Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 47
Текст из файла (страница 47)
140. Сила Р, на отстающей гусенице представлена как тормозная, так как предполагается, что такое направление будет преимущественным. Все дальнейшие выводы н заключения справедливы для такого направления Р„которое считается положительным. Принято, что центр тяжести с расположен симметрично относительно границ опорных ветвей гусениц. Скорость этой точки о перпендикулярна радиусу Я„проведенному из центра поворота 0', н может быть представлена как геометрическая сумма двух составляющих скоростей о„н о„.
Очевидно, что для точки О, лежащей на пересечении перпендикуляра из центра поворота к продольной оси машины, скорость о„= О, а а, = ц,. Следовательно, она является мгновенным центром относительного вращения корпуса машины при повороте ее около центра 0'. При обозначении радиуса в скобках приведены их относительные величины.
За положительное направление смещения центра поворота Х, как и прежде, принято смещение вперед, которое всегда наблюдается при учете центробежной силы и Х = О, г' = О. Написав уравнение моментов относительно полюсов поворота гусениц О, и О, и используя формулу (253), получим общие выражения потребных для поворота сил тяги на забегающей и отстающей гусенице: ='1,8 и), Ь,=О,О м, максимальная скорость движения 33 км/ч на грунте /=0,1 и 43,8 км/ч на грунте /=0,08.
Прежде всего интересно выяснить характер изменения потребной удельной силы тяги' /,, на отстающей гусенице, так как зта сила в большинстве случаев регулируется водителем при воздействии на механизм поворота машины. Потребная сила тяги иа отстающей гусенице в соответствии с формулой (303) может быть направлена назад (положительная нли тормозная) нли вперед (отрицательная или обеспечиваемая двигателем).
Уменьшению Р, или /,, до отрицательной величины прн прочих равных условиях способствует рост внешних сил С„, /з, ггг-г Х и С„. Из них наиболее из- /л лзззйзге менчивой прн изменении скоро. ! йаа стн движения (особенно прн Лез» = йу движении без прицепа) является йм л= поперечная составляющая центробежной силы С„, Понтону цж „* г ' следует ожидать значительного изменения /„прн рааличных дш скоростях движения. ге жлл/ч Чтобы подтвердить это, на рис. 142 показаны законы из- ~ „згнг„/„/,зле г- ел-галла/г мененни /з, в фрнкцин Ради)'са й ~у ч' поворота р при Х=О, У=О ' а м.
га зз ез ш р и различных постоянных скоростях прямолинейного движения машины ГМ-2 до входа в поворот. Штриховой линией показаны участки кривых, соответствуккцне повороту с частичным заносом (р < ркр,). Кривая вз =- 35 км/ч ограничена слева радиусом, соответствующнм полйому заносу машины (р = р„,). Верхняя штрих-пунктирная кривая /,, построена без учета действия центробежной силы (С„= С, = 0). Влнянне центробежной силы на /„, тем больше, чем больше скорость движения. Даже при сравнительно небольшой скорости н = 22,5 км/ч оно столь велико, что потребная сила тягн на отстающей гусенице весьма значительно отличается от Дз, при С„= С„О. Прн движении машины со скоростью о„= 35 км/ч отличие становится качественно другим. Вместо положительной (тормозной) силы тяги на отстающей гусенице в действительности требуется обеспечить отрнцательную (от двигателя) при любом радиусе поворота.
а Наиболее характерной является кривая и,р — — 28 км/ч. Она имеет отчетливо выраженные максимум и минкмум, происхождение которых можно объяснить. Справа от максимума с ростом радиуса величина ф„ уменьшается благодаря более интенсивному снижению з В дзльнейнгем для сокращеяна будем гоаернть о енле тяги етстзааней нлн ззбегаакдей гуеенкпы, не подчеркивая ее безразмерный нлн размерный ззрзктер.
шь ййу момента сопротивления повороту или р по сравнению с уменьшением центробежной силы. Слева от максимума с уменьшением р более значительную роль играет рост центробежной силы, чем момента сопротивления, в результате чего, например, у кривой и„р .—— = 22,5 км/ч максимум располагается левее. Левее минимума с уменьшением радиуса величина ~,, снова растет благодаря более интенсивному росту Р, определяемому при повороте с частичным заносом по зависимости (3001„ по которой р пропорционален С„, Из рассмотрения графиков на рнс. 142 следует, что нельзя пренебрегать влиянием центробежной силы при определении потребной силы тяги отстающей гусеницы даже при сравнительно невысоких скоростях движения. Значительное влияние центробежной силы на потребную силу тяги отстающей гусеницы нежелательно, так как весьма усложняет управление гусеничной машины, у механизма поворота которой радиус поворота регулирует силовой фактор, а не кннематическнй.
Покажем это на примере бортового фрикциона, схема которого приводилась на рис. 111. Рассмотрим физическую сущность явлений, обеспечивающих требуемый радиус поворота при управлении машиной, и сопоставим их с результатами вычислений потребной силы тяги отстающей гусеницы, приведенными на рис. 142.
