Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин2 (1041906), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Конструктивные преимущества ГТД по сравнению с поршневым двигателем Внутреннего С~~рания заключак»тся в отсутствии Д~т~лей с Возвратно-поступательным движением. Онн не требуют установки на машину достатОчно сложнОЙ системы Охлаждения, предъявляют невысОкне требования к качеству топлнВа и имеют Высокую Готов" ИОСТЬ к ДеЙствию благодаря Хоро~им пу~~~~~м качествам.
На рис. 3 показана скоростная характеристика двухвального ГТД, у которого Существует Только Газовая Связь МеЖДу Турбиной кОмпрессора и тягОВОЙ турбиноЙ. Она Выгодно отличается От характеристики поршневого Двигателя. ГТД работает устоЙчиВО на Всем диапазоне изменения частОты Вращеиия Вала тяГОВОЙ турбины, Включая и полное торможенне, В последнем случае момент на Валу тяговой турбины будет максимальным. Однако работа ГТД при М~ЛОЙ частоте Вращения экономически невыГОдна из-за низкоГО к.
и. д. (График к. и. д. идентичен Графику мОщнОсти) и ВысокоГО удельноГО расхода топлива, ПО этим соображениям Выбирают частоту Вращени~ вала т~~о~ой турбины п1, Ограничивающую рабочий диапазон ее измене~ни Слева. 11 Эти же критерии вместе с допустимой максимальной частотой вра- Щения турбины по соображениЯм прочности Дают Ограничение рабо- чеГО диапазона изменення частОты Вращения спраВа й~ = п~п~~. Отношеййе моментов — Определяет рабОчйй коэффйциейт прй- М, М~ способляемости ГТД. В выполненных конструкциях ГТД его ве- личийа изменяется В пределах 2 — 3: Полный коэффициент прйспо- собляемости ГТД есть отйОшение —. Его Велнчйна доходйт до М~ * 4,5 — 5. У~еличен~е коэффициейта приспособляемости пОЗВОЛяет сократ~т~ чйсло ступейей В к~р~б~е передач, у~ростит~ ее й умейь- шить об~~м н Вес, Прй этом со~ра~~ет~я автоматнчность измейейия ~ру~~щ~~~ момейта йа Валу Т~~ОВОЙ турбийы (В завйсимости От ча- стоты вращения) без применения специальных устройств.
Вес и объем ГТД, как правило, меньше, чем поршневого двигателя той же МОЩНОСТИ. Широкому распространению ГТД на транспортных машинах пока еще препятствуют некоторые присущие им недостатки. Главные ИЗ НИХ: 1. Сравннтельйо Высокйе удельные расход~ ~~~л~в~, умейь- шающйеся, одйако, с повышейием температуры рабочего цйкла й частоты вращения турбины. В опытных образцах сложных ГТД ДОстиГнут минимальиый уДельный расхОД, раВный 270 Г/кВт ч (200 г/л. с. ч), Возрастающий на Границах рабОчей Области частот Вращения до 326 — 340 ГЬВТ ч (240 — 250 г/л. с.
ч). На частичных характеристиках удельные расходы значительно ВОзрастают* Ука- занные удельные расходы топлива получены при испОльзовании В схеме ГТД Специальных теплообменйиков (регенераторов) со сте- пенью регенерации не менее 0,8. 2. Высокие температуры рабОчеГО Газа и лОпатОк турбины, требующие применениЯ для них и камеры сГораниЯ специальных жаростойких сталей и материалов. Повышение температуры цикла вызывает необходймость Охлажденйя лопатОк рабОчих кОЛес. 3 Высокая частота Вращения колес) доходящая ДО пущ~ = 30 ООО об/мин, что прн высоких температурах требует повьппенной механйческой прочйостй й устойчйвостй протйв ползучести мате- ' риала лОпаток и, естественно, усложняет технолоГию их изГОтов" ЛЕН ИЯ. Современные достижения науки и техннки позволяют устранить указанные недостатки и создать эконОмически Оправданные (пО стоимости, дОлГОВечносГи, простоте конструкции и эксплуатациОн- ным расходам) образцы ГТД, пригодные для использования в каче- стВе энергетических устанОВОк транспортных мишина Ф а маном,н ноиудвижвник пОД ОпреДеленным уГлОм к горизОнту, которую В Дальнейшем будем именОВать плоскостью дииження, В сООтиетстВни с этим допугцением будем Также назЫВать ОпорноЙ плоскость~о Гусениц (или машины) пл~скОС*~, Образоианну® Опорными Ветиями Гу~~нип, лежа~цими на плоскости диижения~ на котОрых мысленнО исклк)чаются шпОры или грунтОзацепы тракоВ.
