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

обеспечиваемый соответствующим управляемым фрикционным эле­ ментом поворота. Поскольку в дифференциальных механизмах пет фрикционных элементов прямолинейного движения, включение

фрикционного элемента поворота требуется при любых радиусах поворота, как бы ни был велик этот радиус, даже в тех случаях, когда сила Р х является силой тяги, а не силой торможения.

§ 2. МОЩНОСТНОИ БАЛАНС ПРИ ПОВОРОТЕ ТАНКА

Вне зависимости от типа механизма и количества расчетных ра­ диусов поворота-мощность двигателя при равномерном повороте расходуется на преодоление внешних и внутренних сопротивлений. Внешние сопротивления состоят из сопротивлений грунта враща­ тельному движению опорных поверхностей гусениц и сопротивле­ ний поступательному движению, буксованию и юзу гусениц. Внут­ ренние сопротивления состоят из сопротивлений сил трения в транс­ миссии и ходовой части, возникающих при повороте, так же как и при прямолинейном движении, и сопротивлений сил трения в слу­ чае пробуксовки управляемых фрикционных элементов механизма поворота (при повороте с радиусом, отличным от расчетного и сво­ бодного радиусов). Величина внутренних потерь, возникающих при пробуксовке фрикционных элементов механизма поворота, в изве­ стной степени характеризует совершенство последнего. Чем меньше эти потери, при прочих равных условиях, тем более совершенен механизм поворота.

В соответствии с изложенным мощностной баланс поворота мо­

260

где Л/Дп — мощность Двигателя, потребная для поворота танка

в данных условиях движения;

N 0— мощность, расходуемая на гусеницах на преодоление внешних сопротивлений;

Л/Тр — мощность, расходуемая на трение в трансмиссии и ходовой части;

N r — тормозная мощность.

Тормозной мощностью мы называем мощность, затрачиваемую на трение в буксующем фрикционном элементе вне зависимости от того, является этот фрикционный элемент механизма поворота тор­ мозом или фрикционом.

Если фрикционный элемент, при помощи которого осуществ­ ляется поворот танка, полностью включен или выключен, потерь на трение во фрикционном элементе не будет и баланс мощности может быть представлен в виде следующего уравнения:

Мощность внешних сопротивлений N0 при одном и том же ра­ диусе поворота и угловой скорости поворота не зависит от типа ме­ ханизма поворота.

Колебания в значении мощности, расходуемой на трение в трансмиссии и ходовой части, п,ри установке механизмов поворота различных типов будут невелики (за исключением гидромеханиче­ ских трансмиссий на отдельных режимах работы).

Следовательно, оба типа механизмов поворота в случае отсут­ ствия потерь на трение во фрикционных элементах, по расходу мощности двигателя при повороте с одинаковой угловой скоростью и с одинаковым радиусом поворота являются почти равноценными.

Различие в мощностном балансе может быггь, если мы будем сравнивать расход мощности на поворот на данной передаче с оди­ наковыми радиусами поворота при одинаковых оборотах двигателя, так как при этом угловая скорость поворота танка и линейные ско­ рости гусениц при различных механизмах поворота будут различ­ ными.

Угловая скорость, выраженная через скорость прямолинейного движения, до поворота на данной передаче и при данных оборотах двигателя при отсутствии буксования и юза гусениц будет равна

#-Ь р

Соответственно для механизмов первого типа (см. рис. 109)

Для механизмов второго типа (см. рис. ПО)

R

261

Скорости гусениц .при отсутствии буксования и юза для меха­ низмов различного типа приведены в табл. 19.

Т а б л и ц а 19

на и меньшие — для механизмов второго типа. Соответственно наи­ большее значение мощности двигателя, потребной для поворота танка при данных оборотах двигателя, на данной передаче и с дан­ ным радиусом поворота, будет при установке на танк механизма первого типа, меньшее — при установке механизма второго типа.

Следовательно, не переключая передачи, поворот с данным ра­ диусом будет легче произвести в случае установки на танке меха­ низма поворота второго типа и труднее при установке механизма поворота первого типа.

Кроме того, при входе в поворот тапка с механизмом поворота второго типа используется кинетическая энергия танка, поскольку скорость его при повороте снижается и, следовательно, вход в по­ ворот облегчен. Однако при выходе из поворота для обеспечения начальной скорости движения необходимо расходовать мощность двигателя на увеличение кинетической энергии танка.

При механизмах поворота первого типа кинетическая энергия танка в момент входа в поворот и в момент выхода из поворота остается без изменения, если, как и в механизме второго типа, не изменяются обороты двигателя и передача.

Исследование тяговых качестз при повороте мы ограничиваем

восновном исследованием равномерного поворота.

Вдополнение к этим основным исследованиям для отдельных механизмов поворота необходимо исследовать динамические (тяго­ вые) качества танков при неравномерном повороте с расчетными радиусами. В параграфе, посвященном исследованию неравномер­ ного поворота, был рассмотрен в общем виде такой случай поворо­ та. Для отдельных танков, у которых нехватает мощности двига­

теля для обеспечения поворота, необходимо устанавливать, на ка­ кой угол возможен поворот танка с тем или иным расчетным ра­ диусом без опасности заглушить двигатель.

Мощностной баланс при повороте танка с различными меха­ низмами поворота рассмотрим для двух случаев: для случая, когда

262

сила Р 1 является тормозной силой, л для случая, когда сила Р i яв­ ляется силой тяги. Наиболее типичным случаем поворота является первый случай и ему будет уделено главное внимание.

