ЗиС-Э134 (1955-1956)
Додано: 15 серпня 2013 18:24
ЗиС-Э134 — многоцелевой четырехосный (8х8) опытный автомобиль сверхвысокой проходимости, не вышедший в серийное производство по причине изменения требований заказчика — военного ведомства. С учетом этих требований, на основе ЗиС-Э134 был создан более мощный колесный транспортер — ЗиЛ-134.
25 июня 1954 года Советом Министров СССР было принято постановление об организации на ряде автомобильных и тракторных заводов специальных конструкторских бюро (СКБ), целью которых являлась разработка специальной техники по заказам Министерства обороны СССР. Такие СКБ были созданы на МАЗе, БАЗе, ММЗ, ГАЗе, других заводах.
ЗИС-Э134 макет №1
Летом 1954 г. перед только что сформированным СКБ ЗИС, первоначально насчитывавшем всего 20 человек, была поставлена задача: в короткий срок создать принципиально новый средний многоцелевой четырехосный (8x8) автомобиль сверхвысокой проходимости (он же быстроходный артиллерийский тягач АТК-6) грузоподъемностью 5—6 т.
Поскольку опыта разработки таких машин не было, то для изучения вопросов повышения проходимости колесных автомобилей, а также для оценки влияния отдельных конструктивных параметров на проходимость в течение июля—августа 1955 г. был построен опытный четырехосный (8x8) грузовой автомобиль ЗИС-Э134 макет №1.
В разработке и последующих испытаниях этого автомобиля участвовали конструкторы В.А. Грачев, М.В. Кашлаков, С.Г. Вольский, В.И. Соколовский, В.А. Паренков, С.Ф. Румянцев, Б.М. Дышман, Б.С. Карелин, П.С. Фомин, В А Вязьмин, Е.М. Гоникберг, Е.А. Степанова, инженеры-исследователи ГА Матеров, Л.С. Липовский, В.Б. Лаврентьев, Г.Т. Крупенин, Н.Е. Каледин, ГА. Семенов, водители-испытатели А.В. Борисов, И.И.Дмитриев, В. Журавлев.
При постройке автомобиля Э134 макет №1 использовались главным образом детали и агрегаты серийных автомобилей, выпускаемых в то время московским автозаводом им. Сталина.
К раме автомобиля ЗИС-Э134 на восьми полуэллиптических рессорах были подвешены четыре моста от бронетранспортера ЗИС-152В. Все мосты являлись ведущими, а два передних, кроме того, и управляемыми. Управление четырьмя передними колесами осуществлялось с помощью трех продольных и двух поперечных тяг. С целью снижения нагрузок на водителя в систему рулевого привода включили гидроусилитель Львовского завода «Автопогрузчику действующий на первую продольную тягу руля. Для управления передними колесами между рулевыми приводами ввели маятниковый рычаг.
Передача крутящего момента от двигателя к колесам осуществлялась последовательно через гидротрансформатор, коробку передач, раздаточную коробку, коробки отбора мощности и мосты. Соединительные карданные валы были изготовлены из соответствующих изделий автомобилей ЗИС-150, ЗИС-151 и ЗИС-110.
Верхнеклапанный двигатель ЗИС-120ВК, установленный на ЗИС-Э134 макет №1, был выполнен на базе мотора ЗИС-120 и отличался от серийного образца измененными блоком цилиндров, его головкой, системой газопроводов и клапанным механизмом. Расположение всех клапанов — верхнее, с приводом через штанги и коромысла от нижнего распределительного вала. Впускной и выпускной газопроводы размещались с противоположных сторон двигателя, причем впускной газопровод имел водяной подогрев.
Непосредственно за двигателем размещался гидротрансформатор (трехколесный; состоял из насосного колеса, неподвижного реактора и турбинного колеса) от опытного образца автобуса ЗИС-155. В корпус гидротрансформатора было вмонтировано сцепление, обеспечивающее блокировку гидротрансформатора или его включение. Управление гидротрансформатором и сцеплением - электропневматическое.
Наличие гидротрансформатора на автомобиле значительно облегчало работу водителя - не требовалось частое переключение передач и автоматически обеспечивалось непрерывное и необходимое тяговое усилие (плавно изменяло передаточное отношение в соответствии с нагрузкой). Отсутствие жесткой связи между двигателем и трансмиссией (наличие гидравлического звена) исключало опасность остановки двигателя при больших перегрузках и демпфировало возможные вибрации. Указанное свойство благоприятно сказывалось на повышении долговечности агрегатов трансмиссии. В корпус гидротрансформатора была вмонтирована небольшая шестеренчатая передача, обеспечивающая реверс. Выходной вал гидротрансформатора соединялся с помощью короткого карданного вала с первичным валом коробки передач.
Коробка передач серийная - от автомобиля ЗИС-150 (но с измененными передаточными отношениями). Крышку коробки передач позаимствовали у бронетранспортера ЗИС-152, потому что на ней был предусмотрен рычаг переключения с изгибом вперед (изгиб рычага позволял водителю удобно переключать передачи в смещенной назад коробке).
