车辆的加速性是指车辆在一定时间内加速至指定速度的能力。评价加速性的指标有，加速过程中加速度的大小、加速时间和加速距离。后两者是指车辆由原地起步或某一速度加速到指定速度所需的时间或所经过的距离。车辆的加速度越大，加速时间或加速距离越小，加速性越好。目前，坦克多用从静止起步开始加速到32 km／h的速度所用的加速时间作为评价加速性的战技指标。本小节以具有主离合器的有级式机械传动装置的坦克的加速特性为例进行分析，其方法和原理也适用于采用行星式变速箱的传动装置。
1.过程分析
坦克的起步与加速过程可以分为3个阶段。
坦克加速第一阶段是指起步阶段。起步时，先起动发动机，根据起步时的路面条件挂上选定的排挡，平稳地结合处于分离状态的主离合器。为了避免结合主离合器时发动机熄火，驾驶员在松开主离合器踏板的同时踩下油门踏板，增加发动机的供油量。坦克起步时主离合器的结合过程，是主离合器主、被动摩擦片的摩滑过程，如图4.4.3所示。
图4.4.3 主离合器起步摩滑同步过程
设坦克行驶的阻力通过主动轮和传动装置作用在主离合器被动部分上的阻力矩为Tbd。驾驶员松开踏板，主离合器开始结合的瞬间，时间t＝0，从此刻起主、被动摩擦片开始打滑，主离合器所传递的摩擦力矩Tfc从零开始增加，坦克尚未起步。继续松开踏板，在t＝t0时刻，摩擦力矩与阻力矩平衡，即Tfc＝Tbd，此刻被动部分角速度ωbd从零开始增加，坦克开始起步，主动部分角速度ωzd逐渐降低。完全松开踏板时，时间t＝t1，主离合器的摩擦力矩Tfc增加到它的最大计算值Tfcmax，此刻主离合器所传递的摩擦力矩远大于阻力矩Tbd，这是由于作用在主离合器被动部分上的阻力矩除Tbd外，还有从被动部分到履带之间全部旋转零件的惯性力矩，以及坦克本身做加速运动产生的惯性力矩。在一定的时间内，主、被动摩擦片还将继续打滑，主离合器传递的摩擦力矩保持不变，发动机转速继续下降，被动部分转速继续增加，直到t＝t2时刻，主、被动摩擦片打滑终止，其角速度相等，主离合器成为一个整体旋转，坦克加速的第一阶段到此完成，如图4.4.4所示。
坦克加速的第二阶段是指坦克沿发动机外特性的加速阶段，在此阶段坦克利用该挡的剩余牵引力继续加速，直到该挡可能的最大速度为止。
坦克加速的第三阶段是指换挡阶段，当坦克加速至该挡的最大速度后，为了继续加速必须换入下一高挡。第三阶段从主离合器重新分离开始，经过换挡过程，到重新结合主离合器之前为止。此阶段中发动机动力被切断，坦克依靠本身的惯性克服行驶阻力向前运动，因此换挡阶段实际是一个减速阶段。换挡完成后的加速过程将重复上述各阶段，所不同的只是新挡位上加速第一阶段离合器被动部分结合的瞬时就已具有一定的初始角速度，其数值对应于上一排挡加速第三阶段结束时车辆的行驶速度。
分析加速过程3个阶段时，首先作出如下一些假设：
（1）主离合器结合动作是瞬时完成的；
（2）主离合器结合的瞬间，发动机转速为最大功率时的转速；
（3）主离合器结合过程中，发动机曲轴输出的转矩不变；
（4）发动机在整个加速过程中总是沿外特性工作。
这些假设与实际使用情况不完全相符，只是为了简化计算，同时忽略驾驶员个人因素的影响，以便进行分析对比。
2.加速第一阶段分析
加速第一阶段是从主离合器结合瞬时开始，到主离合器主、被动摩擦片完全结合为止，是主离合器摩滑阶段。该阶段可以简化为图4.4.4所示的过程，主离合器的动力学分析简图如图4.4.5所示。
图4.4.4 简化后的加速第一阶段特性
图4.4.5 主离合器动力学分析简图
1）主动部分的角减速度
主动部分的主动力矩为
式中 Te——发动机曲轴输出的净转矩（N·m）；
iq——发动机曲轴输出端至主离合器主动部分之间前传动装置的传动比；
ηq——前传动装置的效率。
主离合器传递的最大摩擦力矩Tfcmax为
式中 TeM——发动机最大转矩（N·m）；
β——主离合器储备系数，一般β＝1.5～2.5。
主动部分的力矩平衡方程式为
式中 Jzd——换算到离合器主动部分的转动惯量（kg·m2）；
——主离合器主动部分的角减速度（rad／s2）。
实际上，发动机曲轴输出的净转矩Te在主离合器摩滑过程中是变化的。在假设条件下认为Te不变，为了简化计算，取发动机最大转矩TeM和发动机最大功率点转矩TeP的平均值作为Te，即
又因为发动机适应性系数为
所以
将式（4.4.4）代入式（4.4.3）中，可得主离合器主动部分的角减速度为
上式表明，在加速第一阶段中，主离合器的主动部分是做等角减速运动。
2）被动部分的角加速度和坦克的加速度
如图4.4.5所示，加速第一阶段主离合器被动部分受到的主动力矩即为主离合器传递的最大摩擦力矩Tfcmax，计算方法同前。被动部分所受到的阻力矩Tbd是由坦克行驶时外部阻力和与被动部分有动力联系的传动和行动部件的内阻力造成的。阻力矩为
式中 f0——地面总阻力系数，f0＝fcosα＋sinα，f为滚动阻力系数；
G——车辆总重；
rz——主动轮半径；(www.xing528.com)
ik——在第k挡（起步挡）下，离合器被动部分到主动轮的传动比；
——在离合器被动部分到履带间传动和行动部件的效率。
列出被动部分的力矩平衡方程式为
式中 
——主离合器被动部分的角加速度（rad／s2）；
Jbd——换算到离合器被动部分的转动惯量（kg·m2）。转动惯量为
式中 δ′——离合器分离时被动部分的质量增加系数。
根据式（4.4.6）可得主离合器被动部分的角加速度
的表达式为
上式表明，在加速第一阶段中，主离合器的被动部分是做等角加速运动。根据
可以求出坦克车体的加速度：
。另外，也可以根据坦克直线运动方程求解，这种方法更便捷。根据直线行驶运动方程，坦克在加速第一阶段所获得的加速度
1可以表示为
式中 Dkmax——起步挡（k挡）最大的动力因数（单位牵引力）。
3）第一阶段的加速时间和加速距离
加速第一阶段结束时，主离合器主、被动部分摩滑终止，主、被动部分完全结合。此时，主被动部分具有相同的角速度，即ωzd＝ωbd。假设第一阶段加速时间为t1，则有下面两个关系式，即
主动部分角速度 
被动部分角速度 
令上面两式右端相等可得
式中 ωeP——发动机最大功率点曲轴的角速度（rad／s）；
ωbd0——加速第一阶段开始前，主离合器被动部分的初始角速度（rad／s），它由车速决定，若坦克从静止起步，则ωbd0＝0。
加速第一阶段结束时，坦克的速度为
式中 v0——结合离合器前坦克的初始速度，坦克起步时v0＝0。
加速第一阶段的加速距离为
坦克起步时v0＝0，则
。
3.加速第二阶段分析
加速第一阶段结束后，发动机沿外特性工作，坦克由离合器摩滑终止时的速度v1加速至该挡的最大速度，完成加速第二阶段。这个过程中，坦克的加速度
2可以通过计算得到，即
式中 Dk——起步挡（k挡）的动力因数；
δk——起步挡（k挡）的质量增加系数。
必须指出，在此阶段内的动力特性曲线是随车速变化而连续变化的，因而
2不是常数。
加速第二阶段的加速时间主要取决于排挡和车辆的动力特性。
（1）坦克单位功率大时，D也大，则加速度高，可缩短加速时间。
（2）排挡低时D大，质量增加系数δ也大，但总的说来加速度一般较大。所以，低挡的加速时间一般小于高挡的加速时间。为了提高加速性，在车辆紧急加速时，应当适当增加低挡位工作的时间，而不应当急于提前换高挡。
4.加速第三阶段分析
坦克从起步开始到加速至该挡最大速度后，为了继续加速，应当换入下一高挡。换挡过程中，主离合器处于分离状态，坦克动力被切断，牵引力为零。由于存在地面阻力，因此坦克减速行驶，其加速度为
式中，负号表示加速度为负值，即为减速度。
坦克在此阶段中的加速时间，即换挡时间与下列因素有关：变速箱的结构、变速箱的操纵机构以及驾驶员的熟练程度。一般的换挡时间为0.5～3 s，表4.4.1为各种变速箱换挡时间t3的数据。
表4.4.1 各种变速箱常见的换挡时间
加速第三阶段换挡结束时，坦克的速度为
式中 vimax——换挡前坦克在第i挡达到的最高车速。
加速第三阶段的加速距离为
式中 vimax——换挡前坦克在第i挡达到的最高车速。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
