Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 3
Текст из файла (страница 3)
п. д. (график к. и. д. идентичен графику мощности) и высокого удельного расхода топлива, По зтим соображениям выбирают частоту вращения вала тяговой турбины пы ограничивающую рабочий диапазон ее изменения слева. 11 Зги же критерии вместе с допустимой максимальной частотой вращения турбины по соображениям прочности дают ограничение рабочего диапазона изменения частоты вращения справа а, а Отношение моментов †' определяет рабочий коэффициент приМ1 способляемости ГТД. В выполненных конструкциях ГТД его величина изменяется в пределах 2 — 3: Полный коэффициент приспособляемости ГТД есть отношение ~. Его величина доходит до М~ 4,5 †. Увеличение коэффициента приспособляемости позволяет сократить число ступеней в коробке передач, упростить ее и уменьшить объем и вес.
При этом сохраняется автоматичность изменения крутящего момента на валу тяговой турбины (в зависимости от частоты' 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 нз них: 1. Сравнительно высокие удельные расходы топлива, уменьшающиеся, однако, с повьппением температуры рабочего цикла н частоты вращения турбины. В опытных образцах сложных ГТД достигнут минимальный удельный расход, равный 270 г/кВт.ч (200 г/л. с. ч), возрастающий на границах рабочей области частот вращения до 326 — 340 г/кВт.ч (240 — 250 г/л. с. ч).
Нз частичных характеристиках удельные расходы значительно возрастают. Указанные удельные расходы топлива получены при использовании в схеме ГТД специальных теплообменннков (регенераторов) со степенью регенерации не менее 0,8. 2. Высокие температуры рабочего газа и лопаток турбины, требующие применения для ннх я камеры сгорания специальных жаростойких сталей н материалов.
Повышение температуры цикла вызывает необходимость охлаждения лопаток рабочих колес. 3. Высокая частота вращения колес, доходящая до п~„=- = 30 000 об/мпн, что при высоких температурах требует повьппенной механической прочности и устойчивости против ползучести мате- риала лопаток и, естественно, усложняет технологию нх изготовления. Современные достижения науки и техники позволяют устранить указанные недостатки и создать экономически оправданные (по стоимости, долговечности, простоте конструкции и эксплуатационным расходам) образцы ГТД, пригодные для использования в качестве энергетических установок транспортных машин. $ 3. РАВИОИВРИОВЕДВижение Для составления уравнений, описывающих законы двзжеияя машины в целом (как единой материальной системы), примем, что перемещение машины происходит на плоскости, расположенной 1з под определенным углом к горизонту, которую в дальнейшем будем именовать плоскостью движения.
В соответствии с этим допущением будем также называть опорной плоскостью гусениц (илн машины) плоскость, образованную опорными ветвями гусениц, лежащими на плоскости движения, на которых мысленно исключаются шпоры Влн грунтозацепы траков. Следует заметить, что действительная поверхность контакта опорной ветви гусеницы с деформируемым грунтом весьма сложна, Продольное сечение илн профнль ее, даже при движителе в виде гусеничной ленты, будет описываться волнообразной кривой вследствие увеличения давлении на грунт под опорными катками.
Более сложным окажется профиль опорной поверхности, если учитывать звенчатость гусеничной цепи и местные неровности грунта, СледоВательнО, опорная плоскость гусеницы или машины является проек- г цией действительной опорной по- аэ верхностн на плоскость движения, а понятие опорная плоскость нли Ре„, плоскость дВижения является услов- бо ным. Однако точность расчетов движения гусеничной машины от нс- Р й пользования этих услоВных понятий не пострадает благодаря примене- Ряс 4 нию в расчетах опытных коэффициентов, определяемых прн натурных испытаниях машин н учитывающих сложный характер профиля действительной опорной поверхности. Внешние силы, действующие на машину при равномерном движении ее без прицепа на подъеме с углом а, показаны на рис.
