基于冰雪路面的三角履帶輪轉換技術試驗研究

張慶鋒

摘要：通過在越野車上換裝三角履帶輪后的冰雪路面行駛試驗，驗證三角履帶輪轉換技術的使用性能。

關鍵詞：可更換履帶輪；冰雪路面；性能測試

1三角履帶輪主要結構

以國內廠家生產的某型履帶輪為例，其主要由驅動輪、導向輪、承重輪、基架、張緊裝置以及耐磨橡膠履帶構成，采用懸臂式支撐結構，驅動輪采用輪孔式結構，使履帶輪相對其他履帶行駛結構具有速度快、重量輕、驅動靈活的特點。扭桿限位裝置保證履帶輪在惡劣路面行駛時與車體柔性連接，防止行進中履帶輪翻轉。張緊調節裝置用于調節橡膠履帶的松緊。

2主要的測試條件

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

測試車輛為國產某輕型越野汽車，換裝四套履帶輪，換裝后主要在全車的寬度、高度、輪距、離地間隙和質量方面參數有所增加。主要參數變化如表1：

測試場地為較平整的壓實積雪路面，另有單獨的試驗冰面。試驗方法主要依據GB/T 12544、GB/T 12543、GB/T 12536、GB12676、GB/T 6323等相關國家標準進行。

3試驗情況及性能分析

通常用來評定汽車的性能指標主要有：動力性、燃油經濟性、制動性、操控穩定性、平順性以及通過性等。為了了解換裝三角履帶輪后車輛上述性能在冰雪路面的變化情況，我們對體現上述性能的一些主要參數

3.1動力性測試

3.1.1最高車速

換裝履帶輪后，車輛的行駛速度與輪式時會有變化。首先我們用五輪儀進行了車速表的校驗。在表速40km/h時，實際車速為22km/h；在表速60km/h時，實際車速為33km/h；在表速80 km時，實際車速為44km/h。從校驗結果與計算分析得出，實際車速與表速的比值基本為三角履輪帶驅動輪直徑與原車輪胎直徑的比值，約為原車的55%。在冰雪路面測得換裝履帶輪后的最高車速為67km/h，且行駛狀態穩定。

3.1.2加速性能

采用原地起步換檔加速，測試了換裝履帶輪后車輛加速到60km/h的所需時間和行駛距離。

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

3.2制動性能

3.2.1雪地、滿載、發動機脫開的制動

在雪地路面，滿載情況下進行了發動機脫開的制動。在30km/h條件下，測得制動時間為4.31 s，距離為15.5m，制動力為280N，減速度為3.04m/s2；在40km/h條件下，測得制動時間為4.96s，距離為24.1m，制動力為294N，減速度為3.1m/s2；在50km/h條件下，測得制動時間為5.42s，距離為35.5m，制動力為287N，減速度為3.04m/sz。

3.2.2冰面、滿載、發動機脫開的制動

在冰面，滿載情況下進行了車速30km/h條件下的發動機脫開狀態的制動。測得制動時間為11.96s，距離為54m，制動力為255N，減速度為0.68m/s²。

在以上制動試驗中，車輛無跑偏現象。由測試數據可見，換裝履帶輪后車輛在冰雪路面具備良好的制動性能。

3.3操控穩定性

在操控穩定性方面主要進行了換裝履帶輪后的轉向輕便性和最小轉彎直徑的測試。

3.3.1轉向輕便性

冰雪路面轉向阻力系數較低時，測得其轉向輕便性顯著增加。在前驅和四驅狀態，測得方向盤最大轉角為500.96°，最大力矩為4.09N·m，方向盤最大力為21.54N。

經對比計算，換裝履帶輪后，其原地轉向阻力矩增大為原車的3.8倍左右；同時，其原地轉向阻力矩大于動力轉向泵泄壓閥開啟時的轉向阻力矩，此時助力轉向系統失效，因此測得作用在方向盤上的手力明顯大于對輕型車不大于200N的要求。

3.3.2最小轉彎直徑

換裝履帶輪后，最小轉彎直徑實測為13.15米，比原車12米略有增加，差異主要來至于換裝履帶輪后的輪距和整車寬度的變化。

4結語

（1）與傳統整體履帶式驅動車輛相比，履帶輪車輛的分體結構能夠在崎嶇路面擁有更高的接地比壓；

（2）換裝履帶輪能顯著減小車輛的接地比壓，適合在松軟路面行駛；

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