Баланс мощности, тяговый баланс и центр

Давления гусеничного трактора

На гусеничный трактор (рис. 308) в общем случае ускоренного
движения действуют момент М, силы G', P_jt Р,, Р_кр, Р_в, Р_ш, Р_ок, Р'_ок, Р_кг,
Р'_кг и реакции R_z, R_x, Рщ., R_K0, R_rK, R'_rK и R'_Ko . Положение силы тяже-
сти G' определяется продольной в и вертикальной h координатами.
Считаем, что усилие тягового сопротивления орудия Р_кР приложено к
условной точке прицепа О_п, лежащей на линии следа поперечной пло-
скости проходящей через центр О ведущего колеса, и направлено под
углом у к опорной поверхности. Положение точки О_п определяется ко-
ординатой и продольной координатой в. Сила Р_кр разложена
на две составляющие: параллельную опорной плоскости Р_кpcosv и пер-
пендикулярную ей P„pSinY. Примем Р„_р cos у « Р_кр.

Нормальная R_z и продольная R_x реакции опорной поверхности дей-
ствуют на гусеницы в точке ц. д., называемой центром давления трак-
тора. Эти реакции являются результирующими элементарных нормаль-
ных и продольных реакций опорной поверхности, действующих на
гусеницы, и дают равнодействующую Рщ.. Сила Р_гп разная, но противо-
положно направленная реакции Рпг есть равнодействующая воздейст-
вий гусеницы на опорную поверхность. Силы Р_кг и Р'_кг соответственно
ведущих и направляющих колес действуют на гусеницы, а на колеса —
равные, но противоположно направленные им реакции гусениц Р_гк

^и К,-

К ведущим колесам приложены суммарный момент касательных
сил инерции вращающихся деталей.

Давление гусеничного трактора на опорную поверхность характе-
ризуется удельным давлением:

_ С cos а _ /?₂

9ср ■

Qs =

(176)

'ус ^ус ^г

где b_г — ширина гусеницы; /_ус—длина опорной поверхности гусеницы, образованная
ее звеньями, находящимися в зоне расположения опорных катков.

2/_ус Ь_г

Рис. 308. Схема сил, действующих на гусеничный трактор.

Значение q_Cp для сельскохозяйственных тракторов находится в
пределах 0,04—0,05 МПа, для болотоходных — до 0,02 МПа. Этот по-
казатель является условным, так как нормальные реакции опорной по-
верхности распределяются по длине /_ус неравномерно и зависят от
свойств опорной поверхности, конструкции гусеничного движителя и си-
лового воздействия агрегатируемой машины на трактор.

В общем случае середина опорной длины гусеницы не совпа-
дает с центром давления ц. д. и центром тяжести ц. т. и смещена от
них в продольном направлении соответственно на величины а_г и а_д.
Продольный вынос центра тяжести трактора относительно середины опор-
ной длины гусениц а_г может иметь положительное (центр тяжести вы-
несен вперед) или отрицательное (центр тяжести смещен назад) зна-
чение.

Для определения величины а_д, называемой смещением центра дав-
ления составим уравнение моментов, действующих на трактор сил
и реакций относительно центра давления ц. д.

G'cos а(<з_д -f а_г) — (G' sin a -f- Р_}) h — Р_кр/г_кр —

-P_Kpsin Y [в-а, - а_А) + Р_вг'_к = 0, (177)

где г_к — радиус ведущего колеса гусеничного движителя.

Из уравнения (177) находим, что смещение центра давления трак-
тора для общего случая прямолинейного движения равно:

а^{sin а + P}f)^{h +} + ^еsin v) ~ ^к _{д (1?8)}

^д G' cos а + Р_кр sin у

Для движения трактора по горизонтальной опорной поверхности
с равномерной скоростью (а = 0; /=0) получим:

^д G' + P_Kpsin_T

Формула (179) определена для случая агрегатирования трактора
с сзади расположенной рабочей машиной. Общим условием, обеспечи-
вающим лучшее сцепление гусениц с опорной поверхностью и меньши-
ми потерями на качение, является ограниченное смещение центра дав-
ления. При заднем расположении рабочей машины центр тяжести трак-
тора должен быть несколько впереди средины опорных поверхностей
гусениц, т.е. а_г~ + (0,05-7-0,08) /_ус, а при переднем а_г« — (0,02-ь
Н-0,05) /_ус.

