Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Теория и конструкция боевых колесных машин

..pdf
Скачиваний:
64
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
18.92 Mб
Скачать

Глубина колеи сама по себе является функцией механических свойств грунта и размеров колеса. В общем случае качения колеса вывод этой зависимости является сложным.

Рассмотрим наиболее простой случай — качение жесткого коле­ са по деформируемому грунту при ц-— 1.

Пользуясь схемой, приведенной на рис. 36, можно записать

GK= \^ Я гу/cos?,,г,

(73)

6

 

Рис. 36. Схема для определения глубины колен при движении жесткого колеса по деформируемому грунту

Глубина h погружения в

грунт элемента

поверхности'

колеса,

расположенного под углом ?, равна

 

 

 

 

 

 

// =

r0 (cos ? —cos ?0).

 

 

(74)

Используя формулы (65), (73), (74), получим

 

 

?0

 

 

 

c B r li

sin 2?

 

Ок = V СВ ^ |cos3 ? — cos ?0 cos ?]

 

• (75)

г /?= —-

ГО

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Разложив sin2 ? в степенной

ряд

и

ограничившись

двумя

его первыми членами, получим

 

 

 

 

 

 

О,

сВг« .

 

 

 

3GK

 

(76)

3 ’

 

 

 

сглгВ

 

 

 

 

 

 

 

Глубина колеи /гк может быть выражена

через

?0,

если в

формуле (74) считать ? = 0.

Разложив

cos ?0 в ряд

и взяв два

первых члена, найдем

 

 

 

 

 

 

 

 

hK

2 У

9О*»

'

 

 

(77)

 

 

c*rnB-

 

 

 

80

Подставив значение

hK из

формулы (77) в формулу (72),

найдем

 

 

 

f

- \ /

сг*В

(78)

Jr

у

 

Из формулы (78) следует, что для снижения коэффициента со­ противления качению необходимо либо уменьшать нагрузку на ко­ лесо, либо увеличивать диаметр и ширину колеса. Все эти способы применяются в современных колесных машинах высокой проходи­ мости. Уменьшение нагрузки на колесо достигается за счет увели­ чения числа осей. Широкое распространение получили четырехос­ ные машины; появились конструкции пяти- и шестноспых машин. Увеличение размеров колес (диаметра и ширины) отмечается на всех выпускаемых колесных машинах высокой проходимости. Боль­ шое влияние диаметра колеса на величину коэффициента сопротив­ ления качению привело к созданию специальных колесных машин с особо большими колесами («концепция Гоуэр» см. гл. 1).

Для эластичного колеса величина /',. будет значительно ниже подсчитанной по формуле (78). Объясняется это снижением глуби­ ны колеи за счет деформации шипы и увеличения контактной пло­ щадки, что приводит к уменьшению удельного давления колеса на грунт.

Между удельным давлением на грунт и внутренним давлением воздуха в шине существует определенная зависимость, полученная экспериментально. Для приближенных расчетов можно принять:

а) для шин нормальной конструкции с внутренним давлением

Рт > 2 кг/см2.

<7= (1,1 --1,2 )р ш кг см2;

б) для шип специальных с внутренним давлением рш < 2 кг/см-

Я = Рт + К кг смг.

где k0 зависит от размера шины и жесткости каркаса и лежит в пределах 0,35 0,7 кг/см2.

Пользуясь выражением

(65),

можно найти

приближенно глу­

бину колеи для эластичного колеса

 

 

 

Я —

d f

=

ЛцfA ,

 

откуда

 

 

 

 

 

 

Л = ,|

/

Рт - М

л

>

(79)

I/

 

 

^

 

 

отсюда видно, что с уменьшением давления воздуха в шипе снижа­

ется глубина

колец.

6-1875

«1

Снижение давления воздуха в шиндх является одним из наибо­ лее надежных способов повышения проходимости, поэтому все бое­ вые колесные машины снабжаются системой регулирования давле­ ния воздуха в шинах. Если у машин ограниченной проходимости удельное давление колес на грунт лежит в пределах 3—4 кг/см2, то при снижении давления воздуха удельное давление может быть доведено до 0 $ —0,8 кг/см2.

Следует отметить, что система регулирования давления воздуха одновременно увеличивает боевую живучесть шин, так как произво­ дительность компрессора, устанавливаемого на машине, позволяет поддерживать достаточное давление в шине даже при наличии не­ скольких пулевых пробоин или проколов.

