CC BY
240
равна:
w
Сп + Со
о
m
1
33 • 103 + 300 -103 _ 745 c-1
60
относительный коэффициент потерь примет значение:
b 300 „, 1
n _ — _-_ 2,5 c 1,
2m 2 • 60
а минимальное значение модуляции жесткости, при которой возможно возникновение неустойчивости равно:
4n 4 • 2,5 e ■ _ — _-— _ 0,13.
min _
w0 74,5 Заключение
В результате проведенных исследований получены зависимости, позволяющие оценить границы зоны параметрической неустойчивости автомобильного колеса в области частот вблизи главного параметрического резонанса.
Литература
1. Балабин И.В., Чабунин И.С. Автомобильные и тракторные колёса. - М.: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2010. 444 с.
2. Гусев А.С., Карунин А.Л., Крамской Н.А., Стародубцева С.А., Щербаков В.И. Теория колебаний в автомобиле- и тракторостроении. М.: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2007. 336 с.
3. Щербаков В.И., Чабунин И.С., Стародубцева С.А. Избранные задачи по динамике механических систем и конструкций. Изд. 2-е, испр. и доп. - М.: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2010. 288 с.
4. Щербаков В.И., Чабунин И.С. Аналитическая динамика и теория колебаний в приложении к автомобильным конструкциям. Изд. 2-е, испр. и доп. - М.: Университет машиностроения, 2013. 205 с.
5. Щербаков В.И., Надеждин В.С. Колебания колесной машины при движении по неровной дороге. - М.: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2011. 40 с.
Об унификации некоторых терминов и понятий, применяемых в теории трактора, автомобиля, быстроходных колёсных и гусеничных транспортно-тяговых машин
к.т.н. проф. Парфенов А.П., к.т.н. проф. Щетинин Ю.С.
Университет Машиностроения 8(495)223-05-23 (доб.15-27), [email protected]
Аннотация. Предлагаются единые термины, относящиеся к общим понятиям, часто употребляемым в теории автомобиля, трактора, быстроходных колёсных и гусеничных транспортно-тяговых машин.
Ключевые слова: термины, понятия, унификация, автомобиль, трактор, быстроходная транспортная машина.
Необходимость в унификации терминов, применяемых в родственных дисциплинах, стала особенно очевидной, в связи с утверждением стандарта по подготовке специалистов по специальности 190109 «Наземные транспортно - технологические средства» по специализации «Автомобили и тракторы».
Первый шаг в направлении унификации терминов, применяемых в дисциплинах «Конструкция автомобилей и тракторов», «Конструкция быстроходных гусеничных транспортно - тяговых машин» был сделан при публикации учебника «Тракторы. Конструкция», под общей редакцией проф. док. техн. наук Шарипова В.М., подготовленного коллективом преподавателей МГТУ «МАМИ» [1].
В настоящей статье даются конкретные предложения по унификации некоторых терминов и понятий, применяемых в названных выше теоретических дисциплинах. Поскольку область терминологии и определений является достаточно болезненной и деликатной, в чём авторы статьи лично убедились при участии в разработке отечественных и международных (по линии ISO) терминологических стандартов, данные предложения выносятся для обсуждения их по существу специалистами.
Коэффициент сцепления. Большинство специалистов сходятся во мнении, что коэффициент сцепления движителя с поверхностью пути в направлении движения представляет собой отношение максимальной по сцеплению силы тяги Р—, отнесённой к сцепному весу
G автомобиля, трактора, быстроходной колёсной или гусеничной машины, танка [1-9], т.е.
Р
— = ——, где G = l • G, G - вес машины, X - доля веса, приходящаяся на ведущие колёса или
Ссц
гусеницы.
Вместе с тем нет единого понимания, что принимать за силу Р—. Так в теории трактора
(ТТ) предлагается ограничивать эту силу наибольшим допустимым её значением, которое при этом надёжно обеспечивает движение соответственно нагруженного трактора при данных почвенных условиях [3]. В теории автомобиля (ТА), теории транспортно - тяговых машин (ТТТМ) силой Р— предлагается считать её значение при полностью заблокированных
колёсах или при полном скольжении (буксовании) колёс или гусениц, т.к. это отвечает требованию большей определённости показателя [8, 9]. В автомобильном справочнике фирмы Bosch [11] предлагается считать, что сила Р— должна соответствовать силе трения покоя в
зоне контакта шины с дорогой, что предполагает значение силы Р—, а значит коэффициента
— на 20-25% большее, чем при заблокированных колёсах и их скольжении по поверхности пути.
