Е.И. Прочко, Р.Г. Данилов АВТОМОБИЛИ ДЛЯ БЕЗДОРОЖЬЯ  К 55-летию Специального конструкторского бюро Московского автомобильного завода им. И. В. Сталина

 На основании постановления Совета Министров СССР №1100 от 30 ноября 1961 г. и задания Управления автомобильной промышленности Мосгорсовнархоза (приложение №62В к распоряжению МГСНХ №860 от 20 декабря 1961 г.) Заводу им. И.А. Лихачева было поручено спроектировать и изготовить колесный снегоход грузоподъемностью 3 т, предназначенный для перевозки людей. Постройка автомобиля должна была завершиться к 1 января 1963 г.

Заявка попала на стол к главному конструктору ОГК Анатолию Маврикиевичу Кригеру и затерялась за грудой текущих дел. Вспомнили о ней только в октябре 1962 г., когда из управления пришел запрос о ходе работ по снегоходу. Зная об успешных испытаниях автомобиля ЗиЛ-132 в зимних условиях, A.M. Кригер набрал телефон главного конструктора СКБ В.А. Грачева: «Виталий, выручай!».

24 октября состоялся техсовет завода по проектированию и постройке снегохода. До момента сдачи изделия заказчику оставалось всего два месяца.

Большой опыт проектирования и испытаний автомобилей высокой проходимости, накопленный автозаводом им. И.А. Лихачева, позволил сформулировать основные технические требования, необходимые для создания колесного снегохода.

1. Колесная формула - 6x6.
   2. Удельная мощность силовой установки - не менее 20 л.с./т.
   3. Дорожный просвет - не менее 800 мм.
   4. Диаметр колес - не менее 1700 мм.
   5.  Гладкое днище, способствующее уменьшению сопротивления от бульдозерного эффекта.
   6. Удельное давление колеса на опорную поверхность — 0,5 кг/см2.
   7. Автоматическая блокировка дифференциалов.
   8. Динамический фактор на 1-й передаче — не менее 0,8.

 В соответствии с этими требованиями для обеспечения заданного уровня проходимости (движение по любому снегу глубиной 1000 мм с нагрузкой) был разработан снегоход с колесной формулой 6x6, которому присвоили индекс ЗиЛ-Э167. При проектировании использовались проверенные узлы и агрегаты силового привода и ходовой части вездехода ЗиЛ-135Л, что позволило увеличить грузоподъемность новой машины до 5 т.

В работе над ЗиЛ-Э167 принимали участие: конструкторы В.А. Грачев (руководитель работ), А.Д. Андреева (ведущий конструктор), С.Г. Вольский, А.Г. Кузнецов, М.П. Морозов, Б.П. Борисов, Г.И. Хованский, В.В. Шестопалов, С.Ф. румянцев, Ю.В. Балашев, И.С. Патиюк, Л.А. Кашлакова, Н.А. Егоров; испытатели В.Б. Лаврентьев, В.М.Андреев, Г.А. Семенов, В.Г. Шорин, Г.Т. Крупенин, Ф.Н. Седов; водители-испытатели Б.И. Григорьев и В.М. Жданов.

Краткое описание конструкции

 Для изготовления снегохода использовали первый образец ЗиЛ-135Л, который разобрали, переделали раму и стали монтировать агрегаты согласно новой компоновке, по месту создавая конструкторскую документацию. Опытный образец был изготовлен без выдачи полного комплекта конструкторской документации и представлял собой ходовой макет будущей конструкции.

В задней части машины маховиками вперед были установлены два V-образных восьмицилиндровых двигателя ЗиЛ-375 мощностью 180 л.с. каждый. Непосредственно перед двигателем располагалась гидромеханическая передача, состоящая из гидротрансформатора и планетарной автоматической коробки передач от автомобиля ЗиЛ-135Л.

 Гидромеханическая передача позволяла без разрыва силового потока производить переключение передач (как по желанию водителя, так и автоматически, в зависимости от сопротивления дороги). Такая трансмиссия давала возможность плавно трогаться с места и без рывка подводить крутящий момент к колесам, что, в свою очередь, предотвращало возможный срыв верхнего покрова грунта и буксование колес автомобиля на особо труднопроходимых участках.

Силовая передача осуществлялась двумя потоками, раздельно от каждого двигателя, на правый и левый ряд колес.

 Для получения высокой маневренности передние и задние колеса автомобиля были выполнены управляемыми. Облегчение усилия на рулевом колесе достигалось применением в рулевом приводе двух гидроусилителей, каждый из которых действовал на одну рулевую трапецию. Синхронность поворота передних и задних колес обеспечивалась продольной связью рулевых трапеций и управлением двумя гидроусилителями от одного клапана управления.

Дорожный просвет автомобиля более 850 мм был достигнут за счет применения шин большого размера 21.00-28 и колесных редукторов с передаточным числом 4,9. На ЗиЛ-Э167 использовались шины от одноосного тягача МАЗ-529Е, только с уменьшенным числом слоев корда до 12, что было необходимо для придания шине большей эластичности и возможности использования на машине системы регулирования давления воздуха в шине.

 Колеса автомобиля — дисковые, с разъемным ободом, выполненным из стеклопластика. Передние и задние пары колес снегохода имели независимую торсионную подвеску на поперечных рычагах. Колеса второй оси жестко, с помощью стальных сварных кронштейнов, были прикреплены к раме.

Система охлаждения, выполненная отдельно для каждого двигателя, — жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Система злектрооборудования - однопроводная, с номинальным напряжением 12 В. Система зажигания — экранированная.

 Для улучшения проходимости снегоход оборудовали централизованной системой регулирования давления воздуха в шинах и лебедкой, привод к которой осуществлялся от раздаточной коробки левого борта. Лебедку позаимствовали у автомобиля ЗиЛ-134.

Четырехместная кабина, грузопассажирский кузов и оперение были изготовлены из стеклопластика. Теплоизолированный грузопассажирский кузов оснащался двумя дверями, одна из которых вела в кабину водителя, а другая служила для входа снаружи. Кабина и кузов (кроме отопителей, использующих тепло охлаждающей жидкости систем охлаждения двигателей) оснащались независимыми подогревателями-отопителями, а в кузове устанавливалась еще и металлическая дровяная печка «буржуйка».

Испытания

 Снегоход ЗиЛ-Э167 был собран 31 декабря 1962 г. - всего за два месяца (темпы, рекордные даже для СКБ).

 В январе 1963 г. автомобиль был обкатан пробегом в 742 км на заснеженных асфальтовых и фунтовых дорогах Московской области и прошел 183 км по снежной целине. Затем его начали готовить к Зимним испытаниям.

 7 февраля 1963 г. снегоход отправился по маршруту Москва - Пермь. На заснеженном асфальтированном шоссе машина разгонялась до 75 км/ч, а средняя скорость движения составила около 50 км/ч. На четвертый день пути, за Казанью, снегоход съехал с дороги и попал (с креном на правую сторону) в снежную яму глубиной около метра. Для выхода машины из снежного плена водителю даже не потребовалось покидать кабину. Вывернув колеса автомобиля в сторону уклона и включив пониженную передачу, удалось выехать на дорогу. Во время следования к Перми Зиловский вездеход приводил в изумление водителей автоколонн, застрявших на дороге, той легкостью, с которой он объезжал их прямо по снежной целине.

Из 1615 км, отделявших Москву от Перми, 294 км ЗиЛ-Э167 двигался по снежной целине со средней скоростью более 10 км/ч. Основной этап испытаний проходил на тяжелом для движения рассыпчатом крупнозернистом снегу в окрестностях Перми. Глубина снежного покрова составляла 700-1200 мм. Сухой снег с прослойкой ледяного наста представлял серьезное препятствие ввиду того, что колея, оставленная после прохода, сразу осыпалась. В этих условиях были проверены тяговые возможности и сопротивление движению вездехода на шинах 21.00-28, 18.00-24 и 1500x840 при различных значениях давления воздуха в них. Лучшие результаты были получены с шинами 21.00-28. Так, например, тяга на глубоком снегу превышала 2,5 тс, а сопротивление движению составило менее 1 тс.

Основным конкурентом ЗиЛ-Э167 во время испытаний стал наиболее распространенный тогда гусеничный снегоболотоход ГАЗ-47. Эта машина в целом уверенно двигалась в тех же условиях, однако ее скорость оказалась ниже, а маневренность - значительно хуже.

Суровую проверку ходовых качеств ЗиЛ-Э167 прошел в сравнительных заездах с гусеничными ГАЗ-47, АТ-С, АТ-Т (последние два представляли собой серийные артиллерийские тягачи средней и тяжелой категории соответственно). Особое внимание привлекал АТ-Т, являвшийся в те годы самым мощным транспортно-тяговым средством, способным буксировать прицепы массой 15 т.

 Недалеко от Перми на специально выбранном участке снежной целины глубиной 800—1000 мм все машины, стартуя одновременно, должны были пройти определенный отрезок, после чего, осуществив разворот на 180°, вернуться обратно. Главным оценочным параметром являлась скорость. Достойную конкуренцию ЗиЛ-Э167 оказал лишь тягач АТ-Т, показав чуть большую скорость движения. Тем не менее, не осталось ни малейших сомнений в том, что уникальный колесный автомобиль на глубоком снегу имеет одинаковую с гусеничными машинами подвижность и проходимость.

 За время Зимних испытаний снегоход преодолел 2684 км, из которых 739 км - по бездорожью, свободно преодолевая заснеженные придорожные кюветы, траншеи, ямы и т.п. На дорогах с твердым покрытием ЗиЛ-Э167 обладал достаточно высокой для машин такого класса скоростью и хорошей маневренностью. Подвеска автомобиля обеспечивала комфортабельность езды как на дорогах с твердым покрытием, так и на пересеченной местности.

В августе 1963 г. испытания ЗиЛ-Э167 продолжились в районе деревни Чулково на берегу Москвы-реки. Предстояло выяснить, насколько снегоход подходит для работы на песчаной и болотистой местности. ЗиЛ-Э167 сравнивался с тягачом ГАЗ-47 и автомобилем ЗиЛ-157. Тяговое усилие снегохода на песке в несколько раз превосходило аналогичное значение у ГАЗ-47 и ЗиЛ-157, тогда как сопротивление движению было меньшим. Скорость, которая была достигнута на сыпучем, мелкозернистом сухом песке, превысила 40 км/ч.

Столь же уверенно ЗиЛ-Э167 преодолевал профильные препятствия. Он «взял» увлажненный суглинистый холм с травянистым покровом крутизной 42°, что соответствовало уровню лучших гусеничных транспортеров. Но возможности вездехода не были до конца раскрыты, поскольку в районе испытаний не нашлось препятствия с большим углом подъема. Снижение давления воздуха в шинах до 0,25 кг/см2 позволяло преодолеть песчаный подъем крутизной 32°. Испытания также показали, что ЗиЛ-Э167 благодаря дорожному просвету 850 мм свободно двигался и маневрировал на болоте глубиной 0,8 м. Если же глубина болота не превышала 0,5 м, то снегоход проходил его, имея на буксире 5-тонный транспортер ГАЗ-47, гусеницы которого были полностью заторможены.

 6 апреля 1964 г. по распоряжению дирекции завода снегоход ЗиЛ-Э167 был направлен в г. Сердобск с целью доставки 4 т заготовок автомобилей ЗиЛ-130 для обработки на Сердобском машиностроительном заводе. Для движения по размокшим весенним дорогам лучшего транспорта сложно было найти. Маршрут характеризовался глубокой колеей (до 400 мм) при движении по проселочной дороге, узкими снежными коридорами (высота стен коридора до 2 м). Дорога изобиловала крутыми поворотами, спусками и подъемами. Всего за время рейса автомобиль преодолел 1255 км по шоссе Москва — Пенза, 146 км по проселочной дороге и 180 км по бездорожью.

 По проселочной дороге движение автотранспорта наблюдалось только на участке Пенза — Кондель (42 км). На участке Кондель — Сердобск (100 км) движения автомашин не было совсем. Между некоторыми деревнями связь осуществлялась тракторами ДТ-54, буксирующими сцепку автомобилей. Бездорожье характеризовалось снежной целиной с глубиной снега 400-600 мм и промерзшей пахотой. Особую трудность представляли вскрывшиеся овраги с узкими дамбами и обрывистыми берегами.

За весь путь снегоход четыре раза терял подвижность. В трех случаях экипаж на ЗиЛ-Э167 выбирался самостоятельно, один раз пришлось воспользоваться помощью трактора ДТ-54.

Первый раз ЗиЛ-Э167 застрял, двигаясь со скоростью 15 км/ч по снежной целине между деревнями Кондель — Васильевка. Под слоем снега оказался ручей, автомобиль сходу съехал в него и вывесился на поддоне. Глубина снега в этом месте была 600 мм, под ним — слой воды около 500 мм. После того как поддон с помощью лопат был освобожден от снега, снегоход самостоятельно выехал назад. Очистка снега заняла 2 ч.

Второе застревание произошло при пересечении оврага между деревнями Васильевка и Саловка. Были предприняты две попытки преодолеть овраг. В первом случае автомобиль застрял, упершись бампером в высокий противоположный берег, но не потерял подвижности и самостоятельно выехал назад. Вторая попытка преодолеть овраг была осуществлена в 10 м левее. Автомобиль вошел в овраг, уперся бампером в высокий твердый противоположный берег. Задние колеса вывесились, передние не доставали дна оврага. Сцепление с обледенелым грунтом имели только средние колеса. Кроме того, ЗиЛ-Э167 частично вывесился на поддоне. В течение двух часов экипаж очищал поддон от снега. Давление в шинах сниЗили до минимума, но несмотря на это автомобиль самостоятельно выехать не смог и был вытащен трактором ДТ-54. Снегоход преодолел этот овраг самостоятельно в районе д. Березовки.

На Сердобский машиностроительный завод ЗиЛ-Э167 прибыл 9 апреля 1964 г. в 11.55. Разгрузив поковки, в 13.36 он отправился в обратный путь. Переехав санную дорогу в районе д. Васильевка, ЗиЛ-Э167 с хода на скорости 18—20 км/ч въехал в заснеженный ручей Мартышкин мостик глубиной до 2 м и вывесился на средних колесах с большим креном на правый борт. Задние колеса не доставали дна ручья, переднее левое колесо висело в воздухе. Под поддон набился плотный мокрый снег.

 В течение полутора часов экипаж откапывал машину, но попытка выехать из ручья не увенчалась успехом. В таком положении автомобиль остался на ночь. Утром 10 апреля в 7.30 вновь начались работы по его освобождению. Крутой берег у правого среднего колеса подрубили топором. Под протектор правого среднего колеса подложили деревянные бруски, взятые экипажем для отопления салона. Давление в шинах левого борта было спущено до нуля, а правого — поднято до 0,5 атм., что несколько выровняло машину. Поддон очистили от снега. После этого автомобиль самостоятельно пересек ручей. На преодоление ручья ушло около 2 ч 45 мин.

 В связи с началом паводка мост через реку Пенза был разобран, и испытателям пришлось искать объезд. Объезд протяженностью 29 км по маршруту совхоз Ленина — дом лесника — Воскресеновка — Валяевка — аэропорт Пенза проходил по узкой тракторной колее, мостикам через ручьи и овраги, пахоте и лесной дороге.

При движении по бездорожью оказалась проколотой шина правого среднего колеса. Ширина прокола достигала 40 мм. Необходимость частой регулировки давления в шинах исключала возможность перекрытия колесных кранов остальных пяти колес, а при открытых кранах производительность компрессоров была недостаточна, так как кроме прокола имелась утечка воздуха и в других колесах. Испытатели приняли решение заглушить прокол деревянной заглушкой. Первая заглушка выскочила из колеса после 15 км пробега по проселочной дороге при давлении в шинах 0,75 атм., вторая — через 63 км. Третья заглушка выдержала 60 км движения с грузом и 820 км движения без груза. Давление в шинах при движении по асфальту поддерживалось не более 1 атм.

Три раза отказывал в работе независимый отопитель кабины. Во всех случаях причиной стала закупорка отверстия выхлопной трубы отопителя снегом или грязью. После того как труба была очищена, отопитель функционировал исправно.

Одним из наиболее сложных испытаний стало участие ЗиЛ-Э167 в строительстве нефтепровода Шаим — Тюмень в январе-марте 1965 г. Вместе с тремя четырехосными автомобилями (ЗиЛ-135Л, ЗиЛ-135ЛМ и ЗиЛ-135ЛН) трехосный снегоход оказался в исключительно сложных природно-климатических и дорожных условиях. Об этом говорил тот факт, что только 10% трасс проходило по накатанным лесовозным дорогам, поддерживаемым в хорошем состоянии. Трассы в тайге характеризовались извилистостью, сильно затрудняющей движение машины значительной длины, и большим количеством занесенных снегом пней, стоящих вплотную к проезжей части. По болотам дороги прокладывались способом предварительного намораживания, что делало их профиль очень неровным, с большим количеством ям и выбоин. Глубина снега таежных дорог составляла около 1 м. Структура снежного покрова была такова, что человек на обычных лыжах проваливался по колено. Дополняла эту картину среднемесячная температура окружающего воздуха -25 — -30°С, часто опускавшаяся до -40°С.

Эксплуатационные испытания проходили по заданию Министерства газовой промышленности СССР, нуждающегося в подвижном составе, способном надежно и экономически эффективно осуществлять перевозки различных грузов. Не менее остро стояла проблема снабжения топливом городов и крупных строительств, удаленных от железнодорожных станций.

И здесь ЗиЛ-Э167 показал себя с самой лучшей стороны. Он оказался незаменимым не только при перевозке людей и грузов непосредственно по снежной целине, чего не могла сделать ни одна автомашина, но и при ликвидации пробок и заторов, что намного облегчало условия движения колонн, состоящих из обычных автомобилей. Он использовался для разведки и планировки трассы (легко валил деревья диаметром до 150 мм), прокладки объездных путей и для переброски людей как по трассе нефтепровода, так и на станции получения груза. Значительную помощь снегоход оказал, вытаскивая застрявший транспорт. 4750 км, пройденные автомобилем в этих испытаниях, совершенно отчетливо показали его преимущества над всеми типами колесной отечественной техники.

Некоторые итоги

 За три года испытаний ЗиЛ-Э167 прошел более 20 тыс. км, показав себя надежной и высокоэффективной машиной. СКБ ЗиЛ удалось создать колесный снегоход, который отвечал требованиям проходимости по любому снегу глубиной до 1000 мм, свободно маневрировал на целинном снегу и обладал исключительной профильной проходимостью (преодолевал заснеженные придорожные кюветы, траншеи, ямы, окопы и т.п.). Автомобиль уверенно двигался и маневрировал по песку. Движение по болоту (на шинах 21.00-28) ограничивалось глубиной 700 мм. ЗиЛ-Э167 обладал хорошей динамикой, высокими тяговыми свойствами, преодолевал сухой задерненный подъем 42°, имел достаточно высокие максимальную скорость и маневренность.

 В целом по проходимости ЗиЛ-Э167 превосходил все отечественные колесные машины (в том числе и автомобили 8x8 типа ЗиЛ-135) и практически не уступал гусеничным тягачам. По общему уровню подвижности снегоход превосходил гусеничные тягачи. Подвеска автомобиля обеспечивала высокую комфортабельность езды как по дорогам с твердым покрытием, так и по бездорожью.

 Испытания показали, что снегоход ЗиЛ-Э167 чрезвычайно полезен в качестве автомобиля сопровождения колонн в тяжелых дорожных условиях. Он был способен двигаться в конце колонн, оказывая помощь застрявшим машинам и прокладывая объездные пути при разъездах. Благодаря утепленному кузову ЗиЛ-Э167 можно было с успехом использовать под жилье для экипажей, в качестве столовой, командного пункта и комнаты отдыха.

 Выявились и направления совершенствования машины. Так, ширина ЗиЛ-Э167 и его колея были велики и не соответствовали ширине проезжей части дорог и мостов. Требовалось уменьшить габаритную ширину автомобиля до размера не более 2800 мм. Необходимо было также усилить конструкцию крыльев и бамперов. Учитывая возможность некоторого снижения общего веса шасси, рассматривался вопрос повышения грузоподъемности снегохода до 7 т.

 Тем не менее нежелание нового руководства ЗиЛ (с марта 1963 г. директором ЗиЛ был назначен П.Д. Бородин) заниматься спецтехникой не позволило выпускать серийно этот перспективный и необходимый стране автомобиль, несмотря на то, что Министерство газовой промышленности готово было заказать партию из 10 машин, а Министерство обороны для начала хотело получить два образца.

                                                   Технические параметры   ЗиЛ-Э167
Колесная формула                                                                6x6
Число мест в кабине                                                              4
Число мест в кузове                                                              14
База автомобиля, мм                                                        3150+3150
Колея колес, мм                                                                    2500
Длина шасси, мм                                                                    9420
Ширина, мм                                                                           3130
Высота, мм                                                                            3060
Дорожный просвет по раме, мм                                              852
Дорожный просвет по кронштейнам подвески, мм                   750
Радиус поворота по переднему внешнему колесу, м               11,9
Глубина преодолеваемого снега, м                                         1,0
Глубина преодолеваемого брода, м                                        1,8
Ширина преодолеваемого рва, м                                            2,5
Преодолеваемый подъем                                                       42°
Угол свеса передний                                                             44°
Угол свеса задний                                                                 53°
Грузоподъемность, кг                                                            5000
Снаряженная масса, кг                                                          12000
Полная масса автомобиля, кг                                                 17000

Двигатель                                                    ЗиЛ-375Я (2 шт.)
Тип двигателя                                                       Бенииновый, карбюраторный
Номинальная мощность, л.с./кВт                                        2x180/2x132
Частота вращения при номинальной мощности, мин^-1 3200
Максимальный крутящий момент, кгс-м/Н•м                            47,5/466
Частота вращения при макс, крутящем моменте, мин^-1
Число и расположение цилиндров                                   8, V-образное
Диаметр цилиндра, мм                                                              108
Ход поршня, мм                                                                        95
Рабочий объем, л                                                                     7,0
Степень сжатая                                                                        6,5

Трансмиссия

Гидротрансформатор  Комплексный, 4-колесный, коэффициент трансформации 2,6
Коробка передач        Автоматическая, планетарная, 3-ступ., передаточные числа: 1-я - 2,55; 2-я - 1,47; 3-я - 1,0; ЗХ - 2,26.
Демультипликатор     Планетарный, двухступенчатый, передаточные числа: 1-я - 2,73; 2-я - 1,0
Раздаточная коробка   Цилиндрическая одноступенчатая с КОМ, передаточное число 1,296
Бортовая передача                                  Коническая одноступенчатая, передаточное число 2,273
Колесная передача                                   Цилиндрическая прямозубая одноступенчатая, i = 4,91
Шины                                                                                      21.00-28

Эксплуатационные данные

Объем топливных баков, л                                                        900
Объем смазочной системы двигателя, л                                      2х10,5
Объем системы охлаждения, л                                                   2x32
Контрольный расход топлива, л/100 км                                      100
Максимальная скорость по шоссе, км/ч                                       75
Скорость на рыхлом снегу глубиной 500 мм, км/ч                        30

Скорость на рыхлом снегу глубиной 800 мм, км/ч                        15