Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Методы повышения проходимости

07.10.2014


На проходимость лесотранспортных машин влияют многочисленные конструктивные и эксплуатационные факторы.
Количество осей и распределение нагрузки. Чем больше ведущих осей, тем лучше тягово-сцепные свойства лесотранспортной машины, меньше осевая нагрузка на опорную поверхность, проще достичь равномерного распределения нагрузки по осям. При качении колеса по дороге с твердым покрытием потери энергии в основном определяются потерями от деформации шины, т. е. гистерезисные потери, при этом сила сопротивления качению пропорциональна нагрузке на колесо. В теории движения колесных лесотранспортных машин установлено, что на сильнодеформированных грунтах увеличение нагрузки на колесо приводит к увеличению его сопротивления качению. Так, установлено, что при одинаковой нагрузке на ось сопротивление у четырехосного автомобиля на 20...30% меньше, чем у двухосного, улучшаются условия движения машины. Следовательно, масса лесовозного автопоезда или колесной машины первичного транспорта древесины должна распределяться по большому числу осей и все оси должны быть активными, т. е. ведущими. Такое техническое решение позволит повысить проходимость и снизить энергозатраты на транспортный процесс. Ho с увеличением числа ведущих осей увеличивается масса и металлоемкость конструкции, повышается стоимость машины и эксплуатационные затраты и уменьшается коэффициент грузоподъемности.
Параметры колеса и давление воздуха в шине. Сложными зависимостями связаны параметры колеса, жесткость опорной поверхности и долговечность шин. С увеличением диаметра колеса увеличивается пятно контакта шины, а следовательно, снижается давление шины на опорную поверхность и улучшаются сцепные свойства движителя. В отечественном и мировом лесном машиностроении наблюдается тенденция применения на лесотранспортных машинах шин с пятном контакта более 1 м2. Установлено, что при работе на деформированных грунтах с увеличением диаметра и ширины шины уменьшаются затраты мощности на образование колеи и снижается коэффициент сопротивления качению. Давление воздуха в шине по-разному проявляется на деформированных грунтах и твердых дорогах. Минимальный коэффициент сопротивления качению можно получить при определенном соотношении давления воздуха в шине и нагрузке на колесо. При рассматривании влияния параметров колеса и давления в шине следует иметь в виду, что уменьшение силы сопротивления качению колеса уменьшает вероятность ограничения по сцеплению колеса с опорной поверхностью, т. е. улучшается условие движения лесотранспортной машины.
Режим качения колеса. Колесо может катиться в ведущем и ведомом режимах. Ведущее колесо значительно лучше, чем ведомое, преодолевает единичное препятствие.
Методы повышения проходимости

На рис. 18.2а приведены схемы взаимодействия ведомого колеса в процессе преодоления единичного препятствия высотою hп.
На колесо действуют вес Gz, толкающая сила Рт и реакция препятствия R. Из условия равновесия колеса:
Методы повышения проходимости

Действующие на колесо силы имеют следующую связь:
Методы повышения проходимости

Из треугольника AOC определим tg α:
Методы повышения проходимости

тогда
Методы повышения проходимости

Из выражения (18.12) видно, что если высота препятствия hп равна динамическому радиусу колеса, то сила Pт будет очень большой и при встрече ведомого переднего колеса лесовозного автомобиля (колесная формула, например, 4x2, 6x4) с препятствием такой высоты он не способен преодолеть его даже при высоких тягово-сцепных свойствах.
К ведущему колесу в отличие от ведомого подводится крутящий момент Мк, под воздействием которого появляется реакция, называемая касательной силой тяги Pk (рис. 18.2б) под действием сил Pг и Gz в контакте ведущего колеса с препятствием также возникают реакции Pх и Pz. Разложив силу к и спроектировав составляющие всех сил на вертикальную и горизонтальную оси, получим:
Методы повышения проходимости