От коробки передач момент с помощью укороченного карданного вала подводился к раздаточной коробке, на верхнем выходном валу которой был смонтирован ленточный тормоз с механическим управлением из кабины водителя. От раздаточной коробки крутящий момент с помощью двух карданных валов подводился к специально изготовленным коробкам отбора мощности, установленным на втором и четвертом мостах.
Вращение колес первого моста в ту же сторону, что и у второго, достигалось наличием в коробке отбора мощности паразитной шестерни. В связи с тем, что третий мост был перевернут назад, момент к нему подводился карданным валом от паразитной шестерни задней коробки отбора мощности. Задние мосты имели ручную блокировку дифференциалов.
Рама ЗИС-Э134 отличалась от рамы автомобиля ЗИС-151 тем, что в ее передней части к лонжеронам приваривались угловые усилители, позволяющие спрямить нижнюю полку лонжеронов и выдержать одинаковую высоту лонжеронов на всем их протяжении. Это было продиктовано установкой подвески от бронетранспортера ЗИС-152. Поперечины рамы для крепления коробки передач и раздаточной коробки установили в новых местах, а саму раму укоротили сзади на 600 мм. На переднюю и заднюю подвески были установлены амортизаторы от ЗИС-151.
Платформу, имевшую металлическое (ферменное) основание, позаимствовали у автомобиля ЗИС-121 В. Кабина использовалась серийная, от ЗИС-150. Для вывода в нее рычагов управления гидротрансформатором, тормозами, коробкой передач и раздаточной коробкой в полу и между сидениями вырезали специальные люки (в связи с этим кабина стала двухместной). Нижнюю часть проемов дверей переделали с учетом расположения колес второго моста.
Автомобиль оснащался системой регулирования давления воздуха в шинах размером 14.00-18. Прокладка воздухопроводов, крепление их и ряд деталей системы регулирования давления воздуха в шинах были выполнены по месту. Блок шинных кранов использовался от амфибии ЗИС-485, с добавлением к нему на специальном переходнике еще двух кранов. От них через шланги в поводках воздух подводился к головкам на колесах, причем углы наклона и поворотов установили на основании проверки кинематики подвески.
Постройка опытного четырехосного автомобиля-макета завершилась 17 августа 1955 г., после чего началась его обкатка.
В ходе пробега протяженностью 1000 км по шоссе Москва — Минск велись наблюдения за работой агрегатов и их температурными режимами. Движение в направлении от Москвы осуществлялось без груза со средней скоростью 42 км/ч; путь обратно - с нагрузкой в 2,5 т при средней скорости 43,7 км/ч. Расход топлива при движении без груза составил 59 л/100 км, с грузом - 63,3 л/100 км.
Температура всех агрегатов была нормальной (только в начале наблюдалась несколько повышенная температура коробок отбора мощности). Отмечалось, что при движении по шоссе без груза автомобиль слегка водит. При осмотре выяснилось, что изогнут шток гидроусилителя руля и погнулась первая поперечная рулевая тяга. После устранения всех дефектов в рулевом приводе автомобиль был вновь опробован на шоссе и показал хорошую устойчивость на всех скоростях движения.
После переезда передними колесами через препятствие (при давлении воздуха в шинах ниже 1,5 кг/см2) четырехосный автомобиль проявил тенденцию к раскачиванию (галопированию) относительно горизонтальной оси, проходящей через середину базы второго и третьего мостов. При малых оборотах двигателя чрезвычайно трудно было осуществить на месте поворот колес из-за недостаточной производительности насоса гидроусилителя. Кроме того, невозможно было повернуть рулевое колесо на месте при неработающем двигателе или при буксировке ЗИС-Э134 другим автомобилем.
В работе гидротрансформатора дефектов в процессе обкатки не выявилось, однако вначале, когда сопротивления в агрегатах были повышенными, переключение гидротрансформатора напрямую, при включенной 4-й передаче в коробке передач, не происходило. Переход напрямую в гидротрансформаторе был возможен только при передаче в коробке передач не выше 3-й., После прохождения половины пути (500 км) переход гидротрансформатора напрямую при 4-й передаче в коробке передач стал производиться при скорости движения автомобиля около 37 км/ч.
В момент преодоления автомобилем препятствия на пониженных передачах, при достижении определенных оборотов двигателя, происходило переключение гидротрансформатора напрямую, сопровождающееся рывком. Это вызывало пробуксовку колес, для устранения которой в указанных режимах следовало блокировать центробежный регулятор.
При работе только на режиме гидротрансформатора температура рабочей жидкости быстро росла и при движении по шоссе достигала предельно допустимого значения 120°С уже после пробега в 1—2 км.
Было проведено ряд опытов по преодолению болотистых участков.
При движении по сильно заболоченному лугу площадью 30x70 м со слабым покровом глубиной до 400 мм автомобиль без блокировки дифференциалов при давлении воздуха в шинах 0,3—0,4 кг/см2 уверенно прошел заболоченный участок вдоль и поперек.
На болоте с трясиной глубиной 1,5 м, покрытом травой и мхом, ЗИЛ-Э134 с нагрузкой 3 т при давлении воздуха в шинах 0,2 кг/см2 смог преодолеть расстояние около 5 м, без нагрузки — вдвое больше, но погрузился мостами в болото и забуксовал. Основной причиной этого стало сопротивление приподнятой и застрявшей части покрова болота между колесами и рамой, которое превосходило силу тяги автомобиля. Попытки двигаться по болоту с внутренним давлением в шинах 0,05 кг/см2 также успеха не имели.
