книги из ГПНТБ / Теория и конструкция боевых колесных машин

коэф ф ициентом , у ч е т а вращ аю щ и хся м асс. Этот коэффициент

Для приближенных расчетов машин с полной нагрузкой (бое­ вым весом) можно считать аг — а2 = 0,03 — 0,05.

Во многих случаях при подсчете момента инерции / т для меха­ нической трансмиссии можно ограничиться вращающимися дета­ лями двигателя (коленчатым валом, маховиком) и сцепления

(табл. 5).

ё

Уравнения (37), (38) являются уравнениями тягового баланса двухосного автомобиля с одной ведущей осью.

б) Уравнение тягового баланса многоприводных колесных машин

При выводе уравнения тягового баланса колесных машин, имеющих несколько ведущих осей (многоприводные колесные ма-

50

шины), возникает специфический вопрос о распределении потоков мощности между отдельными мостами.

Распределение мощности в значительной степени зависит от на­ личия межосевых дифференциалов, распределяющих крутящий мо мент в определенной пропорции.

При наличии межосевого дифференциала связь между мостами называют дифференциальной (дифференциальный привод), при от­ сутствии— блокированной (блокированный привод). Двухосные машины могут иметь либо дифференциальный (МАЗ-502), либо блокированный (БРДМ и др.) приводы.

У трехили четырехосных машин дифференциальный привод может быть полностью блокированным или к одним осям — диффе­ ренциальным, а к другим — блокированным («Краз-214» — связь между средним и задним мостами — дифференциальная, между пе­ редним мостом и мостами тележки — блокированная; «Урал-375»- :вязь между передним мостом и мостами тележки — дифференшальная, между задним и средним мостами — блокированная; ВТР-152, БТР-60П — блокированный привод ко всем осям; V1A3-535 — дифференциальный привод ко всем осям).

Уравнения движения двухосного бронетранспортера с двумя ведущими осями, имеющего дифференциальный привод, отличаются от уравнения (34) только тем, что перед Тi вместо знака минус должен быть плюс, поскольку передние колеса так же, как и задние, являются ведущими.

Обозначим i'T г" — передаточные числа трансмиссии соответ­

ственно между коленчатым валом и межосевым дифференциа­ лом и между межосевым дифференциалом и ведущими колеса­ ми; тф — к.п.д. механизмов трансмиссии, расположенных между

коленчатым валом и межосевым дифференциалом, ■»)'_ и •»)" -

к.п.д механизмов трансмиссии, расположенных между межосе- :шм дифференциалом и ведущими колесами.

Момент УИр.к, подводимый к межосевому дифференциалу, равен

(39)

Этот момент распределяется дифференциалом между приво­ дами к переднему и заднему мостам в некоторой пропорции

Пользуясь тем, что Л4Р, -f- МРа = МР.К, найдем

Моменты MKl и MKi, подводимые к колесам соответственно передней и задней осей, равны

м«, — Л1р1т^ — Л1р,к1.гт/Т

(41)

1

■^ к = .44р.Тг, — /Ир.кгтт)Т5 I 4-1

Касательные реакции 7\ и Т2 равны

Подставляя найденные значения Г, и Гг в уравнение (34) н принимая во внимание значение Жр.к из уравнения (39), после соответствующих преобразований получим

Выражение tj. будем называть приведенным коэф­

1

фициентом полезного действия трансмиссии с разветвленным потоком мощности.

= о, го уравнение (42) принимает такой же вид, как уравнение

(38).

Следовательно, уравнение тягового баланса многоприводных ко­ лесных машин с дифференциальным приводом отличается от урав­ нения тягового баланса автомобиля с одной ведущей осью только иным значением к. п.д. трансмиссии. Во многих случаях этой раз­ ницей можно пренебречь.

52

У м н огоп ри водн ы х колесн ы х м аш и н с бл оки р ован н ы м при водом

ноток мощности разветвляется на одном из валов раздаточной Ко­ робки, который в дальнейшем будем называть раздаточным валом (рис. 22). В этом случае / ’ и т)'т — соответственно передаточное чис­

ло и к.п.д. механизмов трансмиссии, расположенных между колен ­ чатым валом и раздаточным валом; г", *)' и tj" — передаточное

число и к.п.д. механизмов трансмиссии, расположенных между раздаточным валом и колесами переднего и заднего мостов.

6)

Й>

Рис. 22. Схема колесной машины с бронированным приводом

Поскольку межосевой дифференциал, распределяющий крутя­ щие моменты в определенной пропорции, отсутствует, то принятая ранее методика определения касательных реакций Т\ и Т2 непри­ менима.

Касательные реакции, действующие на колеса, связаны с радиу­ сами качения колес равенствами

53

и при прямолинейном движении колесной машины VKl— VKi. Поскольку колеса связаны между собой жестким приводом. т>

“>к. = “>к,; отсюда гк, = гКа.

Вычитая нижнее уравнение (43) из верхнего, получим

Равенство rox —г02 практически никогда не имеет места. Причи­ нами этого являются допуски на изготовление шип (от + 3 Де Р5 мм), неодинаковая радиальная деформация шин из-за различ­ ной нормальной нагрузки, различного давления воздуха в шинах, различной жесткости шин, неодинаковый износ протектора и др.

Пользуясь уравнениями, связывающими касательные реакции с моментами для ведущего колеса, можно написать

По уравнениям (45) и (48) можно сделать следующие выво­ ды. Касательные реакции 7\ и 1\ неодинаковы. Если kXl — kx . то большая касательная реакция действует на колесо, имеющее больший радиус свободного качения.