В процессе работы автомобиль, трактор или транспортно-тяговая машина обычно реализуют силу тяги меньшую, чем Р—. Поэтому некоторые исследователи применяют два значения коэффициента — : максимальное jmax и текущее, соответствующие двум значениям силы тяги: максимальному по сцеплению Р— и текущему Рк. В последнем случае отношение силы тяги Рк к сцепному весу G в ТТ называют «коэффициентом использования сцепного веса трактора» [4, 5], «коэффициентом использования сцепления» [6], в ТТТМ некоторые исследователи - «удельной силой тяги» —к [12], «текущим значением коэффициента сцепления» [10], в теории танка - «коэффициентом сцепления, используемым в данных условиях сцепления» [13]. По существу удельная сила тяги —к является динамическим фактором при
малой скорости движения машины, когда можно пренебречь сопротивлением воздуха. Динамический фактор используется в ТА и ТТТМ для оценки способностей машины разгоняться и преодолевать подъём. По нашему мнению, целесообразно использовать в ТТ, ТА, ТТТМ для коэффициента —к единый термин - «удельная сила тяги машины», которая в процессе работы машины может меняться в широких пределах: от минимального значения (при Рк = Pf, движение без нагрузки на крюке, Pf - сила сопротивления прямолинейному движению машины) до коэффициента сцепления — (при Рк = Р—)
В ТТ отношение силы тяги на крюке трактора Ркр к его сцепному весу иногда называют коэффициентом использования сцепного веса трактора —кр [13]. В ТА и ТТТМ этот термин не применяется, несмотря на использование понятия «сцепной вес». Предлагается в ТТ, и в случае необходимости в ТА и ТТТМ называть —кр «удельной силой тяги на крюке машины», как это применяется некоторыми исследователями быстроходных гусеничных ма-
шин [12]. Коэффициент фкр также является величиной переменной, меняющейся от 0 (при Р = 0, движение без прицепа) до фкртах при максимальном значении силы тяги на крюке
Коэффициент сопротивления прямолинейному движению. Термин применяется в теории гусеничных ТТМ [10] и представляет собой отношение силы сопротивления движению машины, (которой может быть автомобиль, трактор, быстроходная колесная или гусе-
Pf
ничная машина) Р^ к весу машины G, т.е. f = . В ТТ и ТТТМ используют также термины: «коэффициент качения» [3], «коэффициент сопротивления качению» [4-6, 11, 14]. В теории движения гусеничных и колёсных боевых машин выделяют потери на деформацию грунта и вводят дополнительные термины: «коэффициент сопротивления грунта» [7] или «коэффициент сопротивления качению со стороны деформируемого грунта» [9]. При оценке сопротивления поверхности пути необходимо учитывать рельеф дороги, в связи с чем получили распространение такие термины, как «приведенный коэффициент сопротивления дороги» [4, 5], «коэффициент сопротивления дороги» [6] или «общий коэффициент сопротивления движению» y = f ± tga, [10] «коэффициент суммарного сопротивления движению» y = f ■ cos a± sin a [7], где a - угол подъёма (+) или уклона (-) поверхности пути. Не отрицая правомерности применения показателей, характеризующих сопротивление движению
машин со стороны грунта, предлагается использовать следующие основные термины: «ко-
Pf
эффициент сопротивления прямолинейному движению» f = — и «коэффициент со-
G
противления дороги (поверхности пути)» y = f ■ cos a± sin a
Сила тяги машины. В ТА и ТТТМ пользуются термином «сила тяги машины» [5, 6,
7], в ТА иногда для колёсных машин применяют термин «окружная сила тяги машины» [2,
8]. В ТТ пользуются термином «касательная сила тяги трактора» [3-5]. Интересно отметить, что в учебнике для военных академий, посвященном теории движения колёсных машин[9], термин «сила тяги» вообще не применяется, движущая сила называется реакцией поверхности пути, действующей в направлении движения. В последнем издании энциклопедии «Колёсные и гусеничные машин» [15] в разделе, посвященном тракторам, был применён термин «сила тяги трактора», причём, по нашему мнению, без ущерба для содержания раздела. В целях унификации этого важного понятия в ТА, ТТ и ТТТМ предлагается пользоваться единым термином «сила тяги машины» (соответственно автомобиля, трактора, транспортно-тяговой машины).
