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

зубьев солнечной шестерни).

Таким образом, момент сопротивления со стороны дополнитель­ ного привода, приведенный к валу двигателя, можно записать в та­ ком виде

а суммарный момент сопротивления, преодолеваемый двигателем при прямолинейном движении танка и приведенный к валу двига­ теля, будет равен

строить на каждой ступени коробки передач для всех выбран­ ных по г/ расчетных режимов. Для этого, задаваясь различны­

ля. При этом величина силового передаточного отношения г,, берется из безразмерной характеристики гидропередачи для со­ ответствующего значения г /. При построении нагрузочных ха­ рактеристик Mc=f{n„) на совместном графике с кривой Жд= / ( я д) необходимо учитывать, что оборотам колеса насоса гидропере­

режим совместной работы двигателя и гидропередачи, т.е. зна­ чения уИс и пд для данного г/. Зная численное значение М с, можно из выражения (62) найти величину момента УИ„ колеса на­ соса гидропередачи; а по пАнайти соответствующие им обороты пн колеса насоса.

По значениям пп и Мп для каждого г/ находят обороты пт и моменты МТ колеса турбины, а по ним и числам оборотов пл двигателя на режимах совместной работы определяют силы тя-

190

ги и скорости танка на каждой передаче коробки передач для всех выбранных значений г/.

В конкретно рассматриваемом случае, учитывая свойства пло­ ских планетарных рядов с внутренним зацеплением, силу тяги на

Сила тяги и удельная сила тяги танка определяются известны­ ми выражениями:

Яд == Рв. !<Т)г. д!

/д = —G

Скорость танка на каждом режиме совместной работы может быть найдена по формуле

§4. ДИНАМИКА ТАНКА С ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

ВПРОЦЕССЕ РАЗГОНА

Для танка с гидромеханической трансмиссией пока еще .не най­ дено точных решений задач динамики вследствие того, что: 1 ) танк с такой трансмиссией представляет собой систему по меньшей мере с двумя степенями свободы; 2 ) дифференциальные уравнения дви­ жения в этом случае получаются нелинейными и их интегрирова­ ние в чистом виде затруднено.

191

По этим же причинам изложенный ниже метод оценки динами­ ческих качеств машины является приближенным, однако он с до­ статочной для практики точностью позволяет рассчитывать динами­ ку танка с гидромеханической трансмиссией при разгоне.

Процесс разгона танка с гидродинамическим преобразователем можно представить состоящим из нескольких этапов. На первом этапе (при трогаиии с места и после включения последующей пере­ дачи в .процессе разгона) числа оборотов коленчатого вала двига­ теля увеличиваются до величины, при которой момент нагрузки насоса гидропередачи становится равным крутящему моменту, раз­ виваемому двигателем при его работе по внешней характеристике, т. е. на первом этапе происходит выход на внешнюю характеристи­ ку двигателя. На втором этапе двигатель работает по внешней ха­ рактеристике совместно с гидропередачей. На третьем этапе раз­ гона, так же как и в случае ступенчатой механической трансмис­ сии, машина движется по инерции при переключении коробки пере­ дач на следующую передачу. В дальнейшем процесс разгона про­ текает аналогичным образом.

Как и в случае ступенчатой механической трансмиссии, в каче­ стве оценочных параметров при разгоне принимают ускорение тан­ ка, время и путь разгона до заданной скорости движения.

В изложенном ниже методе определения ускорения тайка в про­ цессе разгона приняты следующие допущения.

1.Несмотря на то, что разгон танка сопровождается работой двигателя и гидропередачи на неустановпвшихся режимах, при рас­ четах свойства двигателя и гидропередачи будем отображать ха­ рактеристиками, полученными при установившихся режимах их работы.

2.Первым этапом разгона пренебрегаем.

Возможность принятых допущений, значительно упрощающих расчеты, объясняется небольшой продолжительностью первого эта­ па разгона (не более I се/с[16]), незначительным отличием харак­ теристик гидродинамических передач (и двигателей) при работена неустановивш'ихся режимах по сравнению с работой на устано­ вившихся режимах [2 ], а также тем, что подобные расчеты носят сравнительный характер, т. е. служат для сравнения отдельных танков.

Разгон танка при последовательном включении гидропередачи.

Уравнение (40), посредством которого определяют ускорение танка при прямолинейном движении, является справедливым для любо­ го типа трансмиссии, в том числе и гидромеханической. Но если коэффициент 8 для ступенчатой механической трансмиссии в про­ цессе разгона на каждой передаче является величиной постоянной, то при наличии в танке гидромеханической трансмиссии коэффи­ циент учета вращающихся масс танка оказывается переменной ве­ личиной, изменяющейся в зависимости от скорости движения. Обо­ значим этот коэффициент через 8 ГМ. Тогда при гидромеханической

192

трансмисии ускорение танка может быть определено из уравнения

известными и для подсчета по формуле. (63) ускорений х танка в процессе разгона необходимо определить лишь величину коэффи­ циента 8 ГМ в зависимости от скорости танка на каждой передаче.

Для определения коэффициента огм воспользуемся, как и в слу­ чае ступенчатой механической трансмиссии, законом изменения ки­ нетической энергии системы в дифференциальной форме (18).

При последовательном включении гидропередачи в трансмиссии танка (см. рис. 73) кинетическая энергия системы «двигатель — на­ сосное колесо» может быть записана в таком виде

7 У = -|~ /аЧ Л

где / д — приведенный к валу двигателя суммарный момент инер­ ции деталей, кинематически жестко связанных с колен­ чатым валом двигателя;

(од —угловая скорость коленчатого вала.