Следовательно, у колесных машин с блокированным приводом вбзможны случаи, когда касательные реакции на колесах какойлибо из ведущих осей направлены против движения. Касательные реакции на колесах второй оси в этом случае должны быть больше

54

ляцией мощности в замкнутом контуре трансмиссии колесной м а­ шины.

Циркуляция мощности является вредным явлением. При возник­ новении циркуляции через один из мостов (на рис. 2 2 , а через задний) передается мощность, большая, чем необходимо для пре­ одоления сопротивления движению колесной машины. Правда, из­ быточная мощность вновь частично возвращается к колесам задне­ го моста, однако часть ее теряется в механизмах привода. Увели­ чение мощности, передаваемой через один из мостов, вызывает бо­ лее интенсивный износ механизмов привода к этому мосту и потери мощности в этих механизмах.

Для упрощения вывода уравнения тягового баланса будем счи­ тать

kXi — kXl = kx ; r dl = гd, fd •

Распределение потоков мощности будем считать соответст­ вующим случаю а (рис. 22, а). В этом случае к валу привода заднего моста раздаточной коробки подводится сумма момен­ тов /Ир.,, и Afp,

Момент, подводимый к задним колесам Мк„ = Л1рД’т^ , откуда

Поскольку передние колеса работают в тормозном режиме, то для определения соотношений между касательной реакцией Т\ и моментом М«, следует пользоваться уравнением (18).

С учетом формулы (45) и направления касательной реакции

М*. = rd

&rtl

2kx

При передаче от колес переднего моста к раздаточной коробке часть мощности теряется на трение в механизмах трансмиссии.

Поэтому

Пользуясь уравнениями (50), (51) и (52), после преобразования получим

5C

Mdir'fir,

где Рк

Для случая б в последнем члене уравнения (53) вместо Лгз1 следует подставить Дг1а, вместо 2/,/? ,— 2/./?,, а в выражениях,

для Р , и 8 вместо r|T,, — vjTi = т)'

При отсутствии циркуляции мощности для машин с блокирован­ ным приводом можно пользоваться уравнением (37), выведенным для автомобилей с одной ведущей осью.

Из сравнения уравнений (53) и (37) видно, что наличие цирку­ ляции мощности увеличивает сопротивление движению колесной машины на величину

2

(индексы у Д г, R и / в зависимости от направления циркулирую­ щей мощности).

Сила Wц тем больше, чем больше разница радиусов свободного качения колес и чем меньше к. п.д. механизмов трансмиссии в при­ водах к переднему и заднему мостам.

Наибольшего значения сила Wu достигает в том случае, когда остальные силы сопротивления движению малы (горизонтальная дорога с малым сопротивлением качению; малые скорости движе­ ния). С увеличением сил сопротивления движению Wa сила WK уменьшается и с прекращением циркуляции мощности исчезает.

Для устранения дополнительных потерь, связанных с наличием циркуляции мощности, в ряде конструкций предусматривается возможность разблокировки привода при движении по дорогам с малым сопротивлением. Для двухосных автомобилей это чаще всего осуществляется за счет введения в раздаточную коробку устрой­ ства, позволяющего отключить передний мост. У трех- и четырех­ осных автомобилей отключение переднего моста (у четырехосных — двух мостов) не может полностью устранить возможность возник­ новения циркуляции мощности, поскольку два моста остаются включенными.

ГРАФИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯГОВЫХ КАЧЕСТВ КОЛЕСНЫХ МАШИН

1. Тяговая диаграмма

Для определения тяговых качеств колесной машины воспользу­ емся графическим методом решения уравнений тягового баланса. Поскольку при постоянном значении /т тяговая сила пропорцио­ нальна крутящему моменту двигателя (к. п.д. на каждой передаче

S7

считается неизменным), а скорость движения пропорциональна числу оборотов, то, имея внешнюю характеристику двигателя, мож­ но для каждой передачи построить график (рис. 23) зависимости Рк = f (Va). На этом же графике наносятся те члены правой части уравнения тягового баланса, зависимость которых от скорости, из­ вестна. Член W w изображается параболой, а члены W и Wf -— прямыми, параллельными оси абсцисс.

При наличии циркуляции мощности наносится также член

Пользуясь тяговой диаграммой, можно для колесной машины на дороге с известными i и f определить максимально возможное уско­ рение как функцию скорости движения.

В точке A j a = 0. и, следовательно, абсцисса этой точки в задан­ ном масштабе определяет максимально возможную скорость дви­ жения машины на данной передаче.

Пользуясь тяговой диаграммой, можно также определять мак­ симальные подъемы, преодолеваемые колесной машиной с извест­ ными конструктивными параметрами на дороге с заданным коэф­

58

2. Динамическая характеристика

Определение тяговых качеств при помощи тяговой диаграммы связано с некоторыми неудобствами. Если, например, для какойлибо колесной машины нужно определить ускорения или подъемы на дорогах с разными сопротивлениями качению или при измене­ нии перевозимого груза, то каждый раз приходится строить новую тяговую диаграмму.

Академиком Е. А. Чудаковым предложен более удобный графи­ ческий способ определения тяговых качеств.

Перенеся в левую часть уравнения (37) член W к, и разделив обе части на Ga, получим

(рис. 24), построенный для различных передач, - - динамической характеристикой колесной машины.

Рис. 24. Динамическая характеристика

Динамические характеристики позволяют производить сравне­ ние тяговых качеств различных по весу колесных машин.

При помощи динамической характеристики могут быть найдены: а) максимальная скорость движения колесной машины па раз­

личных передачах по дороге с заданным коэффициентом ф; б) максимальные ускорения по дороге с заданным ф па различ­

ных передачах; в) передача, на которой может двигаться колесная машина в

заданных дорожных условиях;

5!)