книги из ГПНТБ / Никитин А.О. Теория танка учебник

циальном стенде и перестроенная для других передач КП расчет­ ным способом.

Посредством тормозной характеристики можно быстро опреде­ лять значения углов длительных спусков, преодолеваемых танком при работе двигателя в тормозном режиме без применения остано­ вочных тормозов. Такой способ преодоления крутых длительных спусков наиболее целесообразен, так как он весьма надежен, не требует большой затраты мускульной энергии механика-водителя,' исключает повышенный износ и перегрев фрикционных элементов тормозов, обеспечивает устойчивое прямолинейное движение на ■спуске вследствие жесткой блокировки гусеничных обводов между, собой.

Рассматривая равномерное движение танка на спуске при тор­ можении двигателем, спроектируем все действующие на танк внеш­ ние силы на продольную ось, параллельную проверхности пути

(рис. 45).

Очевидно, при этом получим

.110

Об

Р

~ ¥ г

I

Тормозная харахтеристта

Р и с . 46

Приемистость танка оценивается: а) ускорением при разгоне; б) временем разгона; в) длиной пути разгона; г) отрицательным ускорением (замедлением) при торможении; д) временем торможе­ ния; е) длиной пути торможения.

Характеристиками разгона являются графики зависимости ско­ рости и пути разгона танка на различных передачах от времени разгона, а также значения ускорений танка на различные переда­ чах в зависимости от скорости движения.

Интенсивность торможения танка наиболее часто оценивают длиной пути торможения. Чем меньше время разгона и путь тор­ можения, тем лучше приемистость машииьи.

Рассмотрим разгон танка с наиболее часто встречающейся сту­ пенчатой механической трансмиссией при наличии главного фрик­ циона.

Все приведенные ниже рассуждения и условия остаются спра­ ведливыми и для трансмиссий с планетарными коробками передач, у которых функции главного фрикциона при переключениях пере­ дач выполняют управляемые фрикционные элементы предыдущей и последующей передач в коробке.

1. Процесс разгона танка со ступенчатой коробкой передач

Трогамие с места и разгон танка протекают следующим образом. При работающем двигателе и включенной передаче, выбранной по условиям движения, водитель плавно включает выключенный

перед этим главный фрикцион.

Для того, чтобьи не произошло заглохания двигателя, работаю­ щего перед включением фрикциона на холостом ходу, водителю также необходимо одновременно с отпусканием педали главного фрикциона плавно увеличивать подачу топлива в двигатель. Нача­ ло трогания танка с места произойдет при равенстве возрастающе­ го с отпусканием педали момента трения М т, передаваемого глав­ ным фрикционом, моменту Мг от всех сил сопротивления движе­ нию танка, приведенных к ведомым деталям фрикциона.

До наступления указанного равенства моментов М ти Мг про­ исходит буксование дисков трения главного фрикциона при непод­ вижном танке.

С дальнейшим отпусканием педали фрикциона момент трения продолжает увеличиваться до максимального расчетного значения при полностью включенном фрикционе.

Несмотря на то, что передаваемый при полностью включенном фрикционе момент трения, как правило, значительно больше приве­ денного к ведомым деталям фрикциона момента сопротивления дви­ жению. некоторое время еще продолжается буксование дисков тре­ ния фрикциона вследствие того, что. помимо момента Мг , к ведо­ мым дискам в это время приложен также приведенный к ним инер­ ционный момент всех вращающихся деталей от фрикциона до гусе­ ниц, а также от самого танка, возникающий при его ускоренном движении.

Вследствие буксования дисков трения момент, передаваемый фрикционом, остается постоянным, а обороты двигателя — снижа­ ются, так как М л < Мт . Через некоторое время наступает равен­ ство угловых скоростей ведущих и ведомых деталей фрикциона, после чего они вращаются как одно целое.

Начиная с этого момента, угловая скорость всех деталей фрик­ циона возрастает до величины, определяемой заданным водителем режимом работы двигателя по оборотам.

Рассмотренный выше процесс разгона танка представлен на гра­ фике (рис. 47), по оси абсцисс которого отложено время t, а по оси ординат — угловая скорость деталей фрикциона и момент М т , перодаваемый фрикционом.

