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

ни, свободно сидящие на ведомом валу коробки передач. Кинети­ ческую энергию деталей этой группы можно «привести» к ведущим шхпесам тапка и выразить через передаточное число трансмиссии О что в свою очередь позволит определить переменную часть коэф­ фициента о. Предварительно, для удобства последующих вычисле­ ний, целесообразно моменты инерции деталей этой группы «приве­ сти» к коленчатому валу двигателя.

Итак, выражение (19) можно записать в таком виде:

тывающая кинетическую энергию танка в поступатель­ ном движении и кинетическую энергию вращающихся

чем ниже номер передачи, включенной в коробке передач танка, тем больше коэффициент 8.

При нейтральном положении рычага переключения передач, когда вращающиеся детали, расположенные от двигателя до ведо­ мого вала коробки передач, кинематически не связаны с гусеничнымы цепями танка,

Здесь / — суммарный приведенный к двигателю момент инер­

ции ведомых частей главного фрикциона и всех кинематически связанных с ними деталей коробки передач до ведомого вала.

Величина коэффициента 50 изменяется в зависимости от включе­ ния передачи в КП, возрастая с понижением номера передачи. С увеличением номера передачи значение о0 приближается к значе­ нию 8„.

2. Определение элементарной работы движущих сил (двигателя)

Элементарная работа двигателя за время dt определяется вы­ ражением

d W x = 7bNAdt,

где N,x — свободная мощность, поступающая от двигателя в трансмиссию танка, в л. с.

3. Определение элементарной работы силы тяжести

Элементарная работа силы тяжести равна

d\V2 = — Gs'madx,

где dx — элементарный путь танка за время dt.

4. Определение элементарной работы всех сил сопротивления движению

Элементарная работа сил сопротивления движению танка мо­ жет быть записана так:

dW 3 = dW3 + dW'3>

где dW'3 — элементарная работа внутренних сил сопротивления движению;

dW3 — элементарная работа внешних сил сопротивления

движению.

Оценивая сопротивления в агрегатах и механизмах трансмиссии и ходозой части танка через их общий механический коэффициент полезного действия к]т, получим

dW3 = — 75ЛГД(1 - rh) dt.

Элементарная работа всех внешних сил сопротивления движе­ нию танка будет равна

dW 3 = — /Geos adx — RKpdx.

Поскольку при определении силы сопротивления движению мы применили коэффициент f, то в данном случае сопротивления в хо­ довой части, связанные с качением танка по гусеничным цепям, отне\Сен|ы к внешним силам, что должно быть учтено повышением значения к. п. д. танка т)т.

82

уравнение — уравнение изменения кинетической энергии прицеп;?, устанавливающее связь силы тяги на крюке прицепа с ускоре

нием х.

Для его составления воспользуемся рис. 36, на котором пока­ заны! внешние силы, действующие на буксируемый танком прицеп.

По аналогии с выражением изменения кинетической энергии танка уравнение изменения кинетической энергии прицепа можшь записать так;

dTnp = dW„Рх-\- dW„Pi + dWw

Кинетическая энергия прицепа равна

где /лпр — масса прицепа; опр — коэффициент учета вращающихся масс прицепа-

Дифференциал кинетической энергии прицепа равен dTnp = bnpmnpvdv.

Элементарная работа движущих сил прицепа, которыми г* данном случае является сила тяги на крюке Ркр (заметим, что

Элементарная работа силы тяжести прицепа

d W lipij = — 0 Iip sin <»*£*,

где б?пр — вес прицепа.

т

Элементарная работа силы сопротивления движению прице­

С целью снижения внутренних сопротивлений прицепа при бук­ сировке отключают его двигатель от трансмиссии постановкой ры­ чага кулисы коробки передач в нейтральное положение. При этом также уменьшается значение коэффициента 8пр, что способствует

танка ч]Т из потерь в ходовой части учитывает лишь потери, связан­ ные с передачей тягового усилия, т. е. потери в зацеплении ведущих колес с гусеницами и в шарнирах траков, нагруженный тяговым усилием, то коэффициенты сопротивления движению танка fc и прицепа / Слр в данном случае можно считать одинаковыми.

Итак, задачу по определению силы тяги на гусеницах Р при ус­ коренном движении танка с прицепом следует решать в такой по­ следовательности: 1) по формуле (23) определить ускорение тан­

силу тяги Р-.

При ускоренном движении танка без прицепа задача по опреде­ лению силы тяги Р упрощается, так как после определения ускоре­

ния танка х по формуле (20а) значение искомой силы тяги Р нахо­ дится непосредственно из формулы (176).

85

§ 3. у р а в н е н и е д в и ж е н и я ц е н т р а т я ж е с т и п р и ц е п а

Точно так же, как н для танка, проектируя все силы, действую­ щие на прицеп при его ускоренном движении, на продольную ось. параллельную поверхности пути (см. рис. 36), получим уравнениедвижения центра тяжести прицепа

ном вращении его деталей.

В самом деле, при ускоренном движении прицепа детали его ходовой части и трансмиссии, кинематически связанные с гусени­ цами, т. е. участвующие в относительном движении, требуют допол­ нительной затраты энергии на их раскрутку, что проявляется в виде дополнительного сопротивления на перематывание гусениц прнцепп при ускоренном движении последнего.

Как и ранее, R BP= f „ pGBpc.os а.

Решая совместно уравнения (22) и (24ц получим

Pj = (°пр 1) Мпр^-

§ 4. ПОТРЕБНАЯ СИЛА ТЯГИ, СИЛА ТЯГИ ПО ДВИГАТЕЛЮ И СИЛА ТЯГИ ПО СЦЕПЛЕНИЮ

Для решения ряда практических задач и оценки возможностей движения танка в различных условиях удобно пользоваться поня­ тиями потребной силы! тяги, силы тяги по двигателю п силы* -по сцеплению.

