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

Поскольку при торможении двигателем нет аналитической за­ висимости между скоростью танка и его замедлением, правая часть последнего выражения находится методом графического интегри­ рования. Для этого весь исследуемый диапазон изменения скоро­ сти танка от v0 до v„ разбивают на ряд участков (см. рис. 56) и определяют площади каждого из них: Д,, Д2> • Д„, представляю­ щие собой в определенном масштабе время 1п в течение которого происходит снижение скорости на участке.

Затем, используя полученные значения строят новую графи­ ческую зависимость t по v, которая используется как для непосред­ ственного определения времени движения машины в заданных пре­ делах изменения скорости танка при торможении двигателем, так и для определения пути, проходимого машиной. Последняя задача решается также путем графического интегрирования, аналогично тому, как определяют время торможения или путь разгона танка.

В этом случае исходят из того, что элементарный путь rfST, про­ ходимый машиной за время dt, будет равен

dSr = vdt,

■откуда

Г р а ф и чес к nii с п о с о б 'определения времени и пути дви­ жения танка при изменении его скорости в заданных пределах при торможении двигателем основывается на графических методах, применяемых в тяговых расчетах на железнодорожном транспорте (методы Ломоносова, Лебедева и др.) и в тяговой механике авто­ мобиля, где он предложен проф. Г. В. Зимелевым [12] для опре­ деления зременн и пути разгона автомобиля.

Этот способ, который мы вначале рассмотрим без учета внешних

•сопротивлений, оцениваемых коэффициентом /с, заключается в следующем.

Представленную на рис. 57 графическую зависимость удельной силы торможения fT от скорости танка v на какой-либо из передач

тать величину удельной силы торможения в пределах каждого уча­ стка постоянной и равной ее среднему значению.

Спроектируем на ось ординат средние значения удельных сил торможения танка на каждом из участков: Ьь 6 2, 6 3 , . ■ . и т. д. Пусть при построении графика были приняты следующие мас­ штабы: по оси абсцисс 1 км/ч— а мм или 1 м/сек — 3,6 а мм; по осп ординат (для / т и / с) 1 кг/кг — с мм, а для дальнейших построе­ ний примем масштаб по оси ординат вниз (для i) 1 сек — т мм.

140

О т л о ж и м на оси а б с ц и с с п о л ю с Р на р а сст о я н и и от оси о р д и н а т

cm

О Р =

Оа 3,6а

и проведем через него и точку Ь|, положение которой определяется ■средним значением удельной силы торможения на первом участ­ ке (/т,), луч, образующий с осью абсцисс угол у, (см. рис. 57), равный

ному лучу, то эта прямая пересечется с вертикалью, опущенной из точки V\ (конечное значение скорости первого участка), под уг­ лом ft, а расстояние от точки их пересечения до оси абсцисс будет равно времени Atlt в течение которого скорость танка снижается ют v0 до v\ при торможении машиньи двигателем.

В самом деле, из выражения (47), которое в данном случае бу­ дем рассматривать без учета тормозящего действия внешних сопро­

Вместе с этим из рис. 57 видно, что

tg Ti =

~ й Г ’

откуда время, в течение которого скорость танка уменьшается ■от v 0 до v,, будет

At. (мм)

—■_>— l сек

т

Продолжая таким же образом графические построения для друтих участков рассматриваемого интервала изменения скорости, по­ лучим ломаную vQ— 1—2—3 . . . 8, представляющую собой иско­ мую зависимость времени торможения танка двигателем от скоро­ сти. Чем на большее число участков будет разбит рассматриваемый интервал изменения скорости при торможении, тем точнее будет^ совпадать полученная ломаная с действительной кривой и тем вы-' ше будет точность получаемых результатов.

Если при определении времени движения машины в заданных, "пределах изменения скорости потребуется учесть сопротивление грунта и наклон поверхности пути к горизонту, то это не предста­ вит затруднений.

142

Все отличия в графических построениях, в данном случае по сравнению с предыдущим, будут состоять лишь в том, что новый полюс (Р') следует откладывать не на оси абсцисс, а на некотором расстоянии от нее вниз, равном коэффициенту суммарного сопро­

пунктиром, где оно приведено только для первого участка заданно­ го интервала изменения скорости.

