Никитин А.О., Сергеев Л.В. - Теория танка (1053683), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Чем слабее удары и меньше тряска, тем более совершенна подвеска танка. Создание подвески, обеспечивающей высокую плавность хо; да танка в любых дорожных условиях, является практически неразрешимой задачей. Поэтому при проектировании ма1нин и выборе основных параметров подвески, удовлетворяющих условиям движения по неровностям, высоту неровности принимают ограниченной. На основании большого количества опытных данных установлено, что часто встречающиеся неровности на грунтовых дорогах имеют высоту, изменяющуюся в пределах от 0,1 до 0,2 м.
Что касается длины неровностей, то тут возможны любые сочетания. Длина неровности в значительной степени определяется тем, какой внд транспорта двигался до этого по данной дороге н с какими скоростями. Чем выше скорость движения, тем длиннее будут неровности, образовавшиеся на дороге или на местности после прохождения по ней колонн машин. Наиболее часто встречающиеся неровности на грунтовых дорогах прн современных скоростях движения имеют длину 5 — 7 м. При появлении более быстроходных машин длины неровностей при прохождении колонн машин будут увеличиваться. Одновременно с этим надо иметь в виду, что при движении, например, по сухой или мерзлой пахоте, по которой до 503 этого не проходили какие-либо машины, будут часто встречатьс>ь мелкие неровности, вызывающие тряску машины.
Для повышения скоростей движения вне дорог подвеска современного танка должна: — обеспечивать возможно меньшие амплитуды, скорости и ускорения колебаний корпуса танка; — обеспечивать движение танка по неровностям с наиболее часто встречающимися длиной и высотой без удара балансиров в ограничители хода; — обеспечивать период собственных угловых продольных колебаний больше 1 сек; при периоде колебаний современных танков в пределах от 1 до 1,8 сек обеспечивается надежная работа механизмов, управляк>ших огнем, и наименьшая утомляемость экипажа; — гарантировать достаточную устойчивость корпуса при воздействии на танк внешних моментов, создаваемых продольными силами; — быть достаточно энергоемкой; удельная потенциальная энер.
гия подвески без учета энергии, поглощаемой амортизаторами, должна быть не менее Л = 400 мм. Плавность хода танка в значительной степени зависит от правильного выбора приведенной жесткости и соответствующей эффективности амортизаторов. Выбор приведенной жесткости и выбор эффективности амортизаторов взаимно обусловлены. Рекомендуемый период собственных колебаний в таком широком диапазоне от Т = 1 сея до Тт — — 1,8 сек не дает возможности.
с достаточной для практики точностью выбрать приведенную жесткость рессор подвески. При изменении периода колебаний в 1,8 раза жесткость будет изменяться пропорционально квадрату изменения периода, т. е. будет изменяться в 3,24 раза. Обеспечение удельной потенциальной энергии подвески не менее 400 мл будет зависеть не только от величины приведенной жесткости рессор, но н от ходов катков, что в свою очередь определяется конструкцией упругих элементов и обшей компоновкой ходовой части танка.
Кроме того, недостаточная энергоемкость упругих элемегтов подвески может быть компенсирована установкой мощных амортизаторов. Таким образом, соображения о желаемых значениях Тт и не позволяк~т определить непосредственно и с достаточной точностью величину приведенной жесткости основного упругого элемента подвески. Амплитуды вынужденных колебаний при любой жесткости рессор подвески можно ограничить путем подбора соответствующих амортизаторов. Ускорения колебательного движения в пределах ходов катков без ударов балансиров в ограничители хода пропорциональны приведенной жесткости рессор подвески и сопротивлению амортизаторов, что следует учитывать при выборе т, и наряду с другими параметрами плавности хода.
509 Поэтому приведенную жесткость целесообразно выбирать по условию обеспечения продольной устойчивосзи корпуса при приложении к нему моментов от продотьных сил, а сопротивление амортизаторов при обратном ходе катка — условию зависания катка. Оптимальное значение приведенной жесткости рессор и сопротивления амортизаторов при прямом ходе катка определяется по условиям обеспечения движения тапка по типичным неровностям без ударов катков в ограничители хода при допустимой величине затраты энергии в амортизаторах и допустимых ускорениях корпуса.
При этом необходимо учитывать также конструктивные параметры подвески, а именно хода катков, которые в большинстве случаев ограничиваются прочностью упругого элемента и габаритами ходовой части. 1. Определение минимального значения приведенного модуля подвески по условию обеспечения устойчивости корпуса танка При движении танка по неровностям возникак~т не только вертикальные силы, действующие через подвеску на корпус, но н продольные силы, которые так жс, как и вертикальные силы, возбуждают колебания корпуса.
Как показывает опыт, эти продольные силы не достигают болыпих величин и поэтому не создают значительных угловых перемещений корпуса. В гораздо большей степени действуют на корпус танка продольные силы, возникающие при торможении н разгоне.
Если подвеска мягкая, то угловые перемещения корпуса под воздействием этих сил, особенно при торможении, могут быть очень большими, что б)дст затруднять управление танком. В качестве параметра, характеризующего продольную устойчивость корпуса, примем угол дифферента при воздействяи на корпус момента, создаваемого продольными силами. При торможении или при разгоне на танк будут действовать моменты Мж Р,л„или М Р'л„где Р,— суммарная сила, действующая на гусеницы при торможении; й, — высота центра тяжести танка; Р' — суммарная сила, действующая на гусеницы при разгоне танка. При мгновенном (динамическом) приложении к танку этих моментов угол дифферента корпуса будет равен 2М (250) ~лил = Лля существующих танков при Р,' = Р'= — 0,3 6 угол диффе; ента колеблется в пределах от 1,25 до 4'". Танки с жесткой подвеской и длинной базой (ИС-2 и др.) при данных условиях име:от б! о ",„ф = 1,25'.