Уравнение баланса мощности гусеничного трактора в общем слу-
чае движения можно представить уравнением

N„„ = Mm = ЛА„„ + N_s -f- N_c N_jr --

Пер

N_j±N_i ->_rN_s + N_C-i- N_fr,

■ мощность, затрачиваемая на преодоление момента касательных

сил инерции вращающихся деталей и движущихся звеньев гусениц; N_c = RxV_s — мощ-
ность, затрачиваемая на скольжение гусениц; Nf_r = Nn+Nr — Мощность, затрачиваемая
на деформацию опорной поверхности (N_a)н трение в деталях гусеничного движите-
ля (N_r).

Для равномерного движения без скольжения по горизонтальной
опорной поверхности

— = 0; — = 0; и, = 0; а = о)
dt dt J

получим:

М(й = jV_Kp N_jr

или

Mu = P_Kpv + fG'v,

где f — коэффициент сопротивления качению (с учетом потерь на трение в гусеничном
движителе), в зависимости от типа опорной поверхности лежит в пределах 0,05—0,14.

Тяговый баланс гусеничного трактора для приведенных условий
по полной окружной силе ведущего колеса

^Рко = "Г = ^Ркр + (183)

Г„

§ 9, Измерители тормозных качёств автомобиля

Тормозные качества автомобиля оцениваются следующими показа-
телями: Pi макс — Максимальной тормозной силой, Н; /змакс — макси-
мальным замедлением, м/с²; 5_ТМин — минимальным путем торможения,
м; Гмин — минимальным временем торможения, необходимым для про-
хождения путй S_T мая.

При торможении с отъединенным двигателем тормозная сила оп-
ределяется по формуле

= (184)

где 2М_тр — сумма моментов трения на всех колесных тормозах, Н-м; г_;( — радиус ка-
чения ведущих колес, м.

Дифференциальное уравнение движения имеет вид:

Ш_тр

+ Рс

dv

(185)

Бвр

где /з — замедление машины, м/с²; Я₀—сумма внешних сопротивлений, испытываемых
автомобилем при установившемся движении, Н.

Замедление /₃ будет максимальным, когда значение тормозного
усйЛия Р_т наибольшее.

Максимальную тормозящую силу можно представить зависимо-
стью

^/3тмакс=^тФмякс< 086)

где Ri — суммарная нормальная реакция дороги на затормаживаемых колесах; ((.макс —
максимальней величина коэффициента сцепления.

Из уравнений (185), (186) следует (P_w—0, сопротивление качению
входит в состав тормозного усилия):

__ _g /фмакс R-t
б_в

(187)

Знак плюс в формуле (187) соответствует движению автомобиля
на подъем, знак минус — под уклон.

Для автомобилей, имеющих тормозные механизмы на все колеса,
R_T = G'cos а, поэтому формула (187) примет вид:

/змакс^А (4W^C0Sa -^sina)

"вр

Если автомобиль движется по горизонтальной дороге (а=0), то
фЬрмула (188) будет такбй:

/з макс о макс"
«вр

Максимальное замедление /_{3 маК}п тем больше, чем выше коэффици-
ент сцепления фмакс- Максимальное замедление используется только
при аварийных торможениях, составляющих незначительную часть
(3—5%) общего числа торможений.

Наиболее практически важным показателем тормозных качеств
автомобиля является минимальный путь торможения.

Во время торможения автомобиль совершает работу, равную силе,
потерянной им за это время, поэтому можно написать:

(4 - 4)

2g

где Vi и v2—соответственно скорости автомобиля в начале и конце торможения, м/с.

