Никитин А.О., Сергеев Л.В. - Теория танка (1053683), страница 4
Текст из файла (страница 4)
9) с уменьшением числа оборотов турбины крутящий момент быстро снижается и, следовательно, такой двигатель по протеканию тяговой характеристики неприемлем для танков. На рис. 8 и 9 МР— механический редуктор (КП). 19 Тяговые качества ГТД оцениваются по скоростной характеристике, которая представляет собой зависимость развиваемой двигателем мощности Лl, „и крутящего момента ~И,, на валу турбины мощности от оборотов п,,~ этого вала при постоянном часовом расходе топлива или при постоянной максимальной темпера- гуре цикла 1,. Топлибс И /мын Рис. 9 На рис. Гй приведены скоростные характеристики автомобильного двухвального газотурбинного двигателя, полученные в результате испытаний при и, „= сопз1, из которых видно, что крутящий момент М, „на валу заторможенной силовой турбины более чем в два раза больше момента на нем при максимальной мощности, причем уменьшение момента с увеличением оборотов происходит почти по линейному закону.
Поскольку предельное (максимальное) 20 число оборотов силовой турбины может превышать число оборотов режима максимальной мощности на 25 — 30%, диапазон тяговых возможностей ГТД надо оценивать отношением крутящего момента при заторможенной турбине к моменту турбины при максимальных оборотах. Это отношение, или полный диапазон изменения момента на валу силовой турбины, по выполненным конструкциям ГТД равно 3 —: 3,5. Рис. 1О На этом же рисунке приведена также частичная характернс1ика ГТД, снятая при меньшем числе оборотов турбины компрессора и, следовательно, при меньшей подаче топлива.
Диапазон изменения момента «рабочей» зоны ГТД следует определять по заданным значениям нижних пределов изменения мощности У, „развиваемой двигателем в условиях эксплуатации. При этом, очевидно, не обязательно принимать одинаковыми значения нижнего предела мощности для левой (см. рис. 10) и правой частей скоростной характеристики. Если допустимое снижение мощности в левой части характеристики может ограничиваться по соображениям ухудшения экономичности работы двигателя, то в правой части это ограничение может производиться как по соображениям 21 экономичности, так и по причине чрезмерного увеличения оборотов вала турбины|, которые уже при максимальной мощности достигают весьма больших значений.
Для примера определим диапазон изменения момента «рабочей» зоны ГТД по его скоростной характеристике, приведенной на р~ис. 1О, причем примем, что по условиям работы мощность двигателя не должна быть |ниже 0,85 У, Проводим через точку 0,85 У,, „,„на оси ординат горизонталь до ее пересечений с кривой мощности и опускаем перпендикуляры из точек пересечений на кривую момента. Новые точки пересечений проектируем на ось ординат, после чего получаем значение так называемого силового рабочего диапазона ГТД, который в данном случае будет равен К = — =23.
сИ, ра»вЂ” М, Значительная величина диапазона изменения момента ГТД характеризует высокие тяговые качества данного двигателя, позволяющие, при прочих равных условиях, по сравнению с поршневым двигателем, внутреннего сгорания уменьшить число передач в трансмиссии, что имеет весьма существенное значение для танков. Это дает возможность уменьшить габариты и вес трансмиссии, сократить число переключений передач, т. е. упростить и облегчить управление движением машины. Газотурбинный двигатель компактнее поршневого н позволяет более оптимально использовать внутренний объем моторного отделения, так как отпадает необходимость в специальной системе охлаждения двигателя, занимающей в танке обычно много места. Требования по очистке воздуха в ГТД значительно ниже, предъявляемых к поршневым двигателям.
Кроме того, у ГТД нет деталей, совершающих прямолинейные возвратно-поступательные движения, а это позволяет увеличить надежность работы двигателя, так как отсутствуют инерционные силы, неизбежные при изменении направления движения. Таким образом, ГТД обладают лучшей уравновешенностью по сравнению с поршневыми двигателями. Они могут работать на различных топливах и обладзют хорошими пусковыми качествами. Наличие лишь газодинамической связи между турбиной компрессора и силовой турбиной, кинематическн связанной с ведущими колесами, исключает остановку двигателя вследствие увеличения сопротивления движению. Следует также отметить, что такая связь хорошо предохраняет трансмиссию от ударных динамических нагрузок.
