книги из ГПНТБ / Никитин А.О. Теория танка учебник
.pdfПри условны равенства угловых скоростей ведущих колес тан ка в режимах разгона н замедления можно считать, что
|
/ И т . р = |
М т . з . |
|
|
|
Тогда, решая написанную выше |
систему двух уравнений относи- |
||||
тельно |
V |
|
|
|
|
/в.к, получим |
Mv - /И3 |
|
|||
|
г'- |
|
|||
|
*В. К----------------------------------------“ • |
|
|||
|
V |
|
£Р -4'- £3 |
|
|
|
значение |
коэффициента |
о нетрудно» |
||
После определения / в. к |
|||||
получить по формуле |
|
|
|
|
|
|
|\ |
|
К . к |
|
|
|
О----- |
|
тг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
числового подсчета |
значения |
/„. к необходимо |
воспользо- |
ваться результатами испытании. Заметим, что поскольку протека ние опыта сопровождается непрерывным изменением режимов, для замера внешних моментов целесообразно в данных испытаниях применять тензодатчики и регистрировать все параметры одновре менно на пленку осциллографа. Во время опыта на ленте осцилло графа записываются отметки оборотов ведущих колес и времени, по которым определяются угловые скорости и ускорения колес, а также записывается внешний момент, приложенный к ведущему колесу танка от стенда при разгоне и замедлении.
Чтобы обеспечить высокую точность определения искомой вели-
V
чины /Z к . отметки времени должны осуществляться примерно через 0,1 сек, а отметки оборотов ведущих колес — через 0,02 Д 0,05 оборота.
Образец ленты с записью указанные параметров показан на рис. 38.
Выберем на ленте на режимах разгона и замедления участки, у которых примерно одинаковы скорости вращения ведущего коле са (см. рис. 38). Их нетрудно найти по равенству количества от меток оборотов ведущего колеса за один и тот же интервал време ни t. Продолжительность участка по времени следует брать поряд ка t = 0,3 Д 0,5 сек. Это позволит считать значение внешнего мо мента в пределах участка постоянным и, определив угловую ско рость колеса в начале, и в конце каждого из выбранных участков, с достаточной точностью найти для них средние значения ускоре
ний |
(sp— на участке разгона и г3— на участке замедления). Зна |
||
чения внешних |
моментов на участке разгона (М ) |
и замедления |
|
(М3) |
отдельно |
не определяются. Непосредственно |
из записи на |
пленке берется их геометрическая разность в миллиметрах, умно жается на масштаб момента и полученная величина подставляется
в расчетную формулу для /в. к •
90
J |
g m e Ъе> ru e |
|
|
|
\sA M ' |
■JV* axtn |
|
S h |
|
1 |
|
|||
|
t --Щ ем. |
|
||
q |
don. m rx L |
& |
Ц |
|
Cot ч т |
||||
\ |
||||
M m m M I m W |
1Шl |
1 Л МШ |
6h |
w r n |
|
73 < ON |
|
|
|
|
*№* !r t\ 1*»F |
“Иг* 'nM tVt* (Я$1 fl/t* |
|
|||
/ |
|
fA v |
|
|||
/ |
iK** fiv% |
|
Ыр |
i |
i i l i |
|
& |
|
|
|
|
|
|
|
|
4!» 4 |
t ’tt |
'test. |
|
|
l |
|
Ш |
Ш |
|
|
|
-CJ< |
|
|
-J> vmmwST a, |
fc&r |
|
|
ЧОИ >.х |
i 1 Шm U K |
|
|
|||
m Щ Ш № m m |
д а в д ш ш ш м / ш IW\ш |
д л . w А Л |
r<S{ ^ |
|||
|
|
|
|
|
Р и с . 38
•f!6
Если дополнительно провести подобные испытания при выклю ченном главном фрикционе и при нейтрали в коробке передач тан ка, то полученные в этих случаях значения приведенных моментов инерции к и /JJ к позволяют определить коэффициенты 80 и
8„ но формулам
I"
= 1 Н- — — .
