Общий КПД гусеничной машины и его составляющие

В теории ГМ оперируют понятием «общий КПД машины», который учитывает внутренние потери мощности в ГМ, складывающиеся из потерь в трансмиссии и оцениваемые её КПД ђм , и внутренних потерь в гусенице, оцениваемых КПД гусеницы ђг .

Общий КПД ГМ ђо = ђм ∙ ђг

Потери в трансмиссии складываются из потерь на трение в подшипниках и в зацеплении шестерен, на взбалтывание масла и др. потерь.

Внутренние потери в гусенице складываются из потерь на трение в шарнирах ведущих участков гусеничных цепей, потерь на трение в зацеплении и потерь на удар при набегании звеньев гусениц на колесо или каток.  

Потери на трение в шарнирах на ведущем участке гусеничной цепи под действием ведущего момента (потери от сил трения первой группы), оценивают КПД  ђ_R1 .

ђ_R1 = 1- - для ГМ с передним расположением ведущих колес ;

ђ_R1 = 1- - для ГМ с задним расположением ведущих колёс,

где µ - коэффициент трения в гусеничном шарнире, имеющий следующие значения:

                                                       µmin                          µmax

Игольчатый шарнир                     0,022                        0,022

Обычный шарнир

Сталь Г12                                 0,10                         0,33

Углеродистая сталь                    -                            0,665 ;

rш – радиус шарнира гусеничной цепи; ψ и  –углы наклона гусеничной цепи в обводе (См. схему на рис. 6.1); lзв – длина звена гусеницы.

Потери на удар при набегании звеньев гусеницы на колесо или каток оцениваются энергией, теряемой при ударе, которая оценивается по формуле: Wу =  , где  – масса ветви, участвующая в ударе;

потеря радиальной скорости набегающего звена. 

Рис 4.1 Схема гусеничного обвода ГМ с передним расположением ведущих колёс: Mк – ведущий момент; V – скорость ГМ.

Опыт показывает, что КПД гусеницы снижается с увеличением скорости ГМ.

Эмпирическая зависимость ђг от скорости приведена на схеме рис. 4.2. На основании экспериментов В.А. Петров предложил эмпирическую зависимость для определения КПД гусеницы с открытым металлическим шарниром при нормальном предварительном натяжении гусениц для ГМ, имеющей скорость до 50 км/ч:

ђг = 0,95 -  (0.025 +3∙10^-6 ∙V²), где f – коэффициент сопротивления движению ГМ, V – скорость движения ГМ в км/ч., рис.4.2 Для приближённых тяговых расчётов используют иногда линейную зависимость КПД гусеницы от скорости: ђг = 0,95 – 0,005V, где V в км/ч.

Приведенная зависимость показывает, что из-за увеличения потерь на удар при набегании звеньев гусениц на поддерживающий каток происходит прогрессивное снижение ђг .

Зависимость потерь в гусеничном обводе от места расположения ведущего колеса выражена недостаточно точно. При переднем расположении ведущего колеса потери от сил трения первой группы из-за большей длины ведущего участка гусеницы при прочих равных условиях значительнее аналогичных потерь при заднем расположении ведущего колеса. Однако при этом потери на биение верхней ведущей ветви гусеницы из-за ее дополнительного натяжения ведущим моментом должны уменьшаться. По данным проф. Л.В. Сергеева, на больших скоростях движения более высокий КПД гусеницы может оказаться у ГМ с передним расположением ведущих колес.

Рис 4.2 Зависимость КПД гусеницы от скорости ГМ

В теории ТТМ оперируют понятием свободная мощность двигателя Nсв , которая представляет собой эффективную мощность двигателя Ne за вычетом потерь мощности ∧Ne на его обслуживание. Обычно это сумма мощностей на привод вентилятора системы охлаждения двигателя, потери на очистку воздуха, потери в глушителе. Величина этих потерь оценивается  по разному: от 0,1 до 0,27 (танк) от эффективной мощности двигателя. В тяговых расчётах ГМ обычно принимают Nпот = 0,15 Ne . В целом для ТТМ можно принимать значение свободной мощности Nсв = (0,85…0,9)Ne . В теории трактора понятие «свободная мощность» не применяется. Однако по аналогии с ТТМ можно оценить ее примерную величину, равной Ncв = (0,93…0,94) Ne .