Тогда, согласно закону живых сил, изменение кинетической энергии рассматриваемой системы, считая, что к. п. д. механиче­ ской цепи от двигателя до насосного колеса равен единице, будет

где /в. к — приведенный к ведущим колесам суммарный момент инерции вращающихся деталей танка от турбинного колеса до деталей ходовой части включительно;

ш„. к — угловая скорость ведущих колес.

Точно так же, как и в случае ступенчатой механической транс­ миссии, выражение Т0 можно записать таким образом:

где 8 0;— значение коэффициента учета вращающихся масс тан­ ка на г-ой передаче при отсутствии какой-либо связи

между насосным и турбинным колесами (например, при сливе рабочей жидкости из гидропередачи).

В соответствии с законом живых сил изменение кинетической энергии второй рассматриваемой системы, равное сумме элемен­ тарных работ всех внешних и внутренних сил, может быть пред­ ставлено в таком виде:

dTc = о0/ mvdv = 75M1dt — 75jVt(1 — y\T')dt ± Gsinadx — fGcosadx, .

Поскольку /cosa + s i n a = / e, последнее выражение можно за­

Решим совместно систему уравнений (64) и (65).

Разделив обе части уравнения (64) на dt и используя соотношен­ ие

где т]г — к. п.д. гидропередачи, получим

Разделив обе части уравнения (65) на г» и dt, будем иметь

*dt v

Подставим значение NT из уравнения (64а) в уравнение (65а)

194

каждой передачи) составляющей о0. н переменной составляющей,

величина которой определяется вторым членом правой части зави­ симости (6 6 ).

Переменная составляющая Згм зависит от величины / д — при­ веденного к коленчатому валу двигателя суммарного момента инер^ ции деталей, кинематически жестко связанных с валом двигателя, силового и скоростного (кинематического) передаточного числа трансмиссии и .характера их изменения в зависимости от скорости машины.

Как следует из выражения (6 6 ), с увеличением номера переда­ чи, включенной в коробке передач, величина о,.м уменьшается. Это происходит вследствие уменьшения как члена о0; (с увеличением

номера передачи уменьшается передаточное число коробки пере­ дач), так и переменной составляющей в результате уменьшения об­ щего кинематического передаточного числа трансмиссии /Тр

Заметим также, что в случае применения гидротрансформа­ тора с коэффициентом автоматичности, равным 1 (так называе­ мого непрозрачного), значение коэффициента огм при разгоне танка надо принимать равным огм = о0. .

Это следует из принятого допущения о пренебрежении пер­ вым этапом разгона, в течение которого происходит выход гидропе­ редачи на режим совместной работы с двигателем, после чего на­ сос гидротрансформатора (с коэффициентом автоматичности, рав­ ным 1 ) работает в дальнейшем с постоянным числом оборотов,

dt

Итак, для определения коэффициента учета вращающихся масс огм танка при последовательном включении гидропередачи в трансмиссии необходимо знать для интересующих нас значений скорости танка не только величину кинематического передаточ­

ного числа hp. трансмиссии, но и производную . Определе­

ние i7p. для выбранных значений скорости не представляет осо­

бых затруднений. При этом целесообразно воспользоваться рас­ четами, проведенными при построении тяговой характеристики.

di-]тр,.

Чтобы получить величины- dv при выбранных значениях v ,

надо построить зависимость кинематического передаточного чис­

скорости, имеется возможность по формуле (63) подсчитать уско­ рения танка в процессе разгона.

196.

Имея зависимость x = f(v), можно определить время и путь разгона танка, для чего следует воспользоваться методом графиче­ ского интегрирования.

Уху,

Так как

л = - dv ~dt

то

didv. x

Откуда

= [ ~ d v .

J X

Построив для каждой передачи КП зависимость обратных уско­

197

ков: v0— vx, vx— v2..........u „ _ i— v n (рис. 78) и последовательно определять время разгона t от начальной скорости v0 до щ, затем от той же «анальной скорости и0 до v2 и т. д. и откладывать в коор­ динатах t — v полученные значения времени разгона до соответ­ ствующих скоростей, то построим так называемую кривую времени разгона. Продолжая такие же действия для других передач, мы получим полную картину разгона танка. Поскольку число ступеней в гидромеханических трансмиссиях невелико, а их коробки передач обычно выполняются планетарными, обеспечивающими, быстрое пе­ реключение передач, то время перехода с одной передачи на дру­ гую при этом не учитывается.

Путь разгона определяется при помощи кривой времени раз­ гона таким же образом, как и при наличии в танке ступенчатой ме­ ханической трансмиссии (см. гл. 5, § 5, раздел 7).

Приведенный выше метод определения коэффициента 8 ГМпри последовательном включении гидродинамической передачи в транс­ миссии танка может быть применен и для случая параллельного включения гидропередачи.

В заключение следует сказать, что подсчеты значений коэффи­ циента огм для выполненных конструкций танков с гидромехани­ ческими трансмиссиями показывают незначительное влияние пере­ менной составляющей этого коэффициента на величину 8 ГМ, особен­ но на высших передачах, на которых обычно происходит разгон ма­ шины. Поэтому при проведении расчетов по определению приеми­ стости танков с ГМТ можно принимать значение коэффициента огм равным его постоянной составляющей на данной передаче, т. е. равным 8 0 .

Это положение справедливо и для случаев параллельного вклю­ чения гидропередачи в трансмиссии танка.

198 •