Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Данные по опытным коэффицяентам сопротивления движению приводятся в различных литературных источниках (см., например, И, 10)), однако только в завнснмости от вида грунта или дороги н не учитывают конструктивных особенностей ходовой. частн н гусеничного движителя. Прн расчетах проектируемых гусеничных машнн используют, с некоторой погрешностью, значение коэффициента сопротивления движению в завнснмостя от качества грунта, 1В 4. Сила сопротивления воздуха Сопротивление воздуха для гусеничных машин играет существенную роль на высокой скорости движения. Силу сопротивлении воздуха прн расчетах определяют обычно по формуле, выведенной для автомобиля П8): 17, = 0,98яРо' даН Я, — — йРоэ кгс), (5) где й — коэффициент обтекаемости; Р— площадь поперечного сечения; и — скорость движения. По внешнему конструктивному оформлению транспортные гусеничные машины ближе всего соответствуют грузовым автомобилям, для которых й = 0,06-: 0,07.
Поэтому в расчетах обычно принимают й —-- = 0,065 (прн скорости в Ыс) иди А =- = 0,005 (при скорости в км/ч). Площадь поперечного сечении определяется приближенно по формуле (рнс, 8) Р =- (Н вЂ” л) В м'. ' (6) Сила воздушного сопротивления учитывается при высоких скоростях движе- пас 3 ния (40 — 50 км(ч и выше). Чем легче машина, тем большее значение имеет учет силы сопротивления воздуха. Если„например, площадь поперечного сечения машины Р =- 5 м', скорость и =,50 км/ч, то )т„=- 61,3 даН (62,5 кгс). При движении по шоссе гусеничной машины общим весом 19,6 х к 10' даН (20 тс) сопротивление воздуха составляет 10% силы тяги.
Бслн вес машины уменьшить вдвое, то указанное сопротивление будет составлять около 20% силы тяги. Не учитывать это было бы неправильно. Только для упрощения расчетов сравнительно тихоходных н тяжелых машин принято не учитывать зту силу при скорости движения примерно до 50 кмlч. На более же высоких скоростях оиа начинает приобретать весьма существенное значение. 5. Уравнение равномерного движения машины Уравнение равномерного прямолинейного движения машины можно получить, взяв сумму проекций снл (см. рнс.
4) иа ось лс Р= Юг+А' + )1„ нли подставляя значения слагаемых правой части: Р =- (( соз х + сбп я) б + Д,. Выражение в скобках обычно выделяют в энде самостоятельной величины = ) соз а + з(п я, которая носит название общего или суммарного коэффициента сопротивления движению на подъеме. Увеличение угла подъема и зФ 19 в одних и тех же дорожных условинх всегда вызывает увеличение общего коэффициента сопротивления движению. Заметим, что при движении иа уклоне коэффициент 1, может стать отрицательным. Последнее означает, что для обеспечения постоянной скорости машины в этом случае необходимо приложить отрицательную силу тяги илн, другими словами, тормозить машину. Используя формулу (7), можно написать уравнение прямолинейного равномерного движения гусеничной машины в окончательном виде 8 Р=)'„6+ Я,„ или, пренебрегая сопротивлением воздуха, Р == );6.
При заданных параметрах машины (6, Р) и усчовиях движения (1, и, ь) правая часть уравнения (В) содержит известные величины и сила тяги, которая обеспечивает равномерное прямолинейное движение машины, может быть определена. Следует подчеркнуть, что опа является потребной силой тяги. Равную ей должен развить двигатель для осуществления равномерного движения машины. Часто при тяговом расчрте гусеничных машин в случае движения по хорошей дороге аналогично расчету автомобиля пользуются упрощенной формулой для определения потребной силы тяги.
При пебольшнх подъемах в пределах а = 2-:4' полагают соз м =- 1,0; айпи = 1да =-1, где 1 — относительный подъем. В этом случае ~. =1+1; Щ Р = (1 + 1) 6 + )г„, (10) Частный случай движения машины по горизонтальному участку дороги приводит к упрощению некоторых уравнений. Если а = О, то 1? == 6, 1„ = ), н потребная сила тяги Р =- 16 + 11,. 6.
Сила тяги по сцеплению Выше было установлено, что сила тяги, действующая на опорную ветвь гусеницы, складывается нз касательных реакций грунта (см. рис. 5). Для создании суммарной реакции Р (см. рис. 4), обеспечивающей движение машины, грунт должен обладать необходимыми механическими качествами, У разных грунтов весьма различна способность выдерживать нормальные нагрузки 'от гусеницы без разрушения, создавать касательные силы трения и противостоять прессованию и срезу от действия груитозацепов.
Поэтому предельно возможная касательная реаиция грунта будет ограничена. Если потребная сила тяги окажется оольше, чем указанная предельная реакция грунта, то движение машины невозможно, Прн достаточной мощности двигателя грунт срывается опорными ветвями гусениц и произойдет полное буксование, приводящее к остановке 20 машины. Более подробно явления буксования гусеницы рассматриваются в гл, П. Наибольшую силу тяги, которая приводит к полному буксованию, называют силой тяги по сцеплению и определяют по формуле. Рч= й, (111 где ф — коэффициент сцепления.
Для случая движения, показанного на рис. 4, Рч = ~р6 соли. (12) Так же, как и (, коэффициент сцепления ф является экспериментальным, Все сказанное по поводу опытного определения коэффициента ~ относится и к коэффициенту сцепления. Приводимые в литературных источниках значения коэффициента сцепления связываются только с качеством грунта или дороги. Для различных грунтов он изменяется в пределак от 0,2 (снежная обледенелая дорога, размокшая дорога на глинистом грунте) до 1,О (сухая суглинистая луговина и грунтовая дорога). В расчетах при проектировании используют табличные данные указанных источников по коэффициенту сцепления. При этом вно.. сятся некоторая погрешность расчетов, так как не учитываются конструктивные особенности гусеничного движителя данной машины 7.
Сила тяги по двигателиЬ динамический фактор ,и тяговая характеристика Потребную силу тяги, определяемую по условиям движения, н силу тяги по сцеплению необходимо отличать от силы тяги, которую может развить на гусеницах двигатель, установленный на машине.. Сила тяги иа гусенице, определяемая в зависимости от мощности.
двигателя (сокращенно — по двигателю), может изменяться в широких пределах от нуля до максимума. При одной н той же частоте. вращения двигателя иля при неизменной скорости движения машины величина силы тяги по двигателю будет определяться количеством топлива, подаваемого в двигатель (работа на частичных или внешней характеристиках). В дальнейшем под силой тяги по двигателю Рх будем- понимать суммарную силу тяги на двух гусеницах„ которую двигатель может развить при работе на внешней характеристике н постоянной частоте вращения. Случай использования понятна текущего значения силы тяги по двигателю при работе последнего на частичной нли регуляторной характеристике будем оговаривать отдельно.
Для двигателя, обладающего свободной мощностью Ф„(это эффективная мощность за вычетом потерь на работу вентилятора системы охлаждении, воздухоочнстятеля, глушителя выхлопа н т. п.), пспользуя известное уравнение механики, можно написать. Ф = — кВт(Л = — л с), Рха / ~ Рхэ ~ООЧв тЗЧа где Ра — сила тяги по двигателю в даН (кгс); и — скорость в и/с; т), — общий к. и, д.
машины, учитывающий внутренние потери мощности в механизмах трансмиссии и ходовой части, включая и гусеничный движитель. В расчетах транспортных машин принято оперировать с размерностью скорости в км(ч, а не м1с, Тогда для скорости, подставляемой в км/ч, сила тяги по двигателю, развиваемая на гусеницах, авиа Прн тяговых расчетах часто пользуются силой тяги по днигателю, отнесенной к весу машины н называемой динамическим фактором: (14) Если учитывать воздушное сопротивление движению, то под динамическим фактором понимают отношение свободной силы тяги п~ д л~ О„ач аа Раа.
9 4т. е. силы тяги по двигателю за вычетом потерь на воздушное со,противление) к весу машины: Ра — М, (1о) Последней формулой, как правило, пользуются при тяговом расчете машин, движущихся со скоростями больше 40 — 50 км/ч. Использование динамического фактора позволяет упростить некоторые сравнительные расчеты. Равномерное движение машины и заданных условиях с полным использованием мощности двигатели возможно прн соблюденпн равенства Р„ = Р. Скорость движения при этом, очевидно, максимальная.
Из сопоставления формул (3) и (15) следует, что условие равномерного движения с максимальной скоростью будет выражаться уравнением ~, = В. Под тяговой характеристикой машины понимают графическую зависимость силы тяги по двигателю илн динамического фактора от скорости движения машины (рнс. 9), 22 Для построения тяговой характеристики машины необходимо иметь экспериментальную внешнюю характеристику двигателя (Ж„„ М ), значения общих передаточных чисел трансмиссии 1, на различных передачах коробки, радиус ведущего колеса Я,„, а также расчетную нли экспериментальную зависимость общего к. п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
