Теория движения военных колесных машин. Лекция 3

1.

Слайды к лекциям по курсу
ТЕОРИЯ ДВИЖЕНИЯ
ВОЕННЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН
Лекция 3

2.

Уравнения движения колеса
Колесо,
кроме
рассмотренных
геометрических,
кинематических и
силовых параметров
характеризуется
массой
mк
и
моментом инерции
относительно
оси
вращения Jк.

3.

Уравнения движения колеса
aкx dvкx dt
Продольное ускорение
aкz dvкz dt
Вертикальное ускорение
dω к
εк
dt
Угловое ускорение
Pax mк aкx
Инерционная сила
M J J к εк
Инерционный момент

4.

Уравнения движения колеса
Pax Rx Px
Paz Rz Pz
*
Если
aкz 0
то
Rz Pz
M J M к Rx rд Rz aш cш
Ранее введено понятие момента сопротивления
качению в свободном режиме:
M f ш Rz aш

5.

Уравнение мощностного баланса
M к ωк Rx vкx M J ωк M fш ωк Rx vs
Так как
а
vs vотн vкx ,
vотн ωк rк0
то после деления на ωк и преобразований получим
M к Rx rк0 M J M fш

6.

Уравнение мощностного баланса
M к Rx rк0 M J M fш
Если рассмотреть это
уравнение и уравнение
равенства моментов (*), то
M J M к R x rд R z aш cш
*
можно выразить cш
cш Rx rк0 rд Rz
Но это справедливо для малых деформаций колеса, а есть
очень эластичные покрышки.

7.

Уравнения движения колеса
Введем следующие понятия:
Pк M к rк0
Полная окружная сила
Pfш св M fш rк0
f ш св
Pfш св
Rz
аш
rк0
Сила сопротивления качению
в свободном режиме
Коэффициент сопротивления
качению в свободном режиме

8.

Уравнения движения колеса
Проведем преобразования относительно εк
dωк aкx
εк
dt
rк
Угловое ускорение
И инерционного момента:
J к aкx
M J J к εк
rк

9.

Уравнения движения колеса
Уравнение баланса сил на колесе:
Pк Pfш св Px Pax M J rк0
или
Mк
J к aкx
f ш св Rz Px mк aкx
rк0
rк rк0

10.

Уравнение баланса сил на колесе
Mк
J к aкx
f ш св Rz Px mк aкx
rк0
rк rк0
1
2
3
Полная окружная сила затрачивается на:
Pfш св
1
Сопротивление качению шины
2
Создание силы тяги на оси колеса
3
Продольный разгон колеса (ускорение)
4
Раскрутку колеса
M J rк0
4
Px
Pax

11.

Уравнение баланса сил на колесе
Полная окружная сила, подводимая от двигателя
через
трансмиссию
к
колесу,
может
быть
ограничена возможностью создания достаточной
продольной реакции:
Rx Px Pax
Rx ограничена реакцией (силой) сцепления:
R Rz
φ – коэффициент сцепления:

12.

Уравнение баланса мощности
J к aкx к
M к к Px rк к f ш св Rz rк0 к mк aкx rк к
Rz rк0 к Sбj
rк
N к N тяг N fш N ax N J N S

13.

Уравнение баланса мощности
N к N тяг N fш N ax N J N S
Nк
N тяг
N fш
- подведенная к колесу мощность
N ax
NJ
NS
- мощность на разгон колеса
- тяговая мощность
- мощность на сопротивление качению
- мощность на раскрутку колеса
- мощность на скольжение (буксование) колеса

14.

Изменение основных параметров колеса
hz , м
Деформация
pw 2
pw1
0
pw1 pw 2
Нагрузка
Pz , кН

15.

Изменение основных параметров колеса
rк , м
Pz 2
Pz1
Pz1 Pz 2
0
Mк, Н м

16.

Изменение основных параметров колеса
fш в
Pz 2
Pz1
0
Pz1 Pz 2
pw , МПа

17.

Безразмерные показатели колеса
Их вводят для облегчения сравнения различных колес
1
f ш в Pfш в R
2
k Px k тяг Px Rz
Коэф. сопротивления качению
z в ведомом режиме
Коэф. продольной силы
Коэффициенты продольного
бj скольжения (см. ранее)
3
Sб , Sбу , S
4
k Rx Rx Rz
Коэф. продольной реакции

18.

Безразмерные показатели колеса
5
fN
Коэф. подведенной мощности
Nк
Nк
fN
k тяг f N f
mк g vкx Pz vкx
6
fN f
fN f
Коэф. мощности сопротивлений
N к N тяг N fш N ax N J N S
Pz vкx
Pz vкx

19.

Безразмерные показатели колеса
k тяг
S б
k тяг f Sб , Pz , pw

20.

Безразмерные показатели колеса
k тяг

21.

Безразмерные показатели колеса
k тяг