Автопоезд НАМИ-058С-862

В 1965-1966 годах в Центральном Ордена Трудового Красного знамени научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте «НАМИ» отделом автомобилей высокой проходимости создан экспериментальный полноприводный четырехосный автомобиль НАМИ-058 грузоподъемностью 8 т. Работа проводилась на основании совместного решения Государственного комитета автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения при Госплане СССР и в/ч 52694 от 24 июня 1965 года.
Автомобиль НАМИ-058 комплектовался оригинальной кузовной надстройкой – кабиной и оперением, которую проектировало КБ кузовов в составе: А.Е.Оксентьевич – руководитель КБ; конструкторы–кузовщики: Ф.Г.Хайдуков, Е.А.Мельгунова, Н.В.Лагунёнок, А.А.Раш; техники А.С.Сигарева, В.П.Услугина; макетчик В.В.Лунин. Изготовленный опытный образец автомобиля был подвергнут межведомственным сравнительным испытаниям с автомобилями КрАЗ-255Б и КрАЗ-253, на основании которых было признано целесообразным продолжить работы по развитию его конструкции.
Седельный тягач НАМИ-058С является модификацией ранее изготовленного экспериментального автомобиля НАМИ-058Т и отличается установленной вместо платформы седельного устройства и активного привода тягача Урал-380С, кабины и оперения автомобиля Урал-375Д. Работы велись с целью повышения динамики, надежности, экономичности и проходимости автопоезда Урал-380С-862, созданного ранее Уральским автозаводом и защиты тягача от перегрузок. Изготовлялся тягач на принципе глубокой и широкой унификации его агрегатов с агрегатами текущего производства, в основном, автомобилей Урал. В сцепке тягач НАМИ-058С с полуприцепом Урал-862, составлен автопоезд НАМИ-058С-862 с колесной формулой 12х12.
В разработке перспективных автомобилей высокой проходимости НАМИ-058, НАМИ-058Т и НАМИ-058С принимал участие большой коллектив специалистов НАМИ. Директором института в то время был А.М.Хлебников, главным конструктором и начальником КБ автомобилей высокой проходимости к.т.н. Николай Иванович Коротоношко. Руководитель темы унифицированного семейства автомобилей типа 8x8 - ведущий конструктор П.А.Лабунский и группа специалистов: В.А.Кузнецов, Л.Л.Афанасьев, И.С.Мазалова, А.Баршев; техники А.И.Шмелёва, Е.В.Евстафьева, ст.инженер–испытатель Н.Г.Беляков, водитель испытатель Е.И.Вахнин.
В данной статье подробно рассмотрим конструкцию и результаты испытаний автопоезда НАМИ-058С-862, изготовленного в 1966 году.

Конструкция...

