Вождение автомобиля по дорогам в горной местности
1. Характеристика дорожных, климатических и атмосферных
условий горной местности
Эксплуатация автомобилей в горной и особенно в высокогорной местности имеет особенности и определяется рядом специфических трудностей. Основными из них являются сложные дорожные условия, резкое изменение температуры и атмосферных явлений, а также понижение плотности окружающего воздуха по мере подъема над уровнем моря. При среднем уклоне дороги 2 – 4° на отдельных участках уклоны достигают 9 – 12°. Длина затяжных подъемов доходит до 10 – 20 км. Подъемы и спуски на дорогах в горной местности составляют в среднем 9 – 18% от протяженности маршрута. Горная местность характеризуется наличием резко пересеченного рельефа с крутыми и обрывистыми склонами, извилистыми и глубокими ущельями с большим количеством оврагов и водотоков (рис. 35), ограниченной шириной проезжей части дороги, большим количеством крутых поворотов малого радиуса (8 – 10 м) и мостов (рис. 36), а также наличием размытых участков дороги и завалов. Дороги, проходящие через горные хребты и перевалы, изобилуют петлями и серпантинами, наиболее тяжелыми для движения машин.
Дороги, проходящие через перевалы, большую часть года покрыты снегом, на них часто бывают опасные обвалы, осыпи и снежные лавины.
В ущельях и долинах ветер разрушает гравийные и щебеночные покрытия, выдувая из них мелкие составляющие частицы.
Резкое изменение температуры окружающего воздуха в течение суток, а также изменение ее по мере подъема вызывает выпадение осадков, что приводит к обледенению дороги, появлению густых туманов. В летнее время в течение суток температура в горах может колебаться днем до плюс 35 – 40°С, ночью до минус 2 – 7°С. Температура воздуха в горах понижается до 0,5 – 0,7 ° на каждые 100 м подъема. На северных и северо-восточных склонах гор температура воздуха ниже и дороги покрыты снежным покровом более продолжительное время.
Количество осадков в горах возрастает по мере подъема. Приращение количества осадков на каждые 100 м высоты в среднем составляет 40 – 60 мм. Максимальное количество осадков выпадает на высоте 1500 – 2500 м.
Общее количество осадков зависит от географического положения горного района. На склонах хребтов, обращенных к ветрам, дующим с моря, выпадает больше осадков, чем на обратных склонах хребта. В долине количество осадков значительно больше, чем на плоскогорьях и водоразделах.
В летние месяцы в горах часто бывают ливни, вызывающие большой поток воды и размыв дорог.
2. Влияние горных условий на работу личного состава при эксплуатации автомобиля
Разреженность атмосферы в горах сопровождается недостатком кислорода, что затрудняет дыхание и вызывает головные и сердечные боли у водителей и личного состава, обслуживающего автомобили при их эксплуатации в горных условиях. Действие отраженных солнечных лучей, особенно во время преодоления снежных перевалов, раздражает слизистую оболочку глаз.
Для обеспечения нормальной работы и уменьшения степени утомляемости при вождении водитель, как правило, освобождается командиром от работ, не связанных с управлением и техническим обслуживанием автомобилей.
Для облегчения обслуживания автомобилей принимают меры по механизации работ. Так, шины обычно накачиваются компрессором, а на автомобилях ГАЗ-51 и ГАЗ-63 – с помощью возимого на автомобиле приспособления. Двигатель запускают стартером, а если это невозможно по техническим причинам, для запуска двигателя пусковой рукояткой привлекают личный состав расчетов и экипажей.
При длительной эксплуатации автомобилей в высокогорных районах в холодное время года для облегчения запуска двигателя используют водомаслогрейки.
Для запуска двигателя автомобиля ЗИЛ-151А пусковой рукояткой без предварительного сматывания троса с барабана лебедки используют специальное приспособление (рис. 37), а на автомобиле ГАЗ-63А изменяют способ укладки троса на барабане лебедки.
3. Влияние высоты на работу двигателя
Пониженное давление и температура окружающего воздуха весьма ощутимо влияют на работу двигателя автомобиля, о чем свидетельствуют данные, приведенные в табл. 7.
При увеличении высоты подъема и при падении атмосферного давления снижается давление конца сжатия в цилиндре вследствие пониженной плотности воздуха. При этом уменьшается весовой заряд рабочей смеси в цилиндре, что снижает мощность двигателя и вызывает необходимость ограничивать нагрузку в кузове и на крюке.
На высоте 4000 м эффективная мощность автомобильного двигателя примерно в два раза меньше, чем на уровне моря, а температура кипения воды понижается до +87° С.