При преодолении болота с трясиной глубиной 900 мм, покрытого осокой и камышами, с нагрузкой 1 т при давлении воздуха в шинах 0,1 кг/см2 автомобиль до начала буксования прошел расстояние около 10 м.
Попытки преодолеть болото сходу на высокой скорости не удались: колеса автомобиля буксовали раньше, чем это имело место при медленном движении по болоту. Тогда для снижения сопротивления, создаваемого мостами при движении по болоту, ЗИЛ-Э134 в сентябре 1955 г. оснастили специальным деревянным поддоном шириной 500 мм, обитым снизу железом.
После этого на болоте в районе д. Чулково (толщина плывуна 500-600 мм), покрытого мхом и осокой, автомобиль без поддона до полной остановки прошел расстояние 15 м, при движении с поддоном — 22 м. В последнем случае остановка происходила из-за проре-зания покрова болота передними колесами, которые начинали буксовать после полного вывешивания автомобиля на поддоне. Опыт повторялся несколько раз с одинаковым результатом. Глубина болота в месте остановки автомобиля составляла 1000-1100 мм. Человек в указанных местах остановки автомобиля также погружался в болото на глубину 500-600 мм.
После проведения опытов с поддоном на автомобиле заблокировали дифференциалы двух задних мостов. Проходимость автомобиля возросла, что позволило пройти 18 м на более глубоком участке болота глубиной 1200 мм.
Учитывая, что начало буксования наблюдалось у передних колес, которые не имели блокировки дифференциала, был проведен опыт заезда на болото задним ходом. Несмотря на то, что это был наиболее глубокий участок болота глубиной до 1400 мм, автомобиль прошел 22 м и забуксовал, погрузившись в болото почти до уровня платформы. Скорость автомобиля составляла примерно 0,5 км/ч.
На болоте в районе г. Нахабино (д. Новинки) в первом заезде ЗИС-Э134 с поддоном и блокировкой уверенно прошел 40 м (глубина 600-700 мм) и забуксовал на участке болота, покрытом мхом, из-за срыва покрова. Во втором заезде автомобиль пересек болото протяженностью 100 м. Причем преодолевались участки различной глубины: 700, 800, 950 и 1200 мм с покровом травы и мха.
В третьем заезде по болоту рядом с колеей, сделанной ранее автомобилем без поддона и блокировки дифференциалов, ЗИС-Э134 преодолел 73 м и забуксовал на участке глубиной 700 мм. В четвертом заезде задним ходом рядом с колеей предыдущего заезда машина прошла 75 м и забуксовала на участке болота глубиной 700 мм.
Характерным в опытах с поддоном было то обстоятельство, что за автомобилем оставался уплотненный поддоном покров болота, который удерживал человека. Стало ясно, что поддон, уплотняя покров болота и скользя по нему при движении ЗИС-Э134, способствовал удержанию последнего от погружения в болото колесами. Поддон также препятствовал застреванию плывуна между мостами и впереди переднего моста, что снижало опасность разрушения несущего пласта болота. В том случае, если пласт все-таки разрушался, при наличии поддона автомобиль с помощью лебедки мог перейти через накопившуюся впереди него часть покрова болота.
На болоте было также проведено большое количество опытов с различным давлением воздуха в шинах, однако, вследствие большой нестабильности несущей способности покрова болота, установить твердую зависимость между сопротивлением движению и давлением воздуха в шинах не удалось. Полученные данные позволили выбрать наиболее рациональное давление воздуха в шинах по признаку наивысшей тяги на крюке. Это давление составляло 0,2-0,3 кг/см2.
Наблюдения показали, что передние колеса автомобиля двигались с небольшим погружением в покров болота. Последующие колеса погружались больше и последние, как правило, надрывали покров, образуя колею. Опыты по проверке возможности движения по старому следу выявили, что на участках с глубиной болота более 400 мм автомобиль уверенно перемещаться по своей колее не мог. Как правило, разрушался покров, и автомобиль останавливался, а иногда полностью терял способность двигаться.
Для проведения опытов по преодолению вертикальной стенки использовался небольшой холм, который у подножия был подрыт в виде эскарпа, а у его вертикальной части выкладывалась стенка из чугунных чушек. Автомобиль вплотную подводился к вертикальной стенке (давление воздуха в шинах равнялось 0,5 кг/см2). Грунт перед холмом представлял собой смесь торфа и суглинка. Угол подъема холма за вертикальной стенкой был равен 30°. Автомобиль на 3-й передаче в коробке передач и понижающей передаче в раздаточной коробке уверенно преодолел стенку высотой 600 мм. На 1 -й передаче в коробке передач и 1 -й передаче в раздаточной коробке автомобиль успешно преодолел стенку высотой 1000 мм.
Проведенные испытания показали возможность автомобиля ЗИС-Э134 макет №1 преодолевать канавы любой глубины шириной до 2,0 м, стенки высотой до 1 м, овраги с крутизной склонов до 40°. Автомобиль продемонстрировал лучшую проходимость, чем у всех отечественных автомобилей того времени, возможность преодолевать заболоченные участки местности и передвигаться по неровным грунтовым дорогам с высокой средней скоростью движения. Сила тяги на крюке достигала 7000 кгс.