На седельном тягаче НАМИ-058С установлен силовой агрегат (двигатель, сцепление и коробка передач) Ярославского моторного завода. Агрегат крепится к раме тягача в четырех точках: передняя (унифицирована с передней опорой силового агрегата МАЗ-500), две боковые и точке крепления коробки передач (аналогично креплению КПП автомобиля Урал-375).
Двигатель ЯМЗ-238Н - восьмицилиндровый, четырехтактный, V-образный, мощностью 320 л.с. при 2100 об/мин, оборудован турбокомпрессором. Для обеспечения полного хода передних рессор поддон двигателя масляной ванной повернут на 180 град. и в её задней части сделан вырез. При повороте отверстия фланца поддона согласованы с отверстиями блока цилиндров. Трубка маслозаборной системы укорочена. Насос гидроусилителя руля установлен на двигатель по типу МАЗ-503.
Для охлаждения двигателя принят радиатор КрАЗ-255. Кожух вентилятора изготовлен новый, а сам вентилятор установлен с большим размером лопастей. Для охлаждения масла двигателя служит пластинчато-трубчатый радиатор, установленный впереди водяного радиатора.
Для подогрева двигателя в зимних условиях установлен пусковой подогреватель жидкостного типа, по основным узлам унифицированный с подогревателем П-100, устанавливаемых на автомобилях Урал, и отличается кронштейнами, патрубками и электрооборудованием (с 12 вольт переделано на 24 вольта).
На раме размещены два топливных бака от Урал-375 емкостью по 300 л, что, при предполагаемом расходе 40 л на 100 км, обеспечивает запас хода 750 км. Топливопроводы изготовлены из поливинилхлоридных трубок диаметром 12 мм. Управление подачей топлива осуществляется педалью МАЗ-500, усиленной ребрами. Для останова двигателя использована тяга управления акселератором автомобиля Урал-375.
Сцепление силового агрегата ЯМЗ-238К - двухдисковое, с периферийным расположением пружин. Изменены кронштейн крепления привода, рычаги и тяга. Педаль сцепления установлена МАЗ-500 без изменений.
Коробка перемены передач - механическая пятиступенчатая ЯМЗ-210 (ЯАЗ-210 - ?, но далее указывается как ЯМЗ-236), с заменой крышки заднего подшипника крышкой коробки передач автомобиля Урал-375, которая используется в качестве опоры. Рычаг перемены передач изогнут по месту в связи с изменением его положения относительно водителя.
Раздаточная коробка установлена от автомобиля НАМИ-058 - механическая, двухступенчатая с симметричным межосевым дифференциалом. Служит для распределения и передачи крутящего момента к передним и задним мостам. В зависимости от дорожных условий дифференциал может быть выключен и тогда валы привода передних и задних мостов вращаются как одно целое. Переключение передач и блокировка дифференциала производится пневматическими силовыми цилиндрами, управление которыми осуществляется с помощью специальных кранов, установленных в кабине водителя.
В задней части раздаточной коробки находится вал для передачи крутящего момента на вал дополнительной коробки отбора мощности (от автомобиля Урал-375), предназначенной для активного привода полуприцепа. Вал соединен подвижной муфтой с первичным валом раздаточной коробки, управляемой так же пневматически.
Крутящий момент от дополнительной коробки передается на первый конический редуктор активного привода полуприцепа (одна пара конических шестерен со спиральным зубом), установленный на раме тягача. Включается пневмоцилиндром, управляемого из кабины водителя. Воздух поступает из центральной пневматической части тормозной системы.
Редуктор привода полуприцепа изготовлен по типу редуктора тягача Урал-380С, но, в отличие от последнего, ведущая шестерня сделана ведомой, а ведомая ведущей, с соответствующими изменениями в самой коробке. Такие меры приняты для уменьшения несоответствия передаточных чисел мостов тягача и полуприцепа. Однако, передаточное отношение от первичного вала раздаточной коробки до моста тягача равно передаточному отношению раздаточной коробки, поэтому в приводе полуприцепа существует отрицательное кинематическое несоответствие - колеса тягача вращаются несколько быстрее колес полуприцепа (несоответствие равно 6,11 %).