Рис. 37. Зависимость коэффициента сопротивления каче­ нию от давления воздуха в шине

Снижение давления воздуха в шине наряду с уменьшением по­ терь на колееобразование вызывает увеличение потерь в самой ши­ не. На рис. 37 показана зависимость коэффициента сопротивления качению от внутреннего давления воздуха в шине. Из графика ви­ ден характер изменения составляющих коэффициента сопротивле­ ния качению f r + fm. Составляющая fmсвязана с потерями на де­ формацию шины при качении по твердому грунту. При движении по мягкому грунту деформация шины, а следовательно, и f UI не­ сколько меньше, что отражено на графике пунктирной кривой. Сум­ марная кривая имеет четко выраженный минимум, т. е. минималь­ ные потери на качение соответствуют определенному значению ве­ личины внутреннего давления воздуха в шине. При этом для:каж-

82

лого вида грунта существует оптимальное значение давления воз­ духа. Это положение иллюстрируется графиком рис. 38.

Применение многоосных машин с приводом на все колеса по­ зволяет значительно снизить общее сопротивление движению, так как основные потери на колееобразование здесь приходятся на пе­ редние колеса; остальные колеса движутся по уплотненному грунту, имея лучшее сцепление с грунтом. Особенно эффективно снижение сопротивления движению при односкатной ошиновке и равной ко­ лее для всех осей. Исключение составляет лишь движение по забо­ лоченным грунтам с дерновым покровом, когда колеса, движущие­ ся по одной колее, прорезают дерновый покров и машина теряет проходимость. В этом случае проходимость будет обеспечиваться при малом удельном давлении и разной колее осей.

M r */.

Рис. 38. Зависимость коэффициента сопро­ тивления качению от давления воздуха в шине при движении по различным грунтам

Необходимо, однако, указать, что снижение удельного давления на грунт не всегда эффективно. Если влажность грунта больше 30%, то уже при удельном давлении примерно 0,5 кг/см2 грунт ли­ шается несущей способности. В данном случае для движения необ­ ходимо более высокое удельное давление, для того чтобы колесо могло прорезать грунт до твердого основания; возможность движе­ ния при этом будет определяться величиной клиренса и тяговыми возможностями машины.

П р е о д о л е н и е в о д н ы х п р е г р а д

В зависимости от назначения колесной машины перед ней мо­ жет быть поставлено требование преодолевать водные преграды вброд, под водой или вплавь.

Перед транспортными машинами, предназначенными для опе­ ративных перевозок, может быть поставлена задача преодоления глубоких бродов.

6*

83

Без специальных приспособлений, по при помощи герметизации отдельных механизмов подручными средствами колесная машина способна преодолевать брод глубиной до 1,5 м.

Боевые и специальные колесные машины, а также машины вой­ скового тыла, как правило, должны иметь возможность преодоле­ вать более глубокие водные преграды.

Одним из способов преодоления глубоких водных преград является подводное хождение. Для подводного хождения все меха­ низмы машины должны быть надежно герметизированы. Питание двигателя воздухом и выхлоп в этом случае осуществляются через специальные трубы, выступающие над водной поверхностью. Води­ тель должен быть снабжен кислородным прибором.

Этот способ не получил распространения. При движении на большой глубине сцепной вес машины значительно уменьшается, а сопротивление движению увеличивается. Вследствие этого движе­ ние под водой становится недостаточно падежным. Кроме того, при движении вода настолько мутнеет из-за поднятого ила, что во­ дитель теряет ориентировку.

Наиболее надежный способ преодоления водных преград — при­ менение плавающих машин.

Все современные броневые машины выполняются плавающими с водометным движителем. Опыт подтвердил целесообразность при­ менения этого типа водоходного движителя, так как он позволяет двигаться достаточно уверенно но мелководью, а также является мощным водооткачивающим средством.

Преодоление глубоких водных преград транспортными машина­ ми достигается конструированием их всплывающими. По водной поверхности они могут перемещаться при помощи подвесных мото­ ров или посторонней тягой.

ГЛАВА 4

ЭКОНОМИЧНОСТЬ ПО РАСХОДУ ТОПЛИВА

Для оценки экономичности колесных машин по расходу топлниа пользуются различными параметрами в зависимости от назначения машины.

Для каждой колесной машины устанавливается государственная

норма расхода топлива в литрах на 100 км пробега f Q --- —----Y

100 км )

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 9

Модель

БРДМ

БТР-152В

НТР-60П

„Урал-

ГАЗ-66

ЗИЛ-131

БТР и

автомобиля

 

RTP-I52K

 

375“

 

 

 

 

 

 

 

 

Норма рас­

45-52

СЮ—75

70 85

80

40

65

хода топли­

ва

 

 

 

 

 

 

Эти нормы являются средними. В зимнее время, при работе в особо легких (магистрали с усовершенствованным покрытием), пли а особо тяжелых (бездорожье) условиях, при работе в качестве тягача, в период обкатки и т. д. нормы могут либо увеличиваться, либо уменьшаться согласно специальным указаниям.

Автомобилям повышенной проходимости и бронетранспортерам указываются две нормы: для движения по дорогам и движения вне дорог.

Сравнительная оценка экономичности транспортных машин про­ изводится по расходу топлива на тонну-километр.

В ряде стран экономичность оценивается по пути, который мо­ жет пройти колесная машина, израсходовав определенный объем топлива. Например, в США и Англии экономичность оценивается числом миль (М), проходимых па одном галлоне горючего

(M pg). Имея в виду, что 1 миля = 1,61 км и галлон в США равен 3,785 л, а в Англии — 4,564 л, получим

л

235

(США);

л

282

(Англия).

Q 100 км

M pg

Q 100 км

Mpg

Для оценки экономичности в различных условиях эксплуатации

удооным является график зависимости расхода топлива

л

Ц --------

 

 

 

 

 

100 км

от скорости равномерного движения на дорогах с различным со­ противлением ф, принятый согласно ГОСТ 6905—54 в качестве основного оценочного параметра экономичности автомобиля н на­ зываемый экономической характеристикой колесной машины.

1.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Экономическая характеристика (рис. 39) может быть построена для каждой передачи.

---------------------------- и

а час

Рис. 39. Экономическая характеристика

Нижняя кривая экономической характеристики па высшей пере­ даче соответствует расходу топлива при движении по горизонталь­ ному шоссе высокого качества ( ф 0,01 — 0,02). Кривая, ограничи­ вающая экономическую характеристику сверху, соответствует рас­ ходу топлива при полной его подаче (у карбюраторных двигателей при полном открытии дроссельной заслонки). Слева график огра­ ничивается кривой расходов при минимальных устойчивых скоро­ стях движения.

Экономическая характеристика колесной машины может бьпь получена:

а) по экономической характеристике двигателя; б) по результатам стендовых испытаний;

в) по результатам дорожных (ходовых) испытаний.

Для построения экономической характеристики колесной маши­ ны по способу а нужно иметь внешнюю скоростную характеристику двигателя и его экономическую характеристику (рис. 40).

R6

Экономическую характеристику двигателя удобнее всего вырг жать как зависимость удельного расхода топлива g ezla.A.c.4. от на' грузки jV% при различных числах оборотов по-

Порядок построения экономической характеристики колесной машины:

а) Задаемся несколькими значениями скорости движения в пре делах от минимальной до максимальной при некоторых постоянных значениях ^ и (>.

Рис. 40. Скоростная и экономическая характеристики двигателя

б) Для каждой скорости движения, пользуясь уравнением (56), подсчитываем мощность No, необходимую для равномерного дви­

жения (/„ = 0) колесной машины *.

 

по, со­

в)

По уравнению (10) подсчитываем число оборотов

ответствующее каждому из принятых значений

Va.

 

г)

По внешней

скоростной характеристике двигателя

опре­

деляем значения

мощности Nomах, соответствующие полученным

в пункте в числам оборотов по-

 

 

 

д)

Определяем

нагрузку по

формуле /V % =

—— —

• 100.

е)

Пользуясь экономической

характеристикой

ах

 

двигателя, для

каждой скорости движения по найденным значениям по и М%,

находим

удельный

расход топлива g e

г'э.л.с.-ц.

...

г,

гч

можно считать равным

I.

*

Отношение ---

г К

87

ж)

Определяем часовой

расход топлива

 

 

 

Л

1000 Тт ’

( 8 0 )

 

 

Ц я ~

 

 

 

где -[т

удельный вес топлива.