Следующим этапом стали зимние испытания ЗИС-Э134 макет №1, начавшиеся в январе 1956 г. Автомобиль свободно передвигался по целине, преодолевая снег глубиной 600—650 мм и овраги с крутизной склона 13° при движении на низших передачах в коробке передач и раздаточной коробке (давление в шинах 0,25-0,3 кг/см2). Когда автомобиль терял подвижность из-за большого количества снега, скопившегося перед ведущими мостами, существовала возможность динамического выхода из снежного плена с отходом назад и объездом образовавшегося сугроба. Участвующий в испытаниях ЗИС-121В из-за меньшего дорожного просвета и более высокого удельного давления часто терял подвижность и не мог следовать по колее ЗИС-Э134. Поэтому его приходилось тащить на буксире.
Итоги зимних испытаний отчетливо показали, что проходимость ЗИС-Э134 по снежной целине глубиной до 600 мм близка к проходимости существующих гусеничных тягачей и значительно лучше, чем у других колесных автомобилей. В преодолении снежных подъемов и валов ЗИС-Э134 не уступал наиболее мощному тягачу АТ-Т и превосходил все остальные гусеничные транспортеры.
Выяснилось, что при движении по некоторым типам покрытий (особенно по снегу) высокоэластичные шины хорошо поглощают встречающиеся неровности, при этом жесткая рессорная подвеска автомобиля практически не работает. Это наблюдение было использовано в конструкции ряда вездеходов, построенных позже в СКБ ЗИЛ, которые либо совсем не имели подвески, либо были подрессорены частично. В ряде случаев отсутствие подвески с учетом назначения машины (для повышения устойчивости при высоком центре тяжести, лучшей обтекаемости при преодолении водных преград) себя полностью оправдало.
На основании испытаний автомобиля ЗИС-Э134 макет №1, проведенных в различных условиях, были сделаны следующие выводы:
1. Автомобиль-тягач сверхвысокой проходимости должен иметь колесную формулу 8x8. В крайних случаях допускается колесная формула 6x6 при условии равного расположения осей по базе.
2. Шины - максимального поперечного сечения (не менее 14") с диаметром не менее 1150 мм низкого давления (не более 2-2,5 кг/см2 со способностью снижать его до 0,5 кг/см2). Число слоев корда – не более четырех, рисунок протектора — «расчлененная елка».
3. Заболоченный луг со слабым покровом (мох, трава), с трясиной глубиной более 1200 мм (нога человека погружается на 500-600 мм) является пределом проходимости по болоту. Наивысшая тяга на крюке достигается при давлении воздуха в шинах 0,2-0,3 кг/см2. Необходимо добиваться конструктивными методами снижения среднего удельного давления движения на грунт при движении по болоту до 0,15—0,25 кг/см2.
4. Мощность двигателя должна быть избыточной с целью получения удельной мощности не менее 15 л.с/т.
5. Ограничения по тяговому усилию - не по двигателю («глохнет»), а по движителю, при буксовании колес даже на поверхностях с большим коэффициентом трения (сухой асфальт, бетон и др.).
6. Должна быть обеспечена возможность получения сверхнизкой («ползучей») скорости движения менее 1 км/ч.
7. Максимальная скорость движения на шоссе - не менее 65 км/ч.
8. Обязательно должен быть обеспечен бесступенчатый и плавный (без разрыва потока мощности) подвод переменного крутящего момента к колесам. Этим условиям лучше отвечает гидромехани ческая коробка передач (с гидротрансформатором).
9. Управление коробкой передач - автоматическое, без малоквалифицированного участия водителя.
10. Межколесные дифференциалы — с блокировкой. Лучше самоблокирующиеся червячно-винтовые.
11. При движении по бездорожью (болото, снег, густая грязь и др.) при наличии шин низкого давления большие хода подвески не нужны. В ряде случаев возможна полная ликвидация подвески.
12. Обязательно наличие гидроусилителя рулевого управления. Без него поворот двух управляющих пар колес даже на ходу невозможен. Подача насоса должна быть достаточной и при холостых оборотах двигателя.
13. Машина должна иметь гладкое днище (без выступающих частей) со въездным наклонным передним листом. Дорожный просвет под днищем — максимально возможный.
14. Углы въезда и съезда - не менее 60°.
15. Запасное колесо на машине не нужно.
16. Лебедка самовытаскивания - не обязательна (не за что зацепиться).
Таким образом, опытный ЗИЛ-Э134 доказал свою состоятельность. Практически не уступая гусеничному тягачу по проходимости и силе тяги, он обладал рядом существенных преимуществ - выше скорости движения по шоссе и ресурс ходовой части, дешевле эксплуатация. Проведенные испытания позволили выявить направления дальнейших исследований. И разработчику, и заказчику хотелось видеть более совершенную машину. Согласно требованиям военных, ее грузоподъемность должна была быть не менее 6 т, вес буксируемого орудия вырос вдвое. Тем не менее бесценный опыт, полученный при проектировании, постройке и в ходе испытании ЗИЛ-Э134 макет №1, давал уверенность в успешном выполнении нового задания на высоком техническом уровне.
