Уже вскоре специалистам грачевской фирмы пришлось убедиться в сложности стоящих перед ними технических проблем. Возможность движения по пересеченной местности и всем видам грунтов, высокие средние скорости при перемещении по выбитым дорогам, легкость в управлении, способность буксировать прицепную технику, большой срок службы - таковы были основные качества, которыми должен обладать средний многоцелевой армейский полноприводный автомобиль, заказанный Министерством обороны. При этом приоритетным считалось использование этой машины как быстроходного артиллерийского тягача. Сроки, отведенные на выполнение работы, заставляли действовать с полной отдачей творческих и физических сил.
В то время гусеничные транспортно-тяговые машины были, по существу, единственным типом машин, обладающими хорошей проходимостью по грунтам с низкой несущей способностью и позволяющих в этих условиях решить задачу транспортирования военных грузов и огневых средств. Вместе с тем из-за низкого ресурса ходовой части, относительно невысоких скоростей движения на дорогах с твердым покрытием, гусеничные вездеходы уступали транспортным колесным автомобилям, особенно при эксплуатации в обычных условиях.
Благодаря испытаниям трехосных автомобилей серийного производства ЗИС-485, БТР-152В и экспериментальных об- i разцов ЗИС-121В, ЗИС-126, ЗИС-128, оборудованных односкатными шинами увеличенного профиля и диаметра со сниженным либо изменяемым с помощью СРДВШ внутренним давлением, становилось очевидным, что на бездорожье колесный движитель может оказаться достойным соперником для гусеничного. Это не означало, что все вопросы, связанные с проектированием колесного вездехода с необычайными доселе характеристиками, были исчерпаны, на многие из них наука еще не имела ответов. Предстояло определить влияние отдельных конструктивных и габаритно-весовых параметров на сопротивление движению, тяговое усилие, плавность хода, управляемость, скорость движения, расход топлива и т. п.
В. А. Грачев и его соратники прекрасно понимали: для того, чтобы успешно конкурировать с гусеничными тягачами, которые разделялись на легкую, среднюю и тяжелую категории, необходимо прибегнуть к нестандартным решениям, пересматривая многие представления о такого рода объектах. Для получения максимальной проходимости придется пойти по наиболее сложному и трудоемкому пути, который предусматривал минимальную конструктивную преемственность с серийными дорожными автомобилями. С другой стороны, частичная унификация с изделиями действующего производства не могла не сказаться на сокращении средств разработки и изготовления машины.
Общую компоновку изделия, которому присвоили индекс ЗИС-Э134, он же макетный образец № 1, предопределило его назначение. Необходимость сочетания прицепной системы и тягача, размещения груза на платформе и наблюдения за буксируемым объектом или прицепом во время движения обусловили выполнение требования переднего расположения двигателя и кабины. Грузоподъемность в основном была задана, исходя из необходимости обеспечения работы буксируемых систем, размещения на грузовой платформе боевого расчета или другого военного снаряжения. Не менее важным являлось и то, чтобы масса буксируемого прицепа была не менее половины полной массы самого тягача.
Для того, чтобы совместить хорошие тяговые качества с высокой проходимостью и универсальностью применения, в конструкции ЗИС-Э134 использовали немало оригинальных технических решений, ранее не встречавшихся на отечественных полноприводных автомобилях. Прежде всего это относилось к расположенным равномерно, на расстоянии 1500 мм один от другого, ведущим мостам. Такая схема позволяла не только оптимально распределить весовые нагрузки на колеса, но также обеспечивала возможность преодоления рвов и окопов шириной до 1,5 м и движение по местности, насыщенной пнями, поваленными деревьями, крупными камнями.
Равномерное расположение колес по длине автомобиля позволяло двигаться по пересеченной местности. Высокие тяговые и сцепные свойства - брать крутые склоны, широкие рвы, канавы, ямы
Тесное сотрудничество СКВ ЗИЛ с Научно-исследовательским институтом шинной промышленности (НИИ ШП) привело к появлению 8-слой-ных шин 14.00-18 (модель И-113) диаметром более 1200 мм, к особенностям которых можно отнести широкий диапазон изменения внутреннего давления воздуха от 3,5 кг/см до 0,2 кг/см, способность к длительной работе и возможность большой деформации (до 35 %) высоты профиля при минимальном давлении. В последнем случае площадь контакта колеса с грунтом возрастала почти в 5 раз, а удельное давление, наоборот, снижалось до величины, вполне сопоставимой с аналогичным показателем у гусеничных тягачей. Нельзя не отметить и то, что шины типа «вездеход», имевшие рисунок протектора в виде косой расчлененной елки с хорошо развитыми грунтозацепами серьезно улучшали сцепные качества автомобиля на мягких грунтах, что в совокупности с вышеуказанными мероприятиями заметно снизило сопротивление качению, благоприятно сказалось на увеличении тягового усилия и скорости при движении по рыхлым, заболоченным и другим тяжелым грунтам. Новые шины позволили довести дорожный просвет до 370 мм.
Большой интерес и первостепенное значение для эксплуатационных параметров ЗИС-Э134 имели характеристики энергетической установки и силовой диапазон трансмиссии.
Мощность расположенного перед кабиной рядного 6-цилиндрового карбюраторного двигателя ЗИС-120ВК рабочим объемом 5,66 за счет коренного изменения головки блока цилиндров, клапанного и газораспределительного механизмов была увеличена до 130 л. с. (96 кВт).
Крутящий момент от двигателя к колесам передавался посредством последовательно соединенных гидротрансформатора, коробки передач, раздаточной коробки, передней и задней коробок отбора мощности, а также ведущих мостов. Между собой упомянутые агрегаты (кроме двигателя и гидротрансформатора) связаны с помощью карданных валов.
Особую роль в силовом приводе играл пристыкованный непосредственно к движителю гидротрансформатор, первоначально предназначавшийся для модифицированного автобуса ЗИС- 155А. Наличие этого механизма позволяло в момент трогания автомобиля увеличить крутящий момент двигателя в 4 раза, при этом плавно производя разгон без прекращения подвода мощности при переключении, что намного улучшило сцепление колес с дорогой. Отсутствие жесткой связи между мотором и трансмиссией исключало опасность остановки двигателя при больших перегрузках, гасило возникающие вибрации, уменьшало отрицательное влияние ударных нагрузок, даже когда машиной управлял неопытный водитель, что весьма актуально для армейских условий. Во время движения по бездорожью это значительно облегчало работу водителя, поскольку изменение скоростей происходило автоматически и не требовало переключения передач. Указанные свойства положительно сказались на долговечности узлов трансмиссии. Встроенный в корпус гидротрансформатора реверс давал возможность последовательно включать передний, а потом - задний ход, тем самым увеличивая раскачку застрявшего автомобиля для выхода его из ям, снежных заносов и т. д.
Вид в плане
В отличие от других серийных и опытных полноприводных автомобилей пятиступенчатая коробка передач, заимствованная от грузовика ЗИС-150 была смещена к задней стенке кабины и водитель управлял ею с помощью сильно изогнутого наклоненного вперед рычага.
Распределение силового потока ведущими осями так, чтобы достигалась наилучшая проходимость, увеличение тягового усилия на колесах в пределах, необходимых для преодоления тяжелого бездорожья и крутых подъемов, обеспечение устойчивого движения автомобиля с малой скоростью при работе двигателя на режиме максимального крутящего момента осуществлялась благодаря применению двухступенчатой раздаточной коробки с обеими понижающими передачами. Низшая передача могла быть включен; только тогда, когда были включены передние мосты. Раздаточная коробка, имевшая блокированный привод, допускал; одновременное включение передних мостов и низшей передачи, поскольку это не только снижало нагрузку на задние ведущие мосты, но и уменьшало степень нагружения силового привода автомобиля.
От раздаточной коробки крутящий момент с помощью карданных валов передавался к передней и задней коробкам отбора мощности, прифланцованным ко второму и четвертому мостам соответственно. Необходимость установки коробок отбора мощности заключалась в том, что помимо привода мостов к которым они прикреплялись, обеспечивалась передача тягового усилия с помощью промежуточных карданных валов по первой и третьей осям.
Очень часто полноприводные автомобили теряли подвижность во время преодоления труднопроходимых участков из-за того, что каждый ведущий мост имел обычный межколесный дифференциал, допускающий резкое снижение тягового усилия вследствие буксовки одного из колес. ЗИС-Э134 был лишен этого недостатка, поскольку в его конструкции применялись самоблокирующиеся дифференциалы, которые распределяли крутящий момент автоматически и пропорционально способности ведущих колес создавать тяговое усилие в зависимости от условие сцепления с грунтом.
Агрегаты трансмиссии были хорошо доступны для обслуживания и могли быть демонтированы без снятия смежных агрегатов.
Чтобы повысить средние скорости движения на разбитых дорогах и тяжелом бездорожье, неразрезные мосты были подвешены на полуэллиптических рессорах и снабжены рычажными гидравлическими амортизаторами двухстороннего действия. Основой несущей системы явилась усиленная и несколько укороченная сзади рама от ЗИС-151, к которой спереди крепился мощный бампер швеллерного сечения.
Четырехосная схема вызвала необходимость сделать управляемыми колеса двух первых осей, а некоторое усложнение рулевого привода было оправдано тем, что минимальный радиус действия поворота по колее внешнего колеса не превышал 10.5 м. Установка на управляемых ведущих колесах шин низкого давления неизбежно приводила к увеличению площади их отпечатка, а вместе с ним силы сопротивления повороту. Справедливость подобного вывода хорошо знали водители, которым приходилось прилагать немалые усилия, управляя автомобилем, двигавшимся по деформируемым грунтам с низкой несущей способностью, особенно при наличии прицепа. Единственный выход состоял в том, что в схему рулевого управления ввели гидроусилитель руля, воздействующий на рулевые трапеции двух первых мостов. Но не только гидроусилитель руля облегчал условия работы водителя. Колодочные тормоза, установленные на всех колесах, в действие приводились пневматической системой, сжатый воздух в которую подавал компрессор. Сами тормоза были защищены от проникновения измельченных частиц грунта, вызывающих чрезвычайно быстрый абразивный износ тормозных накладок и самого барабана.
Размещение справа от водителя рычагов управления гидротрансформатором, коробкой передач, раздаточной коробкой и ручным тормозом заставило кабину, использованную от серийного грузовика, сделать двухместной и разместить в ней дополнительный щиток с указателями температуры и давления масла в двигателе, гидротрансформаторе, гидроусилителе руля.
На автомобиле была смонтирована платформа, такая же, как на трехосном ЗИС-121В, с металлическим основанием, откидным задним бортом и дугами для тента.
ЗИС-Э134 мог транспортировать в кузове 3 т груза вне зависимости от состояния опорной поверхности, по которой приходилось двигаться. Полная масса машины составила 10 т.
К лету 1955 г. комплект конструкторской документации был готов, а в течение июня-августа в экспериментальном цехе отдела главного конструктора (ОГК) построили опытный образец автомобиля. Еще некоторое время понадобилось для обкатки и незначительной доработки конструкции. В октябре приступили к испытаниям. Нетрудно понять, сколь велико было волнение всех сотрудников СКВ, напряженно ожидавших, насколько хорошо их первенец покажет себя в деле. Подмосковное бездорожье, тем более в период осенней распутицы, могло послужить отличным полигоном для проверки ходовых качеств новой машины. Уже первые километры, пройденные по маршрутам испытательных трасс, дали основания говорить, что ЗИС-Э134 имеет неоспоримое превосходство в проходимости перед любым отечественным колесным автомобилем.
Передние управляемые мосты уменьшали радиус поворота, гидроусилитель облегчал труд водителя
Ни один автомобиль не ездил по снежной целине, кроме ЗИС-Э134
Не являлись в этом смысле исключением и наиболее совершенные опытные грузовики ЗИС-121В и ЗИС-157. Действительно, колесная машина, обладающая возможностью перемещения с боковым креном 25 град., преодолевавшая траншеи и окопы шириной 1,5 м, заросшие илистые болота глубиной 0,7 м, вертикальные стенки высотой 0,5-0,6 м, затяжные подъемы крутизной порядка 35 град., брод глубиной более метра, могла быть поставлена по уровню проходимости в один ряд с гусеничной техникой. Столь же впечатляющими были динамические и тяговые свойства. Максимальная скорость достигала 65 км/ч, а по грунтовым дорогам - 30-35 км/ч. По шоссе автомобиль с 3 т груза буксировал прицеп весом более 6 т, вне дорог эта величина составляла около 5 т. С благодарностью водители отмечали работу усилителя рулевого управления и гидромеханической трансмиссии, значительно облегчавших их труд в условиях движения по непролазной осенней грязи, влажной луговине и пересеченной местности.
