Зачем трактору двойные колеса

Обновлено: 08.07.2024

Здравствуйте. Объясните, почему у грузовых автомобилей, автобусов и троллейбусов задние колёса двойные? Почему у них не могли сделать задние колёса тоже одинарными?

Все дело в физике: колеса (в современном их виде) вообще-то нужны не только для того, чтобы просто передвигаться, но и для того, чтобы это передвижение было более-менее плавным - поэтому их и накачивают воздухом. Но если вы катались на велосипеде с кем-то вдвоем, то, возможно, замечали, что при движении реакция на кочки и камешки ощущается сильнее, чем при аналогичных условиях, но когда едешь один - просто масса двух человек сильно "сплющила" камеру колеса и оставшегося воздушного зазора стало не хватать, чтобы "не заметить" камешек. Вот и на грузовиках и общественном транспорте нагрузка такова, что обеспечить "несплющиваемость" колес можно только в случае, если добавить еще одно колесо - нагрузка распределиться на них равномерно и можно ехать спокойно. Иногда (как тут правильно заметили) добавляют не только сдвоенное колесо, но и дополнительную ось, а то и две.

Мы давно привыкли, что у тракторов, как правило, задние колёса гораздо больше передних и не задумываемся о причинах этой конструктивной особенности. Но всё же это было придумано явно не просто так, верно?

Вряд ли вы не замечали, насколько велика разница в диаметре передних и задних колёс у трактора. Пришло время узнать, почему.

Ещё в самом раннем детстве, когда приходило время заучивать, как выглядит и называется различная специальная техника, мы осваивали, что у трактора четыре колеса, причем разного размера. Но редко кто из старших родственников или воспитателей объяснял, как так получилось, что его передние колёса меньше задних.

Почему у трактора разные колеса

Ни у каких других транспортных средств нет столь же заметной разницы в размерах передних и задних колёс – кроме, пожалуй, дрэгстеров. Дело в том, что тракторам нужны большие шины с мощными грунтозацепами на ведущих колёсах, чтобы они могли уверенно передвигаться по земле, грязи, полям, в снегу и на других поверхностях. Передние колёса сделаны маленькими и лёгкими для того, чтобы облегчить водителю управление даже в грязи и снегу – иначе управлять трактором было бы практически невозможно.

Если задние колёса трактора всё равно кажутся слишком большими по отношению к передним, то следует вспомнить о том, что увеличить пятно контакта шины с грунтом можно не только путём увеличения её ширин, но и внешнего диаметра (вспомним о дрэгстерах). Вдобавок таким образом заодно увеличивается и дорожный просвет под ведущими колёсами, чтобы мост был как можно выше над землёй, улучшая проходимость. Наконец, едва ли не самое главное – крутящий момент на колёсах.

Чем больше колесо, тем плавнее трактор будет передвигаться при воздействии на него тяги. Таким образом водитель избежит пробуксовки и сможет медленнее трогаться с места. Правда, есть в такой компоновке и очевидные минусы: из-за высокого крутящего момента и специфической развесовки тракторы склонны к опрокидыванию вокруг задней оси. Поэтому особое внимание следует уделять и расположению сцепного устройства для перевозки прицепа и другого оборудования.

Но почему задние колеса трактора настолько больше передних?

Есть несколько причин:

Улучшить сцепление шины с грунтом можно не только за счет увеличения ее ширины. Аналогично работает и увеличение внешнего диаметра шины. Этого можно достичь либо увеличением диаметра колеса, либо увеличением высоты покрышки. Это еще одно объяснение, почему колеса на многих тракторах такие большие.

Дорожный просвет выше, и это очень важно для трактора

Он как раз достигается за счёт использования на тракторах колес большего диаметра, позволяющих преодолевать не только целину после дождя, но даже не очень топкие болота, пески, бурелом и другие виды бездорожья. А еще мосты универсальных, пропашных машин должны располагаться над землёй так высоко, чтобы не повреждать растения, над которыми проезжает трактор.

