Определение минимальной скорости движения

Под минимальной скоростью движения здесь и далее будем понимать скорость движения на низшей передаче основного ряда при номинальной частоте вращения вала двигателя.

Минимальную скорость движения V_min определяют из условия равномерного движения машины на максимальном подъеме α_max:

[м/с],

где P_{к max} – максимальная сила тяги.

P_{к max} = ( m₀ + m_гр)∙g∙ ( sin α_max + f ∙ cos α_max) .

Значение Р кmax ограничивается сцеплением движителей с дорогой, т.е. Р_{к max} φ∙( m₀ + m_гр) ∙g∙ cos α_max, где φ - коэффициент сцепления гусениц с дорогой.

Тогда tg α_max = φ – f.

 При расчетах принимают трудный для условий движения грунт (сухой дерн) с φ = 0,8…1,0, f = 0,08…0,1. КПД гусеницы вследствие малой скорости движения принимается равным 0,9…0,95.

КПД трансмиссии η_м также может измениться вследствие изменения числа пар зубчатых колес, участвующих в передаче крутящего момента при движении с V_min.

 

Определение скоростного и силового диапазонов

Под скоростным диапазоном  d _V  понимают соотношение

,

где u_0max  и u_0min  - максимальное и минимальное передаточные числа трансмиссии.

Под силовым диапазоном d_Р понимают отношение максимальной по двигателю силы тяги P _{к max} к минимальной P _{к min}:

Силовой диапазон учитывает потери мощности не только в механизмах трансмиссии, но и в гусеничном движителе, которые значительно больше при максимальной скорости, поэтому всегда d_Р > d _V.

 

Определение передаточных чисел трансмиссии

Общие передаточные числа трансмиссии на низшей и высшей передачах в КП определяются скоростью движения машины на этих передачах, частотой вращения вала двигателя n_{д N}   и радиусом ведущего колеса r_к:

Здесь V_min  и V_max имеют размерность [км/ч], r _к - [м].

Радиус r_к рассчитывают при профилировании зубьев ведущих колес или выбирают, ориентируясь на машину-аналог.

При распределении общего передаточного числа по агрегатам трансмиссии необходимо уже определиться с кинематической схемой трансмиссии или хотя бы знать, какие агрегаты участвуют в передаче и преобразовании крутящего момента.

В большинстве случаев общее передаточное число однопоточной трансмиссии

u₀ = u_Р ∙ u _КП ∙ u _ЦП∙ u _МП∙ u _БП ,

где u_{Р ,}u _КП , u _ЦП,  u _МП, u _БП - соответственно передаточные числа редуктора, коробки передач, центральной передачи, механизма поворота и бортовой передачи.

Передаточные числа коробки передач определяются расчетным путем. При использовании планетарной или трехвальной КП предусматривают прямую передачу с u _КП  =1 для скорости 30…35 км/ч. С учетом этого выбирают передаточные числа остальных агрегатов.

 Передаточное число центральной передачи выбирается конструктивно. В реальных конструкциях для одинарной центральной передачи u _ЦП = 3,5…7, для двойной u _ЦП ≤ 12.

Передаточное число механизма поворота зависит от его конструктивной схемы. При использовании одноступенчатого ПМП обычно u _МП = 1,33…1,5. Для муфт поворота и двухступенчатого ПМП u _МП = 1.

В реальных конструкциях бортовой передачи в случае использования однорядного редуктора с внешним зацеплением u _БП = 3,5…6,8, для однорядного планетарного редуктора u _БП = 4…6, для двухрядной комбинированной БП u _БП = 7…15.

Редукторы применяются либо только из соображений удобства компоновки (тогда u _Р  = 1…1,5), либо дополнительно и в качестве согласующих (например, при использовании газотурбинных двигателей, имеющих большую частоту вращения выходного вала). Для согласующего редуктора передаточное число определяется расчетным путем.

