车辆加速行驶时,会受到整车质量的惯性力的阻碍,该惯性力叫作惯性阻力,以Fgx表示。
车辆的质量分为两种:一种是车体和装在车体上面所有装置一起做平移运动的质量;另一种是和驱动轮有运动学联系的做旋转运动的旋转质量。车辆加速行驶时,平移质量产生惯性力,旋转质量产生惯性力矩。要准确计算每一项都比较麻烦,通常是将旋转质量也当作平移质量来计算惯性力,并以δ作为换算系数(δ>1)。所以,惯性阻力可用下式表示:
式中 G——重力(N);
g——重力加速度,g=9.8 m/s2;
m——车辆全质量(kg);
——车辆加速度(m/s2),=d v/d t;
v——车体行驶速度(m/s);
δ——质量增加系数。
下面讨论如何求出δ的表达式。
车辆加速行驶时,平移质量做牵连运动(平移运动),其速度为v=vq;旋转质量相对车体做相对运动(旋转运动),其速度为vx。一般路面条件下,滑转系数σ较小。这里假设滑转系数σ=0,vx=vq=v。则车辆直线行驶时的总动能
Eq——牵连(平移)运动动能,且
Ex——相对(旋转)运动动能,且
式中 mL——履带环或全部车轮的总质量(kg);
Ji——第i个和驱动轮有动力联系的旋转零件的转动惯量(kg·m2);(www.xing528.com)
ωi——第i个和驱动轮有动力联系的旋转零件的角速度(rad/s)。
假设第i个旋转零件和驱动轮间的传动比为ii,驱动轮的角速度为ωz,所以ωi=iiωz,又知ωz=v/rz,因此ωi=ii v/rz,可得
如前文所述,车辆是平移质量为m,并且是有内部旋转质量的物体,加速时其质量相当于增加了δ-1倍,所以车辆直线行驶的全部动能应为
将式(4.2.19)~式(4.2.21)代入式(4.2.22)并整理得
变化上式可得质量增加系数δ的数学表达式为
质量增加系数δ的物理意义是车辆总动能E与牵连运动动能Eq的比值。质量增加系数δ是一个大于1的正值。从式(4.2.23)中可以看出,质量增加系数δ主要受到以下因素的影响:
(1)随履带或车轮质量的增大而增大;
(2)随各旋转零件的转动惯量的增加而增大;
(3)随着与驱动轮有运动学联系的旋转零件数目n的增多而增大;
(4)随着传动比ii的增加而增大。
质量增加系数δ从理论上计算是比较困难的。实际工程中,多采用实验法测量δ值。某些坦克的质量增加系数δ的实验值如表4.2.5所示。从表中数据可以看出,这些坦克的质量增加系数δ为1.2~1.43。
表4.2.5 某些坦克的质量增加系数实验值
注:此表取自<ТЁОРИЯ ТАНКА>А.О.НИКИТИН,Л.В.СЕРГЕЕВ.1962.
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