Потребная сила тяги Рп — это та сила тяги, которая иеобходн ма для преодоления сопротивлений в заданных условиях движения.

Уравнение (17) позволяет определить значение этой силы тяги, необходимой для движения танка, при известных значениях коэф­

фициента суммарного сопротивления движению /с, ускорения a- it сопротивления на крюке Якр

Р п — fcG -j- Ркр -Ь тх-

При равномерном движении с прицепом

Р п — f c G + Р Кр

и при равномерном движении без прицепа

Pn=fcG .

Значения ускорения танка х и сопротивления на крюке Якр определяются по формулам, приведенным ранее.

86

Решая совместно систему уравнений (17а) и (20), получим

Это выражение определяет значение снлы_.1 ягя, .которая будет получена при данной мощности двигателя и скорости' движения танка. При ускоренном движении танка (разгоне) сила тяги умень­ шается, так как часть мощности, развиваемой двигателем, расхо­ дуется на приращение кинетической энергии вращающихся масс танка в их относительном движении, что учитывается вторым чле­ ном формулы (25).

При замедленном движении ускорение танка х будет направле­ но против движения, вследствие чего сила тяги увеличивается на

величину ( о — 1)тх за счет реализации кинетической энергии вращающихся масс танка. Такой случай может быть, например, при переходе танка с горизонтального участка на подъем, когда в силу возросшего сопротивления танк начнет замедлять свое движе­ ние. Поэтому короткие подъемы часто рекомендуют преодолевать с ходу, после предварительного разгона.

По формуле (25) легко определить силу тяги танка при равно­ мерном движении, когда ускорение машины' равно нулю. 3 н а ч е- ! и не с ил ы т я г и в с л у ч а е р а в н о м е р н о г о д в и ж е м и я

Очевидно, что величина Рл представляет собой ту максимально возможную силу тяги, которую можно получить в случае равномер­ ного движения при данной скорости.

Сила тяги по сцеплению Рсц, равная произведению нормальной реакции грунта на коэффициент сцепления, характеризует возмож­ ности реализации по грунту той силы тяги, которую может развить двигатель. В ряде случаев сила тяги по сцеплению может ограни­ чивать возможности движения. Если N = G cos а, то

Р сц = « ? С ? C O S а .

На основании изложенного в отношении сил Р п. Рд и РСц можно написать следующие три неравенства, характеризующие движение танка:

87

Таким образом, определение сил Р„, Р д и Рсц позволяет вы­ яснить характер и возможность движения танка в заданных усло­ виях.

§ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА 6

Определение коэффициента учета вращающихся масс танка представляет значительные технические трудности, поскольку для этого необходимо знать моменты инерции большого количества де­ тален силовой передачи танка (коленчатого вала двигателя и дета­ лен шатунно-поршневой группы, маховика, главного фрикциона, шестерен и валов трансмиссии), ведущих и направляющих колес, опорных и поддерживающих катков.

Все эти детали имеют сложную форму, поэтому определять их моменты инерции, исходя из геометрических размеров, по форму­ лам, известным из теоретических курсов, весьма трудоемко, а све­ дение деталей, имеющих сложную форму, к простым может вносить существенные погрешности. Кроме того, некоторые детали изготов­ ляются из неоднородньих материалов (например, опорные катки часто выполняются с наружными резиновыми бандажами), что до­ полнительно усложняет процесс подсчета их моментов инерции. Белее целесообразно в данном случае находить моменты инерции деталей опытным путем. Для этого применяют специальные уста­ новки или пользуются известным методом сравнения периода соб­ ственных крутильных колебаний испытуемой детали или комплек­ та деталей, вращающихся за одно целое, и эталонного тела, момент инерции которого известен. Можно пользоваться и другими мето­ дами, которые известны из курса теории механизмов и машин. Пос­ ле определения моментов инерции отдельных вращающихся дета­ лей (/,•) по формуле (19) можно произвести подсчет коэффици­ ента о.

Трудоемкость подсчета коэффициента о, связанная с необхо­ димостью определения моментов инерции большого количества де­ талей танка, участвующих в относительном движении, обусловли­ вает целесообразность проведения подсчета 5 по величине суммар­ ного, приведенного к ведущим колесам, момента инерции всех этих

деталей / в.к— 2/,-t?, определяемого опытным путем.

Определение суммарного, приведенного к ведущим колесам, момента инерции вращающихся масс танка

Для этой цели могут быть использованы безгусеничные стенды, описание которых приводится в специальной литературе [20]. На рис. 37 показана установка танка на безгусеничном стенде при про­ ведении таких испытаний. Танк со всеми агрегатами ходовой чести (в том числе и с гусеничными цепями) вывешивается на днище, а одно из его .ведущих колес соединяется при помощи вала и муфт с шестеренчатым редуктором стенда, который связан с электродви­ гателем. Опыты, проходят следующим образом. При включенных

88

главном фрикционе и передаче в коробке передач от электродвига­ теля стенда производится разгон всех вращающихся при движении танка деталей, а затем, после выключения электрического тока, происходит замедленное движение раскрученной. системы. При этом осуществляется регистрация параметров, необходимых для

определения искомого, приведенного к ведущим колесам танка, мо- V

мента инерции /,7К> выражение которого через эти параметры дано ниже.

Используя принцип Даламбера для неравномерного движения вращающихся масс танка, в рассматриваемом случае можно напи­ сать следующие два уравнения:

— при разгоне

IВ. К£р=—Мр Му. р!

— при замедлении

^В. К“з = М3 Му. 3)

•у

89