из принятых скоростей движения

з)

Определяем для каждой

расход топлива на 100 км пробега

 

 

 

 

Л

 

100

(81)

 

Q

100 км

 

Va

 

 

 

 

Повторяя такие же подсчеты для других значений б, получим

данные

для построения экономической характеристики

колесной

машины на заданной передаче.

можно построить экономиче­

Изменяя передаточное число /т,

ские характеристики колесной машины для различных передач.

Методика построения экономической характеристики

колесной

машины по результатам стендовых и дорожных испытаний приво­ дится в учебных пособиях по лабораторным испытаниям колесных машин.

2. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ НА РАСХОД ТОПЛИВА

Экономическая характеристика позволяет оценить влияние па расход топлива основных эксплуатационных параметров, скорости движения и сопротивления дороги.

Для оценки влияния конструктивных параметров удобнее поль­

зоваться аналитической зависимостью.

получим для установившего­

Пользуясь уравнениями (80), (81),

ся движения

(/'а = 0)

 

 

kFV\

 

л

 

 

&а'I* +

 

O.lgyVfi

0,00037^

13

(82)

Q 100 км

у *ъ

г(гТг

 

Для сравнительной оценки экономичности различных колесных машин удобнее относить общий расход топлива к единице полезно­ го груза Gr, перевозимого машиной. К полезному грузу у броне­ транспортеров следует относить вес десанта и экипажа, вооруже­ ния, брони, укладки и всего оборудования, обеспечивающего боевое применение машины (рации, инфракрасной техники, приборов для радиационной и химической разведки и др.). У транспортных машин к полезному грузу относится вес перевозимого груза, водителя к пассажиров.

Обозначая расход топлива на единицу веса полезного груза (2УД

и отношение------------

= ~;а (коэффициент использования веса

Ga —

 

машины), получим

 

88

0,00037

(83)

Qy.

' 13G„

Т1т7т

Удельный расход топлива g e в значительной степени зависит от режима работы двигателя. Наибольшее влияние на величину удель­ ного расхода топлива оказывает изменение нагрузки. При увеличе­ нии нагрузки от холостого хода до максимальной удельный расход топлива вначале уменьшается, причем в области малых нагрузок весьма интенсивно, при некотором значении нагрузки — достигает минимума, а затем снова возрастает.

Уменьшение удельных расходов в области малых нагрузок в основном объясняется возрастанием механического к. и. д. двигателя с увеличением нагрузки. Кроме того, в области малых нагрузок у карбюраторных двигателей несколько ухудшается процесс сгора­ ния горючей смеси за счет уменьшения давления и температурь: конца сжатия и увеличения относительного количества отработав­ ших газов.

Увеличение удельных расходов топлива в области больших на­ грузок наиболее характерно для карбюраторных двигателей н свя­ зано главным образом с обогащением горючей смеси экономайзе­ ром. Зависимость g e = i ( Л'%) у дизелей и мпоготопливпых двига­ телей более полога, чем у карбюраторных. Удельный расход топли­ ва зависит и от числа оборотов, по в меньшей степени, чем от на­ грузки. Минимальное значение g e получается при некоторых сред­ них оборотах.

В эксплуатации параметры режима работы двигателя (нрп ,V%) непрерывноизменяются и величина g e является переменной.

Наименьшие удельные расходы топлива имеют двигатели с вос­ пламенением от сжатия. Минимальный удельный расход топлива g e mi,i у дизелей составляет 170— 190 г/л.с.-ч, а у многотопливных двигателей при работе па бензине даже 160170 г/л.с.-ч. У карбю­ раторных двигателей значение g rmm составляет 220 -250 г/л.с.-ч.

М о д е л ь д в и г а ­ теля

Т и п д в и г а т е л я

1 А З - 4 0 П , I

ГР

З - 6 6

Л 375-

ГО

С

Г А

З И

U

1

К а р б ю р а т о р н ы е

Щ

СО

1

 

Т а б л

и ц а 10

 

1

 

Я М 3 - 2 3 6

Я М 3 - 2 3 8

M A N

. Р о л л с - Р о й с *

М п о г о т о п л и н -

Д и з е л и

II ы е

min

2 7 0

2 3 5 | 2 3 5

2 4 0

2 4 0

175

175

160 j

165

Колесные машины, снабженные дизелями или мпоготоплнвпымн двигателями, имеют значительно лучшую экономичность (на 30..- 50%) по расходу топлива по сравнению с колесными машинами с карбюраторными двигателями.

80

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