Следует заметить, чтО дейстинтельная пОВерхнОсть контакта Опор~~Й Ве~ии гусеницы с деформируемым Грунтом Весьма СЛОжна, Продольное сечение или прОфиль ее, даже при диижителе В Виде ~у~е~ич~оЙ Ле~ты, будет ~~~С~Ват~~~ Волнообразной ~р~ВОЙ ~следстаие уиелнчения даиления на Грунт под опорными катками. Более сложным окажется профиль опорной поверхности„если учитыиать зиенчатость Гусеничной цепи н местные неровности грунта. СледоВательно, Опорная плоскость Гусе" ницы или машины яВляется проекцией дейстВительной ОпорнОЙ поВерхностн на плОскОсть дВижения, а понятие ОпОрная плоскость или Ц 5 ПЛОСКОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ УСЛОВ- 9ц ным.
Однако точность расчетоВ движення Гусеничной машины От ис- Р О, по~~зоиания Втих услоиных ~~~~тий не пострадает благодаря примене- Рис. 4 нию В расчетах Опытных козффи" циентОВ~ Определяемых при натурных испытаииях машин и учи тыиающих сложный характер профиля дейстВительной ОпОрнОЙ ПОВЕРХНОСТИ. Внешние силы, дейстиукицие на машину при ра~номер~ом дВИ- жении ее без прицепа на подъеме с уГлОм Я, пОказаны на рис. 4. При раиномерном диижении на машину дейстау®т Внешние силь1, происхождение и характер которьгх различны. Прежде чем состаВ- лять ураинение дВижения, рассмотрим каждую нз дейстВующих на машину сил. Сила Тяжести 6 В Особых пояснениях не нуждается.
Она приложена В центре тяжести машины н'для удобстиа написания ураинений разложена на дие состаалякицие силы, параллельные Осям поДВижной ~~стем~ Ко~рд~нат. Предполагается, что центр тяжести распОЛОЖен В продол~~~Й п~оскости Си~~етрии ма~ины на оси а, а прОд~л~на~ ось х соамешена с линией пересечения указаннОЙ плО- скости и ОпорнОЙ плОскОсти машины. Состааляющую Веса, параллельную плОскОсти даижения, на зыиают снлОЙ сОпротииления подъему". При перематывании Гусеницы Ведущим кОлесом ее опорная Ветвь Оказывает давление на Грунт в напраВлении своеГО относительнОГО перемеЩения или в Сторону, ОбратнуЮ движениЮ маШН~~.
Зта сила давления на грунт обеспечивается двигателем. Равная ей касательная реакция Грунта действует на Опорную Ветвь Гусеницы В ~братном напра~ленин, Она Я~~яется ВнеШней СилОЙ, действующеи на машину, и нОсит название силы тяГи, Физически сила тяГи Гу- сеницы преДстаВляет сОбОЙ равиОДейстВуюЩую Всех касательных реакций Грунта„действующих на ОпОрную Ветвь Гусеницы В напра- ВЛЕННИ ДВИЖЕНИЯ. ОбЩая сила тяги МВШНИЫ Склад~вается из сил тяги Гусениц и обозначена буквой Р. Теоретически при прямолинейном движении МВШНИЫ по плоскости силы тяги Гусениц ДОЛЖИЫ быть Одинаков~. В действительности они, как правило, не равны между собой из-за различного Взаи~одействия Гусениц с Грунтом В реальных условиях движения и перераспределения Веса, приходящеГося на каждую Гусеницу, Вследствие боко~ого крена ма~ни~.
Как будет показано ниже, сила тЯГН ЯвляетсЯ причинОЙ Возник" нОВения В Гусеничном движителе снл, толкающих корпус машины. Для Выяснения характера касательных реакций Грунта, дей- ствующих на Опорную Ветвь Гусеницы при движении машины, на рис. 5 предстаВлены силы, приложенные к ОтдельнО Выделенному из Опор~ой Ветви зле~у. Прим~~, что Гусеничная маШина движется по Горизонтальному участку. Направление движения показано Век- тОром скорости машины о,„.