Уменьшение плотности воздуха сказывается на весовом соотношении воздуха и бензина в составе горючей смеси. Коэффициент избытка воздуха снижается на 5 – 6% на каждые 1000 м подъема. Смесь переобогащается и вызывает усиленное нагарообразование на днищах поршней, стенках камер сгорания, выпускных клапанах и трубопроводах.
Падение мощности двигателя вынуждает водителей применять низшие передачи, в результате чего резко возрастает расход горючего. Для предотвращения этого явления, уменьшая проходное сечение главного жиклера, снижают его пропускную способность.
Изменение плотности окружающего воздуха влияет также на состав горючей смеси, на условия ее приготовления и сгорания, а также на процесс продувки и наполнения свежим зарядом цилиндров дизелей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206.
Характер влияния пониженной плотности окружающего воздуха на работу дизелей несколько отличен от соответствующего влияния на работу карбюраторных двигателей. Объясняется это особенностями конструкции дизеля и протеканием рабочих процессов.
Нормальная работа дизеля обеспечивается при коэффициенте избытка воздуха 1,45 – 1,50. Для двигателя ЯАЗ-204 эти значения коэффициента избытка воздуха наилучшие и обеспечивают его бездымную работу. Понижение избытка воздуха приводит к снижению полноты сгорания топлива внутри цилиндра, повышению температуры и дымности отработавших газов и значительному износу цилиндров и поршней.
Работа двигателя ЯАЗ-204 в условиях пониженной плотности окружающего воздуха одновременно сопровождается закоксовыванием продувочных окон и повышением нагрева цилиндров, а следовательно, и увеличением температуры охлаждающей жидкости, что происходит вследствие повышения температуры газов внутри цилиндра и догорания топлива в процессе расширения и после открытия выпускных клапанов.
Перегреву двигателя способствует также понижение теплоотдачи радиатора вследствие уменьшения производительности вентилятора.
Ненормальное протекание процесса горения приводит также к повышению температуры поршней двигателя и значительному ухудшению условий работы компрессионных колец. Высокая температура поршней вызывает случаи пригорания колец, образования задиров как на стенках гильз цилиндров, так и на самих поршнях.
Повышенный тепловой режим работы двигателя приводит к ускоренному «старению» масла и более быстрому загрязнению фильтрующих элементов и масляного радиатора.
При эксплуатации двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 в условиях пониженной плотности воздуха учитывают необходимость обеспечения их работы на повышенных оборотах, так как при этом нагнетатель подает больше воздуха. Водитель при этом пользуется пониженными передачами, обеспечивая необходимую скорость движения автомобиля увеличением оборотов коленчатого вала. В тяжелых условиях работает и система охлаждения карбюраторных двигателей, так как пониженная плотность воздуха и сравнительно низкие скорости движения, особенно на затяжных подъемах, снижают охлаждающий эффект. Поэтому для охлаждения двигателя рекомендуется автомобиль периодически останавливать.
При уменьшении плотности воздуха уменьшается электрическое сопротивление изоляции, особенно заметное при ее перегреве. Это приводит к перебоям в работе системы зажигания. Кроме этого, при уменьшении плотности воздуха наблюдается обгорание электродов и повышенное нагарообразование на концах фарфоровых изоляторов свечей. При этом нарушается работа вакуум-корректора, усиливается испарение электролита из банок аккумуляторных батарей, преждевременно выходят из строя конденсаторы и катушки зажигания.
4. Влияние высокогорных условий на работу механизмов силовой передачи и ходовой части
Высокогорные условия эксплуатации автомобилей оказывают существенное влияние и на работу механизмов и агрегатов силовой передачи и ходовой части.
Необходимость в частом переключении передач, выключение и включение сцепления вызывают износ фрикционных накладок ведомого диска и частую регулировку сцепления. Повышенный износ деталей коробки передач в результате частых переключений требует более частого контроля состояния коробки передач, проверки количества и состояния масла в картере.
Длительное пользование тормозами, особенно на затяжных спусках, вызывает нагрев колодок и барабанов, что уменьшает тормозной эффект. Для охлаждения деталей тормозной системы приходится делать остановки, а при износе тормозных накладок и барабанов требуется чаще проверять состояние тормозов и регулировать их. Пневматические приводы тормозов на больших высотах становятся ненадежными, так как давление в ресивере падает и запаса воздуха оказывается недостаточно для частых и продолжительных торможений. Например, на высоте 3000 м давление в ресивере составляет 5 кг/см2, а на высоте 4000 м оно не превышает 4,3 кг/см2, что явно недостаточно для таких условий. Поэтому водитель должен перед спуском создать необходимое давление работой компрессора.
По мере подъема возрастает внутреннее давление в шинах вследствие разности атмосферного давления и внутреннего давления в шинах. На высоте 4000 м давление увеличивается примерно на 0,5 кг/см2. Внутреннее давление в шинах также повышается в результате нагревания шин при частом торможении и движения по гравийной дороге. Резкие повороты автомобиля на крутых горных дорогах и частые торможения сопровождаются повышенным износом шин.
Быстро изнашиваются также детали рулевого механизма, вследствие чего их необходимо чаще регулировать и смазывать.
5. Меры по улучшению работы двигателей
Улучшение работы карбюраторных двигателей
При подготовке автомобилей к работе в горах обязательно учитывается высота местности, на которой будет работать автомобиль, так как с увеличением этой высоты изменяется регулировка системы питания и зажигания, а система охлаждения двигателя специально к этому подготавливается. При эксплуатации автомобилей в горах перерасход бензина может превышать 10% нормы вследствие переобогащения рабочей смеси. Для получения необходимого состава рабочей смеси и устранения перерасхода бензина опытные водители и механики уменьшают подачу горючего в смесительную камеру карбюратора, уменьшая на 10 – 20% пропускную способность жиклеров и снижая уровень бензина в поплавковых камерах. Состав горючей смеси корректируют уменьшением пропускной способности компенсационного и главного жиклеров.
На некоторых карбюраторах регулировать производительность главного жиклера можно изменением положения регулировочной иглы.
Улучшение работы дизелей
Для достижения экономичной работы и избежания перегрева двигателя ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 эксплуатируют на повышенных оборотах, так как при этом коэффициент избытка воздуха будет больше.
При длительной эксплуатации автомобилей в горах для нормальной работы дизеля увеличивают опережение подачи топлива или уменьшают с помощью регулировочного устройства количество топлива, подаваемого в цилиндры. Изменением опережения впрыска увеличивают период задержки воспламенения топлива, а изменением регулировки насос-форсунки по моменту начала впрыска уменьшают удельный расход и улучшают сгорание топлива.
Для восстановления нормального режима работы двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 и предотвращения преждевременного выхода из строя деталей поршневой группы уменьшают максимальную подачу топлива на цикл, ограничивая ход рейки насос-форсунки.
Правильность регулировки подачи топлива определяется отсутствием дыма темного цвета в отработавших газах.
Уход за системой охлаждения
Теплоотдача водяного и масляного радиаторов с увеличением высоты местности снижается. Поэтому водители обязаны следить за чистотой наружной поверхности радиаторов, а также за нормальным натяжением ремня вентилятора. Степень натяжения ремня вентилятора (компрессора) проверяется согласно заводским инструкциям.
С увеличением высоты над уровнем моря понижается температура кипения воды в радиаторе. Для предотвращения выкипания воды при продолжительной работе автомобилей в горах пробки радиатора устанавливают из расчета на повышенное давление в системе охлаждения. При возможности рекомендуется устанавливать на автомобили радиаторы увеличенной емкости.
В случае закипания воды в системе охлаждения автомобиль останавливают, чтобы дать двигателю поработать 5 – 10 мин на холостом ходу и этим установить нормальный тепловой режим. Продолжительная работа (свыше 10 мин) двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 на холостом ходу не допускается, так как от этого ухудшается распиливание топлива, что приводит к интенсивному отложению нагара.
При понижении температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения до плюс 60° С тепловой режим поддерживается прикрытием жалюзи радиатора. Система охлаждения, как правило, пополняется из запасов воды, возимой на автомобиле (одна – две заправки).
Запас воды рекомендуется содержать в 20-литровых бидонах (канистрах), размещаемых под платформой кузова (рис. 38).
Уход за электрооборудованием
Отложившийся в большом количестве нагар на электродах свечей вызывает утечку тока высокого напряжения, что приводит к перебоям в работе двигателя. Поэтому надо более часто проверять и чистить электроды свечей.
Надежное воспламенение рабочей смеси в цилиндрах обеспечивается хорошим состоянием контактов прерывателя. Начиная с высоты 2000 м, угол опережения зажигания увеличивают на одно – два деления шкалы октан-корректора.
Уровень электролита в аккумуляторах проверяют через каждые два – три дня и доводят до нормы, добавляя в банки дистиллированную воду.
6. Техническое обслуживание
При эксплуатации автомобилей в горах неисправности и неполадки в них часто ведут к более тяжелым последствиям, чем на равнинной местности.
Для надежной работы автомобилей в горах необходимо своевременно и тщательно готовить их к эксплуатации, проводить очередное техническое обслуживание через сокращенные сроки пробегов: техническое обслуживание № 1 – через 700 – 800 км; техническое обслуживание № 2 – через 3500 – 4000 км.