4. Прн равномерном движении на машину действуют внешние силы, происхождение и характер которых различны. Прежде чем состав. лять уравнение движения, рассмотрим каждую из действующих на машину снл. Сила тяжести 6 в особых пояснениях не нуждается. Она приложена в центре тяжести машины и для удобства написания уравнений разложена на две составляющие силы, параллельные осям подвижной системы координат. Предполагается, что центр тяжести расположен в продольной плоскости симметрии машины на оси г, а продольная ось х совмещена с линней пересечения указанной плоскости н опорной плоскости машины, Составляющую веса, параллельную плоскости движения, на- зывают силой сопрогявлеяня подъему: При движении иа подъеме эта сила является вредной и ее нужно преодолевать; когда машина движется под уклон, эта сила действует в направлении движения н является движущей илв активной.
В формуле (1) это учитывается изменением знака угла. |з !. Сила тяги и силы, толкающие корпус машины При перематывании гусеницы ведущим колесом ее опорная ветвь оказывает давление на грунт в направлении своего относительного перемещения или в сторону, обратную движению машины. Эта сила давления на грунт обеспечивается двигателем. Равная ей касательная реакция грунта действует на опорную ветвь гусеницы в обратном направлении, она является внешней силой, действующей на машину, и носит название силы тяги. Физически сила тяги гусеницы представляет собой равнодействующую всех касательных реакций грунта, действующих на опорную ветвь гусеницы в направлении движения. Общая сила тяги машины складывается нз сил тяги гусениц и обозначена буквой Р. Теоретически при прямолинейном движении машины по плоскости силы тяги гусениц должны быть одинаковы.
В действительности они, как правило, не равны между собой из-за различного взаимодействия гусениц с грунтом в реальных условиях движения и перераспределения веса, приходящегося на каждую гусеницу, вследствие бокового крена машины. Как будет показано нкже, сила тяги является причиной возникновения в гусеничном движителе снл, толкающих корпус машины.
Для выяснения характера касательных реакций грунта, действующих на опорную ветвь гусеницы при движении машины, на рис. 5 представлены силы, приложенные к отдельно выделенному из опорной ветви звену. Примем, что гусеничная машина движется по горизонтальному участку. Направление движения показано вектором скорости машины о„. Выделенное из опорной ветви звено находится в равновесии прн действии на него нагрузки от катка Л'„, нормальной реакции грунта Я„, силы Р„, приложенной от левого звена, силы' Р„, — от правого звена н равнодействующих элементарных реакции грунта Р' и Р".
Элементарные силы реакции грунта, представленные равнодействующей Р', возникают на грунтозацепе звена благодаря сопротивлению грунта прессованню, сдвигу и срезу. Реакции грунта, сумма которых равна Р"„ являются силами тренин скольжения или покоя, возбуждаемыми при передаче на грунт вертикальной нагрузки, приходящейся на звено. Прн этом следует предположить, что звено относительно грунта находится в покое или перемещается с некоторой скоростью, обратной по диану скорости машины'. Очевидно, что наличие сил Р' и Р " приводит к неравенству сил Р, и Р„„. Первая будет всегда больше, чем вторая.
Линия действия силы, являющейся суммой снл Р' и Р" и, следовательно, силы тяги гусеницы расположена между указанными силами. С небольшой погрешностью принимают линию действия силы тяги гусеницы и машины, расположенной в плоскости следа нли опорной плоскости гусеницы. "Силами ннерцнн, действупнцвмн на звено, в случае неравномерного переммценнн по грунту пренебрегаем.
14 Силы тяги гусеницы должны играть активную роль при движении машины (см. рис. 4), но они действуют на опорные ветви гусениц, которые лежат неподвижно на грунте или перемещаются назад. Как возникают и где приложены силы, толкающие корпус машины вперед и заставляющие его перемещаться на катках по опорным ветвям гусеницу Для выяснения этого рассмотрим в отдельности взаимодействие гусеницы с задним опорным катком н ведущим колесом (рис. 6», имея в виду, что их геометрические осн представляют собой точки корпуса машины. На рнс. 6 показано заднее расположение ведущего колеса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