Выделенное из ОпорнОЙ Ветви звено наХодится В равно~есин при деЙСТВНН на него Нагрузки От ~абака М'„, НормаЛЬИОЙ реа~ции грунта Я„силы Р„, приложеннОЙ От левоГО звена, силы Р„+~ — От правого звена и равнодействующих злементарных реакции Грунта Р' и Р", Злементарные силы' реакции Грунта, ~редста~леннЫе равнодей- ствующей Р', возникают на грунтозацепе звена благодаря сопро- тивлению грунта прессованню, сдвигу и срезу. Реакции грунта, Сумма КоторЫх равна Р", ЯВляются Силами трения СколЬЖения или покОЯ, ВОзбу~да~м~ми при передаче на Грунт Вер~икалЬНОЙ на~руз~и, прихоДЯЩейсЯ на звено, Прн Этом слеДует преДположить, чтО зВено Относительно Грунта иаходится В покое или перемещается с некОто- рой скоростью, ОбратнОЙ по Днаку скорОсти машины .
ОчеВНДно, что наличие снл Р' и Р" приводит к нера~енству сил Р„и Р,+,. Первая будет ~сегда бол~Ше, чем Вторая, Линия Действия силы, ЯВЛЯЮЩейся Суммой сил Р' и Р' и, сле- ДОВательно, снлы тя Гн Гусеницы распОложена между указанными силами, С неболЬШОЙ по~реШностью принимают ЛНИНЮ Действия силы тяГК Гусеницы и машины, расположенноЙ В плбскОсти следа ИЛИ Опор~ОЙ ~~ос~ости ~усенИЦЫ. 14 К, Ведущеиу колесу От рзбОчей ВетВн Гусеницы приложена также сила Р, Если и В~Дущему колесу В пентре приложитВ дие раиные, ИО протниоположно найраВлеиные силы Р йараллелино рабочей ВетВН, то дие снлы нз плече Д „дают пару, урзиноиешиизющую крутящий момент М, приложенный со стороны трансмиссии, а остаишзяся сила дает состаиляющую В нзпраВлении диижения Влияние уГла р леГко рассмОтреть„пользуясь формулОЙ (2) НЛИ РИС. 6. Вертикальные сОставляющие сил на Оси ВедущеГО кОлеса и заднего катка одинаковы к равны Р З1п 'р.
Зти составляющие при движении Машин~ Обраауют пару сил, деиствующую на корпус и Вызывающую ~еко~ор~Й поворот его и перемещение КОр~~ Вниз. Кроме ТОГО, имеет место дополнительнОе пОджатие рессоры заднеГО опорного катка и уменьшение реакции грунта под ним. Зти Явления рассматриваются пОдробно В Гл. Л Ц. Для п~реднеГО располОжения ВедущеГО колсса результат Определения силы, толкающей корпус, будет одинаков, но сила Р" приложена к Оси напраВляющего кОлеса, располОженного на кОрме машины. Необходимая для движения машины сила тЯГн Р будет, Очевидно, зависеть от других сил, действующих на машину и изменяющихся в различных условиях движения.
Определение ее является основной задачей, 8 Дальнейшем под силой тяги Р понимается суммарное ТЯГОВОЕ УСИЛИЕ ДВУХ ГусеНКЦ. Нормальная реакция Грунта Я (см. рис. 4) для ~а~~~~ в Це~~м ИВляется СуммОЙ нормальнь~х реакций Гусениц. Последние представляют Собой равнодейству~ощие всех злементарных нормальных реакций Грунта, дейстВующих на Опорные ВетВн Гусениц. В дальнейшем под норм~льной реакциеЙ Грунта ~ понимается реакция для машины В целом.
Точка прнложения иОрмальнОЙ реакции носит название центра Давления и Обозначена букВОЙ .О. Центр ДВВления расположеи в Опйриой плоскости Машины, Для рассматриВаемого на рис. 4 случая движения на п~дъеме без бОКОВОГО крена Центр Давления находится на продольноЙ Оси х подвижной системы кООрдинат Ч Очку В 9 называют начальным центром давления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