Поскольку в трансмиссии рассматриваемого типа существует жесткая кинематическая связь между коленчатым валом двигателя и ведущими деталями главного фрикциона, угловую скорость ко­ ленчатого вала примем 1 равной угловой скорости ведущих деталей фрикциона, которую обозначим через шд. Будем также считать, что к ведущим деталям фрикциона приложен свободный крутящий мо­ мент двигателя Мл.

Как известно, развиваемые двигателем на неустановившихся режимах моменты несколько меньше таковых при тех же оборотах, но в условиях работы на установившихся режимах. В то же время для двигателей, как правило, известны' лишь внешние характери­ стики, которые снимаются на установившихся режимах. Поэтому, чтобы не вводить новых обозначений и не усложнять выкладок, в дальнейшем, при рассмотрении разгона танка, будем пользоваться

1 Иногда по компоновочным и другим соображениям между двигателем и главным фрикционом устанавливают редуктор, однако излагаемый принцип рас­ чета от этого не меняется, так как установка редуктора может учитываться вве­ дением соответствующего передаточного отношения.

114 '

величинами свободных моментов Л7Д двигателя, поступающих в 'трансмиссию при работе двигателя по внешней характеристике. В тех же случаях, когда будет известна зависимость протекания мо­ мента двигателя по оборотам на неустановнвшихся режимах, учесть уменьшение значений Мл в процессе разгона можно будет непос­ редственно при пользовании выведенными ниже расчетными фор­ мулами.

Угловую скорость ведомых деталей фрикциона обозначим че­ рез шт.

Включение фрикциона (см. рис. 47) начинается при t = 0 (в на­ чале координат) и заканчивается при t =т,.

Протекание процесса включения фрикциона определяется зако­ номерностью отпускания педали, т. е. зависит от индивидуальных особенностей водителя. Поэтому с равным основанием, но упрощая график, можем принять, что изменение момента трения фрикциона при его включении происходит по линейному закону. Как видно из графика, при равенстве момента, передаваемого фрикционом, и момента М г , приведенного к его ведомым деталям от всех сил со­ противления движению танка, начинается трогание танка с места, которое происходит при t = т„.

С этого времени начинается ускоренное вращение ведомых де­ талей фрикциона и, следовательно, ускоренное движение танка при одновременном снижении угловой скорости коленчатого вала дви­ гателя.

После полного включения фрикциона некоторое время продол­ жается процесс выравнивания угловых скоростей его ведущих и ве-

.домых деталей, заканчивающийся при t= ~ 2.

Вдальнейшем происходит ускоренное вращение всех деталей главного фрикциона и ускоренное движение танка, продолжающее­ ся до достижения заданных оборотов двигателя.

Впроцессе снижения угловой скорости двигателя «>л момент, передаваемый фрикционом, больше момента, развиваемого двига­ телем за счет действия инерционного момента вращающихся масс, кинематически связанных с коленчатым валом (в основном махо­ вика, вентилятора и ведущих деталей фрикциона). После выравни­ вания угловых скоростей ведущих и ведомых деталей фрикциона

.неизбежно резкое снижение передаваемого им момента, так как ■инерционный момент деталей, связанных с коленчатым валом, бу­ дет уже уменьшать подводимый к ведомым частям фрикциона мо­

мый от двигателя, должен быть больше момента Мг от сил сопро­ тивления движению танка, приведенного к ведомым деталям фрик­ циона, для преодоления инерционных моментов от сил инерции масс танка, участвующих как в переносном (поступательном), так г в относительном (вращательном) движении. Только в конце раз­ гона наступает равенство

М л = Мг.

115

В применяемом в настоящее время методе сравнительной о ц е н ­ ки тяговых качеств танков в процессе разгона, чтобы исключить индивидуальные свойства водителя, проявляющиеся при включе­ нии главного фрикциона и при подаче в это время топлива в дви­ гатель, при построении графиков разгона принимают следующие

циона равны оборотам при максимальной мощности, т. е. пдй

3) момент, передаваемый фрикционом после его полного вклю­ чения, не изменяется по своей величине при буксовании дисков тре­ ния и равен

где /WJma!t —максимальный крутящий момент двигателя;

Р— коэффициент запаса фрикциона;

4)момент, подводимый от двигателя при буксовании диско трения фрикциона, остается постоянным.

Из последних двух допущений следует, что угловые скорости ведущих п ведомых деталей фрикциона в процессе буксования из­ меняются по прямолинейному закону.

Всоответствии с принятыми допущениями трогание танка с ме­

ста и разгон на дайной передаче можно разбить на три этапа:

п е р в ы й э т а п — с момента трогання тапка с места после включения главного фрикциона до выравнивания угловых скоро­ стей его ведущих и ведомьих деталей;

в т о р о й э т а п — с момента окончания буксования дисков тре­ ния фрикциона до достижения расчетный оборотов двигателя;

т р е т и й э т а п — с момента выключения фрикциона после до­ стижения расчетных оборотов двигателя п,у до включения его при переходе на следующую передачу, т. е. третий этап соответствует переходу с одной передачи на другую.

Фактически третий этап является этапом «затухающего» движе­ ния танка, когда он двигается по инерции, преодолевая сопротив­ ления движению.

При разгоне на следующей передаче перечисленные выше эта­ пы повторяются с той лишь разницей, что ведомые детали фрик­ циона в момент его включения на первом этапе будут уже иметь угловую скорость, соответствующую скорости движения танка в конце третьего этапа на предыдущей передаче.

Чтобы чрезмерно не усложнять индексацию ряда величин, ха­ рактеризующих разгон и различающихся между собой значениями на каждой передаче в трансмиссии, рассмотрим процесс разгона безотносительно к номеру включенной передачи, а изменение этих величин в зависимости от включения той или иной передачи будем отмечать по ходу изложения.

116

2. Первый этап разгона

Для определения ускорения танка на первом этапе разгона ■воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии систе­ мы в дифференциальной форме [см. уравнение (18)], причем при­ меним ее для танка как для системы, начиная с ведомых деталей главного фрикциона. Последнее обстоятельство, не внося ошибки, позволяет значительно упростить решение поставленной задачи, так как иначе пришлось бы дополнительно учитывать работу бук­ сования фрикциона и изменение кинетической энергии деталей, жестко связанных с двигателем в их относительном движении за то же время.

На основании выведенных в главе 4 выражений кинетическая энергия танка до ведомых деталей фрикциона включительно, т. е. как бы при выключенном главном фрикционе, может быть записана так:

Дифференциал кинетической энергии танка будет равен d T = o0rnvdv.

Во время буксования главного фрикциона на его ведомые части и от них далее в трансмиссию передается крутящий момент, рав­ ный максимальному моменту трения фрикциона

В соответствии со сказанным элементарная работа движущих ■сил dW\ определится выражением

dW г — + С sin adx*.

Элементарная работа всех внутренних и внешних сил сопротив­ ления движению за то же время определится выражением

dW s = dW ,' + dW3" = - (1 - 1т) РМДш„<*9т —/О cos *dx.

Очевидно, что

,dx .

где dx — путь, пройденный танком за время dt (без учета бук­ сования гусениц).

* Знак минус соответствует движению на подъеме, знак плюс — движению на спуске.

117

Подставляя значения d T , - d \ ¥ ' \ , d W 2. сПГ3 в уравнение нзменеггггч кинетической энергии танка, с учетом проведенных преобразовании получим

то после некоторых преобразований уравнение изменения кине­

ле его полного включения), т. е. продолжительности первого этапа, разгона, и скорости танка в конце этого этапа исследуем движение коленчатого ияла двигателя или, что то же самое, движение веду­ щих частей главного фрикциона.

Пользуясь приципом Даламбера, напишем уравнение движения' ведущих деталей фрикциона, на которые действуют моменты, пока­

118

связанных с валом двигателя при выключенном состоя­

Считая, согласно принятому ранее допущению, что во время буксования .фрикциона

т. е. на первом этапе разгона происходит равнозамедлениое враще­ ние ведущих деталей главного фрикциона, определяемое уравне­ нием

она при его включении, соответствующая, согласно принятым ранее условиям, расчетным оборотам nN дви­

гателя.

Угловое ускорение ведомых деталей фрикциона на первом этапе

1 1 9