Свободная мощность двигателя. Показатель используется в теории гусеничных ТТМ и представляет собой эффективную мощность двигателя за вычетом мощности, идущей на обслуживание двигателя (привод вентилятора системы охлаждения, воздухоочистителя, глушителей шума выпуска и впуска и др.). Ее принимают равной 0,83...0,9 от мощности, снятой на внешней характеристике [10]. Применительно к колёсным ТТМ, автомобилям и тракторам понятие свободная мощность не применяется. Вместе с тем в зарубежной практике применяется ряд международных стандартов, которые оценивают мощность двигателя автомобилей и тракторов при разной степени оснащения их дополнительными агрегатами, в том числе обслуживающими сам двигатель: ESE R24 (Европейская Экономическая комиссия), ISO TR14396 (Международная организация по стандартизации), SAE J1995 (Международная организация инженеров - автомобилестроителей), DIN 70020 (Германский национальный стандарт). Отечественный стандарт на определение мощности двигателя (ГОСТ 18509 - 88) близок к немецкому стандарту, в котором предусматривается определение мощности двигателя, оснащенного всеми агрегатами, обслуживающими двигатель и необходимыми для его автономной работы. По сравнению со стандартом DIN, мощность оказывается больше по ESE 24 на 7%, по ISO на 10%, SAE на 15%. Таким образом, хотя в теории и на практике в автомобилестроении и тракторостроении и не применяется понятие «свободная мощность», разница между развиваемой двигателем и потребляемой машиной мощностью
фактически признается и может быть оценена для автомобилей и тракторов в пределах 7 - 15 %. Эти затраты мощности на обслуживание двигателя необходимо учитывать при тяговом расчете трактора и автомобиля. При этом не предлагается вводить понятие «свободная мощность» в теорию и практику использования тракторов и автомобилей.
Параметр поворота гусеничного трактора (ПП). Силовой фактор поворота (СФП). Оба понятия успешно используются в теории поворота: первое - тракторов, второе - быстроходных гусеничных машин и танков.
Мез
ПП гусеничного трактора V = ——, где: Мрез - результирующий момент сопротивле-
Рк •В
ния повороту, В - поперечная база трактора, Рк - касательная сила тяги трактора, был предложен проф. Е.Д. Львовым.
I
СФП гусеничной машины дгр = , где: /гр - плечо выноса равнодействующей сил
сопротивления повороту, введен проф. Г. И. Зайчиком.
Оба показателя V и оказались весьма конструктивными для развития ряда положений ТТ и ТТТМ и сравнения различных механизмов поворота гусеничных машин между собой.
Оба показателя устанавливают влияние вида, качества и состояния грунта на сопротивление повороту гусеничного трактора или гусеничной машины. Отличие состоит в том, что в первом случае плечо выноса равнодействующей сил сопротивления повороту делится на половину поперечной базы машины, а во втором - на величину полной базы. Поэтому qгр = 2 • V . Оба показателя в равной мере могут использоваться как в ТТ, так и в ТТТМ
Предложения по унификации ряда технических терминов сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Применяемый термин (определение) Рекомендуемый термин (определение)
Коэффициент сцепления движителя с поверхностью пути Отношение максимальной по сцеплению силы тяги к сцепному весу машины [1-9] Сила тяги по сцеплению соответствует: - силе трения покоя в зоне контакта шины с дорогой [11]; - полностью заблокированным колёсам или полному скольжению (буксованию) колёс или гусениц [8, 9]; - значению надёжно обеспечивающему движение машины на данном грунте или почве [3]. Коэффициент сцепления движителя Отношение силы тяги по сцеплению к сцепному весу машины. Сила тяги по сцеплению соответствует максимальному ее значению на данном опорном основании.
