|
Т1 чения ведущего колеса, определяемый по формуле: гк=Гк-ЛкМк. (1.9) Для плоской модели движения машины сила сопротивления качению равна (1Л°)(=1 7=1 где пь п2 соответственно количество ведомых и ведущих осей колесной машины; G[,GJ 2вес машины, приходящийся соответственно на i-ю ведомую и j-ю ведущую оси, а /Д,//, “ соответствующие значения коэффициентов сопротивления качению для этих осей. Значения G[,G2 определяются индивидуально для исследуемой машины обычно из условия ее равновесия при установившемся движении и зависят от количества осей и конструктивных особенностей подвески. Вывод формул расчета G{,G' не сложен, но для многоосных машин громоздок. Эти вопросы подробно рассмотрены в специальной литературе по транспортным и тяговым машинам. Сила сопротивления подъему Ра для всех транспортных машин Pa = GMsina. (1-И) Расчетное значение энергетических потерь на выполнение рабочих процессов и зависимости (1.7), (1.8)и(1.11) позволяют определить крутящий момент МС0Пр, необходимый для работы машины. Для колесных машин Мсопр ~ (Pw + Pf 1* аХк "I" Мраб, (1.12) где Мраб крутящий момент, затрачиваемый на выполнение технологических операций и приведенный к ведущим колесам с учетом передаточных отношений всех редукторов, соединяющих двигатель и рабочие органы. Выше были рассмотрены зависимости всех сил и крутящих моментов, которые необходимы для математического моделирования движения машины. Однако неучтено, что при передаче крутящего момента на движитель возможно буксование тел вращательного движения контактирующих между собой. Процесс буксования возможен у машин, имеющих в своих конструкциях фрикционные или ременные передачи. У подвижных колесных машин возможно буксование движителя по опорной поверхности. Момент начала буксования зависит от величины крутящего момента, подводимого к ведущему телу вращательного движения, а крутящий момент для заданного момента двигателя от передаточных отношений возможных редукторов. Поэтому для машин, имеющих передачи трением или колесный движитель, при исследовании |
71 машины, а угол подъема. Для колесных машин известно несколько эмпирических формул расчета коэффициента f, изложенных в работах [48, 101, 179, 180, 181 и др.]. Для колес, работающих в ведомом режиме, наиболее распространена зависимость fRi = + KfV2, где f° коэффициент сопротивления качению при движении машины с малой скоростью, Кт коэффициент, характеризующий увеличение значения коэффициента сопротивления качению с возрастанием скорости движения машины V. При действии на колесо крутящего момента значение коэффициента сопротивления качению вычисляется по формуле f = f + ХМ /[G r°r ,, где Хк коэффициент тангенциальной эластичности шины, характеризующий изменение радиуса качения колеса от крутящего момента, подводимого к нему Мк; гв° радиус качения ведомого колеса; гк радиус качения ведущего колеса, определяемый по формуле: гк = г® ХКМК. (2.25) Для плоской модели движения машины сила сопротивления качению равна: Р, = 2 f‘ Gj + 2 fj GJ,, (2.26) i = 1 1 i = 1 “г где m, П2 соответственно количество ведомых и ведущих осей колесной машины; Gj, GJ 2 вес машины, приходящийся соответственно на i-ю ведомую и j-ю ведущую оси, a соответствующие значения коэффициентов сопротивления качению для этих осей. Значения G[, G] 2 определяются индивидуально для исследуемой машины обычно из условия ее равновесия при установившемся движении и зависят от количества осей и конструктивных особенностей подвески. Вывод формул расчета G}, G^ не сложен, но для многоосных машин громоз 73 лес и др.) и внешних, возникающих в результате деформации грунта и образования колеи. Сила сопротивления качению зависит также от таких малоизученных факторов, как скорость и неравномерность движения машины и др. Для гусеничного движителя существуют эмпирические формулы расчета внутренних и внешних потерь в движителе [233], а также формулы расчета коэффициента сопротивления качению f, позволяющие по зависимости (2.24) определить в целом силу сопротивления качению [68]. Например, внешние силы можно определить по зависимости (2.24), в которой f вычисляется в соответствии с работой [71] по формуле: f 0.0005 м , где кдеф коэффициент, характеризующий деформаl2b пк гус к тивные свойства опорной поверхности (средние значения для различных поверхностей можно использовать из работы [71]), 1к длина активного участка гусениц, Ьгус ширина гусениц, пк число опорных катков, ведущих и направляющих колес на одной стороне гусеничного движителя, имеющих контакт с опорной поверхностью. Сила сопротивления подъему Ра для всех транспортных машин: Ра = GMsin(x. (2.28) К силе Рраб, затрачиваемой на выполнение рабочих процессов, следует относить все силы сопротивления движению, неучтенные в (2.23), (2.24) и (2.28), например, силы необходимые для привода рабочих органов дорожных машин [43, 82, 84,222]. Расчетное значение энергетических потерь на выполнение рабочих процессов и зависимости (2.23), (2.24) и (2.28) позволяют определить крутящий момент Мсопр, необходимый для работы машины и входящий в системы дифференциальных уравнений (2.10), (2.12) и (2.17). Например, для подвижных колесных машин: Мсопр = (Pw + Pf + Ра)Гк + Мраб, (2.29) где МРаб крутящий момент, затрачиваемый на выполнение технологиче 74 ских операций и приведенный к ведущим колесам с учетом передаточных отношений всех редукторов, соединяющих двигатель и рабочие органы. Выше были рассмотрены зависимости всех сил и крутящих моментов, которые явно или неявно входят в системы дифференциальных уравнений, описывающие выбранные четыре режима работы машины. Однако неучтено, что при передаче крутящего момента на движитель возможно буксование тел вращательного движения контактирующих между собой. Процесс буксования возможен у машин, имеющих в своих конструкциях фрикционные или ременные передачи. У подвижных колесных машин возможно буксование движителя по опорной поверхности. Момент начала буксования зависит от величины крутящего момента, подводимого к ведущему телу вращательного движения, а крутящий момент для заданного момента двигателя от передаточных отношений возможных редукторов. Поэтому для машин, имеющих передачи трением или колесный движитель, при синтезе трансмиссии и оптимизации передаточных отношений необходимых редукторов необходимо моделировать процесс буксования этих тел. 2.4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСНОГО ДВИЖИТЕЛЯ С ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ При взаимодействии колесного движителя с опорной поверхностью происходит деформация шин в площадках контакта. С увеличением крутящего момента, подводимого к заданному колесу, деформация его шины увеличивается, что приводит к уменьшению возможной скорости поступательного движения машины. Более того, возможен случай одновременного скольжения всех точек ведущего колеса, находящихся в контакте, относительно опорной поверхности. Поэтому от качества моделирования процесса взаимодействия движителя с опорной поверхностью зависит точность моделирования показателей таких эксплуатационных свойств, как тягово |