1. Мощность внешних сопротивлений

Мощность внешних сопротивлений N0, расходуемую на гусени­ цах, можно выразить как сумму мощностей

N0 = W/a + Nft -f- N ^ -f Азбуке + Nl03,

где — мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивле­ ния поступательному движению забегающей гусеницы;

N 'f>— то же отстающей гусеницы;

N' — мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивле­

ния вращательному движению опорных поверхностей гусениц;

Азбуке — мощность, 'затрачиваемая на буксование забегающей гусеницы;

N I03— мощность, затрачиваемая на юз отстающей гусеницы. Соответствующая схема векторов сил и скоростей при по­

вороте танка приведена на рис. 81.

2G3

В тех случаях, когда Рi направлена по движению и является силой тяги, отстающая гусеница так же, как и забегающая, будет пробуксовывать (см. рис. 82).

Тогда

Выражения для Л^, N fi, N ^ и N6yKC9 остаются прежними, а

После подстановки значений мощностей получим

Отсюда следует, что мощность внешних сопротивлений с учетом мощности, расходуемой на буксование и юз, подсчитан­

ная по фактическим скоростям ш', v.2 и v\ и фактическому ра­

диусу поворота R', численно равна мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления поступательному движению гусениц Л/ / 2 и Л7/, и на преодоление сопротивления вращательному дви­ жению опорных поверхностей гусениц Лф, подсчитанным по тео­ ретическим скоростям ш, V., и v v В соответствии с этим в целях упрощения все дальнейшие расчеты будем производить по тео­ ретическим скоростям ш, v 2 и v y и теоретическим радиусам по­ ворота R. При этом будем иметь в виду, что фактические ско­

рости v2 и и/ меньше, a v x и R' больше вследствие буксования

июза гусениц.

Всоответствии с изложенным мощность внешних сопротивле­ ний для танка с механизмом любого типа будет выражаться:

264

-- для случая, когда сила Р i является силой торможения,

При данных скоростях гусениц v2 и v: эта мощность будет одна н та же, независимо от того, какой механизм поворота установлен ка танк. Но следует помнить, что при одинаковых числах оборотов двигателя скорости и2 и щ для механизмов разных типов будут раз­ личными или при данных скоростях и2 и щ будут различными числа оборотов двигателя.

Выражаем значения v2 и щ для танков с различными механиз­ мами поворота через одну и ту же скорость прямолинейного движе­ ния, соответствующую постоянным оборотам двигателя. Формулы мощности внешних сопротивлений с учетом этих преобразований приведены в табл. 2 0 .

2. Мощность, потребная от двигателя при повороте танка

П о в о р о т т а н к а с р а д и у с о м Рр, к о г д а с и л а Pt я в ­

При повороте с расчетным радиусом, когда механизм поворота является механизмом с одной степенью свободы, между двигате­ лем и ведущими колесами устанавливаются вполне определенные передаточные числа трансмиссии: /Та — передаточное число между

265

двигателем и ведущим колесом забегающей гусеницы и (т, — между двигателем и ведущим колесом отстающей гусеницы.

Воспользовавшись принципом возможных перемещений, опреде­ лим момент двигателя МЛп.

Ж д „ §<Рд — М Дп 8 «рд (1 — т]т) - f Ж„. к, о®в. к, — М и. к, 8 «Рв. к, (1 — -»1р)—

редаточное число трансмиссии при прямолинейном движении на той же передаче.

266

поворота.

Угловую скорость вала двигателя можно выразить через ско­ рость v0, т. е.

«о* О), = ---- ——т .

3,6гв. к

Рис. 112

267

Подставив значения /Тз и iTi в формулу МДп, а затем значения ЖДп и шд в формулу мощности двигателя, получим:

— для механизмов поворота первого типа

Яр - 2

—для механизмов поворота второго типа

К таким же результатам придем, рассматривая непосредственно потоки мощности в трансмиссии. От двигателя на забегающую гу­ сеницу передается мощность Nan. При передаче мощности на за­

бегающую гусеницу часть ее будет израсходована на трение в меха­ низмах трансмиссии, и на забегающей гусенице эта мощность будет равна МДпт)т. От отстающей гусеницы на забегающую передает­

ся мощность N x. На забегающей гусенице эта мощность будет рав­ на А^т]р. Сумма этих мощностей равна мощности на забегающей гусенице N2, т. е.

268

Воспользовавшись принципом возможных перемещений, определим ЛзДп

двумя потоками к обеим гусеницам;

%— среднее значение к. п. д. цепи механизмов обоих пото­ ков;

Угловая скорость вала двигателя равна

шhh

д— 3.6гв.

После подстановки значений /т и i Tl получим:

— для механизмов поворота первого типа

К таким же результатам придем, рассматривая потоки мощности в транс­ миссии. От двигателя на забегающую и на отстающую гусеницы передается мощность 7УД . На обеих гусеницах эта мощность будет равна 7УДп%>

т. е.

Выражая v 2 и % через v 0 и кинематические параметры поворота Яр и В, получим те же формулы потребной для поворота мощности двигателя, что и выведенные ранее.

ние которых обеспечивало поворот с Яр. П р и п р о б у к с о в к е ф р и к ц и о н ­ н о г о у п р а в л я е м о г о э л е м е н т а с о о т н о ш е н и е м е ж д у в н е ш н я - ми м о м е н т а м и , д е й с т в у ю щ и м и на в а л ы т р а н с м и с с и и , т. е. м е ж д у м о м е н т а м и М я , М ВК} и М в К), о с т а е т с я б е з и з м е н е н и я ,

269