В конечном счете Минавтопролл СССР принял решение работы над машиной типа
ГАЗ-33 продолжить на ЗИСе, унифицировав ее с базовой моделью ЗИС-150. Новый
автомобиль, получивший индекс ЗИС-151, унаследовал от ГАЗ-33 компоновку ведущих
мостов, которые по конструкции идентичны узлам ГАЗ-63 и не имеют ничего общего
с ЗИС-1 50.
Однако специалисты ЗИСа отвергли передовую концепцию односкатных задних ведущих
колес, оснащенных шинами широкого профиля. При этом ссылались на высокую оценку
проходимости полноприводных трехосных грузовиков "Студебеккер", "Интернационал"
и "Джиэмси", поступавших в больших количествах в нашу страну по ленд-лизу.
Любопытно, что проведенные в то время в НАМИ испытания тех же "студебеккеров"
с односкатными шинами выявили преимущества идеи, реализованной на ГАЗ-33. Тем
не менее, на производство был поставлен ЗИС-151, оснащенный десятью колесами,
при этом на борту пришлось перевозить не одно, а два запасных колеса. Авторитет
американских фирм и боязнь отойти от "канонического" инженерного решения
сделали свое дело.
Первоначально ЗИС взялся за создание модификации с колесной формулой 4\4 на базе
ЗИС-150. Опытный образец такого автомобиля- ЗИС-150П был готов в ноябре 1944 г.
Он сохранил габарит, базу и колею модели "150", но оказался на 1000
кг тяжелее. От него отказались в пользу трехосного ЗИС-151, опытные образцы которого
были построены в конце 1946 г.
Нужно совершенно недвусмысленно сказать, что ЗИС-151 не являлся советским вариантом
"Студебеккера", "Интернационала" или "Джиэмси" -
трехосных полноприводных машин грузоподъемностью 2500 кг. Их роднили назначение,
компоновка, конструкция и размеры грузовых платформ с решетчатыми бортами и продольными
откидными скамьями. При почти одинаковой с ними ширине (2320мм) и высоте (2740
мм) ЗИС-151 был длиннее (6930 мм) в среднем на 800-1500 мм, а его снаряженная
масса составляла 5880 кг (ЗИС-151 А с лебедкой) или 5580 кг (ЗИС-151 без лебедки).
В раздаточную коробку ЗИС-151 входил двухступенчатый демультипликатор, который
увеличивал рабочий диапазон трансмиссии с 7,7 (коробка передач ЗИС-150 с ускоряющей
пятой передачей) до 14,0. У демультипликатора отсутствовала прямая передача,
и на всех режимах в раздаточной коробке постоянно вращались все шестерни. Для
привода двух задних ведущих мостов служили самостоятельные валы, и, таким образом,
в трансмиссии ЗИС-151 работали пять карданных валов с десятью шарнирами! Немалые
механические потери в трансмиссии, увеличенная более чем на тонну по сравнению
с зарубежными аналогами масса предопределили и весьма большой расход топлива:
около 47 л/ 100 км на усовершенствованных и проселочных дорогах в сухое время
года и 55 л/100 км на бездорожье и проселочных дорогах в период распутицы. При
мощности двигателя (модификация ЗИС-150) 92 л. с. при 2600 об/мин, практически
такой же, как у зарубежных аналогичных моделей, ЗИС-151 развивал меньшую скорость-55
км/ч. Машина преодолевала брод глубиной 0,8 м, подъемы крутизной до 28° и могла
двигаться с боковым креном до 25°. При грузоподъемности 2500 кг на проселочных
дорогах и 4500 кг на шоссе она могла буксировать прицеп полной массой 3600 кг.
Из конструктивных особенностей автомобиля следует отметить шарниры равных угловых
скоростей "Бендикс-Вейсс", унаследованные от ГАЗ-63, два бензобака емкостью
по 150 л, пневматический привод тормозов, зависимую рессорную подвеску всех колес,
гидравлические рычажные амортизаторы в подвеске передних колес. Автомобиль не
имел предпускового подогревателя двигателя (на ГАЗ-63 устанавливался с 1948 г.)
и отопителя кабины водителя (на ГАЗ-63-с 1952 г.).
Однако наша промышленность вплоть до 1956 г. так и не выпускала полноприводных
автомобилей грузоподъемностью свыше 2500 кг. В этой связи головной НИИ отрасли
- НАМИ - с 1953 г. начал работы по многоцелевой трехосной полноприводной машине
НАМИ-020. Возглавил проектирование Николай Иванович Коротоношко, видный специалист
в области автомобилей повышенной проходимости. До войны он проектировал полноприводное
шасси БА-НАТИ, оригинальную вось-миколесную машину с независимой подвеской всех
колес, трансмиссией бортовой схемы.
В 1947-1948 гг. он сконструировал полно-приводный лесовозный тягач НАМИ-018 на
базе парового грузовика НАМИ-012. Этот двухосный тягач имел оригинальную конструкцию
раздаточной коробки с автоматическим механизмом (роликовые муфты свободного хода)
включения переднего ведущего моста.
Передаточное число заднего ведущего моста НАМИ-018 на 4% было больше, чем
у переднего. При отсутствии буксования задних ведущих колес их карданный вал
вращался чуть медленней, чем карданный вал привода передних колес. В результате
муфта свободного хода, на которой суммировались угловые скорости вращения обоих
валов, отключала передний мост. Пробуксовка задних колес заставляла задний карданный
вал вращаться быстрее, и обгонная муфта, заблокировавшие^ автоматически включала
привод на передние колеса. Это был интересный эксперимент, который стал одним
из звеньев на пути новых технических решений в трансмиссиях полноприводных автомобилей.
Забегая вперед, отметим, что Н. И. Коротоношко, а также Б. Л. Шапош-ник и другие
конструкторы в дальнейшем стали проявлять повышенное внимание к новым техническим
решениям раздаточных коробок.
На полноприводных автомобилях большой грузоподъемности, имеющих к тому же довольно
длинную (более 4500 мм) колесную базу, при последовательном переезде колесами
неровностей пути возникает так называемая циркуляция "паразитной" мощности
в трансмиссии. Различные пути, проходимые колесами в данный момент (передние перекатываются
через выбоину, а задние еще идут по ровному участку), вызывают деформации деталей
трансмиссии, в частности, закрутку карданных валов. Она дополнительно нагружает
детали трансмиссии (шестерни, шарниры и другие), что приводит к их повышенному
износу или поломкам. Поэтому необходим встроенный в трансмиссию элемент, который
бы страховал ее от возникновения этих, порой трудно поддающихся учету "паразитных"
нагрузок.
Обгонные муфты типа примененных на НАМИ-018 сводили время включения обоих ведущих
мостов к минимуму (следовательно, и время, в которое могли возникнуть "паразитные"
нагрузки). Межосевой же дифференциал на пути разделения крутящего момента между
передними и задними ведущими колесами исключал возникновение этих дополнительных
нагрузок, так как создавал свободу относительно углового перемещения звеньев трансмиссии.
Но при наличии межосевого дифференциала стоило забуксовать колесу одного из ведущих
мостов, как парализовалась передача им (благодаря действию своего, межколесного,
дифференциала) вообще крутящего момента. Как следствие, связанные через межосевой
дифференциал с передним ведущим мостом два (или один) задних ведущих моста тоже
переставали передавать тяговое усилие.
Очевидно, что применение межосевого дифференциала должно сопровождаться оснащением
устройствами, выключающими его в нужный момент из работы: либо по команде водителя,
либо автоматически. Поэтому прежде чем создать раздаточные коробки для дифференциального
привода ведущих мостов, потребовалась немалая теоретическая и экспериментальная
работа в области блокируемых и самоблокирующих дифференциалов. Ее вели специалисты
НАМИ, ГАЗа, МАЗа, других организаций. Были исследованы механизмы с принудительной
блокировкой, а также дифференциальные механизмы повышенного трения (с фрикционными
муфтами, червячными парами, скользящими сухарями). В конечном итоге приоритет
получили несколько конструкций, которые в дальнейшем нашли применение в серийном
производстве.
Специалисты НАМИ также всесторонне исследовали блокированную (без межосевого
дифференциала) и дифференциальную схемы трансмиссии, их влияние на экономичность
и проходимость полноприводных автомобилей. Анализ привел к выводу, что блокированный
привод улучшает проходимость автомобиля на бездорожье, но повышает расход топлива,
дифференциальный же дает обратную картину. С учетом характера эксплуатации таких
автомобилей в условиях нашей страны было рекомендовано для полноприводных автомобилей
преимущественно применять дифференциальный привод с принудительным или автоматическим
блокированием межосевого дифференциала.
В 1953 году группа специалистов института под руководством Н. И. Коротоношко приступила
к проектированию образца многоцелевого автомобиля колесной формулы 6X6.
Конструкция трансмиссии трехосного НАМИ-020 следовала этим рекомендациям: двухступенчатая
раздаточная коробка была оснащена несимметричным (разделявшим крутящий момент
между передними и задними колесами не поровну) дифференциалом.
Новым для нашего автомобилестроения стали так называемые "проходные"
шестеренчатые ведущие задние мосты. К ним крутящий момент передавался лишь одним
карданным валом. Кроме того, главные передачи задних мостов были укомплектованы
самоблокирующими червячными дифференциалами. Таким образом, в этом опытном грузовике
Н. И. Коротоношко заложил программу-максимум развития конструкции полноприводных
автомобилей на ближайшие годы.
|