Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 44
Текст из файла (страница 44)
йза. МОЩНОСТЬ ВНЕШННХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПРН ПОВОРОТЕ 1, Действительные скорости корпуса машины и радиус поворота Ранее в кинематике поворота машины принималось, что переносные скорости оь и о, точек О, и О„корпуса (см, рнс. 107 и рис. 129), лежащих на поперечной оси, проходящей через центр поворота О, равны относительным.скоростям гусениц. В действительности при повороте гусеничной машины в соответствии с направлением дей- стяни продольных усилий от ~усениц на грунт иа аабсга1ощей гусенице происходит буксование с потерей переносной скорости точки корпуса Оь иа величину оз = оигм а,'. па отстающей гусенице — юз с увеличением переносной скорости точки От корпуса на величину о~„= шаь Эти явления изменяют величины переносных скоростей точек корпус» машинй, а также положение действительного центра поворота и величину радиуса.
Указанные величины необходимо Ма определить для правильной оценки, мощности, расходуемой при повороте на преодоление внешних сопротивлений. Примем известными коэффициенты буксования а, и юза ах, полагая ах отрицательным. Для случая поворота машины отнесем .= заданную величину этих коэффициентов к точкам продольной осн :, симметрии опорной ветви гусеницы, учитывая отличие взаимодей:. ствия опорной ветви с грунтом при прямолинейном движении и , повороте. Тогда действительные переносные скорости точек корпуса О, и О, на основании формулы (110) определяются выражениями: ,из = из(1 — аз); и( = ш(1 — а~). Действительные переносные скорости точек корпуса машины изменяются по закону прямой, проходящей через концы векторов - скоростей из н и( и пересекающейся с поперечной осью в новом, .
действительном центре поворота О'. Действительная угловая скорость поворота в соответствии с формулой (236) равна а действительный радиус поворота забегающей гусеницы Рз Фз = — = —.в. Е' Ъ вЂ” 1 Как видно из рис. 129, действительный радиус поворота при юзе отстающей гусеницы всегда больше теоретического, что подтверждается экспериментально. Например, прн повороте с полностью остановленной гусеницей радиус поворота забегающей гусенипы, замеренный по следу, всегда больше ширины колеи машины. Наличие продольного скольжения опорных ветвей гусениц по грунту обязательно приводит к поперечному смещению полюсов поворота гусениц, которое определяется по формулам: (2В7)' Уз = —,. ' Ут= —. Некоторые другие скорости, представляющие интерес, можно определить графически или аналитически, используя обозначения на рис.
129. В точке А, принадлежащей корпусу, действительная окружная скорость поворота гч перпендикулярна радиусу О'А, а величина ее прн графическом построении определяется известной продольной составляющей щ, Таким же образом можно определить поперечную составляющую пз, скорости точки А корпуса прн повороте, одинаковую с поперечной скоростью точки опорной ветви гусеницы в плоскости грунта, лежащей на одной нормали к нему. Прп известной продольной скорости этой точки опорной ветви ш, абсолютная скорость точки А гусеницы равна и4. Аналогичные рассуждения могут быть приведены н для точки В корпуса и отстающей гусеницы.
Аналитически поперечная составляющая скорости точки А может быть получена из соотношения сторон подобных треугольников: Аналогично для точки В и1„= р~,е'. Абсолютные скорости точек опорных ветвей гусениц определяются выражениями ч' — '~ я ' ц:,' — 'г я.~-~~, 2. Определение мощности внешяих сопротивлений повороту Под мощностью внешних сопротивлений повороту понимают ту мощность, которую необходимо затратить на перемещение машины я деформацию грунта при повороте. Она не учитывает потерь во фрин* ционах или тормозах механизма поворота, а также в трансмиссии и ходовой части машины, на которые иногда затрачивается значительная часть мощности двигателя при повороте.
Мощность внешних сопротивлений расходуется на преодоление сопротивления перемещению самой машины М1, которое принимается равным сопротивлению прямолинейного движения, на преодоление момента сопротивления повороту опорных ветвей гусениц относительно полюсов поворота М„и на буксование н юз гусениц Уч.
Учитывая, что некоторые из перечисленных величин различны для забегающей и отстающей гусениц, следует общее выражение мощности внешних сопротивлений написать с членами, относящимися к взбегающей гусенице (индекс 2) и отстающей (индекс 1): А'е = %з + % ~ + А н + 'Ущ + Жч. 1288) На рис. 129 за положительное направление силы тяги на отстающей гусенице принято тормозное усилие, силы сопротявлення продольному перемещению машины обозначены Я, и Я,. Выражения потребных сил тяги на гусеницах в соответствии с формулой 1284) получат вид М~ М„ Р,= й, + — '; )'„= — %+ —. В ' л Используя обозначения действительных скоростей на рис.