Из уравнений (18.13) видно, что дополнительная сила Р"к, возникшая под воздействием крутящего момента Mк, позволяет преодолевать ведущему колесу единичное препятствие с высотой, равной радиусу ведущего колеса, а сила Р'к уменьшает составляющую Px силы сопротивления качению колеса. Поэтому все специализированные колесные лесотранспортные машины, включая колесные трелевочные тракторы, имеют колесную формулу 4К4, 6К6 и 8К8
Дифференциал межосевой. Колесная формула и тип межосевого привода влияют на проходимость и энергоемкость транспортного процесса. На современных полноприводных лесовозных автомобилях применяются трансмиссии с блокированным и дифференциальным приводом. Исследованием движения полноприводных лесотранспортных машин по грунтовым лесным дорогам установлено, что минимальные затраты энергии на качение достигаются при равномерном распределении веса по осям, а при равных коэффициентах сцепления и сопротивления качению необходимо подводить одинаковые крутящие моменты, что обеспечивается дифференциальным приводом осей. Однако при возникновении ограничения силы тяги по сцеплению одного моста к остальным мостам, связанным с ним дифференциальным приводом, будет подводиться такой же ограниченный крутящий момент.
Наивысшая проходимость колесных лесотранспортных машин достигается на деформированных грунтах при блокированном межосевом приводе. В некоторых почвенно-грунтовых условиях блокированный привод осей обеспечивает рациональное распределение крутящего момента между осями и минимальное значение коэффициента сопротивления качению колес. Однако при движении полноприводной лесотранспортной машины по дороге с твердым покрытием или со значительными микронеровностями при блокированном приводе осей может возникать кинематическое несоответствие, вызывающее циркуляцию в трансмиссии паразитной мощности.
Дифференциал межколесный. Проходимость колесной лесотранспортной машины зависит от типа и конструкции межколесного дифференциала. Лесовозные автомобили имеют простые конические симметричные дифференциалы, предназначенные для дифференцирования скорости вращения колес. Наряду с этим весьма полезным назначением дифференциал значительно снижает проходимость лесотранспортной машины вследствие симметричного распределения крутящего момента между колесами. При ограничении касательной силы тяги по сцеплению одного колеса с опорной поверхностью к другому колесу, имеющему лучше сцепление, будет подводиться такой же крутящий момент колесу, не имеющему сцепления. В реальных условиях движения наблюдается постоянное относительное вращение элементов дифференциала, вызванное поворотом машины, микронеровностями поверхности пути, разными динамически радиусами колес. Трение в простом коническом дифференциале увеличивает тягу на отстающем колесе всего на 4...6%, поэтому суммарная касательная сила тяги двух колес ведущего моста зависит от сцепных свойств колеса с малым коэффициентом сцепления.
Для оценки работы дифференциала используют коэффициент блокировки дифференциала. Применяют принудительную и автоматическую блокировку дифференциала. На лесовозном автомобиле KpA3-6437 установлено блокировочное устройство дифференциала, при принудительном включении которого дифференциал выключается и колеса имеют блокированный привод. Суммарная касательная сила тяги при блокировке дифференциала возрастает на 20...25%.
На колесных трелевочных тракторах (TЛK-4-01, К-703М) вместо межколесных дифференциалов применяются самоблокирую-щиеся муфты свободного хода. Такие механизмы значительно улучшают проходимость машины, так как обеспечивают максимальную возможную сцепную силу тяги ведущего моста при любых коэффициентах сцепления колес.
Колеи передних и задних колес. При образовании колеи в процессе движения лесотранспортной машины по деформированному грунту возникает значительное сопротивление качению и большие затраты энергии. В случае несовпадения колеи задних колес с колеей передних колес энергозатраты на образование колеи возрастают, а проходимость ухудшается, так как увеличивается вероятность ограничения силы тяги по сцеплению. Несовпадение колеи допускается и у автомобилей со всеми одинарными колесами. Разница в ширине передних и задних колей односкатных колес не должна превышать 25...32% ширины профиля шины. В лесном машиностроении наблюдаются тенденции к замене задних сдвоенных колес одинарными колесами с широкопрофильными шинами.
Трансмиссия. Применение на лесотранспортных машинах ступенчатой механической трансмиссии с разрывом потока мощности, подводимого к движителю, не способствует проходимости машин, так как при трогании машины с места и переключении передач возникают силы инерции, а следовательно, повышается вероятность нарушения условий движения — ограничение по сцеплению. В ближайшей перспективе на трелевочных тракторах будут применяться трансмиссии с гидропередачами, обеспечивающие автоматическое изменение касательной силы тяги в соответствии с изменением суммарных сил сопротивления движению, плавное трогание машины с места; все это резко повысит проходимость лесотранспортных машин.
Гусеничный движитель обеспечивает более высокую проходимость лесотранспортной машины, чем колесный. На современных отечественных трелевочных тракторах устанавливается гусеничный движитель с техническими решениями, предложенными в 1920-х годах. В перспективе следует ожидать применения гусеничных движителей из синтетических материалов. Было создано несколько вариантов пневмогусениц, ленточных гусениц, пневмотраков, позволяющих оснастить машину движителем с очень низким средним давлением. Например, трелевочный трактор «Формост-195», выпускаемый фирмой в начале 1970-х годов, общей массой с грузом около 20 т, на гусеницах из резинонейлоновой ленты, армированной стальным канатом, имел среднее давление 40 кПа. Легкая эластичная гусеница позволила создать трелевочный трактор, обладающий высокой энергонасыщенностью (11 кВт/т) и скоростью движения (до 23,5 км/ч). Финская фирма «Normet» экспонировала еще на выставке «Лесдревмаш-84» сортиментовоз «Фарми-Трак» на ленточных гусеницах с рекордно малым давлением движителя на почву — 5 кПа.
Гусеница из легких высокопрочных материалов с необходимой площадью опорной поверхности обеспечит экологическую совместимость «движитель-почва», высокую скорость движения, хорошую проходимость и малую удельную металлоемкость машины.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: