Песок, снег, грязь, бездорожье с самых первых дней существования автомобиля были для него непреодолимым препятствием. Там, где кончались дороги — асфальтированные, булыжные, грунтовые,— начиналась недоступная для автомобилей область. В то же время для сельского хозяйства, строительства, геологоразведки, армии, туризма как раз необходимы машины, способные работать вне дорог, с повышенной проходимостью.

Первые внедорожные автомобили появились в самом начале двадцатого века. Их конструкция отрабатывалась не сразу, но в конце двадцатых годов прошлого века уже были определены основные технические направления развития. Сегодня такие машины весьма разнообразны и охватывают широкий диапазон: от малогабаритных легких вездеходов длиной около 2 м и грузоподъемностью 190 кг до громадных автопоездов повышенной проходимости, способных транспортировать более 100 т груза. Среди этого многообразия — трубовозы, строительные самосвалы, лесовозы, джипы, армейские машины, амфибии, внедорожные автобусы, сельскохозяйственные грузовики. Но какое бы назначение они ни имели, всем им свойственны общие технические особенности, позволяющие в той или иной степени преодолевать труднопроходимые участки, работать вне дорог. Как правило, у внедорожных автомобилей все колеса сделаны ведущими, шины с развитыми грунтозацепами имеют большое сечение, а шасси поднято достаточно высоко над грунтом, чтобы обеспечить большой дорожный просвет. Наконец, все колеса у внедорожных автомобилей прокладывают одинаковую колею.

Чтобы исключить буксование на скользком или рыхлом грунте, необходимо хорошее сцепление с ним колес. Рисунок протектора покрышек с крупным членением, радиальные выступы на шинах, съемные шпоры на колесах прошли долгий путь совершенствования, пока не обрели современной формы в виде массивных грунтозацепов, расположенных «елочкой» на шине. Такие покрышки сегодня — обязательная принадлежность любого автомобиля повышенной проходимости. Но мало обеспечить надежный контакт «колесо — грунт», нужно использовать все точки опоры для приложения толкающего усилия.

Первый автомобиль со всеми ведущими колесами — австрийский броневик «Австро-Даймлер» (1901 год). Позже машины повышенной проходимости с приводом на четыре колеса строили «Панар-Левассор» (Франция), ФВД (США). Их отличала, однако, большая сложность и как следствие — высокая стоимость и недостаточная надежность. Так, в трансмиссии «Панар-Левассор» (модель 1912 года) было 34 конических шестерни, большое количество подшипников, карданных шарниров.

Австро-Даймлер

Панар-Левассор

Все перечисленные особенности внедорожных автомобилей — сегодня обязательный минимум для машин этой категории. Могут быть использованы и другие технические решения, каждое из которых, имея свои достоинства и недостатки, в целом способствует дальнейшему повышению проходимости. Расскажем о некоторых из них.

Традиционный дифференциал, распределяющий крутящий момент, а следовательно, и тяговое усилие поровну между колесами одной и той же оси, создавал немало трудностей при езде по грязи, снегу, песку. Стоило забуксовать одному из колес, как дифференциал переставал вовсе передавать и на другое колесо крутящий момент. Чтобы этого не происходило, ввели блокировку дифференциала принудительную — с места водителя (ЛуАЗ-969М», «Татра-813») или автоматическую (ГАЗ-66).

ЛуАЗ-969М

ГАЗ-66

На достаточно мощных" внедорожных автомобилях во избежание чрезмерных внутренних нагрузок в трансмиссии, кроме межколесных дифференциалов, стали применять межосевые (КрАЗ-2555), («Урал-375»), которые тоже можно блокировать.

КрАЗ-2555

Урал-375

Чтобы лучше приспособить внедорожные автомобили к разнообразным условиям работы, их снабжают дополнительной коробкой передач (демультипликатором), позволяющей удвоить число ступеней в трансмиссии. Привод на все колеса, блокировка дифференциала, демультипликатор нашли применение на внедорожных автомобилях, например, ФВД (США), около 100 лет назад.

Колеса большого диаметра благодаря своим размерам оказывают меньшее давление на грунт, легко перекатываются через препятствия, обеспечивают машине большой дорожный просвет. Идея эта не нова: в 1913 году был испытан в песках пустыни Сахара опытный автомобиль с колесами в рост человека. Однако при таких гигантских размерах угол их поворота был крайне мал. Два года спустя в России по проекту Н. Лебеденко построили и испытали бронированный вездеход с колесами диаметром 9 м. Потом эту идею признали бесперспективной, хотя с моделями внедорожных машин, оснащенных трехметровыми колесами, в сороковые годы прошлого столетия экспериментировала фирма «Ле Турно» (США).

Ле Турно

Успешно передвигаются по грунту с малой несущей способностью только сравнительно легкие машины. С ростом грузоподъемности увеличивается и собственная масса машины. В результате автомобиль оказывает на грунт значительное удельное давление, и колеса продавливают его. Для снижения удельного давления увеличивают опорную поверхность, применяя широкие и сверхширокие шины. В отдельных случаях их ширину делают больше диаметра. Дальнейший шаг в этом направлении — использование так называемых пневмокатков, представляющих собой шины сверхширокого профиля с низким давлением воздуха. Эксперименты по применению пневмокатков начались с середины 1950-х годов. Из ранних опытных машин на пневмокатках надо назвать советский ЭТ-8, американские «Альби-Роллигон» и «ФВД-Терракрузер». Их удельное давление на грунт почти такое же, как у легких гусеничных транспортеров.

Альби-Роллигон

ФВД-Терракрузер

Чтобы снизить удельное давление на грунт, у тяжелых внедорожных машин увеличивают число колес до шести («Урал-375», КрАЗ-255Л) и даже восьми (МАЗ-7310, «Татра-813»). Той же цепи служат и системы централизованной регулировки давления воздуха в шинах, которые появились в начале 1940-х годов и получила широкое распространение (ГАЗ-66, КрАЗ-255Л, «Татра-813»). При движении по слабым, вязким грунтам давление понижают до 0,5 кгс/см², а на твердой почве повышают до 3—3,5 кгс/см².

КрАЗ-255Л

Дальнейшее совершенствование конструкции шин позволило создать внедорожные автомобили без подвески колес. Ее отсутствие компенсировал большой объем воздуха, заключенный в шине или пневмокатке. Так делают и на компактных машинах типа «Золо» (ФРГ) грузоподъемностью 0,19 т и на автопоездах «Ле Турно», способных перевозить 125 т груза.

Помимо совершенствования движителя (шин, колес, их привода), конструкторы искали пути повышения проходимости автомобиля за счет лучшего приспособления его к неровностям грунта. Независимая подвеска всех колес, обеспечивающая их большое взаимное перемещение, нашла применение на многих внедорожных машинах («Татра-813», МАЗ-7310, «Форд-М151»).

Форд-М151

Следующий шаг в этом направлении — сочлененные автомобили. У них две половины корпуса (их называют секциями) соединены шарниром, позволяющим совершать секциям угловые перемещения в трех плоскостях. Первый такой автомобиль — итальянский тягач «Павеэи» 1920-х годов.

Наиболее распространены двухсекционные машины («Волво-БМЗ60», «Формост-Дельта-3-9Л»), но встречаются и трехсекционные (американский «Джиэмси-МАРВ»).

Джиэмси-МАРВ 1963г.

Сочлененная машина как бы «обтекает» впадины и бугры, которые встречаются на ее пути. Изменение направления движения происходит в результате углового перемещения в горизонтальной плоскости двух секций, а не благодаря повороту управляемых колес. Как следствие, колеса (в частности передние неповоротные) можно сделать большого диаметра, что позволяет легко перекатываться через неровности и иметь значительный объем воздуха в шинах, играющий роль упругого элемента пневматической подвески.

Сочлененные конструкции имеют широкий диапазон моделей: от миниатюрного «Кроко» (Швейцария) длиной 2,7 м до 16-метрового восьмиколесного «Формост-Магнум» (Канада).

Кроко

Формост-Магнум

В известном смысле идея сочлененного автомобиля получила развитие в автопоездах с так называемыми активными прицепами («Ле Турно»). У тягача и прицепов все колеса ведущие. Для их привода служат встроенные в ступицы электромоторы, которые получают питание от расположенного на тягаче дизель-генератора. Из-за сложности и дороговизны такие автопоезда пока широкого распространения не получили, но сам принцип прицепа (или полуприцепа) с ведущими колесами уже осуществлен в ряде серийных конструкций (финский «Си-су», ЗИЛ-137—137Б). Привод к ведущим колесам прицепа может быть механическим (система карданных валов), гидростатическим или электрическим.

Си-су

ЗИЛ-137

У большинства внедорожных автомобилей перемена направления движения осуществляется изменением угла поворота либо управляемых колес, либо шарнирно соединенных секций. Значительно реже встречаются конструкции, у которых поворот происходит благодаря притормаживанию колес одного борта (как у гусеничных тракторов и танков). Однако для колесных машин такая система поворота приводит к большим потерям мощности и оправданна только на легких маломощных вездеходах.

Особое место среди внедорожных автомобилей занимают машины, используемые для сельского хозяйства, охоты, туризма. В большинстве это наиболее простые и дешевые конструкции. К ним относятся прогулочно-туристские модели «Золо», «Аллис-Чалмерс» на двух—четырех человек.

Аллис-Чалмерс

В сельском хозяйстве находят применение универсальные автомобили повышенной проходимости, такие, как «Унимог», выпускаемый фирмой «Даймлер-Бенц» (ФРГ). Он сочетает в себе особенности колесного трактора, легкого самосвала, тягача.

Унимог

В нашей стране планы предусматривали создание ряда специализированных автомобилей повышенной проходимости для сельского хозяйства. Среди них трехосный самосвал «Урал» и сельскохозяйственный грузовик КАЗ с обеими ведущими осями.

На советских автомобилях повышенной проходимости нашли применение независимая подвеска всех колес (ЛуАЗ-969М, МАЗ-7310), централизованная система регулировки давления воздуха в шинах (ГАЗ-66, ЗИЛ-131, «Урал-375», МАЗ-7310), самоблокирующие межколесные дифференциалы (ГАЗ-66), блокируемые межколесные (ЛуАЗ-969М) и межосевые дифференциалы (ВАЗ-2121, КрАЗ-2555, КЗКТ-537), колесные редукторы, повышающие дорожный просвет (ЛуАЗ-969М, УАЗ-469), пневмогидравличе-ская подвеска колес (МоАЗ-522А).

ВАЗ-2121

КЗКТ-537

УАЗ-469

МоАЗ-522А

Внедорожные колесные машины выпускаются сегодня почти во всех странах, имеющих развитое автомобилестроение. Их удельный вес в общем объеме производства невелик, но значение их для народного хозяйства огромно.

«УНИМОГ-406/121» (ФРГ). Универсальный внедорожный автомобиль, выпускаемый фирмой «Даймлер-Бенц» и предназначенный главным образом для сельского хозяйства. Машина имеет гидроусилитель руля, 6-сту-пенчатую трансмиссию и может преодолевать подъемы крутизной 31°. Мощность двигателя —84 л. с. (62 кВт). Грузоподъемность — 2,0 т. Масса в снаряженном состоянии — 3,8 т. Длина — 4,1 м. Наименьший дорожный просвет — 390 мм. Скорость — 65 км/ч.

«ФОРМОСТ-ДЕЛЬТА-3-ЭЛ» (КАНАДА). Колесный транспортер с шарнирной рамой для эксплуатации в тундре, песках, заснеженных районах. У машины — автоматическая трансмиссия, самоблокирующие дифференциалы, шины шириной 1,1 м и диаметром 1,68 м. Мощность двигателя — 195 л. с. (144 кВт). Грузоподъемность — 13,6 т. Масса в снаряженном состоянии — 13,3 т. Длина — 9,17 м. Наименьший дорожный просвет — 530 мм. Скорость — 48 км/ч.

ЭТ-8 (СССР). Опытный колесный транспортер, построенный в НАМИ, головном НИИ советской автомобильной промышленности. Машина оснащена пневмокатками диаметром и шириной 1,2 м. Мощность двигателя — 180 л. с. (132 кВт). Масса с полной нагрузкой — 12,6 т. Все катки — ведущие, две передние пары — управляемые.

ФВД-Б (США). Грузовики этой марки (привод на четыре колеса) завод «Фоур вил драйв» начал выпускать с 1910 года и явился одним из пионеров серийного производства так называемых полноприводных автомобилей. Машины оснащались блокируемым межосевым дифференциалом. Двигатель расположен под сиденьем водителя. Мощность двигателя — 60 л. с. (44 кВт). Грузоподъемность — 3 т. Масса в снаряженном состоянии — 3,6 т. Длина — 6,7 м. Наименьший дорожный просвет — 230 мм. Скорость — 26 км/ч.