129, учнтывшощих буксование и юз гусениц, н теоретических, равных зсз Ючевидно, что такой механизм поворота весьма желателен для тгусеничной машины, Если д„< утя, то всегда Ф, >Мяв, а если ,пя > д„в, то М < Уев. Измененпе мощности внешних сопротивлений при повороте для' различных типов механизмов поворота и конкретных условий представлено иа рис. 131 е. Недостатком простого дифференциала (д„= О) как механизма поворота гусеничной машины является более значительное увели-' чение Ф, на малых радиусах поворота. Это происходит вследствие сохранения в повороте скорости «а центра машины, равной скорости ля прямолинейного движения до вхо- да в поворот.
Для увеличения сред- Рис. $3! ней скорости движения машияы зто благоприятно, но требует весьма большого запаса мощности двигателя, используемого только прн повороте. Бортовой фрикцион и планетарный механизм поворота (д =- 1) по сравнению с простым дифференциалом дшот значительный выигрыш М, на малых радиусах, но снижают скорость центра машины о,.
Двойной дифференциал при повороте сохраняет скорость центра машины (уя = О), но обычно дает фиксированный радиус поворота ра, значительно превышающий единицу. Вследствие этого область кривой р„= О прн р меньше ра для него отсутствует. Работа сложных механизмов поворота с оя > 1 связана с еще более значительным уменьшением о, н йг,, Наиболее простую схему механйзма йоворота с з„' = дев можно представить и виде двух бесступенчатых передач с управляемой кинематикой, установленных по бортам машины (421.
Прн входе машины в поворот водитель устанавливает одинаковым изменением передаточных чисел обеих передач такую скорость о„которая обеспечит равенство д„= чтя (рис. 132) и одновременно раздельным * Мехаиизмм поворота рассмотреим в хурсе «Коиструхпии тусеыиявмх машвим Схезпя втих мехаиизмов приводятся в Э ЗЗ при анализе потопов мошыости в траысмиссии мйшив. изменением передаточных чисел бесступеичатых передач устанавливает соотношение скоростей о, и о„которое определяетнужиый радиус поворота.
Прн выходе нз поворота иначале уравнивают скорости гусениц, а после разгоняют машину до прежней скорости движения. Как показывают графики на рис. 131, при радиусах р 10 влияние типа механизма поворота сказывается значительно меньше. Начиная с р =-!й ь20, это влияние практически несущественно. Следовательно, ограничение маневренности машины (увеличение фиксированного радиуса механизма поворота) прк любом механизме поворота позволяет существенно снизить Ф„.
Проделанная оценка влияния типа механизма поворота на мощность внешних сопротивлений не является исчерпывающей. В каждом случае важно установпть мощность, потребную на поворот от двигателя. Кроме основного слагаемого Ф„, эта мощность определяется особенностями работы того нли иного механизма поворота и потерями в его фрикцнопных элементах.
Зти вопросы рассматриваются в гл. Ч1. 4. Понятие о рекунерации мощности Как рассматривалось выше (см, рнс. 111, б), в случае использования бортовых фрнкционов в качестве механизма поворота и наличии тормозной силы тяги Р„на отстающей гусенице вся мощность от двигателя У„поступает на забегающую гусеницу, Следовательно, д ззоч, я= зто„' ° где т), — общий к. и. д. механизмов от двигателя до забегающей гусеницы включительно. Мощность на отстающей ведомой гусенице определится анало'- гичным выражением (293) Зта мощность теряется в' тормозе н механизмах отстающего борта.
Предположим, что механизмы поворота на принципиальной схеме (рис; 133) обладают передаточными числами 1, > 1, для получения различных скоростей гусениц и, и о,. При этом направление вращения ведущих колес сохряняется одинаковым, а потребны сила тя ги Р, направлена назад. Зта схема выгодно отличается от схемы на рнс.
111, б тем, что дает возможность полезно использовать мощность М,„поступающую на отстающую гусеницу и тем самым уменьшить мощность, потребную от двигателя. Под рекуперацней мощности понимают передачу через трансмиссию машины тормозной мощности с отстающей гусеницы на забегающую, а механизмы поворота, которые позволяют это сделать, носят название рекуперативных. Чтобы представить направление потоков мощности в схеме на рис. 133, рассмотрим предварительно принцип работы замкнутого стенда для испытания шестерен, схема которого показана на рнс.
134, а. Эта схема включает две пары цилиндрических шестерен, ЗеооРюе колесо соединенных валами, и пару конических шестерен для подвода мощности извне. Передаточное число обеих пар цилиндрических шестерен одинаково и равно единице, Большая нагрузка иа зубья создается за счет упругости валов закруткой ла до момента М при пональной муфты, Чтобы вра- рни, понадобится мощность Ф„„определяемая, очевидно, лц ! ВР ~ РО Вас. ~ао только потерями в полюсах зацепления и подшипниках стенда.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
