基于冰雪路面的三角履带轮转换技术试验研究

张庆锋

摘要：通过在越野车上换装三角履带轮后的冰雪路面行驶试验，验证三角履带轮转换技术的使用性能。

关键词：可更换履带轮；冰雪路面；性能测试

1三角履带轮主要结构

以国内厂家生产的某型履带轮为例，其主要由驱动轮、导向轮、承重轮、基架、张紧装置以及耐磨橡胶履带构成，采用悬臂式支撑结构，驱动轮采用轮孔式结构，使履带轮相对其他履带行驶结构具有速度快、重量轻、驱动灵活的特点。扭杆限位装置保证履带轮在恶劣路面行驶时与车体柔性连接，防止行进中履带轮翻转。张紧调节装置用于调节橡胶履带的松紧。

2主要的测试条件

我们选用了国产的小吨位三角履带轮测试冰雪路面的行驶性能。其主要外形尺寸（长×宽×高）为1294×360×750（mm），总质量160kg，最大允许承重量3000kg，最高允许速度70km/h。

测试车辆为国产某轻型越野汽车，换装四套履带轮，换装后主要在全车的宽度、高度、轮距、离地间隙和质量方面参数有所增加。主要参数变化如表1：

测试场地为较平整的压实积雪路面，另有单独的试验冰面。试验方法主要依据GB/T 12544、GB/T 12543、GB/T 12536、GB12676、GB/T 6323等相关国家标准进行。

3试验情况及性能分析

通常用来评定汽车的性能指标主要有：动力性、燃油经济性、制动性、操控稳定性、平顺性以及通过性等。为了了解换装三角履带轮后车辆上述性能在冰雪路面的变化情况，我们对体现上述性能的一些主要参数

3.1动力性测试

3.1.1最高车速

换装履带轮后，车辆的行驶速度与轮式时会有變化。首先我们用五轮仪进行了车速表的校验。在表速40km/h时，实际车速为22km/h；在表速60km/h时，实际车速为33km/h；在表速80 km时，实际车速为44km/h。从校验结果与计算分析得出，实际车速与表速的比值基本为三角履轮带驱动轮直径与原车轮胎直径的比值，约为原车的55%。在冰雪路面测得换装履带轮后的最高车速为67km/h，且行驶状态稳定。

3.1.2加速性能

采用原地起步换档加速，测试了换装履带轮后车辆加速到60km/h的所需时间和行驶距离。

从图1，图2可知，换装三角履带轮后，车辆在冰雪路面0-60km/h加速时间不到20s，加速距离在219m左右，原车在良好道路0-100公里加速时间为23s。可见，换装履带轮后，车辆在冰雪道路具有良好的加速性能。

3.2制动性能

3.2.1雪地、满载、发动机脱开的制动

在雪地路面，满载情况下进行了发动机脱开的制动。在30km/h条件下，测得制动时间为4.31 s，距离为15.5m，制动力为280N，减速度为3.04m/s2；在40km/h条件下，测得制动时间为4.96s，距离为24.1m，制动力为294N，减速度为3.1m/s2；在50km/h条件下，测得制动时间为5.42s，距离为35.5m，制动力为287N，减速度为3.04m/sz。

3.2.2冰面、满载、发动机脱开的制动

在冰面，满载情况下进行了车速30km/h条件下的发动机脱开状态的制动。测得制动时间为11.96s，距离为54m，制动力为255N，减速度为0.68m/s²。

在以上制动试验中，车辆无跑偏现象。由测试数据可见，换装履带轮后车辆在冰雪路面具备良好的制动性能。

3.3操控稳定性

在操控稳定性方面主要进行了换装履带轮后的转向轻便性和最小转弯直径的测试。

3.3.1转向轻便性

冰雪路面转向阻力系数较低时，测得其转向轻便性显著增加。在前驱和四驱状态，测得方向盘最大转角为500.96°，最大力矩为4.09N·m，方向盘最大力为21.54N。

经对比计算，换装履带轮后，其原地转向阻力矩增大为原车的3.8倍左右；同时，其原地转向阻力矩大于动力转向泵泄压阀开启时的转向阻力矩，此时助力转向系统失效，因此测得作用在方向盘上的手力明显大于对轻型车不大于200N的要求。

3.3.2最小转弯直径

换装履带轮后，最小转弯直径实测为13.15米，比原车12米略有增加，差异主要来至于换装履带轮后的轮距和整车宽度的变化。

4结语

（1）与传统整体履带式驱动车辆相比，履带轮车辆的分体结构能够在崎岖路面拥有更高的接地比压；

（2）换装履带轮能显著减小车辆的接地比压，适合在松软路面行驶；

（3）换装履带轮后的车辆附着性能提高，结合较小的接地比压，在冰雪路面具有较好的行驶性能。