Необоснованное увеличение пробега между техническими обслуживаниями или сокращение объема работ не допускается.
При работе автомобилей на дорогах с крутыми подъемами и особенно с прицепом сроки пробега до технического обслуживания сокращаются.
Исходя из условий эксплуатации в горах к техническому состоянию автомобилей предъявляют повышенные требования. Так, при проверке состояния автомобиля после технического обслуживания особое внимание уделяется легкости запуска двигателя и устойчивости его работы на всех режимах, а также регулировке тормозов и рулевого управления.
7. Оборудование автомобиля
Каждый автомобиль при работе в горах обеспечивается комплектом запасных частей и материалов, потребность в которых может возникнуть в конкретных условиях движения и местности.
Автомобили, эксплуатируемые в горах, снабжаются специальными приспособлениями для предотвращения скатывания или сползания назад при остановке на подъеме. Наиболее простыми и доступными для изготовления приспособлениями являются башмаки и клинья, колодки, сошники, горный рельс и горный упор.
Колодки (рис. 39) гарантируют надежную стоянку автомобиля или автопоезда на подъеме и спуске, предотвращают самопроизвольный откат автомобиля назад во время вынужденных остановок. В комплект для одного автомобиля входят две, а для автопоезда четыре колодки. При вынужденной остановке на крутом уклоне дороги автомобиль затормаживают ручным тормозом и включают низшую передачу, после чего помощник водителя или другое лицо, находящееся на автомобиле, подкладывает колодки под колеса автомобиля и прицепа на подъеме – сзади колес, на спуске – впереди колес.
Во избежание несчастных случаев при подкладывании колодок под колеса нельзя становиться против колес со стороны спуска.
Для удержания автомобиля на уклонах применяются также клинья, камни и другие подручные предметы. Для обеспечения автоматической остановки автомобиля на подъеме при самопроизвольном движении назад, а также для надежной стоянки автомобиля на подъеме применяются сошники.
Сошники (рис. 40) для автомобилей ГАЗ-51 и ГАЗ-63 состоят из двух заостренных на конце балок, которые подвешиваются шарнирно на кожухах заднего моста. Для подъема сошников и удержания их в рабочем состоянии используются натяжные цепи. Надежность удержания автомобиля сошниками на подъеме обеспечивается натяжными цепями, ограничивающими угол наклона сошников к плоскости дороги в пределах 60 – 70°. В нерабочем положении концы сошников подтягиваются вверх и подвязываются к раме автомобиля натяжными цепями.
Горный рельс (рис. 41) применяется для предупреждения скатывания остановившегося на подъеме автомобиля и для обеспечения надежной стоянки автомобиля на подъеме. Горный рельс присоединяется к раме автомобиля натяжными цепями. Длина натяжных цепей обеспечивает наезд задних колес автомобиля на рельс, но без переезда рельса. При самопроизвольном откате или сползании автомобиля назад (во время движения на подъем) его задние колеса наезжают на рельс, который входит в зацепление с грунтом. При этом натягиваются натяжные цепи и автомобиль останавливается. В нерабочем положении рельс поднимается вверх и подвешивается на удерживающих цепях к раме автомобиля. Длина цепей обеспечивает зазор а при опускании рельса.
Горный упор (рис. 42) является более совершенным приспособлением для обеспечения безопасной работы автомобилей в горах. Он применяется для предупреждения скатывания или сползания автомобиля назад во время движения или остановки на подъеме. Горный упор для автомобилей ГАЗ-51 и ГАЗ-63 состоит из трубчатой рамы с сошником на конце, подвешенной шарнирно к раме автомобиля. Подъем и опускание горного упора осуществляются тросом из кабины водителя с помощью привода. Наклон упора к поверхности дороги в пределах 75 – 80° ограничивается длиной натяжных цепей.
Перед преодолением крутых подъемов горный упор опускается на грунт. При откате или при сползании автомобиля на подъеме сошник упора врезается в грунт и останавливает автомобиль.
Для повышения безопасности движения автомобилей в горах и облегчения работы водителя, кроме перечисленных, могут применяться и более сложные приспособления: горные тормоза, механизмы свободного хода, приспособления для длительного удержания автомобильных колес в заторможенном состоянии при наличии гидравлического привода тормозов.
На скользких и обледенелых участках дорог для предотвращения заносов автомобиля рекомендуется применять мелкозвенчатые цепи противоскольжения с косым или ромбовидным расположением поперечных перемычек. Целесообразно также на автомобилях иметь ящики или мешки с песком, которым посыпаются наиболее опасные места дороги перед преодолением препятствия.