Основными недостатками известных конструкций газотурбинных двигателей применительно к условиям их работы в танке являются: большие удельные расходы топлива; сложность осуществления торможения машины двигателем; пониженная приемистость танка, особенно прн троганни с места. Быстрое развитие газотурбинных двигателей, наблюдаемое за последнее время, обусловливает реальг ые возможности значнтель- 22 ного улучшения их экономичности, главны~м образом за счет при- менения высокоэффективных теплообменников и повышения темпе- ратуры цикла 1,.
В настоящее время на танках, состоящих иа вооружении во всех странах мира, устанавливаются только.поршневые двигатели внутреннего сгорания. Поэтому в дальнейшем тяговые расчеты, выполняемые с учетом характеристик двигателя, будут излагаться применительно к этому типу двигателей, хотя методика самих расчетов носит общий характер и может быть использована при тяговых расчетах с другими типами первичных двигателей.
Глава 2 ВНУТРЕННИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ'ДВИЖЕНИЮ ТАНКА И ЕГО К. П. Д. Эффективная мощность, развиваемая двигателем при движении танка, расходуется на преодоление внутренних и внешних сопротивлений. Расхдд мощности двигателя на преодоление внутренних сопротивлений в агрегатах и механизмах танка складывается из затрат мощности в моторной установке и затрат мощности на преодоление сопротивлений в механизмах и агрегатах трансмиссии и ходовой части. Внутренние сопротивления зависят от многих факторов и количественно, как правило, оцениваются механическим коэффициентом полезного действия.
Рассмотрим внутренние сопротивления движению танка в той последовательности, в которой осуществляется передача мощности, т. е, от двигателя к гусеничному движителю. й К ЗАТРАТЫ МОШНОСТН В МОТОРНОН УСТАНОВКЕ Получаемые в результате испытаний характеристики двигателей внутреннего сгорания снимаются на стендах в несколько иных условиях работы по сравнению с теми, в которых двигатели работают в танках. Если при стендовых испытаниях характеристики двигателей снимают без воздухоочистителей, глушителей и вентиляторов системы охлаждения, то условия работы д~внгателей в танках требуют наличия глушителей шума отработавших газов, воздухоочистителей с высоким коэффициентом очистки воздуха и мощных вентиляторов, обеспечивающих надежное охлаждение двигателя и агрегатов трансмиссии танка при работе на различных режимах в разнообразных внешних условиях изменения температуры и давления.
Двигатели воздушного охлаждения хотя н испытываются на стендах с установленными вентиляторами, однако затрата мощности на их привод в этом случае будет иной, нежели в танке, по- 24 скольку воздухопритоки и воздухоотводы в целях уменьшения опасности поражения агрегатов н механизмов, расположенных внутри корпуса, имеют минимальные по расчету проходные сечения, оказывающие существенное сопротивление проходу воздуха через них. Кроме того, вентиляторы на машине должны также обеспечивать охлаждение воздухом агрегатов трансмиссии танка.
Таким образом, мощность, поступающая от двигателя в трансмиссию, при одинаковых числах оборотов и подаче топлива значительно отличается от той эффективной мощности по внешней характеристике, которая получается при испытаниях двигателей на стендах и указывается в заводских паспортных данных. Поэтому в тяговых расчетах необходимо учитывать указанные затраты мощности в моторной установке танка. 1. Затраты мощности на привод вентиляторов системы охлаждения Применяемые в моторных установках танков приводные вентиляторы центробежного н осевого типа имеют жесткую кинематическую связь с коленчатым валом двигателя, а регулнрание их производительности осуществляется дросселированием воздуха при помощи жалюзи, которые устанавливаются как в воздухопритоках, так и в воздухоотводах.
Такой способ регулирования производительности вентиляторов кеэкономичен в энергетическом отношении. Ц =ОЩ Рис. 11 Рассмотрим такой случай, когда характеристика вентилятора при оборотах и, = сопз1 и характеристика сети до дросселирования (рис. 11), построенные в координатах Я вЂ” Н (где Н вЂ” напор в ми вод. ст., а Я вЂ” производительность вентилятора в м'/сок), будут пересекаться в точке 1. Эта точка определит в данном случае расход воздуха Ц, через систему охлаждения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