Подставив из формулы (186) значение максимального тормозного
усилия /V макс, получим:

g ($Rt ± G' sin a)

Из формулы (187) следует:

S— (ф/? + G'slfta) = /

откуда

' - G'sina)=e_BpG'/₃

(ф*_т

Подставив в знаменатель формулы (191) его значение из правой
части уравнения (192), получим:

2 2
У; — У,

■5-ГМИН

-13WMC

Для случая торможения на горизонтальной дороге с максималь-
ным замедлением [/_Змакс⁼ I до полной остановки (^2=0), урав-
нение (193) примет вид:

5_Тмип —^ ' — « (194)

G ф

Минимальное время торможения Гмин определяется, если допус-
тить, что при торможении сопротивление движению постоянно, а по-
этому автомобиль совершает равномерно замедленное движение с не-
которой средней скоростью

. t'l + U,

Ср

жении в реальных условиях значение силы Я_ТМанс будет несколько
меньше теоретического, полученного из условий использования всей
массы автомобиля, что приведет к увеличению минимального тормоз-
ного пути S_T мин на 20—40%.

Мы рассмотрели факторы, влияющие на процесс торможения с
учетом условий движения и конструктивных особенностей автомобиля.
Однако наши представления о процессах торможения будут неполны-
ми, а выведенные формулы недостаточными для практики, если не при-
нять в расчет человека. Его роль в процессе торможения учитывается
зависимостью ja,v=f(t), полученной экспериментальным путем и на-
зываемой диаграммой торможения (рис. 309,в).

Точка О диаграммы — момент обнаружения водителем препятст-
вия и необходимости экстренного торможения; t_p — время реакции во-
дителя, необходимое для перехода к действию — торможению автомо-
биля (среднее значение времени реакции равно 0,6—0,8 с). Нажатие
педали и срабатывание привода занимает время t_u когда автомобиль
продолжает двигаться равномерно с начальной скоростью V\. Время
срабатывания тормозного привода зависит от его типа и составляет
для гидравлического привода 0,03—0,05 с и пневматического около
0,3 с.

Точкой б диаграммы j₃—f(t) обозначено начало действия тормоз-
ной силы Р_т> которая возрастает на отрезке t₂ и достигает максимума
в точке в. Одновременно возрастает и замедление автомобиля j_a. Вре-
мя t₂ нарастания замедления и тормозной силы (участок б—в) состав-
ляет у автомобилей с гидравлическим приводом 0,15—0,20 с, с пнев-
матическим— 1,0 сиу автопоездов с пневматическим приводом —
2—2,5 с. За время i₂ скорость автомобиля снижается на величину Ди.
Процесс максимального торможения автомобиля за время t₃ соответ-
ствует прямолинейному участку диаграммы вг и сопровождается
поглощением кинетической энергии автомобиля.

После прекращения торможения замедление и сила Р_т в точке д
уменьшаются до нуля. Общее время торможения автомобиля до его
остановки равно tt==t-_p-{-ti-\-t₂-\-t-_i. Время оттормаживания если ав-
томобиль тормозится до полной остановки, не влияет на величину тор-
мозного пути.

Действие тормозных систем зависит от их технического состояния
и проверяется по длине остановочного пути, который нормируется с
учетом типа, назначения и конструкции автомобиля (трактора). Для
определения остановочного пути используют формулу:

S₀ = (*„ + *!) *+ 098)

где So — полный остановочный путь, м; /_р, 11 — соответственно время реакции водите-
ля и время срабатывания тормозного привода, с; vi — скорость в начале торможения,
м/с; Кэ— коэффициент снижения эффективности торможения, показывающий, во
сколько раз действительное максимальное замедление автомобиля меньше теоретиче-
ски возможного на данной дороге. Для грузовых автомобилей Кэ = 1,4, для легко-
вых — 1,2.

Просмотров: 1617

Вернуться в категорию: Арсенал