1.土槽简介
所谓试验土槽是指专用于对整车或单个行走机构(如单个轮胎、并列双胎、单条履带等)或其他与土壤发生机械作用的部件机具等进行试验与测试的系统。它包括专门修筑的土槽、位于土槽上方的台车及台车上一系列的控制和测试仪器设备等。台车本身的行走机构可以行驶于土槽两侧的水泥台基或轨道上,也可悬挂于土槽上方或侧面的轨道上。土槽多为直线形,但有少数为圆环形土槽。室内土槽的最大优点是试验不受天气限制,土壤的成分、含水量可以控制,土壤可以进行整压和疏松的处理。由于对实验条件、被测试的机构和部件的运动状态进行精确的控制,试验可以在相同的条件下重复多次进行,故可为实验研究、理论分析与预测的验证、对行走机构的性能测试、设计优劣的评价等提供试验依据。
新型轮式车辆的开发和设计必须依赖性能优良的轮胎、可控制轮胎技术状态的装置(中央充放气系统对其调压)、运动状态的装置(差速锁止装置)的研发与采用。对轮胎性能首先在土槽进行试验,依据试验结果进行改进、完善甚至重新设计,或通过试验得以确认,然后再根据其相关要求和条件,对整车设计进行调整、修改和确认。这一研究和开发过程表明,为提高轮式车辆通过性,无论对于战术轮式车辆的部件、总成和整车的研制开发,首先在土槽进行试验,然后再完成整车论证、设计、研制与试验的技术路线是最经济的;它也使设计者的每一步工作都是建立在科学可信的基础上进行的,而有更大的把握获得更理想的效果。在美国、加拿大、德国、日本的大学和研究所都建有土槽设备。美国陆军的坦克、装甲车辆研究部门建有许多大小不同的试验土槽,例如前述的美国陆军水道试验站。在我国的吉林大学有室内中型和小型土槽各一条,先后进行了小型气垫整车、半步行轮、轮胎、履带等测试与试验。
2.测试参数与条件控制
(1)单轮测试参数 与战术轮式车辆地面通过性牵引系数TC和牵引效率TE有关的参数为车轮垂直载荷W、输入转矩TW、静力半径rs、挂钩牵引力Fd、滑转率sr、实际行驶速度ua、车轮角速度ω。由于非整车测试,无法获得燃油消耗,故不便于进行燃油利用指数Ef分析。上述参数中有些是互相有关联的,例如uautsr三者间的关系为“ua=ut(1-sr)”,则知其中两个参数,可计算出第三个。(www.xing528.com)
(2)试验条件与准备 试验前,应根据试验目的、试验要求等制定试验大纲及实验方法:确定土壤种类、含水量、土壤处理方法等;试验控制参数和测试参数和计算参数;确定使用仪器设备等。
(3)控制参数 一般来说,除土壤条件外,被测驱动轮的控制参数有实际车(轮)速ua(转速ω)、滑转率sr、垂直载荷W、输入转矩TW,挂钩牵引力Fd则是测试参数。此外,还可以测试的参数有驱动轮的转角θ、局部接地压力p(轮胎表面嵌入压力传感器)、轮胎沉陷深度h、车辙宽度b等。
(4)通过性试验结果计算 根据试验结果,可计算出牵引系数和牵引效率。必要时,还可提供其他参考数据,如接地压力p、轮胎沉陷深度h、车辙宽度b等。
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