Требуемый радиус поворота гусеничной машины может быть обеспечен только при определенных относительных скоростях перематывания гусениц и прн вполне определенных тяговых усилиях на них. Раньше было установлено, что поворачивающий машину момент увеличивается при действии иа отстающую гусеницу тормозной силы тяги Р,. Такая сила на отстающей гусенице при вводе машины в поворот обязательна, так как при этом угловая скорость ее в течение некоторого промежутка времени растет от нуля и преодолевается дополнительный инерционный момент сопротивления самой машины.
Только при наличии большой внешней продольной силы Х, действующей, например, от прицепа (см. уравнение (302) или рис. 1401, поворот может начаться при уменьшении Р, до нуля и отрицательном ее значении. При повороте машины с бортовыми фрнкционами (см. рис. 111) водитель воздействует на фрикцнон или остановочиый тормоз отстающего борта. Рычагом управления он может изменять только момент на ведущем колесе отстающей гусеницы, а двигателем — мощность, подаваемую в трансмиссию машины. При этом воздействие на тормоз обеспечивает изменение тормозной силы тяги иа отстающей гусенице, а различная степень пробуксовки бортового фрнкциоиа— изменение силы тяги Рг от двигателя.
Скорость вращения тормозного барабана, связанного постоянным передаточным числом с ведущим колесом отстающей гусеницы, является производной и устанавливается в зависимости от приложенного к гусенице внешнего усилия от грунта. Если, например, тормозной момент обеспечивает требуемое для данного грунта и радиуса поворота усилие иа отстающей гусенице, то относительная скорость движения ее соответствует необхо- ээя димой для этого радиуса (предполагается, что двигатель обеспечивает требуемую силу тяги на забегающей гусенице). Следовательно, регулирующим фактором управления поворотом машины с таким механизмом является силовой, а не кинематический.
Только в одном случае при полностью остановленном тормозном барабане (и, = 0) водитель управляет скоростью движения гусеницы, а требуемое усилие на ней устанавливается автоматически, в зависимости от грунта или условий поворота. Для бортового фрикциона это является частным случаем поворота с фиксированным радиусом рз = 1.
Прн повороте с одним и тем же радиусом, больше фиксированного, на различных грунтах потребуется обеспечить различную силу тяги Р,. Для этого необходимо создать разные тормозные моменты иа барабане тормоза или моменты фрикциона и обеспечить различное положение рычага управления или силовое воздействие на него. Наоборот, одно и то же положение рычага управления нли усилие воздействия на него на разных грунтах неминуемо приведет к различным радиусам поворота машины. Значит, бортовой фрикцион является механизмом с двумя степенямн свободы, за исключением случая поворота с фиксированным радиусом. Прн введении дополнительных внешних сил, действующих на машину, процесс управления становится еще более сложным. Для иллюстрации сказанного предположим, что поворот с одним и тем же радиусом и на одном и том же грунте в первом случае происходит при малой скорости движения, когда действием центробежной силы можно пренебречь, а во втором — при большой.
Действие центробежной силы на потребную силу тяги отстающей гусеницы, как зто было установлено по графикам на рис. !42, зо втором случае приводит к уменьшению силы )'„и даже изменению ее знака на отрицательный. Следовательно, положение рычага управления становится дополнительной функцией скорости движения машины. Кроме тцго, аналогичное изменение величины потребной силы тяги отстающей гусеницы происходит и в процессе поворота на повышенной или большой скорости.
При вводе машины в поворот потребуется положительная сила ),„а по достижении нужного радиуса равномерного поворота Г„может стать отрицательной или значительно уменьшится (см. рис. 142), Тогда для получения заданного радиуса поворота водитель в процессе входа машины в поворот должен уменьшить степень торможения барабана тормоза или прекратить торможение и задать необходимую пробуксовку фрнкциона„ которая и обеспечит изменение знака силы тяги Р,; Если водитель ие сумеет проделать все зто за короткое время и йе обеспечит требуемое усилие на отстающей гусенице, то поворота с требуемым радиусом не произойдет и машина практически окажется неуправляемой. Положение усугубляется тем, что при средних и высоких скоростях движения изменение потребной силы тяги отстающей гусеницы весьма невелико при очень большом диапазоне изменения радиусов поворота.
В итоге управление быстроходной гусеничной 229 машиной, снабженной механизмом поворота с двумя степеяямн свободы, значительно усложняется. В случае применения механизма поворота с одной степенью свободы поворот машины происходит при строго устзновленном передаточном числе между ведущими колесами, которое обеспечивает определенный, фиксированный радиус поворота на любом грунте.
Изменение его может быть ступенчатым (многорздиусный механизм поворота) или бесступенчатым. Последнее возможно, например, при установке бесступенчатой передачи на каждом ведущем колесе. Силы тяги на гусеницах при этом устанавливаются автоматически в соответствии с потребными для поворота. Следовательно, радиус поворота в данном случае регулируется кинематически, а управление машиной значительно упрощается. Сравнение двух принципиально разных способов управления поворотом гусеничной машины, проделанное с использованием графиков на рис. !42, приводит к выводу о необходимости снабжения быстроходных машин механизмами поворота с непрерывным изменением фиксированного радиуса илн механизмами с достаточно большим числом фиксированных радиусов. Изменение знака потребной силы тяги Р, вызывает изменение направления потока мощности на отстающей гусепнце н оказывается на общей картине распределения потоков мощности в механизме поворота.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