Для современных среднескоростных машин в,„в = = 2,5'. Угол дифферента, равный 4, был у быстроходного легкого танка БТ, имевшего очень мягкую подвеску. Учитывая, что танк БТ, обладавший достаточной плавностью хода, не имел развитых упругих ограничителей хода катков и амортизаторов, которые дол.ины практически уменьшать ~„ь, при проектировании новых машин можно в,„э для данных значений Р, допускать в предела; Зная допустимый угол дифферента при воздействии на корпус .лика момента от продольных сил, можно определить т„„ь, (25! ) т.. ~шы гадив„„,„~ 2! \~ о! и 1 При подсчетах приведенного модуля по условию обеспечения продольной устойчивости корпуса, например, для среднего танка гп, .„, = 24000 —; 30000 кг/м.
2. Определение коэффициента сопротивления амортизаторов при обратном ходе катка Сопротивление амортизаторов при обратном ходе катка лимитируется зависанием катка. Если ставить амортизаторы с очень большим сопротивлением иа обратном ходе катка, то зависание катка з ожет произойти и прп сильно сжатой рессоре и рессора не !спеет разжаться к моменту встречи катка с дорогой при перемещении корпуса вместе с катком вниз.
Сопротивление амортизаторов на обратном ходе можно принять таким, чтобы в конце полупериода собственных угловых колебаний корпуса при перемещении его из максимального наклона, наприх~ер на нос, передняя рессора бгяла"полностью разжата. В этом случае при угловом перемещении корпуса за время второго полу; ериода из максимального наклона пг корму кинетическая энергия корпуса будет переходить в потенциальную энергию рессоры и гасходоваться на трение в амортизаторе.
Пря этом энергоемкость рессоры и амортизатора будет использована полностью. Сопротивление амортизаторов на обратном ходе можно увеличивать, но тогда при встрече катка с дорогой не полностью будет использована рессора для поглощения кинетической энергии корпуса, так как она в момент удара катка о дорогу будет еще сжата, п не полностью будет использована энергоемкость амортизатора чри прямом ходе катка.
Определим значение коэффициента сопротивления амортизатора на обратном ходе катка, исходя из принятых ограничений по зависанию катка. Примем при этом, что сопротивление амортизато Ы! ра пропорционально квадрату скорости вертикального перемегцения катка относительно корпуса танка. Момент зависания определится при данном значении коэффициента сопротивления амортизатора из уравнения Р, =--)с„, где Р„= т.у„+ т„г;„„соз /г, 1; Р, .=- й, (у;„,Ф зш Ф 1)"-. (25'") (253) Совместное решение этих уравнений определяет Г~ — время с начала движения корпуса до момента зависания катка.
Эти уравнения для данного значения яз можно решить графоаналитическич способом, построив графики функций Р, = )" (Г) и )т, = )" (Г). Точка пересечения этих кривых определяет время Гь В момент времени 1~ рессора остается сжатой и величина ее сжатия определяется по следующему уравнени1о: — =у„+у',„„сов А 8,. (254 > После отрыва катка от грунта движение его относительно корпуса будет определяться следующим дифференциальным уравнением: шабак " 1~1зк. (255) Интегрируя это уравнение, можно определить время движения катка относительно корпуса при изменении величины сжатия рессоры от з, до а, = О. Это время будет равно (256) У т К Суммарное время 1, + 1, по принятому условию должно быть равно —.
2 Период собственных колебаний Тт. для данной машины нам известен, так как известны все величины, определяющие его: у,, т„и'~е Поскольку при данном ), сумма 1, + 1, может оказаться не Т, равной — ', то необходимо определить значения суммы 1, + 1, 2 для различных значений р, и построить график г, + гз = уЬ,).
По этому графику легко определить требуемое значение, „ Т при котором 1,+1=-. 2 512 3. Определение оптимального значения приведенной жесткости и коэффициента сопротивления амортизаторов на прямом ходе катка Оптимальные значения лг„ и р, определяем по условию обеспечения безударного движения танка по типичным неровностям с допустимыми ускорениями корпуса и при допустимой затрате энергии в амортизаторах. Более существенное значение в отношении поглощения энергии колебательных движений может иметь сопротивление при прямом ходе катка. Энергия, поглощаемая при прямом ходе, не может быть ограничена нарушением связи катка с дорогой, как это происходит при обратном ходе катка, поэтому при необходимости обеспечения достаточной эффективности действий амортизаторов можно увеличивать сопротивление их на прямом ходе.
Увеличение энергоемкости амортизаторов при прямом ходе катка приведет к улучшению качества подвески в отношении обеспечения безударного движения по неровностям, но одновременно с этим и к дополнительной затрате мощности двигателя, а также к увеличению ускорений колебательного движения корпуса танка. Решение поставленной задачи с учетом всех конструктивных особенностей машины, характера неровностей, скорости движения и отрыва катков от дороги требует просчета различных вариантов. Оряентировочные расчеты можно выполнить, рассматривая подвеску как линейную систему. Расчеты с учетом нелинейности подвески и отрыва катков от 1рунта позволяют более точно определить оптимальные значения т„и р.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
