Мощность, потребная для преодоления внешних сопротивлений

Мощность, потребная для преодоления внешних сопротивлений, определяется, как произведение потребной для движения силы тяги на скорость движения:

л.с., (15)

где Р — потребная сила тяги, кг;

V — скорость движения танка, км/ч.

Из формулы (15) следует, что при одной и ток же мощности можно получить разные силы тяги и скорости движения, причем при увеличении силы тяги скорость должна уменьшаться и наоборот.

Пример 1. Определить мощность двигателя, необходимую для движения танка весом G = 36 т по шоссейной дороге ( f= 0,04, α = 0°) со скоростью V = 50 км/ч. Известны к. п. д.: моторной установки η_м.у = 0,88, трансмиссии η_т.р = 0,9 и ходовой части η_х.ч = 0,65.

1. Определяем сопротивление прямолинейному движению:

R = FG = 0,04 • 36000 = 1440 кг.

2. Определяем потребную силу тяги. При равномерном движении

P = R= 1440 кг.

3. Определяем мощность, потребную для преодоления внешних сопротивлений:

л.с.

4. Определяем к. п. д. танка:

η = η_м.у η_т.р η_х.ч = 0,88 • 0,9 • 0,65 = 0,52.

5. Определяем потребную эффективную мощность двигателя по формуле (9):

л.с.

Пример 2. Для того же танка с двигателем мощностью N_e = 520 л. с. определить скорость равномерного движения на подъеме с утлом α = 32° по грунтовой дороге(f=0,06). К. п. д. моторной установки и трансмиссии те же, что и в предыдущем примере, а к. п. д. ходовой части η_х.ч = 0,9.

1. Определяем к. п. д. танка:

η = η_м.у η_т.р η_х.ч = 0,88 • 0,9 • 0,9 = 0,715.

2. Определяем мощность, подводимую к гусеницам:

N = N_eη = 520 • 0,715 = 370 л.с.

3. Определяем суммарное сопротивление движению (формула (11)):

R₀ = G(f cos α + sin α ) = 36000 (0,06 • cos 32° + sin 32°) 21000 кг.

4. Определяем потребную силу тяги. Так как движение равномерное, то

P = R₀ = 21000 кг.

5. Определяем скорость равномерного движения по формуле (15):

.

Таким образом, при одной и той же мощности двигателя N_e = 520 л. с. можно получить скорость 50 км/ч при силе тяги 1440 кг или скорость 4,75 км/ч при силе тяги 21000 кг.

Необходимость трансмиссии

Внешние сопротивления движению танка изменяются примерно в десять раз, следовательно, и потребные для движения силы тяги (или соответствующие им крутящие моменты на ведущих колесах) должны изменяться во столько же раз.

Действительно, из формулы (13) следует, что

α Pr_в.к

Так как при равномерном движении P = R₀, то М_в.к = R₀r_в.к, то есть момент на ведущих колесах должен изменяться во столько же раз, во сколько раз изменяется сопротивление дви­жению.

Например, при радиусе ведущего колеса r_в.к = 0,3 м для рас­смотренных ранее случаев движения танка весом G = 36 т по сухой грунтовой дороге на горизонтальном участке и на подъеме с углом α = 32°

М_в.к = 2160 • 0,3 = 648 кг м;

М_в.к = 2100 • 0,3 = 6300 кг м.

Скорости движения танка должны также изменяться в десять и более раз. Для этого необходимо, чтобы и числа оборотов веду­щих колес изменялись в этих же пределах, то есть в десять и более раз.

Применяемые на танках двигатели, как уже отмечалось, не мо­гут обеспечить потребные на ведущих колесах крутящие моменты и числа оборотов как по величине, так и по пределам их изменения.

Например, двигатель среднего танка имеет максимальный мо­мент 230 кгм при 1200 об/мин. Этот момент почти в три раза мень­ше момента, потребного для движения на горизонтальном участке грунтовой дороги. Коэффициент приспособляемости этого двигателя К = 1,2. Это означает, что момент двигателя изменяется по внеш­ней характеристике (см. рис. 44) в пределах от 190 до 230 кгм при изменении оборотов от 2000 до 1200 в минуту. Между тем по усло­виям движения необходимо изменять момент на ведущих колесах и скорость танка примерно в десять раз.

Из всего изложенного вытекает, что для осуществления движе­ния танка в различных дорожных условиях между двигателем и ведущими колесами должны быть установлены агрегаты, обеспе­чивающие постоянное увеличение крутящего момента, уменьшение числа оборотов двигателя и изменение их в пределах до десяти раз.

Постоянное увеличение крутящего момента обеспечивается бор­товыми передачами, а изменение моментов и оборотов в необходи­мом диапазоне — коробкой передач. Кроме того, для поворота танка необходим агрегат, обеспечивающий изменение скорости пе­рематывания одной гусеницы по сравнению с другой. Таким агрега­том является механизм поворота.

Совокупность всех агрегатов, установленных между двигателем и ведущими колесами, и составляет трансмиссию танка.