тг} .
В табл. 5 и 6 приведены! числовые значения коэффициентов 8, ъа и 8„ для некоторых отечественных танков, полученные экспери ментальным путем по приведенной выше методике, предложенной кандидатами технических наук О. Н. Брилевым и К. В. Кузеневым.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и и а |
5 |
|
|
|
|
Значения о на различных передачах |
в КП |
|
|
|||||||||
Т а н к |
|
|
|
П |
е |
р |
е |
д |
а |
ч |
а |
|
Нейтраль |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
11 |
111 |
IV |
|
V |
|
VI |
VII |
VIII |
®и |
|
||
ПТ-76 |
7,035 |
2,544 |
1,9325 |
1,568 |
1,403 |
— |
|
- |
— |
1,2945 |
|
||||
Т-54 |
3,903 |
1,823 |
1,539 |
1,394 |
1,304 |
— |
|
|
|
1,243 |
|
||||
ИС-3 |
10,627 |
5,837 |
3,607 |
2,562 |
2,219 |
1,806 |
1,613 |
1,524 |
1,4266 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6 |
|
|
|
|
Значения о0 на различных передачах в КП |
|
|
||||||||||
Т а и к |
|
|
|
|
П |
е |
р |
е |
д |
а |
ч |
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
I |
|
II |
|
III |
|
IV |
|
V |
|
VII |
VIII |
|
||
|
|
|
|
|
|
, VI |
|
||||||||
ПТ-76 |
1,78146 |
1,40046 |
1,34864 |
1,31786 |
1,30364 |
— |
— |
— |
|
||||||
Т-54 |
1,6485 |
1,3314 |
1,2882 |
|
1,266 |
|
1,2523 |
|
|
— |
|
||||
ИС-3 |
2,24 66 |
1,8201 |
1,621 |
|
1,5278 |
1,5421 |
1,482 1,4538 1,4409 |
3)2
Табл. 7 содержит развернутые данные по приведенным к дви гателю моментам инерции тех узлов и механизмов моторно-транс миссионных установок этих же танков, детали которых при нейтра ли в КП кинематически жестко связаньи с коленчатым валом дви гателя. Суммирование моментов инерции в каждой колонке позво ляет получить величину суммарного, приведенного к двигателю мо мента инерции Iд. Эти данные показывают влияние отдельных ком понентов на величину / д и, следовательно, на значение коэффици ента а, равного
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а Т |
|
Узлы и |
механизмы |
танка, |
ПТ-76 |
Т-54 |
|
ИС-3 |
||
связанные |
с |
двигателем при |
|
|
|
|
||
нейтрали в КП |
|
Момент инерции, к г м с е к 2 |
||||||
|
|
|
|
|
||||
Двигатель |
|
|
|
0,3654 |
0,101 |
|
0,101 |
|
|
|
|
(с махов.) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Гитара |
|
|
|
|
0,0181 |
|
— |
|
Вентилятор |
|
|
|
— |
0,43 |
0,7824 (с венц. старт.) |
||
Ведущие |
детали |
главного |
0,185 |
0,275 |
|
0,476 |
||
фрикциона |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
Ведомые |
детали |
главного |
0,04 |
0,098 |
|
0,112 |
||
фрикциона |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
Детали коробки передач |
0.01ЮЗ |
0,0510 |
0,02091 (зам. ступень) |
|||||
0,12021 |
(ускор. ступ.) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
Суммарный, |
приведенный к |
0,60143 |
0,9731 |
1,49231 |
(зам. ступень)- |
|||
двигателю |
момент |
инерции |
||||||
|
|
/д |
|
|
|
1,59161 |
(ускор. ступ.)} |
В табл. 8 приведены данные, показывающие раздельное влияниеагрегатов ходовой части и некоторых элементов трансмиссии (ки нематически связанных с гусеничными цепями при нейтрали в КП) на значение коэффициента Зн для тех же танков. Для каждого из приведенных компонентов танка указано отношение его кинетиче ской энергии в относительном движении к кинетической энергии пе-
Е/ г-2