Автомобиль был изготовлен в единственном экземпляре.
ЗИС-Э134 макет №1
25 июня 1954 года Советом Министров СССР было принято постановление об организации на ряде автомобильных и тракторных заводов специальных конструкторских бюро (СКБ), целью которых являлась разработка специальной техники по заказам Министерства обороны СССР. Такие СКБ были созданы на МАЗе, БАЗе, ММЗ, ГАЗе, других заводах.
ЗИС-Э134 макет №1
Летом 1954 г. перед только что сформированным СКБ ЗИС, первоначально насчитывавшем всего 20 человек, была поставлена задача: в короткий срок создать принципиально новый средний многоцелевой четырехосный (8x8) автомобиль сверхвысокой проходимости (он же быстроходный артиллерийский тягач АТК-6) грузоподъемностью 5—6 т.
Поскольку опыта разработки таких машин не было, то для изучения вопросов повышения проходимости колесных автомобилей, а также для оценки влияния отдельных конструктивных параметров на проходимость в течение июля—августа 1955 г. был построен опытный четырехосный (8x8) грузовой автомобиль ЗИС-Э134 макет №1.
В разработке и последующих испытаниях этого автомобиля участвовали конструкторы В.А. Грачев, М.В. Кашлаков, С.Г. Вольский, В.И. Соколовский, В.А. Паренков, С.Ф. Румянцев, Б.М. Дышман, Б.С. Карелин, П.С. Фомин, В А Вязьмин, Е.М. Гоникберг, Е.А. Степанова, инженеры-исследователи ГА Матеров, Л.С. Липовский, В.Б. Лаврентьев, Г.Т. Крупенин, Н.Е. Каледин, ГА. Семенов, водители-испытатели А.В. Борисов, И.И.Дмитриев, В. Журавлев.
При постройке автомобиля Э134 макет №1 использовались главным образом детали и агрегаты серийных автомобилей, выпускаемых в то время московским автозаводом им. Сталина.
К раме автомобиля ЗИС-Э134 на восьми полуэллиптических рессорах были подвешены четыре моста от бронетранспортера ЗИС-152В. Все мосты являлись ведущими, а два передних, кроме того, и управляемыми. Управление четырьмя передними колесами осуществлялось с помощью трех продольных и двух поперечных тяг. С целью снижения нагрузок на водителя в систему рулевого привода включили гидроусилитель Львовского завода «Автопогрузчику действующий на первую продольную тягу руля. Для управления передними колесами между рулевыми приводами ввели маятниковый рычаг.
Передача крутящего момента от двигателя к колесам осуществлялась последовательно через гидротрансформатор, коробку передач, раздаточную коробку, коробки отбора мощности и мосты. Соединительные карданные валы были изготовлены из соответствующих изделий автомобилей ЗИС-150, ЗИС-151 и ЗИС-110.
Верхнеклапанный двигатель ЗИС-120ВК, установленный на ЗИС-Э134 макет №1, был выполнен на базе мотора ЗИС-120 и отличался от серийного образца измененными блоком цилиндров, его головкой, системой газопроводов и клапанным механизмом. Расположение всех клапанов — верхнее, с приводом через штанги и коромысла от нижнего распределительного вала. Впускной и выпускной газопроводы размещались с противоположных сторон двигателя, причем впускной газопровод имел водяной подогрев.
Непосредственно за двигателем размещался гидротрансформатор (трехколесный; состоял из насосного колеса, неподвижного реактора и турбинного колеса) от опытного образца автобуса ЗИС-155. В корпус гидротрансформатора было вмонтировано сцепление, обеспечивающее блокировку гидротрансформатора или его включение. Управление гидротрансформатором и сцеплением - электропневматическое.
Наличие гидротрансформатора на автомобиле значительно облегчало работу водителя - не требовалось частое переключение передач и автоматически обеспечивалось непрерывное и необходимое тяговое усилие (плавно изменяло передаточное отношение в соответствии с нагрузкой). Отсутствие жесткой связи между двигателем и трансмиссией (наличие гидравлического звена) исключало опасность остановки двигателя при больших перегрузках и демпфировало возможные вибрации. Указанное свойство благоприятно сказывалось на повышении долговечности агрегатов трансмиссии. В корпус гидротрансформатора была вмонтирована небольшая шестеренчатая передача, обеспечивающая реверс. Выходной вал гидротрансформатора соединялся с помощью короткого карданного вала с первичным валом коробки передач.
Коробка передач серийная - от автомобиля ЗИС-150 (но с измененными передаточными отношениями). Крышку коробки передач позаимствовали у бронетранспортера ЗИС-152, потому что на ней был предусмотрен рычаг переключения с изгибом вперед (изгиб рычага позволял водителю удобно переключать передачи в смещенной назад коробке).
От коробки передач момент с помощью укороченного карданного вала подводился к раздаточной коробке, на верхнем выходном валу которой был смонтирован ленточный тормоз с механическим управлением из кабины водителя. От раздаточной коробки крутящий момент с помощью двух карданных валов подводился к специально изготовленным коробкам отбора мощности, установленным на втором и четвертом мостах.
