicas. Descobriu-se que a diminuição dos indicadores de potência se deve ao fato de as máquinas hidráulicas trabalharem por muito tempo em modos não ótimos. O fato é que as máquinas hidráulicas produzidas em série, que são principalmente utilizadas em máquinas de construção e agrícolas, geralmente operam em baixas velocidades - para elas, este é um modo de operação normal. Os carros, por outro lado, são operados em um modo de velocidade completamente diferente, e uma transmissão hidrostática automotiva deve operar em altas velocidades. E nesses modos, casos de superaquecimento de máquinas hidráulicas não são incomuns: o óleo não tem tempo para esfriar, o trabalho coordenado normal de todos os sistemas hidráulicos de manutenção é interrompido.

Além disso, descobriu-se que o óleo hidráulico foi mal selecionado para a transmissão hidrostática. Ao longo de todo o tempo de operação experimental do Hydrokhod, foi utilizado óleo de várias marcas e com viscosidades diferentes, e como não havia recomendações para sua seleção para transmissões hidrostáticas automotivas, os criadores do Hydrokhod tiveram que focar na experiência de operação hidrostática drives em outras áreas da tecnologia, onde, como já dissemos, os modos de operação são significativamente diferentes dos automobilísticos.

Mesmo em testes preliminares, verificou-se que mesmo com o controle síncrono dos circuitos hidráulicos da transmissão, eles funcionam de forma inconsistente. Mas as capacidades técnicas não permitiram rastrear como as máquinas hidráulicas reagem à ação de controle, embora os engenheiros do NAMI-Service tenham levantado esta questão mais de uma vez. Portanto, quando se decidiu pela modernização do carro e se tornou possível a substituição de todas as máquinas hidráulicas, foram instaladas bombas com dispositivos de feedback. Agora a unidade de controle pode receber informações sobre o deslocamento real de cada bomba. Isso aumentou significativamente a confiabilidade do sistema de controle.

Todas as obras de modernização foram realizadas na caixa de reparação no território da NAMI Auto Range durante o ano de 2008 pelas forças da equipa de engenharia NAMI-Service - A.S. Pereladov, S.N. Korkin, R.Kh. Kurmaev, M.A. Malkin sob a liderança de G. G. Ankinovich. O principal trabalho de engenharia na revisão da transmissão hidrostática, o projeto de novas unidades para ela foi novamente executado pela E.I. Forte.

Como já mencionado, o principal objetivo da modernização do Hydrokhod era a transição para um sistema de controle automático e facilmente reprogramado. Como as funções de controle manual no novo sistema foram mantidas, a rodagem do carro com a transmissão modernizada começou antes mesmo da automação ser concluída. Em janeiro de 2009, o carro fez a primeira saída e, na primavera, os pesquisadores começaram a rodar o carro ao longo das estradas com alcance automático - dinamométricas, subidas altas e baixas íngremes. Decidiu-se não instalar a carroceria retirada na época da modernização do "Hydrokhod" até a conclusão da pesquisa, e para que a distribuição da carga ao longo dos eixos fosse uniforme, o carro foi carregado com lastro até o peso total de 10 toneladas.

A tração e o desempenho dinâmico do Gidrokhod, significativamente aumentados após a modernização, foram especialmente perceptíveis durante os testes para superar grandes subidas. As capacidades de tração de um veículo com uma transmissão totalmente "simétrica" ​​demonstraram superar 30% e 40% de subidas para frente e para trás. Decidiu-se não superar o aumento de 50%, pois havia perigo de deslocamento do peso do lastro colocado no quadro.