схема карданных валов тягача

На полуприцепе установлено еще три редуктора аналогичной конструкции, соединенные между собой и тележкой ведущих мостов карданными валами. Передний (второй) конический редуктор активного привода соединяется с редуктором тягача при помощи кулачковой муфты при сцеплении седельного устройства тягача с шкворнем полуприцепа. Для включения мостов полуприцепа перед последним карданным валом в промежуточной опоре находится зубчатая муфта с пневмоэлектрическим управлением.
На седельном тягаче НАМИ-058С установлены ведущие мосты автомобиля Урал-375 с двухступенчатой главной передачей. Карданные валы использованы от этого же автомобиля с изменением по длине для средних мостов и без изменений для переднего и заднего мостов. Промежуточный карданный вал между коробкой передач и раздаточной коробкой принят КрАЗ-210 без изменений. Так же без изменений установлен карданный вал автомобиля ГАЗ-63 между раздаточной коробкой и коническим редуктором активного привода.
На тягаче установлено седельное устройство тягача Урал-380С. Сцепка седла со шкворнем активного полуприцепа осуществляется при помощи двух губок сцепного механизма, которые поворачиваясь на осях, закрепленных на плите, охватывают шкворень и запираются в таком положении запорным кулаком под действием пружины. Снизу к плите седельного устройства крепится первый редуктор привода полуприцепа. Одновременно со сцепкой происходит включение активного привода полуприцепа через муфту включения. Седло качается как в продольном направлении относительно оси (22 град.), так и в поперечном (3 град.). Максимальная расчетная нагрузка на устройство 11000 кг.
Рама седельного тягача состоит из двух прямых лонжеронов и шести поперечин. Для облегчения изготовления, снижения высоты профиля, а так же ввиду значительных нагрузок, лонжероны выполнены из полосовой лонжеронной стали 30 с титаном, толщиной 6,85 мм. Балки, составляющие лонжерон, вкладываются одна в другую, в результате чего суммарная толщина материала лонжерона равна 12,7 мм. Поперечины, кроме первой, второй и пятой, взяты у рамы автомобиля Урал-375; остальные - оригинальной конструкции.
Для возможности замены деталей рамы, что особенно важно для экспериментального образца, соединение поперечин и других деталей рамы с лонжеронами выполнено с помощью болтов, а не заклепок. Ширина рамы постоянна по всей длине и равна 870 мм. В её передней части на специальных кронштейнах крепится передний буфер и два буксирных крюка автомобиля Урал-375. Такие же крюки, взамен снятого буксирного устройства, установлены в задней части. Лонжероны рамы, кронштейны передней и задней подвески использованы от автомобиля НАМИ-058Т.
Держатель запасного колеса горизонтального типа - Урал-375Т, снабжен гидравлическим подъемником одностороннего действия. Для управления подъемом колеса служит трехходовой кран, установленный в кабине водителя.
Передняя подвеска ведущих мостов осуществлена 4-мя листовыми рессорами МАЗ-500, работающими с 4-мя гидравлическими амортизаторами двойного действия телескопического типа. Рессорная подвеска передних ведущих управляемых мостов не обладает балансирностью. Каждая рессора передает самостоятельно на раму толкающие усилия и воспринимает усилия при торможении, при этом улучшается проходимость. Ход мостов вверх ограничивается резиновыми буферами, вниз - тросом отбоя. Дополнительный буфер уменьшает напряжения в рессоре при резком торможении, ограничивая прогиб.
Задняя подвеска тягача осуществлена рессорно-балансирной, на двух полуэллиптических рессорах длиной 1400 мм автомобиля Урал-375 и крепится к раме кронштейнами увеличенной высоты.
Колеса на тягаче установлены I0.ОРГ-20 с пневматической шиной 14.00-20 автомобиля Урал-375. Для снижения внутреннего давления в шинах (нормальное 3,2 кг/см2), установлена централизованная система регулирования. Для повышения проходимости на мягких грунтах, песке и снеге предусмотрена возможность установки широкопрофильных шин 1300х530-533 автомобиля КрАЗ-255Б.
Рулевой механизм - червяк и червячный сектор от автомобиля Урал-375. С целью уменьшения усилия, необходимого для поворота передних колес, предусмотрены два гидроусилителя. Насос гидроусилителей лопастного типа, двойного действия автомобиля ЗиЛ-130, закреплен на двигателе, на кронштейне МАЗ-503. Шкив насоса изготовлен меньшего размера для увеличения числа оборотов и повышения производительности.
По сравнению с автомобилем НАМИ-058Т была улучшена кинематика рулевых тяг привода первого и второго мостов. Введена двуплечая сошка рулевого управления, что дало возможность установить рулевой механизм непосредственно на лонжероне, максимально сблизить точки закрепления рессор и центра качания рулевых тяг. Продольные рулевые тяги полностью унифицированы с автомобилем Урал-375.
Тягач имеет два независимых тормоза - ручной, действующий на трансмиссию, и ножной, действующий на все колеса. Тормоза колес колодочные, с пневмогидравлическим приводом от Урал-375. При нажатии на педаль тормоза пневматический привод действует на пневмоусилители, каждый из которых, в целях повышения надежности системы, действует на отдельный главный тормозной цилиндр гидравлического привода. Но, в отличие от Урал-375, пневмоусилители стоят по обе стороны рамы. Правый пневмоусилитель и главный тормозной цилиндр приводит в действие I и III мосты; левые - II и IV.
Центральный тормоз - трансмиссионный автомобиля КрАЗ-214, барабан которого установлен на выходном валу раздаточной коробки. Управляется рычагом из кабины водителя тросом через блок.
Система электрооборудования однопроводная, номинальным напряжением 24 вольта. На тягаче установлены четыре аккумуляторных батареи, из них - две в кабине между сиденьями и две за кабиной в аккумуляторном ящике типа КрАЗ-214 на одной площадке с инструментальным ящиком. Вместо штатного генератора Г-107 (Урал-375) установлен генератор повышенной мощности переменного тока Г-270Б со встроенными полупроводниковыми выпрямителями. Для пуска двигателя служит стартер СТ-109.
Для освещения полуприцепа при выполнении операций сцепки-расцепки, а так же для облегчения маневрирования автопоезда задним ходом на задней стенке кабины слева установлена поворотная фара.
На седельном тягаче НАМИ-058С установлена кабина автомобиля Урал-375, подвергнутая переделке в отношении перегородки и пола. Кабина закрытая, цельнометаллическая, с глухим ветровым стеклом и теплоизоляцией крыши. В передней стенке кабины производится вырез для задней части двигателя и турбокомпрессора. Наличие последнего не позволяет размещения среднего сиденья, поэтому кабина двухместная. Для колес второго моста делаются вырезы в задней части кабины и в дверях. Стекла ветровых окон оборудованы пневматическими стеклоочистителями и омывателями, обогрев кабины осуществляется отопителем. Кабина крепится на кронштейнах рамы тягача в четырех точках на резиновых подушках.
Оперение тягача изготовлено из деталей оперения автомобиля Урал-375. Капот в задней части удлинен на 60 мм. В облицовку радиатора введена вставка, а нижняя часть подрезана и подогнана по месту. В нижней части облицовки сделаны вырезы для буксирных крюков. Решетка радиатора так же удлинена.
Передние крылья установлены от автомобиля Урал-375 с переделкой задней части. Для колес второго моста изготовлены специальные крылья, выполненные за одно целое с подножкой. Для защиты тягача и полуприцепа от забрызгивания грязью над балансирной тележкой установлены задние крылья тягача Урал-380С.

Полуприцеп Урал-862 состоит из рамы, опорного устройства, ходовой части, активного привода и вспомогательных механизмов. Рама полуприцепа - сварная, составлена из двух фигурно сваренных лонжеронов и восьми поперечин. Ширина рамы по всей длине постоянная и равна 982 мм; длина рамы - 12000 мм. Активный привод полуприцепа размещен в центральной части рамы. В передней части рамы закреплены опорная плита, на которой установлен стакан редуктора и шкворень седельного устройства.
Шкворень седельного устройства Д=100 мм активного привода полуприцепа имеет по середине отверстие Д=76 мм, через которое проходит кулачковая муфта сцепления активного привода. Стандартный шкворень (Д=50,8 мм) не имеет отверстия и прилагается к полуприцепу как запасная часть.
Мосты использованы от автомобиля Урал-375 с некоторыми изменением кожухов полуосей и опорных кронштейнов. Подвеска мостов унифицирована с подвеской мостов этого же автомобиля и отличается наличием стабилизатора поперечной устойчивости.
Тормозная система пневмогидравлическая, питается от компрессора тягача и в основном состоит из агрегатов тормозов Урал-375. Стояночный трансмиссионный тормоз - ручной, управляется маховичком сбоку рамы. Электрооборудование и центральная подкачка шин унифицированы с Урал-375.
Опорное устройство полуприцепа состоит из сварной трубчатой рамы, откидных опор, двух сварных колес и механизма подъема. В транспортном положении опорное устройство откинуто назад и закреплено на раме.
Габаритные размеры тягача (автопоезда): длина 7620 (17320) мм, ширина 2500 мм, высота 2850 мм. База тягача (между центрами тележек) - 4200 мм, колея 2000 мм, дорожный просвет 410 мм.

Испытания...

Для проведения испытаний автопоезда НАМИ-058С-862 на шасси полуприцепа установлены две платформы и два тента автомобилей Урал-375 и НАМИ-058Т.
Взвешивание автопоезда производилось в НАМИ на автомобильных весах грузоподъемностью 25 т по частям, из-за невозможности размещения всего автопоезда на платформе весов. Предварительно полуприцеп был забалластирован до полного веса 15 т. Результаты были следующие: вес одиночного снаряженного тягача 10400 кг; вес, приходящийся на тележку передних/задних мостов: 6750/3650 кг (соответственно 59 и 45 % от общего веса). Данные по автопоезду: полный вес 25500 кг; вес, приходящийся на тележку полуприцепа - 9000 кг или 36% от общего веса (это же значение равно для задней тележки тягача); на переднюю тележку - 7550 кг (28%). Анализ результатов взвешивания показал, что автопоезд может эксплуатироваться по всем видам дорог.
Контрольные заезды для определения расхода топлива при движении на прямой и высшей передачах производились на скоростной дороге автополигона НАМИ. В первом случае протяженность маршрута составила 70 км, скорость движения 39,9 км/час, расход топлива 37,1 л/100 км. Во втором случае на 100-километровом заезде на высшей передаче автопоезд показал скорость 71,5 км/час при расходе топлива 56 л/100 км. При этом максимальная скорость автопоезда НАМИ-058С-862 ограничена регулятором максимальных оборотов двигателя и равна 73,5 км/час.
Средние эксплуатационные скорости движения фиксировались при движении автопоезда к местам испытаний по Каширскому, Ленинградскому и Дмитровскому шоссе и находились в пределах 42-58 км/час. При этом расход топлива составлял 67-55 л/100 км.
 