Не менее важна для сцепления на влажных и скользких грунтах возможность нагружать колеса балластом. Обычно для этого через специальную воронку в огромные шины трактора вливают воду, десятки и десятки литров. Этот балласт позволяет снизить возможность буксования на десятки процентов.

Ещё один большой плюс — это то, что крутящий момент с такими большими колесами будет более плавным. Если бы задние колеса трактора были маленькими (с малым радиусом), то аналогичные обороты мотора заставили бы вращаться их быстрее, чем если бы такое же количество крутящего момента было приложено к большим, более тяжелым колёсам. Благодаря этому усилие на колёсах становится более управляемым, повышается проходимость.

Кроме того, максимальный крутящий момент обычно создается двигателем на более высоких оборотах, чем на холостом ходу. Небольшое увеличение крутящего момента для колёс с небольшим диаметром значительно увеличит скорость их вращения по сравнению с колесами большего диаметра, что также приведет к пробуксовке шин или рывкам при буксировке.

Равноколесники - экскаваторы-погрузчики с задними и передними колесами одинакового размера. В чем же их преимущество перед разноколесными собратьями?

В мире экскаваторы-погрузчики с одинаковыми колесами выпускают несколько производителей. Это шведская компания Huddig (модели 1260 и 1060) и фины Lannen (модели 8600 и 8800), специализирующиеся в производстве исключительно данного типа экскаваторов-погрузчиков. Также равноколесники присутствуют в продуктовой линейке JCB (1CX, 2CX, 3CX Super, 4CX, 4CX Super), Terex (970 Elite и 980 Elite), Caterpillar (444E, 434E, 434E Pilot), Hidromek (НМК 102B, 102S), New Holland (B115B). Все эти модели доступны на российском рынке, в том числе и техника Lannen, поставки которой в Россию возобновились в 2008 г.

В чем же их особенности в сравнении с обычными, разноколесными экскаваторами-погрузчиками?

По данным производителей, они заключаются в следующем:

Шины обеспечивают повышенную проходимость, а увеличенная площадь поверхности машины снижает давление на грунт и гарантирует отличные показатели работы и на мягкой, и на твердой породе. Таким образом, они способны работать в условиях, где не могут использоваться машины с колесами разного размера, например, при строительстве на незастроенной территории или на сельскохозяйственных фермах.
Полный привод, включаемый при работе погрузчиком, и растущая нагрузка на переднюю ось при наборе ковша ощутимо увеличивает тяговое усилие. Равноколесники также имеют более высокую высоту подъема ковша, а большие передние шины повышают несущую способность более тяжелого ковша. В результате, увеличивается производительность при погрузочных работах, например, при загрузке материала в бункеры, перемещении сыпучих материалов, профилировании и погрузке.
Электронная система управления всеми колесами позволяет передвигаться одним из трех способов: "обычный режим" - управляются два передних колеса; "след в след" - управление всеми четырьмя колесами, используется в ситуации, где требуется уменьшить радиус поворота; "крабовый ход" - движение боком, используется при работе вблизи стен, канав и других преград.
Передние управляемые колеса гарантируют максимальную безопасность на дорогах и высокую скорость передвижения.

Отдельно отметим модель Huddig 1260, которая является также самым большим экскаватором-погрузчиком на коленом ходу в мире. Он способен развивать скорость до 50 км/ч при движении как по автомобильной, так и по железной дороге. Модель снабжена так называемым Huddig-шарниром, делающим его вездеходом, способным заезжать на железнодорожную насыпь и съезжать с нее в любом месте, а не только на переездах. Huddig-шарнир расположен по центру машины, подвижен как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, что позволяет всем 4-ем колесам соприкасаться с поверхностью земли при наезде машины на любое препятствие.

А как же на практике?