реносного движения танка, т. е. выражение — (для гусеничных mr„
9 *
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|
|
|
|
|
|
Значения |
V/.; з |
|
|
|
|
|
|
~ 1 1 |
|
|
.Механизмы и агрегаты танка, связан |
|
|
|
|
|||
ные с гусеницами при нейтрали в КП |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
ПТ-76 |
Т-54 |
ИС-3 |
|
Детали КП, связанные с ведомым (глав |
0,017 |
0,00309 |
0,01537 |
||||
ным) валом КП |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Механизмы поворота |
|
|
0,1697 |
0,117 |
|
0,27885 |
|
|
|
|
(с соед. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
муфтами) |
Бортовые |
передачи |
|
|
0,00349 |
0,00527 |
0,00478 |
|
ведущие |
колеса |
|
|
0,00521 |
0,00268 |
0,00652 |
|
Направляющие колеса |
|
|
0,00276 |
0,00305 |
0,00399 |
||
Опорные катки |
|
|
0,0263 |
0,0397 |
0,0239 |
||
Поддерживающие катки |
|
|
- |
— |
|
0,00766 |
|
Гусеничные цепи |
|
|
0,07 |
0,0722 |
0,0855 |
||
|
И т о г о |
|
|
0,29416 |
0,213 |
0,42657 |
|
.. |
|
lit-г \ |
. |
|
|
|
|
цепей соответственно |
— |
|
|
|
|
||
|
|
т ) |
|
|
|
|
|
Суммирование всех данных в каждой |
колонке |
дает |
значение |
||||
\ \ — 1) Для этого танка. |
|
|
|
|
|
Приведенные в табл. 7 и 8 данные позволяют выразить значе- ■ние коэффициента 3 для этих танков такими зависимостями:
- |
для |
ПТ-76 |
5 = |
1,2945 + 0,006^; |
|
|
|
- |
для |
Т-54 |
S = |
1,243 + |
0,00328^; |
|
|
- |
для |
ИС-3 |
S = |
1,427 + |
0,00224^ |
(замедленная |
ступень); |
|
|
|
о = |
1,427 + |
0,00239/т2р |
(ускоренная |
ступень). |
Г л а в а 5
ПОВЕРОЧНЫЙ ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ТАНКА
Задачи тягового расчета различны в зависимости от того, про изводится ли поверочный тяговый расчет, т. е. определение и оцен ка тяговых качеств существующего танка, или необходимо прове сти тяговый расчет проектируемой машины.
В первом случае нужно определить и оценить тяговые качества уже выполненного танка и сравнить их с тяговыми возможностями других машин. Во втором случае следует определить необходимую для танка мощность двигателя (подобрать двигатель) с целью обеспечения заданной тактико-техническими требованиями на про ектирование максимальной скорости танка и выбрать низшую пере дачу, число передач и способ их разбивки с таким расчетом, чтобы обеспечить наилучшие динамические и тяговые качества машины & отношении достижения ею наивысших средних скоростей в разнооб разных условиях движения.
Если задачи поверочного тягового расчета можно в большей или меньшей степени решить проведением соответствующих стендо вые и ходовых испытаний выполненного образца танка, то во вто ром случае это исключено, так как машина еще находится в стадии проектирования.
В то же время следует подчеркнуть, что путем проведения толь ко одних испытаний нельзя в полной мере оценить рациональность выбора и разбивки передач в трансмиссии, обеспечивающих хоро шие динамические качества танку, поскольку достижение высоких средних скоростей движения на местности определяется также удельной мощностью танка, совершенством гусеничного движите ля и системы подрессоривания, удобством наблюдения за дорогой, надежностью системы охлаждения двигателя, исключающей его перегрев при длительной работе с большой нагрузкой, и т. п.
Полного и всестороннего решения задачи по оценке тяговых ка честв выполненного танка можно достичь только путем сопостав ления ‘данных теоретических и экспериментальные исследований.
95
Общая задача поверочного тягового расчета — определение и оценка тяговых качеств танка — сводится к решению следующих частных задач:
1.Определению максимальной скорости движения в заданных дорожных условиях.
2.Определению сопротивления движению и углов подъема, ко торые может преодолеть танк на данных передаче и скорости.
3.Определению углов спуска, преодолеваемых танком на раз личных передачах в трансмиссии при работе двигателя в режиме торможения (без пользования остановочными тормозами).
4.Определению приемистости тайка, т. е. времени и пути раз гона до достижения заданной скорости, а также эффективности торможения.
5.Оценке выбора количества передач и способа их разбивки (при ступенчатых трансмиссиях) с целью получения максимальной средней скорости движения танка.
При определении и оценке тяговых качеств танка пользуются тяговой и тормозной характеристиками и характеристикой разгона.
Вэтой главе рассмотрим поверочный тяговый расчет танка соступенчатой механической трансмиссией, пока наиболее распро страненной в современных конструкциях машин данного типа.
§ 1. ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТАНКА
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
Как уже указывалось ранее, значение силы тяги в случае рав |
|||||||
|
номерного движения танка при работе двигателя с полной подачей |
|||||||
|
топлива |
называется силой тяги по двигателю |
и определяется по |
|||||
|
формуле (26). |
|
|
величина |
силы |
тяги по |
двигате |
|
|
Очевидно, что абсолютная |
|
||||||
|
лю Р д |
не может служить критерием оценки тяговых качеств раз |
||||||
|
личных по весу танков, так как сопротивления движению пропор |
|||||||
|
циональны весу машины. Поэтому для сравнительной оценки тяго |
|||||||
|
вых показателей танков пользуются понятием |
удельной |
силы тя |
|||||
|
ги /д, равной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л = “ |
G |
= |
u v |
|
|
-(27) |
|
|
|
|
|
|
|
||
[ |
График зависимости удельной силы тяги / д |
от скорости движе |
||||||
|
ния на |
различных передачах |
называется |
тяговой харастеристекой |
танка (рис. 39).
Таким образом, для построения тяговой характеристики танка необходимо знать:
—значения А^д при различных оборотах двигателя;
—значения скорости танка на всех передачах при различных оборотах двигателя;
—зависимость к. п. д. танка т)т от скорости движения и удель
ной силы тяги.
Требуемые для построения тяговой характеристики величины подсчитывают в такой последовательности.
96
Весь диапазон изменения оборотов двигателя от минимальных до максимальных разбивают через определенный интервалы ( 2 0 0 -у
-г 300 об/мин), |
получая |
расчетные точки по оборотам двигателя |
||||
пи п2, пъ, . . |
,tiN, по которым и производят все дальнейшие расчеты. |
|||||
Пользуясь графической зависимостью изменения свободной |
||||||
мощности двигателя |
NA |
по оборотам, определение которой было |
||||
изложено |
в главе |
2 , |
для выбранных |
расчетных |
режимов пь |
|
п2, пз, ■■■, |
nN. берут соответствующие им значения свободной мощ |
|||||
ности N л„ |
Л/д„ |
Л/д.„ . . |
при работе |
двигателя |
по внешней |
характеристике, т. е. при полной подаче топлива.