После того как будет получена зависимость времени торможе­ ния танка от скорости, нетрудно найти путь, проходимый машиной з заданных пределах изменения скорости.

Это можно осуществить: 1) методом графического интегриро­ вания, подобно тому, как это было показано выше при определе­ нии времени торможения машины; 2) графическим способом [12]; 3) путем простых вычислений по средней скорости движения на каждом из участков, поскольку время, в течение которого происхо­ дит снижение скорости в пределах интервала, будет уже известно.

гзамедление движения на участке принимается постоянным.

Впоследнем случае путь, пройденный танком на первом участке, будет определяться выражением

и аналогичным образом для других участков исследуемого интер­ вала снижения скорости танка от v0 до vn.

§ 6. ПОВЫШЕНИЕ ПРИЕМИСТОСТИ ТАНКОВ

Проведенный теоретический анализ влияния различных конст­ руктивных параметров и других факторов на интенсивность раз­ гона танка позволяет высказать ряд положений, соблюдение кото­ рых сокращает время разгона, т. е. повышает приемистость танков выполненных конструкций посредством правильного применения теории в практике вождения боевых машин.

1. Выбор передачи при трогании танка с места

Расчеты и практика эксплуатации танков показывают, что про­ должительность первого этапа разгона на каждой передаче весьма мала и, следовательно, не может существенно влиять на общее вре­

мя разгона танка. .

Более продолжительными являются второй и третий этапы, нанлучшему проведению которых необходимо уделять должное внима­

ние.

Для того чтобы наиболее полно использовать динамические ка­ чества, заложенные в танке, трогание с места при разгоне не всегда

143

нужно начинать с 1 передачи, даже если ускорения танка на втором этапе разгона на этой передаче имеют наибольшие значения

(рис. 58) *.

V

— V

Рис. 58

Если скорость танка в конце второго этапа разгона на I пере­ даче невелика, то во время переключения передачи (т. е. на третьем этапе) она резко упадет, а в некоторых случаях, даже при относи­ тельно небольшом сопротивлении движению, может произойти остановка машины.

Реальность сказанного проиллюстрируем следующим примером. Пусть скорость танка в конце второго этапа равна v0 = 7 км/ч, коэффициент суммарного сопротивления движению / с = 0,09, зна­ чение о0 == 1,2. Предположим также, что во время переключения на следующую передачу скорость танка упала до нуля.

Определим время до остановки танка в указанных условиях дви­ жения на третьем этапе.

Значение скорости танка на третьем этапе определяется выра­

Время переключения передачи иногда достигает 3 сек. Таким образом, в рассмотренных условиях при переходе с одной переда-

* Тем более нецелесообразно начинать разгон тайка с низшей передачи в

тех случаях, когда значения ускорений танка на втором этапе (д'г) при движении на этой передаче меньше, чем на последующей.

144

чм на другую танк может остановиться и, естественно, в этом слу­ чае нельзя совершать разгон трогаясь с I передачи.

В данном примере разобран предельный случай, когда при пе­ реключении передач произошла остановка танка. Но если бы при переходе с I передачи на II танк не остановился, а наблюдалось бы лишь значительное снижение его скорости до большого падения оборотов двигателя в начале движения на следующей передаче, то и в этом .случае целесообразно, как правило, начинать разгон не с I передачи, а с более высокой, например со II, так как при разгоне танка в рассмотренных условиях будет низкая средняя скорость движения.

Итак, если величина коэффициента суммарного сопротивления движению танка / с не вызывает опасности перегрева дисков глав­ ного фрикциона вследствие большой работы трения в период его буксования на первом этапе, то для уменьшения общего времени разгона танка или для повышения средней скорости в процессе раз­ гона целесообразно трогаться с места не с I передачи, а с более вы­ сокой. Заметим, что продолжительность первого этапа в последнем случае будет несколько большей.

Чем больше удельная мощность танка и чем меньше сопротив­ ление движению, тем выше должна быть передача, на которой сле­ дует трогаться с места.