О том, насколько востребованы озвученные производителями преимущества, и какие могут быть недостатки у равноколесников, рассуждают пользователи Форума Экскаватор Ру:

Плюсы

Высокая проходимость и маневренность. В грязи на передних маленьких колесах делать нечего. Например, на JCB между 3CX (маленькие передние колеса) и 3CX Super (равноколесник), радиус поворота (на асфальте) на маленьких меньше, чем на обоих управляемых. Как это ни парадоксально, но угол поворота слишком маленький - упирается большое колесо в стрелу погрузчика, и в итоге общий градус поворота двух колес меньше, чем поворот одного маленького. Исключение – экскаваторы-погрузчики Terex, и модель Caterpillar 442 (передние колеса маленькие, но предусмотрен управляемый задний мост).
Грузоподъемность. На больших передних колесах можно смело маневрировать с грузом по плитам, ямам и прочим рельефам наших строек. На маленьких легко на повороте с перепадом смять резину.
Чем больше колесо - тем выше протектор, и, как результат, меньше возможностей наткнуться на арматуру или порвать бок.
При погрузке самосвалов, если случиться дотронуться до него - упретесь колесами, а не радиаторной решеткой. Мелочь, а приятно.
Взаимозаменяемость. Если порвал любое из 4 колес, всегда есть возможность закончить работу на 3-х. Мертвое колесо ставим спереди справа, слева между мостом и рамой что-нибудь подкладываем, и в бой! И для механиков удобно - купил про запас пару колес, и вози их между машинами и шиномонтажем. Из личного опыта: на три погрузчика - одно запасное колесо. Но, если посмотреть с другой стороны, это минус - маленькое колесо можно закинуть в багажник легковой машины и отвезти в шинку, а для большого нужна как минимум Газель.

Минусы

Приходится "смотреть на мир" через узкое окошко - между стрелой, ковшом и колесом. Но привыкаешь.
Сложность. На JCB, New Holland частенько "глючат" датчики, блоки управления, и др. электроника. Правда, чаще всего в гарантийный период… Результат - то зависнет транспортное положение (это когда управляются только передние колеса), то крабовый ход. В общем, неприятно и не серьезно для грантов.
Могут возникнуть дополнительные сложности с сервисом. Машины с маленькими передними колесами сейчас все полноприводные, проще в обслуживании и более надежны, а технические характеристики лишь немногим уступают.
Крабовый ход - хорош для парковки на спор, в работе не востребован.
В разговоре с одним человеком, у которого в парке около двух десятков экскаваторов-погрузчиков на колесном ходу, спросил, сколько равноколесников. Он сказал что НИ ОДНОГО, потому что передние большие колеса нужны в основном, если машина 80% времени проводит на работе погрузчика. Если упор в работе идет на обратную лопату, какие передние колеса совершенно без разницы, поскольку машина на ковше и аутригерах висит.

Описание достоинств и недостатков равноколесных экскаваторов-погрузчиков составлено на основе опыта участников Форума Экскаватор Ру - JCBihnik, артём, Alehandro, met@don.

Эту статью могут комментировать только участники сообщества.
Вы можете вступить в сообщество одним кликом по кнопке справа.

Наверняка многим до сих пор интересно, чем конкретно продиктованы особенности конструкции трактора, а именно: почему у сельскохозяйственных машин данного класса задние колеса (как правило) большие, а передние – маленькие? На самом деле ответ на данный вопрос достаточно прост. Однако, прежде следует вспомнить о том, что чем больше площадь колеса, тем проще ему толкать транспортное средство и тем сложнее ему маневрировать. Собственно, из этих двух моментов и проистекают все особенности конструкции тракторных колес.

Задние колеса у большинства тракторов делают большими по двум причинам. Первая – это задний привод и езда по бездорожью. Трактор должен иметь возможность преодолевать даже самые сложные участки пути и без особого труда пробираться через снег и грязь. В этом ему как нельзя лучше помогают большие и широкие колеса. Вторая причина заключается в том, что трактора очень часто тянут за собой какие-то навесные устройства: сеялки, ковши, плуги и т.п. Большие колеса в этом случае позволяют существенно повысить устойчивость машины.

Теперь, что касается передних колес. Здесь все еще проще. Как уже было отмечено ранее, чем больше диаметр колеса, тем сложнее с ним управляться при осуществлении маневров. Так как повороты на тракторах выполняются за счет манипуляций с передними колесами, то они должны быть как можно меньше. В противном случае тракторист просто не смог бы хоть на сколько-нибудь градусов повернуть рулевое колесо.

Читайте также: