книги из ГПНТБ / Боевые колесные машины (армейские автомобили и бронетранспортеры) учебник

§6. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА АРМЕЙСКИХ АВТОМОБИЛЕЙ И БРОНЕТРАНСПОРТЕРОВ

Боевые и эксплуатационно-технические качества армейских автомобилей и бронетранспортеров кратко определяются в так­ тико-технической характеристике. Однако для решения ряда прак­ тических задач при использовании машин этих данных недоста­ точно. Необходима более полная характеристика комплекса эксплуатационно-технических качеств и соответствующих показа­ телей для их оценки.

К этим качествам относятся:

Тягово-скоростные качества, характеризующие возможность поддержания высокой средней скорости движения, которые зави­ сят в первую очередь от мощности силовой установки и харак­

теристнки трансмиссии.

Экономичность, которая характеризует способность машины двигаться в заданных дорожно-грунтовых условиях с минималь­ ным расходом топлива.

Проходимость, т. е. способность двигаться по местности и пре­ одолевать препятствия, обеспечивая одновременно выполнение боевой задачи или определенной полезной транспортной работы.

Тормозные качества характеризуют возможность снижения ско­ рости движения машины в заданном интервале по пути, времени и замедлению. Рост скоростей движения потребовал возрастания эффективности тормозных систем и повышения их надежности:

Управляемость характеризует возможность легко устанавли­ вать и поддерживать нужное направление движения машины.

Устойчивость определяет способность машины двигаться без заносов и опрокидывания.

Плавность хода обеспечивает возможность движения по неров­ ным дорогам без таких воздействий на экипаж и машину, кото­ рые вызывают необходимость снижения скорости.

Повышение требований к скоростям движения по местности, вытекающих из современных оперативно-тактических взглядов, и сохранению высокой боеспособности десанта после длительных маршей привели к появлению новых конструктивных решений в системах подрессоривания машин.

Водоходность характеризует возможность преодоления водных преград на плаву.

Перечисленные свойства не определяют все эксплуатационнотехнические качества боевых колесных машин. Указаны только основные качества, которые мы будем в первую очередь учиты­ вать при рассмотрении конструкции и рабочего процесса агре­ гатов и систем, с которыми они связаны. Например, тягово-ско­ ростные свойства и экономичность в значительной мере связаны с характеристиками силовой установки и трансмиссии, проходи­ мость и плавность хода — с конструкцией движителя, тормозные качества и управляемость — с конструкцией систем управления. Остановимся более подробно на тягово-скоростных качествах,

22

экономичности и проходимости, как наиболее важных при изуче­

нии двигателя, трансмиссии и движителя.

Тягово-скоростные качества. Непременным условием инженер­ ного понимания рабочего процесса механизмов и систем колесной машины является знание законов ее движения. Тягово-скорост­ ные свойства в целом характеризуют, как отмечено выше, воз­ можную наибольшую среднюю скорость движения машины.

Для движения колесной машины необходимо, чтобы тяговая сила на колесах была равна сумме всех сил сопротивления дви­ жению:

Рис. 1.11. Схема трансмиссии полноприводной машины 4X4:

Тяговая сила Рк. Крутящий момент Мя, развиваемый двигате­ лем, передается к ведущим колесам через трансмиссию (рис. il.ll), при этом в коробке передач, раздаточной коробке и главной пере­ даче происходит изменение момента пропорционально передаточ­ ным числам этих агрегатов. Одновременно часть момента теряется

23

на трение во всех механизмах трансмиссии. Таким образом, к ведущим колесам подводится момент, равный

К== - ^ д 4 ^'р. к 4 Лт I

связь между числом оборотов двигателя и числом оборотов веду­ щих колес пк, т. е. скоростью машины v&:

Таким образом, каждому режиму работы двигателя при за­ данном открытии дроссельной заслонки и данном числе оборо­ тов Яд, а также при известном передаточном числе трансмиссии соответствует определенное значение силы тяги Рк и скорость движения va.

Изменение силы тяги Рк при полном открытии дроссельной заслонки в зависимости от скорости движения оа представляется графиком, называемым тяговой характеристикой колесной маши­ ны (рис. 1.12).

Величина тяги на колесах ограничивается сцеплением колес с грунтом. Максимальная величина тяги пропорциональна силе, прижимающей ведущие колеса к грунту, и коэффициенту сцеп­ ления колес с грунтом:

Р к мах V == V P i

где (р — коэффициент сцепления;

R — нормальная реакция (нагрузка), действующая между колесом и дорогой.

Если два колеса ведущие, то нормальная реакция примерно равна той части веса, которая приходится на эти колеса; если все колеса ведущие, то эта реакция равна полному весу машины.

24

Следовательно, при всех ведущих колесах максимальная вели­ чина тяги, которая может быть передана колесам, значительно увеличивается.

Рис. 1.12. Тяговая характеристика колес­ ной машины с четырехступеичатон короб­ кой передач

Коэффициент сцепления зависит в основном от свойств грунта и в некоторой степени от формы протектора шины (табл. 1.2).

Сила сопротивления подъему Р{. При движении на подъем составляющая сила ^тяжести создает сопротивление подъему (рис. 1.13). Величина силы сопротивления равна

Pt — Gasin а,

где Ga— полная масса машины;

а — угол подъема в градусах.

При движении под уклон Р* является движущей силой.

Сила сопротивления качению Р/. Сопротивление качению воз­ никает вследствие потерь на деформацию шины и деформацию грунта. •

25

Сила сопротивления качению пропорциональна нагрузке на колеса:

—для горизонтальной дороги P/ = Gaf;

—для движения на подъеме P/ = Gaf cos а,

где f — коэффициент сопротивления качению. Этот коэффициент зависит от качества дороги и от параметров шины (число слоев корда, внутреннее давление воздуха).

Рис. 1.13. Силы, действующие на колесную машину (равно­ мерное движение)

Для приближенных расчетов этот коэффициент считают зави­

28

рости движения и поэтому больше сказывается на скоростях свы­ ше 50 км/ч.

Сила сопротивления разгону Pj. Для разгона колесной маши­

тельно движущаяся масса колесной машины, но и ее вращающиеся детали (маховик, колеса), то в расчетах условно увеличивают массу колесной машины, умножая ее на коэффициент 8. Коэф­ фициент 8 зависит от включенной передачи. Для прямой пере­ дачи 8=11,04—1,08.

На низших передачах коэффициент 8 для бронированных колесных машин имеет значения 2,5—3,5 и более.

Таким образом,

P, = lM J a = ^ L h .

Экономичность колесной машины по расходу топлива. Расход топлива колесной машины обычно выражается в литрах на

100 км пути (л/ 100 км).

Государственная норма расхода топлива устанавливается из расчета на средние условия эксплуатации. Нормы расхода для ряда автомобилей приведены в табл. 1.4.

Зимой нормы повышаются на 10%. Имеются и другие коррек­ тивы к существующим нормам (работа на автомагистралях, с прицепом, северные районы и др.). При правильной, эксплуата­ ции расход топлива может быть во многих случаях ниже нормы.

27

рая представляет собой диаграмму зависимости -расхода топлива (л/100 км) от скорости и сопротивления движению (рис. 11.14). Сопротивление движению характеризуется • суммарным коэффи­ циентом ф.

ф = sin я -)- /cos а.

Рис. 1.14. Диаграмма экономической характери­ стики колесной машины (на одной из передач)

Каждая кривая показывает расход топлива на дороге с посто­ янным сопротивлением: нижние кривые — на дороге хорошего качества; кривые, расположенные выше,— на дорогах, имеющих более высокое сопротивление движению. Верхняя кривая, огра­ ничивающая экономическую характеристику, показывает расход

происходить в небольшом интервале скоростей, причем чем больше сопротивление движению, тем меньше экономичные ско­ рости движения. Таким образом, для каждой дороги имеется своя оптимальная по расходу топлива скорость движения уэк. Умень­ шение или увеличение скорости движения приводит к возраста­ нию расхода топлива.

На диаграмме нанесены графики расходов топлива при дви­ жении на прямой передаче в коробке передач. Если на эту же диаграмму нанести кривые расходов топлива при движении на других передачах, имеющих большие передаточные числа, то гра­ фики расхода топлива расположатся значительно выше. Из этого следует, что длительное движение на пониженных передачах при­ водит к значительному перерасходу топлива. В частности, в тех случаях, когда машины вынуждены по различным причинам дви­ гаться часто на промежуточных передачах, получается настолько серьезный перерасход топлива, что запас хода машин по топливу резко снижается.

23

, Экономическая характеристика колесной машины может быть полученапутем испытания ее на специальном стенде либо путем дорожных испытаний.

Проходимость колесных машин. Под проходимостью, как от­ мечено выше, понимается способность колесной машины дви­ гаться по неровным и скользким дорогам, пересеченной местности

. или мягким грунтам.

Проходимость колесной машины можно характеризовать сово­ купностью оценочных параметров, которые можно разделить на две группы: геометрические и опорно-тяговые.

Геометрические параметры (рис. 1.15) характеризуют проходи­ мость колесных машин по неровностям и препятствиям, а также способность вписываться в путевые габариты.

Углы а\ и си называют передними и задними углами проходи­ мости соответственно. Углы характеризуют возможность преодо­ ления колесной машиной участков-пересеченной местности с ко­ роткими и крутыми неровностями.

Рис. 1.15. Геометрические параметры проходи­ мости

Расстояние h от какой-либо из точек нижнего контура машины до опорной поверхности называют просветом (клиренсом). Про­ свет характеризует способность машины преодолевать некоторые препятствия (пни, отдельные камни) и проходимость на мягких грунтах. Чем больше просветы, тем лучше проходимость.

Данные по величинам углов проходимости и просветам для ряда машин приведены в табл. 1.5.

Т а б л и ц а 1.5

29