 Выбор передаточных чисел ступенчатой КП начинается с выбора структуры ряда передач и определения числа передач в коробке. При этом следует учитывать, что чем больше число передач, тем выше (без учета времени на их переключение) тягово-скоростные свойства машины и сложней ее конструкция. Обычно число передач КП ограничивают пятью-семью. На машинах высокой проходимости в большинстве случаев устанавливают дополнительные понижающие редукторы. Их применяют в тяжелых дорожных условиях для повышения динамического фактора или для получения в необходимых случаях особо низких скоростей движения.

Структуру ряда выбирают, исходя из следующих соображений:

- обеспечение наибольшей интенсивности разгона, когда на всех или большинстве передач используются наибольшая мощность и наибольший момент двигателя, достигаемые на внешней характеристике;

- обеспечение устойчивого режима работы двигателя на внешней характеристике при минимальном числе передач (при переключении передач разгон должен продолжаться при частоте вращения n_д0 ,  несколько большей n_{д М} ). В противном случае разгон машины становится возможным только с переходом на частичную характеристику двигателя, что отрицательно скажется на динамике разгона.

Обычно разбивку передаточных чисел ступенчатой КП ведут по закону геометрической прогрессии, что дает возможность иметь минимальное число передач в КП. Существенным недостатком использования такого закона при минимальном числе передач является большая разность или разрыв скоростей движения на высших передачах. При работе двигателя на внешней характеристике это отрицательно сказывается на значении средней скорости движения машины.

При использовании закона геометрической прогрессии теоретически минимальное число передач в коробке находят из выражения:

Дробный результат округляется до ближайшего большего целого числа k.

Знаменатель геометрической прогрессии

.

Здесь l – номер передачи (l = I, II, III, IY,… k).

При разбивке передаточных чисел ступенчатой КП по закону арифметической прогрессии получается коробка передач с равными интервалами скоростей соседних передач. Для нее

;

разность арифметической прогрессии

;

V_l = V_I+( l-1)∙ α.

Достоинством такой разбивки по сравнению с использованием закона геометрической прогрессии является повышение средней скорости движения машины. Однако при этом увеличивается число передач в КП и увеличивается разрыв расчетных скоростей на низших передачах (при равном числе передач). По этой причине практически отсутствуют КП в которых при выборе передаточных чисел использовался бы закон арифметической прогрессии в чистом виде. Тем не менее приведенные зависимости могут быть использованы при условии корректировки передаточных чисел в сторону приближения к закону геометрической прогрессии.

Передаточные числа трансмиссии и КП определяются выражениями:

Теоретическая скорость движения машины на выбранной передаче, соответствующая частоте вращения вала двигателя на холостом ходу:

Эти значения используются при построении графиков в зоне работы регулятора оборотов.

 

Тяговый баланс машины

Тяговый баланс машины характеризуется зависимостью ее силы тяги  для различных передаточных чисел в трансмиссии, сил сопротивления движению и воздуха  от скорости движения V по сухой дороге с твердым покрытием при максимальной подаче топлива. Тяговый баланс показывает, как расходуется сила тяги машины.

Кривые  строятся для всех ступеней основного ряда передач прямого хода (для машин, имеющих дополнительный пониженный диапазон строится также кривая при включенной дополнительной низшей передаче) с использованием зависимостей:

P_w = k_w∙( H - h ) ∙B ∙V² .   

При построении тягового баланса полагаем силу , не зависящей от скорости.

График тягового баланса должен быть снабжен линиями, показывающими величины максимальных по сцеплению гусениц с дорогой тяговых сил полностью груженой машины при следующих значениях коэффициента сцепления:  (сухая задерненная поверхность),  (сухая грунтовая дорога),  (мокрая глина),  (обледенелая или укатанная снежная дорога).

На графике тягового баланса должны быть отмечены величины максимальной силы тяги  на высшей и низшей передачах и соответствующие им скорости движения.

С помощью графика тягового баланса необходимо определить полезную массу прицепа с грузом, который может буксировать гусеничная машина по сухой грунтовой дороге при максимальном значении силы тяги на высшей передаче. При этом следует принять, что аэродинамическое сопротивление машины с прицепом возрастает по сравнению с одиночной машиной на 20%.

.

Здесь значения Р_{к max} и P_w в ньютонах.

 

---

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 802; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!