Вращение колес первого моста в ту же сторону, что и у второго, достигалось наличием в коробке отбора мощности паразитной шестерни. В связи с тем, что третий мост был перевернут назад, момент к нему подводился карданным валом от паразитной шестерни задней коробки отбора мощности. Задние мосты имели ручную блокировку дифференциалов.
Рама ЗИС-Э134 отличалась от рамы автомобиля ЗИС-151 тем, что в ее передней части к лонжеронам приваривались угловые усилители, позволяющие спрямить нижнюю полку лонжеронов и выдержать одинаковую высоту лонжеронов на всем их протяжении. Это было продиктовано установкой подвески от бронетранспортера ЗИС-152. Поперечины рамы для крепления коробки передач и раздаточной коробки установили в новых местах, а саму раму укоротили сзади на 600 мм. На переднюю и заднюю подвески были установлены амортизаторы от ЗИС-151.
Платформу, имевшую металлическое (ферменное) основание, позаимствовали у автомобиля ЗИС-121 В. Кабина использовалась серийная, от ЗИС-150. Для вывода в нее рычагов управления гидротрансформатором, тормозами, коробкой передач и раздаточной коробкой в полу и между сидениями вырезали специальные люки (в связи с этим кабина стала двухместной). Нижнюю часть проемов дверей переделали с учетом расположения колес второго моста.
Автомобиль оснащался системой регулирования давления воздуха в шинах размером 14.00-18. Прокладка воздухопроводов, крепление их и ряд деталей системы регулирования давления воздуха в шинах были выполнены по месту. Блок шинных кранов использовался от амфибии ЗИС-485, с добавлением к нему на специальном переходнике еще двух кранов. От них через шланги в поводках воздух подводился к головкам на колесах, причем углы наклона и поворотов установили на основании проверки кинематики подвески.
Постройка опытного четырехосного автомобиля-макета завершилась 17 августа 1955 г., после чего началась его обкатка.
В ходе пробега протяженностью 1000 км по шоссе Москва — Минск велись наблюдения за работой агрегатов и их температурными режимами. Движение в направлении от Москвы осуществлялось без груза со средней скоростью 42 км/ч; путь обратно - с нагрузкой в 2,5 т при средней скорости 43,7 км/ч. Расход топлива при движении без груза составил 59 л/100 км, с грузом - 63,3 л/100 км.
Температура всех агрегатов была нормальной (только в начале наблюдалась несколько повышенная температура коробок отбора мощности). Отмечалось, что при движении по шоссе без груза автомобиль слегка водит. При осмотре выяснилось, что изогнут шток гидроусилителя руля и погнулась первая поперечная рулевая тяга. После устранения всех дефектов в рулевом приводе автомобиль был вновь опробован на шоссе и показал хорошую устойчивость на всех скоростях движения.
После переезда передними колесами через препятствие (при давлении воздуха в шинах ниже 1,5 кг/см2) четырехосный автомобиль проявил тенденцию к раскачиванию (галопированию) относительно горизонтальной оси, проходящей через середину базы второго и третьего мостов. При малых оборотах двигателя чрезвычайно трудно было осуществить на месте поворот колес из-за недостаточной производительности насоса гидроусилителя. Кроме того, невозможно было повернуть рулевое колесо на месте при неработающем двигателе или при буксировке ЗИС-Э134 другим автомобилем.
В работе гидротрансформатора дефектов в процессе обкатки не выявилось, однако вначале, когда сопротивления в агрегатах были повышенными, переключение гидротрансформатора напрямую, при включенной 4-й передаче в коробке передач, не происходило. Переход напрямую в гидротрансформаторе был возможен только при передаче в коробке передач не выше 3-й., После прохождения половины пути (500 км) переход гидротрансформатора напрямую при 4-й передаче в коробке передач стал производиться при скорости движения автомобиля около 37 км/ч.
В момент преодоления автомобилем препятствия на пониженных передачах, при достижении определенных оборотов двигателя, происходило переключение гидротрансформатора напрямую, сопровождающееся рывком. Это вызывало пробуксовку колес, для устранения которой в указанных режимах следовало блокировать центробежный регулятор.
При работе только на режиме гидротрансформатора температура рабочей жидкости быстро росла и при движении по шоссе достигала предельно допустимого значения 120°С уже после пробега в 1—2 км.
Было проведено ряд опытов по преодолению болотистых участков.
При движении по сильно заболоченному лугу площадью 30x70 м со слабым покровом глубиной до 400 мм автомобиль без блокировки дифференциалов при давлении воздуха в шинах 0,3—0,4 кг/см2 уверенно прошел заболоченный участок вдоль и поперек.
На болоте с трясиной глубиной 1,5 м, покрытом травой и мхом, ЗИЛ-Э134 с нагрузкой 3 т при давлении воздуха в шинах 0,2 кг/см2 смог преодолеть расстояние около 5 м, без нагрузки — вдвое больше, но погрузился мостами в болото и забуксовал. Основной причиной этого стало сопротивление приподнятой и застрявшей части покрова болота между колесами и рамой, которое превосходило силу тяги автомобиля. Попытки двигаться по болоту с внутренним давлением в шинах 0,05 кг/см2 также успеха не имели.
При преодолении болота с трясиной глубиной 900 мм, покрытого осокой и камышами, с нагрузкой 1 т при давлении воздуха в шинах 0,1 кг/см2 автомобиль до начала буксования прошел расстояние около 10 м.
Попытки преодолеть болото сходу на высокой скорости не удались: колеса автомобиля буксовали раньше, чем это имело место при медленном движении по болоту. Тогда для снижения сопротивления, создаваемого мостами при движении по болоту, ЗИЛ-Э134 в сентябре 1955 г. оснастили специальным деревянным поддоном шириной 500 мм, обитым снизу железом.
После этого на болоте в районе д. Чулково (толщина плывуна 500-600 мм), покрытого мхом и осокой, автомобиль без поддона до полной остановки прошел расстояние 15 м, при движении с поддоном — 22 м. В последнем случае остановка происходила из-за проре-зания покрова болота передними колесами, которые начинали буксовать после полного вывешивания автомобиля на поддоне. Опыт повторялся несколько раз с одинаковым результатом. Глубина болота в месте остановки автомобиля составляла 1000-1100 мм. Человек в указанных местах остановки автомобиля также погружался в болото на глубину 500-600 мм.
После проведения опытов с поддоном на автомобиле заблокировали дифференциалы двух задних мостов. Проходимость автомобиля возросла, что позволило пройти 18 м на более глубоком участке болота глубиной 1200 мм.
Учитывая, что начало буксования наблюдалось у передних колес, которые не имели блокировки дифференциала, был проведен опыт заезда на болото задним ходом. Несмотря на то, что это был наиболее глубокий участок болота глубиной до 1400 мм, автомобиль прошел 22 м и забуксовал, погрузившись в болото почти до уровня платформы. Скорость автомобиля составляла примерно 0,5 км/ч.
На болоте в районе г. Нахабино (д. Новинки) в первом заезде ЗИС-Э134 с поддоном и блокировкой уверенно прошел 40 м (глубина 600-700 мм) и забуксовал на участке болота, покрытом мхом, из-за срыва покрова. Во втором заезде автомобиль пересек болото протяженностью 100 м. Причем преодолевались участки различной глубины: 700, 800, 950 и 1200 мм с покровом травы и мха.
В третьем заезде по болоту рядом с колеей, сделанной ранее автомобилем без поддона и блокировки дифференциалов, ЗИС-Э134 преодолел 73 м и забуксовал на участке глубиной 700 мм. В четвертом заезде задним ходом рядом с колеей предыдущего заезда машина прошла 75 м и забуксовала на участке болота глубиной 700 мм.
Характерным в опытах с поддоном было то обстоятельство, что за автомобилем оставался уплотненный поддоном покров болота, который удерживал человека. Стало ясно, что поддон, уплотняя покров болота и скользя по нему при движении ЗИС-Э134, способствовал удержанию последнего от погружения в болото колесами. Поддон также препятствовал застреванию плывуна между мостами и впереди переднего моста, что снижало опасность разрушения несущего пласта болота. В том случае, если пласт все-таки разрушался, при наличии поддона автомобиль с помощью лебедки мог перейти через накопившуюся впереди него часть покрова болота.
На болоте было также проведено большое количество опытов с различным давлением воздуха в шинах, однако, вследствие большой нестабильности несущей способности покрова болота, установить твердую зависимость между сопротивлением движению и давлением воздуха в шинах не удалось. Полученные данные позволили выбрать наиболее рациональное давление воздуха в шинах по признаку наивысшей тяги на крюке. Это давление составляло 0,2-0,3 кг/см2.
Наблюдения показали, что передние колеса автомобиля двигались с небольшим погружением в покров болота. Последующие колеса погружались больше и последние, как правило, надрывали покров, образуя колею. Опыты по проверке возможности движения по старому следу выявили, что на участках с глубиной болота более 400 мм автомобиль уверенно перемещаться по своей колее не мог. Как правило, разрушался покров, и автомобиль останавливался, а иногда полностью терял способность двигаться.
Для проведения опытов по преодолению вертикальной стенки использовался небольшой холм, который у подножия был подрыт в виде эскарпа, а у его вертикальной части выкладывалась стенка из чугунных чушек. Автомобиль вплотную подводился к вертикальной стенке (давление воздуха в шинах равнялось 0,5 кг/см2). Грунт перед холмом представлял собой смесь торфа и суглинка. Угол подъема холма за вертикальной стенкой был равен 30°. Автомобиль на 3-й передаче в коробке передач и понижающей передаче в раздаточной коробке уверенно преодолел стенку высотой 600 мм. На 1 -й передаче в коробке передач и 1 -й передаче в раздаточной коробке автомобиль успешно преодолел стенку высотой 1000 мм.
Проведенные испытания показали возможность автомобиля ЗИС-Э134 макет №1 преодолевать канавы любой глубины шириной до 2,0 м, стенки высотой до 1 м, овраги с крутизной склонов до 40°. Автомобиль продемонстрировал лучшую проходимость, чем у всех отечественных автомобилей того времени, возможность преодолевать заболоченные участки местности и передвигаться по неровным грунтовым дорогам с высокой средней скоростью движения. Сила тяги на крюке достигала 7000 кгс.
Следующим этапом стали зимние испытания ЗИС-Э134 макет №1, начавшиеся в январе 1956 г. Автомобиль свободно передвигался по целине, преодолевая снег глубиной 600—650 мм и овраги с крутизной склона 13° при движении на низших передачах в коробке передач и раздаточной коробке (давление в шинах 0,25-0,3 кг/см2). Когда автомобиль терял подвижность из-за большого количества снега, скопившегося перед ведущими мостами, существовала возможность динамического выхода из снежного плена с отходом назад и объездом образовавшегося сугроба. Участвующий в испытаниях ЗИС-121В из-за меньшего дорожного просвета и более высокого удельного давления часто терял подвижность и не мог следовать по колее ЗИС-Э134. Поэтому его приходилось тащить на буксире.
Итоги зимних испытаний отчетливо показали, что проходимость ЗИС-Э134 по снежной целине глубиной до 600 мм близка к проходимости существующих гусеничных тягачей и значительно лучше, чем у других колесных автомобилей. В преодолении снежных подъемов и валов ЗИС-Э134 не уступал наиболее мощному тягачу АТ-Т и превосходил все остальные гусеничные транспортеры.
Выяснилось, что при движении по некоторым типам покрытий (особенно по снегу) высокоэластичные шины хорошо поглощают встречающиеся неровности, при этом жесткая рессорная подвеска автомобиля практически не работает. Это наблюдение было использовано в конструкции ряда вездеходов, построенных позже в СКБ ЗИЛ, которые либо совсем не имели подвески, либо были подрессорены частично. В ряде случаев отсутствие подвески с учетом назначения машины (для повышения устойчивости при высоком центре тяжести, лучшей обтекаемости при преодолении водных преград) себя полностью оправдало.
На основании испытаний автомобиля ЗИС-Э134 макет №1, проведенных в различных условиях, были сделаны следующие выводы:
1. Автомобиль-тягач сверхвысокой проходимости должен иметь колесную формулу 8x8. В крайних случаях допускается колесная формула 6x6 при условии равного расположения осей по базе.
2. Шины - максимального поперечного сечения (не менее 14") с диаметром не менее 1150 мм низкого давления (не более 2-2,5 кг/см2 со способностью снижать его до 0,5 кг/см2). Число слоев корда – не более четырех, рисунок протектора — «расчлененная елка».
3. Заболоченный луг со слабым покровом (мох, трава), с трясиной глубиной более 1200 мм (нога человека погружается на 500-600 мм) является пределом проходимости по болоту. Наивысшая тяга на крюке достигается при давлении воздуха в шинах 0,2-0,3 кг/см2. Необходимо добиваться конструктивными методами снижения среднего удельного давления движения на грунт при движении по болоту до 0,15—0,25 кг/см2.
4. Мощность двигателя должна быть избыточной с целью получения удельной мощности не менее 15 л.с/т.
5. Ограничения по тяговому усилию - не по двигателю («глохнет»), а по движителю, при буксовании колес даже на поверхностях с большим коэффициентом трения (сухой асфальт, бетон и др.).
6. Должна быть обеспечена возможность получения сверхнизкой («ползучей») скорости движения менее 1 км/ч.
7. Максимальная скорость движения на шоссе - не менее 65 км/ч.
8. Обязательно должен быть обеспечен бесступенчатый и плавный (без разрыва потока мощности) подвод переменного крутящего момента к колесам. Этим условиям лучше отвечает гидромехани ческая коробка передач (с гидротрансформатором).
9. Управление коробкой передач - автоматическое, без малоквалифицированного участия водителя.
10. Межколесные дифференциалы — с блокировкой. Лучше самоблокирующиеся червячно-винтовые.
11. При движении по бездорожью (болото, снег, густая грязь и др.) при наличии шин низкого давления большие хода подвески не нужны. В ряде случаев возможна полная ликвидация подвески.
12. Обязательно наличие гидроусилителя рулевого управления. Без него поворот двух управляющих пар колес даже на ходу невозможен. Подача насоса должна быть достаточной и при холостых оборотах двигателя.
13. Машина должна иметь гладкое днище (без выступающих частей) со въездным наклонным передним листом. Дорожный просвет под днищем — максимально возможный.
14. Углы въезда и съезда - не менее 60°.
15. Запасное колесо на машине не нужно.
16. Лебедка самовытаскивания - не обязательна (не за что зацепиться).
Таким образом, опытный ЗИЛ-Э134 доказал свою состоятельность. Практически не уступая гусеничному тягачу по проходимости и силе тяги, он обладал рядом существенных преимуществ - выше скорости движения по шоссе и ресурс ходовой части, дешевле эксплуатация. Проведенные испытания позволили выявить направления дальнейших исследований. И разработчику, и заказчику хотелось видеть более совершенную машину. Согласно требованиям военных, ее грузоподъемность должна была быть не менее 6 т, вес буксируемого орудия вырос вдвое. Тем не менее бесценный опыт, полученный при проектировании, постройке и в ходе испытании ЗИЛ-Э134 макет №1, давал уверенность в успешном выполнении нового задания на высоком техническом уровне.
Автомобиль был изготовлен в единственном экземпляре.
ЗИС-Э134 макет №1