Отношение текущего значения силы тяги к сцепному весу машины называют: - коэффициентом использования сцепного веса трактора [3-5]; - коэффициентом использования сцепления [6]; - удельной силой тяги [12]; - текущим значением коэффициента сцепления» [10]; - коэффициентом сцепления, используемым в данных условиях сцепления [13]. Удельная сила тяги машины.
Отношение текущего значения силы тяги на крюке к сцепному весу машины называют: - коэффициентом использования веса (трактора) [6]; - коэффициентом использования сцепного веса (трактора) [14]. Удельная сила тяги на крюке машины (автомобиля, трактора, транспортно-тяговой машины).
Коэффициент качения (машины) [3]. Коэффициент сопротивления качению (машины) [6, 12, 14]. Коэффициент сопротивления прямолинейному движению (машины) [10]. Коэффициент сопротивления прямолинейному движению машины (автомобиля, трактора, транспортно-тяговой машины)
Приведенный коэффициент сопротивления дороги [4,6]. Коэффициент суммарного сопротивления дороги [7,9]. Общий коэффициент сопротивления дороги [10]; коэффициент приведенного сопротивления пути (дороги) [5]. Коэффициент сопротивления дороги (поверхности пути).
Сила тяги машины [2, 5-7]. Окружная сила тяги машины [8]. Касательная сила тяги трактора [3-6, 14]. Сила тяги машины (автомобиля, трактора, транспортно-тяговой машины).
Свободная мощность двигателя. Применяют в теории быстроходных гусеничных машин [10]. В ТА и ТТ понятие не применяют. Потери мощности на обслуживание двигателя колесных машин достигают 7...15% от эффективной мощности и должны учитываться в тяговом расчёте тракторов и автомобилей.
Литература
1. Тракторы. Конструкция: учебник для студентов ВУЗов.2-е изд., испр. И перераб./В.М. Шарипов, Д.В. Апелинский, Л.Х. Арустамов и др.; под общ. Ред. В.М. Шарипова. - М.: Машиностроение, 2012. - 790 с.: ил.
2. Фалькевич Б.С. Теория автомобиля. - М: Машгиз, 1963. - 236 с.: ил.
3. Львов Е.Д. Теория трактора. - М. : Машгиз, 1960. - 252 с. :ил.
4. Чудаков Д.А. Основы теории и расчёта трактора и автомобиля. - М. : Колос, 1966 - 384 с.: ил.
5. Скотников, Мащенский А.А., Солонский А.С. Основа теории и расчёта трактора и авто-мобия. - М.: Агропромиздат, 1986. - 386 с.: ил.
6. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили: теория и технологические свойства. М: ИНФРА-М, 2014. - 506 с.: ил.
7. Чобиток В.А. Теория движения танков и БМП. - М: Военное издательство. 1984. - 264 с.: ил.
8. Смирнов Г.А. Теория движения колёсных машин. М: «Машиностроение», 1990. - 352 с.: ил.
9. Теория движения боевых колесных машин. Коллектив авторов, под редакцией С.И. Беспалова. М.: Издательство академии бронетанковых войск, 1993. - 385 с.: ил.
10. Забавников Н.А. Основы теории транспортных гусеничных машин. М.: «Машиностроение», 1975. - 448 с.: ил.
11. Bosch. Автомобильный справочник. Первое издание. - М: «За рулём». 1999. - 895 с.: илл.
12. Влияние конструктивных параметров гусеничного трактора на его тягово-сцепные свойства. Васильев А.В. и др. - М. : , «Машиностроение», 1969. - 192с.: ил.
13. Сергеев Л.В. Теория танка. - М.: Издание академии бронетанковых войск, 1973. - 494 с.: ил.
14. Колобов Г.Г., Парфенов А.П. Тяговые характеристики тракторов. - М.: Машиностроение, 1972. - 157 с.: ил.
15. Колёсные и гусеничные машины. «Машиностроение. Энциклопедия в 40 томах. Том IV-V под редакцией В.Ф. Платонова.- М: «Машиностроение», 1997. - 688 с.: ил.