2. Выбор скоростного режима двигателя при включении главного фрикциона на первом этапе разгона

Несмотря на положительное влияние, которое оказывает на ди­ намику машины во время разгона включение главного фрикциона при более высоких оборотах двигателя, многие механики-водители не используют это обстоятельство, опасаясь «сжечь» диски трения фрикциона вследствие большого значения работы буксования. В ряде случаев это приводит к тому, что фрикцион включается при неоправданно большом снижении оборотов двигателя, в результате чего ухудшается динамика разгона машины.

Поэтому при применении на танках надежных в указанном от­ ношении конструкций главных фрикционов целесообразно в допу­ стимых пределах, проверенных практикой эксплуатации, повышать начальные обороты двигателя при включении фрикциона на первом этапе. Это повышает приемистость танка.

3. Выбор числа оборотов двигателя в конце разгона на промежуточной передаче

В практике эксплуатации танков часто возникает вопрос: до ка­ ких оборотов двигателя целесообразно разгонять машину на про­ межуточной передаче, прежде чем перейти на следующую, с целью быстрейшего достижения заданной скорости движения?

Поскольку интенсивность разгона определяется значениями ус­ корений, сообщаемых танку на различных передачах, то без учета затрат времени механика-водителя на переключение с одной пере­ дачи на другую минимальное время разгона танка будет в том слу­ чае, когда .переключение с низших передач на высшие будет осу­ ществляться при скоростях движения, определяемых точками пе­ ресечения кривых ускорений танка на различные передачах (см. рис. 58). Соответственно этим скоростям должны определяться и обороты двигателя, до которых нужно совершать разгон танка на каждой передаче.

Если начать переключение раньше, то не будут использованы все динамические возможности низшей передачи. В том случае, если начать переход на высшую передачу при более высокой ско­ рости, то ускорение на низшей передаче окажется ниже того, кото­ рое могло бы быть достигнуто при этой скорости в случае движе­ ния на высшей передаче. Данные выводы получены в предположе­ нии мгновенного перехода с одной передачи на другую, что для ступенчатых механических трансмиссий не соответствует действи­ тельности.

На основании ряда испытаний можно считать установленным, что поскольку в процессе перехода с одной передачи на другую скорость танка снижается, то с целью осуществления наиболее ин­ тенсивного разгона переключение с одной передачи па другую надо производить при оборотах двигателя, несколько больших тех, кото­ рые соответствуют точкам пересечения кривых ускорений на смеж­ ных передачах.

При этом, чем больше сопротивление движению и скорость тан­ ка, тем больше должно быть отклонение от указанных значений в сторону увеличения оборотов двигателя, так как интенсивность сни­ жения скорости танка вследствие возросших сопротивлений при этом будет больше. Для данного сопротивления движению необхо­ димо последовательно, с увеличением номера передачи, увеличи­ вать обороты двигателя в копие разгона на каждой передаче.4

4. Сокращение времени на переключение передач

Для простых ступенчатых механических трансмиссий время, за­ трачиваемое на переключение передач, составляет большую вели­ чину в общем балансе времени разгона, что существенно снижает динамические качества танка по данному показателю. Поэтому при разработке новых конструкций танков необходимо уделять серьез­ ное внимание выбору типа трансмиссии и совершенству механизма переключения передач.

Для уже выполненных машин со ступенчатыми трансмиссиями повышение динамических качеств танков при разгоне за счет со­ кращения времени переключения передач может быть достигнуто повышением мастерства механпков-водителей.

146

Г л а в а 6

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТАНКА

Тяговый расчет проектируемого танка проведем, так же как и при выполнении поверочного тягового расчета, для ступенчатой механической трансмиссии с установкой на танке двигателя внут­ реннего сгорания с внешней характеристикой, подобной приведенаюй на рис. 2, т. с. для силовой передачи, имеющей весьма широкое

.применение в танках.

В этом случае максимальная скорость тапка на каждой пере­

оборотам на режиме максимальной мощности, поэтому, допуская незначительную ошибку, их можно принимать равными nN.