«ПАВЕЗИ-П4» (ИТАЛИЯ). Первый в мире автомобиль повышенной проходимости с шарнирной рамой, выпускавшийся с 1922 года. Колеса имели большой диаметр (1,2 м) и были оборудованы откидными грунтозацепами, служившими для повышения проходимости. Мощность двигателя — 25 л. с. (18 кВт). Грузоподъемность — 1,0 т. Масса в снаряженном состоянии — 2,93 т. Длина — 3,6 м. Наименьший дорожный просвет — 380 мм. Скорость — 36 км/ч.

ЯГ-12 (СССР). Экспериментальный грузовик с четырьмя ведущими осями, построенный в 1932 году. Один из первых в мире автомобилей такого типа. Трансмиссия ЯГ-12 имела 8 передач вперед, 18 карданных шарниров и расположенную под кузовом лебедку. У двух передних ведущих мостов редукторы главной передачи были подрессоренными. Мощность двигателя — 120 л. с. (88 кВт). Грузоподъемность — 12т. Масса в снаряженном состоянии — 20 т. Длина — 6,59 м. Дорожный просвет — 320 мм. Скорость — 45 км/ч.

«ВОЛВО-БМ860» (ШВЕЦИЯ). Строительный самосвал с шарнирной рамой и двумя ведущими осями (передней и средней). Машина оборудована гидромеханической трансмиссией и блокировкой дифференциалов. Мощность двигателя — 170 л. с. (125 кВт). Грузоподъемность — 18,5 т. Масса в снаряженном состоянии — 12,8 т. Длина — 9,29 м. Наименьший дорожный просвет — 410 мм. Скорость — 30 км/ч.

«ЗОЛО-750» (ФРГ). Легкий внедорожный транспортер, относящийся к категории «джиггеров». Машина не имеет подвески колес и снабжена водонепроницаемым кузовом. Все шесть колес — ведущие. Поворот осуществляется притормаживанием колес одного борта. Благодаря большому сечению шин удельное давление на грунт мало. Мощность двигателя — 20 л. с. (15 кВт). Грузоподъемность — 0,19 т. Масса в снаряженном состоянии — 0,11 т. Длина — 2,13 м. Наименьший дорожный просвет — 200 мм. Скорость: на суше — 60 км/ч, на воде — 5 км/ч.

КрАЗ-255Л (СССР). Автомобиль-лесовоз повышенной проходимости со всеми ведущими колесами. Машина может буксировать прицеп массой 23 т. Мощность двигателя — 240 л. с. (177 кВт). Число передач — 10. Снаряженная масса тягача — 12,4 т. Наименьший дорожный просвет — 360 мм. Длина — 8,13 м. Скорость — 40 км/ч.

«ЛЕ ТУРНО» (США). Тягач с пятью прицепами грузоподъемностью 25 т каждый. Все 24 колеса автопоезда — ведущие и приводятся во вращение встроенными электродвигателями, которые питаются от установленного на тягаче дизель-генератора. Мощность тягового двигателя — 812 л. с. (598 кВт). Грузоподъемность автопоезда — 125 т. Длина — 83,6 м. Диаметр шин — 2,2 м.

МАЗ-7310 (СССР). Восьмиколесный тягач с автоматической трансмиссией, независимой торсионной подвеской всех колес и приводом на все колеса. Машина широко используется для доставки строительных и дорожных машин, бурового оборудования в отдаленные районы. Мощность двигателя — 525 л. с. (386 кВт). Грузоподъемность — 20 т. Масса буксируемого прицепа — 25 т. Масса автомобиля в снаряженном состоянии — 24 т. Длина — 11,7 м. Дорожный просвет — 400 мм. Скорость — 60 км/ч.

«ТАТРА-813» (ЧССР). Грузовой автомобиль повышенной проходимости с восемью ведущими колесами, регулируемым на ходу давлением воздуха в шинах, независимой подвеской всех колес, блокировкой дифференциалов и лебедкой для самовытаскивания. Мощность 12-цилиндрового дизеля воздушного охлаждения — 250 л. с. (184 кВт). Грузоподъемность — 8,0 т. Масса в снаряженном состоянии — 13,8 т. Длина — 8,8 м. Наименьший дорожный просвет — 380 мм. Скорость — 80 км/ч.