Определение динамических качеств автопоезда НАМИ-058С-862 производилось на динамометрической дороге автополигона НАМИ. Одновременно было произведено определение пути и времени выбега со скорости 50 км/час. В качестве сравнения сопоставлялись результаты аналогичных испытаний автопоездов Урал-380С с активным полуприцепом 862 (полный вес 23320 кг) и автопоезда Урал-377С с пассивным полуприцепом ОдАЗ-935 (полный вес 25675 кг). Полученные данные показали, что при равных весовых состояниях динамические качества автопоезда на базе тягача НАМИ-058С значительно выше, чем поездов Уральского автозавода, что обусловлено большей мощностью двигателя (см.таблицу).

Анализ экономических характеристик автопоезда выявил, что расходы топлива при движении на IV передаче на 67-70%, а при движении на V передаче в среднем на 75% ниже, чем у автопоездов с тягачами Урал-380С и Урал-377С, имеющими бензиновые двигатели меньшей мощности. Из этого следует, что топливная экономичность нового автопоезда значительно выше, чем у вышеуказанных автопоездов.
 

Для определения средних скоростей движения и расхода топлива по местности в районе станции "Турист" был выбран кольцевой маршрут по полевым и лесным дорогам протяженностью 14,3 км. Полевые дороги - сухие, частично с выбоинами и колеями. Лесные дороги - разбитые с глубокой колейностью, залитой водой и жидкой грязью. Для сравнения с автопоездом НАМИ-058С-862 (с отключенным активным приводом полуприцепа) в заезде участвовал одиночный автомобиль Урал-375.
По указанному маршруту автомобили сделали три круга, что составило 43 км. Результаты показали средний расход топлива 105 л на 100 км при средней скорости движения 22,4 км/час у автопоезда и 116 л/100 км при 21,7 км/час у одиночного автомобиля. Важно указать, что вес Урал-375 почти в два раза меньше веса автопоезда.
 

Для выявления средней скорости движения на сухом песке, в районе г.Ступино были проведены сравнительные заезды автопоезда (активный привод полуприцепа включен) и автомобиля Урал-375. Длина мерного участка составила 377,5 м, глубина сухого слоя песка 70-80 см. Выявлено, что при преодолении зачетного участка с места скорости движения составили: автопоезда 18,1 км/час, автомобиля - 19,3 км/час. Глубина колеи после прохода автопоезда составила 82-105 мм, автомобиля - 55-70 мм.
Результаты опытов по преодолению песчаных подъемов (производились так же по сравнению с Урал-375) показали, что предельный угол преодолеваемого подъема автопоездом составил 18 град. при глубине колеи 100-120 мм (12 град. при глубине колеи 230-255 мм у автомобиля).
Работы по определению максимальной силы тяги автопоезда и автомобиля производились на сухом песке и переувлажненной луговице с помощью специального динамометрического тягача СДМ-I. Установлено, что удельные тяговые характеристики активного автопоезда при работе на песке выше, а на переувлажненной местности ниже, чем у одиночного автомобиля. Это объясняется тем, что в первом случае колеса полуприцепа работают в уплотненной колее, а во втором несущая поверхность луговины разрушается ведущими колесами тягача.
При движении по разбитым грунтовым дорогам и местности, в том числе при преодолении бродов, оврагов, лощин с крутыми входами и выходами отмечено, что приспособленность автопоезда к неровностям местности достаточна, активный привод колес полуприцепа в этих условиях работает удовлетворительно и существенно увеличивает проходимость автопоезда.
Из вышеизложенного следует, что проходимость автопоезда НАМИ-058С-862 не хуже, а при преодолении сосредоточенных препятствий существенно выше, чем автомобиля Урал-375.
   
 

Лабораторные и лабораторно-дорожные испытания показали, что тягач НАМИ-058С предназначен главным образом для буксирования специальных полуприцепов типа 862 с активным приводом и может буксировать неактивные полуприцепы. Шасси тягача может быть использовано для установки платформы и монтажа специальных установок.
В целом, на основании результатов испытаний, в НАМИ принято решение о дальнейшем проведении работ по четырехосным автомобилям повышенной проходимости, что выразилось в создании новых машин сочлененного типа.

Материал подготовлен автором сайта wwwtechstory.ru Александром Буздиным (2009) на основании научно-технических отчетов НАМИ.