.Задачи тягового расчета проектируемого танка заключаются: 1) в определении максимальной мощности двигателя N e

■необходимой для обеспечения заданной тактико-техническими тре­ бованиями на проектирование максимальной скорости vm, при за­ данном весе G танка;

2) в определении диапазона скоростей или диапазона пере­ дач cl;

3) в выборе количества промежуточных передач в коробке и ра­ ционального распределения общего диапазона d между передача­ ми с целью обеспечения высокой средней скорости движения тайка;

4) в определении приемистости проектируемого танка.

'§ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

В тактико-технических требованиях на проектирование нового танка задается значение максимальной скорости vm, причем пред­ полагается, что эта скорость может быть достигнута при движении но хорошей дороге, т. е. при малом значении коэффициента сопро­ тивления / и при небольших подъемах, которые совместно оцени-

ваются величиной коэффициента суммарного сопротивления дви­ жению fCmill , равного

где t — подъем дороги, характеризуемый отношением высоты подъ­ ема к расстоянию по горизонтали на рассматриваемом отрезкепути,

i = tg а ^ sin у. .

При движении в данных условиях принимают следующие зна­ чения коэффициентов f и i:

/ = 0,025-г—0,04;

i = 0,025,

откуда величина расчетного коэффициента суммарного сопротив­ ления движению при максимальной скорости танка будет

Если при определении максимальной мощности двигателя ис­ ходить из положения, что скорость танка v m должна достигать­ ся на хорошей горизонтальной дороге (без подъема), то^ вели­ чину / Cmin можно несколько снизить.

Значение удельной силы тяги / д при равномерном движении должно быть равно коэффициенту суммарного сопротивления движению / с. Пользуясь уравнением (27) и заменяя в нем зна­

ность двигателя, необходимую для обеспечения максимальной; скорости танка в заданных условиях движения

г д е т1т = т)трГ|Г. д.

При проектировании, как правило, оценка к. п. д. механической трансмиссии не представляет большой сложности. В выполиеЕшых: конструкциях значения к. п. д. таких трансмиссий на высших пере­ дачах находятся в пределах т]тр = 0,86 0,92, достигая в отдельных случаях и более высоких величин.

К- п. д. гусеничного движителя, как уже указывалось ранее, ■можно определять по эмпирической формуле (11).

Поскольку в рассматриваемом случае нам известно не зна­ чение /в . к на высшей передаче, а величина / lmjn, причем

£_-^cmin

148

то к. п. д. гусеничного движителя можно получить, подставив почледнее выражение в зависимости (11)*.

Произведя преобразования, получим

После этого, ориентируясь на предполагаемую для проектируемого танка моторную установку и пользуясь данными, полученными ори испытаниях выполненных конструкций танков, оценивают об­ щие затраты мощности в моторной установке, а это позволяет опре­ делить необходимую для обеспечения максимальной скорости тан­ ка мощность двигателя

Ч ш а х = /V -V + ^ м . уд--

В тех случаях, когда нет достаточных данных для оценки абсо­ лютного значения затрат мощности в моторной установке, при оп­ ределении максимальной мощности двигателя пользуются коэффи­ циентом полезного действия моторной установки tj,,. у.

Тотда

По выполненным конструкциям танков с приводными венти-

ций двигателей подбирают тот, который по своим показателям наи­ более подходит, а если не оказывается подходящего двигателя, то дается задание на его разработку.

После того как подобран двигатель, т. е. установлены его значе­ ния jVemax и tiN, уточняются затраты мощности в моторной уста­

новке проектируемого танка при оборотах двигателя п^. Затем, пользуясь внешней характеристикой и определив затраты мощно­ сти в моторной установке при различных оборотах двигателя, на­ ходят значения свободной мощности УУД на разных скоростных режимах двигателя, которыми и пользуются при выполнении даль­ нейших тяговых расчетов.

Если внешняя характеристика двигателя, кроме значений (V х

и «jy, неизвестна, то для ее определения прибегают к различным эмпирическим зависимостям (см., например, формулу (2) и табли­ цы зависимости мощности двигателя от его оборотов).

'■* При таком методе расчета, чтобы дважды не учитывать потери в ходовой части, нужно считать, что / = / гр.

149