Enquanto o sistema de controle automático estava sendo depurado, os engenheiros do NAMI-Service começaram a estudar o controle programado da transmissão hidrostática. No início, os algoritmos de controle mais simples foram investigados, simulando os modos de direção de um carro com acionamentos bloqueados ou diferenciais. Esses experimentos começaram a ser realizados em uma caixa em um carro suspenso, e logo se decidiu pela transferência do protótipo para o laboratório, fazendo-o na hora de depurar o sistema de controle automático da bancada de testes. No final de 2009, mais alguns estudos experimentais foram realizados no campo de testes de automóveis com controle de transmissão programado e, em janeiro de 2010, o carro foi transportado para o MGIU (antigo colégio técnico da ZIL). Lá, o trabalho continuou na depuração do sistema de controle, e um ano depois, a direção da Universidade Técnica do Estado de Moscou "MAMI" propôs organizar um laboratório de veículos promissores com transmissões "flexíveis", nos quais o "Gidrokhod" deveria ser usado como suporte de corrida. A proposta foi aceita e desde dezembro de 2010 o veículo está neste laboratório aguardando novas pesquisas.

Resumindo os resultados provisórios

É importante notar que mesmo após a modernização "Gidrokhod" manteve uma série de desvantagens significativas no layout e design. Deve-se admitir que algumas das características de projeto do "Gidrokhod" (em primeiro lugar, indicadores geométricos) forçaram a limitar as condições de movimento durante a preparação dos testes. Isso impediu que o carro percebesse totalmente suas capacidades.

Mas, afinal, o design deste carro é em muitos aspectos um compromisso: o uso de um chassi pronto, por um lado, simplificou o design do carro, e por outro, tornou-se o motivo de um muito denso layout das unidades de transmissão, o que dificultava o acesso. O "Hydrokhod" é um modelo mock-up, criado não para produção em massa, mas para avaliar as perspectivas de novas soluções de engenharia, portanto, muitos de seus sistemas são feitos em design mock-up. Isso permitirá que os engenheiros levem em consideração as vantagens e desvantagens das soluções usadas no Gidrokhod ao criar novos modelos de veículos de tração nas quatro rodas com transmissões "flexíveis". E a primeira experiência adquirida de operar um carro com transmissão hidrostática acabou sendo valiosa não apenas para projetistas de automóveis, mas também para fabricantes de máquinas hidráulicas.

O fato de que a transmissão hidrostática deu ao carro a capacidade de iniciar suavemente, movimento estável em baixas velocidades com tração "trator", controle suave da força de tração não está em dúvida. Essas qualidades têm um efeito positivo em sua habilidade em todo o país.

Talvez os experimentos realizados por especialistas do NAMI-Service pareçam irrelevantes para a indústria automotiva e até mesmo primitivos para o leitor. Mas o fato é que na ciência automotiva tais problemas ainda não foram resolvidos experimentalmente por uma razão completamente compreensível - não havia nenhum objeto de teste no qual eles pudessem ser resolvidos. E apenas o aparecimento do veículo experimental "Gidrokhod" tornou possível a realização de uma pesquisa completa, devido à qual uma série de disposições da teoria do automóvel receberam confirmação experimental.

Você pode, é claro, discutir sobre o chassi escolhido com um arranjo de rodas 6 × 6. Obviamente, em um veículo com tração integral com mais de quatro eixos, a vantagem de uma transmissão hidrostática em relação a uma mecânica será mais significativa. Devemos concordar com isso, no entanto, vamos lembrá-lo novamente de que temos apenas uma amostra de mock-up à nossa frente.

As transmissões "flexíveis" não devem substituir as tradicionais mecânicas - devem complementá-las, tornando-se a principal força motriz em veículos com tração nas quatro rodas de múltiplos eixos.

Concluindo uma série de publicações sobre as máquinas do ZIL Special Design Bureau, podemos dizer que o Gidrokhod, desenvolvido pela empresa de pesquisas NAMI-Service, não se relacionou apenas com as máquinas do lendário SKV, sendo construído sobre os chassis Blue Bird - é um representante digno dos veículos todo-o-terreno únicos ZIL pela coragem da engenharia, pelo design invulgar.

Talvez nosso protótipo tenha chegado muito cedo? O tempo vai dizer.

fonte: R.G. Danilov, M.A. Malkin "CARROS PARA OFF-ROAD." GYDROKHOD-49061 "" Equipamento e Armamento 12/2011