Р и с . 3 9
Скорость танка на каждой передаче в зависимости от оборотов двигателя определяется по формуле
v |
nzB.KI |
• |
fiO |
= |
_ |
nzB.KI |
км |
, |
|
|
i7p |
------ |
0 .U6 |
--------------------iTp |
ч |
||||
|
|
|
1 0 0 0 |
|
|
|
|||
где it — число оборотов |
двигателя |
в мин\ |
|
|
|||||
zb.k —число траков, |
|
укладывающихся на окружности веду |
|||||||
щего колеса (или перематываемых за один оборот |
|||||||||
ведущего колеса); |
|
в м\ |
|
|
|
||||
I — шаг гусеничной |
цепи |
|
|
|
|||||
i'Tp — общее |
|
передаточное число трансмиссии на данной пе |
|||||||
редаче. |
радиус |
ведущего |
колеса |
к. скорость танка |
|||||
Когда известен |
можно определять и по такой зависимости:
7 -1 1 9 5 |
97 |
n |
|
3 7 7 ' . |
|
v = 2 w„. K ______ - 0 , |
|
||
i'Tp |
1 0 0 0 |
/ тр |
V. |
Если оценить количественно к. п. д. трансмиссии танка тг)Тр обыч но не представляет большой сложности и его с допустимой для дан ных расчетов точностью можно принимать постоянным для всего диапазона изменения скорости танка на каждой передаче, а при равном числе пар зубчатых колес, участвующих в передаче мощно сти на различных ступенях в трансмиссии, и одинаковым на всех передачах, то к. п, д. гусеничного движителя т]г. д значительно изме няется в зависимости от скорости и передаваемого тягового усилия. Вследствие этого сначала для расчетных режимов определяют зна чения удельных сил тяги на ведущих колесах танка по формуле
270Л ^тр
(28)
Gv
после чего по эмпирической зависимости (1 1 ) находят к. п, д. гусе ничного движителя.
Имея значения к. п. д. гусеничного движителя, определяют к. п. д. танка т)т для каждого расчетного режима (по оборотам и передачам)
Чт = ■'Ьр'Чг.д •
После этого по формуле (27) можно подсчитать удельные силы тяги /д при различных скоростях на всех передачах танка. Значе ния /д можно также находить по зависимости
/д ~ /в-K^Г.д.
В целях некоторого сокращения подсчетов, к. п. д. гусеничного движителя можно определять не для всех расчетных точек пи щ, щ, . . ., tin на каждой передаче, а найти значение V j для одной точки, соответствующей средней скорости движения на данной пе редаче, и принять его постоянным в пределах изменения скорости и / в. к на этой передаче. Подсчитанные значения v, fB.K, 7)г. д, т)т и / д на различных передачах в трансмиссии при оборотах двигателя пи я2, «3 , . ■ tin сводят в таблицу, на основании которой (см. табл. 9) строят тяговую характеристику танка, т. е. зависимость
/д ="/(«)•
§ 2. ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ НЕПОСРЕДСТВЕННО ПРИ ПОМОЩИ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
При помощи тяговой характеристики решают почти все задачи тягового расчета. Непосредственно по тяговой характеристике можно быстро решать две из основных задач тягового расчета — определять скорость при данном сопротивлении движению и нахо дить сопротивление, которое может преодолеть танк, двигаясь с данной скоростью.
98
Обороты двигателя на расчетных режимах п, об\ми.н.
Значения свободной мощности двигателя на расчетных режимах
Мд, л. с.
V, к м / ч
|
Л . |
к |
I |
|
|
передача |
V |
Д |
|
|
|
|
г1Т |
|
|
/л |
|
, V, |
к м \ч |
|
II |
|
|
передача |
f в. |
к |
|
|
|
V, |
к м 1ч |
|
|
/в. |
к |
Высшая |
|
|
|
Ъ . |
д |
передача
%
/д
|
|
|
Т а б л и ц а 9 |
«1 |
Пп |
«л |
n N |
N n |
|
|
Nrn |
д$ |
|
|
|
З а д а ч а № 1. Определить максимальную скорость, с которой танк может равномерно двигаться при данном сопротивлении дви
жению, характеризуемом |
коэффициентом сопротивления качению |
f и углом наклона пути а |
к горизонтальной плоскости. |
Общее сопротивление движению танка будет /?c= (/c o s a -f sin a) G.
В то же время потребная сила тяги Р„, равная силе тяги по двигателю, будет
Л н е
7* |
99 |