Неизвестный танк часть 5 - 6

ПОВОРОТ ВОКРУГ ОДНОЙ  ИЗ ГУСЕНИЦ (R=B)

Включим в одной из коробок какую-нибудь передачу, например пер­вую, а другую коробку оставим в нейтральном положении, т. е. отклю-чим вторую гусеницу от двигателя. К отключенной гусенице крутящий момент от двигателя подводиться не будет.

В этом случае танк будет двигаться почти прямолинейно, так как отстающая гусеница, связанная корпусом танка с забегающей гусени­цей, будет перемещаться вперед. Для поворота надо создать на отстаю­щей гусенице тормозную силу. Затянем тормоз полностью, т. е. так, чтобы гусеница остановилась. Танк будет поворачиваться вокруг затор­моженной гусеницы с радиусом поворота R= В(проскальзыванием пре­небрегаем),

В отличие от поворота вокруг центральной оси танка, в данном слу­чае мощность двигателя подводится только к забегающей гусенице, так как отстающая отключена.

Взяв из графика  (см. рис. 482)  силу Р₂ для R = B получим

N₀= 5 х 0,34Gv₂

или

N₀= 1,7Gv₂

Мощность внешних сопротивлений будет в 2 с лишним раза меньше, чем в пре­дыдущем случае. Уменьшение мощности достигнуто путем увеличения радиуса поворота.

ПОВОРОТ С РАДИУСОМ, БОЛЬШИМ  ШИРИНЫ  КОЛЕИ  (К>В)

Теперь включим в одной из коробок вторую передачу, а в другой первую. Скорость одной из гусениц (забегающей) будет больше, чемскорость другой (отстающей).

Как и в том случае, когда отстающая гусеница отключена, забегаю­щая гусеница через корпус танка стремится увлечь ее с той же скоро­стью, с какой движется она сама. Но ведущее колесо отстающей гусе­ницы может иметь только строго определенное число оборотов, соответствующее передаточному числу первой передачи. Следовательно, гусеница не только не сможет быстрее провернуть ведущее колесо, но и сама будет тормозиться им.

Разница по сравнению с поворотом вокруг полностью заторможенной отстающей гусеницы будет лишь в том, что тормоз удерживает ве­дущее колесо неподвижно, а включенная пере­дача коробки позволяет ему вращаться с опре­деленной скоростью. Эта скорость будет мень­ше той, которую стремится сообщить ведущему колесу гусеница. На отстающей гусенице, при­тормаживаемой ведущим колесом, возникает тормозная сила. Сила тяги на забегающей гу­сенице и тормозная сила создают пару сил, ко­торая и будет поворачивать танк.

Как мы уже говорили, радиус поворота в этом случае больше ширины колеи. Величи­на этого радиуса вполне определенная: она зависит от передаточных чисел коробок, т. е. от отношения скоростей обеих гусениц.

Допустим, например, что передаточное число вто­рой передачи i₂= 5, а первой i₁= 10. Если число обо­ротов двигателя n_д = 2000 в минуту, ведущее колесо забегающей гусеницы будет делать  n₂ = 2000/5 = 400 об/мин а отстающей n₁=2000/10 = 200 об/мин,т.е. вдвое меньше.

Скорость забегающей гусеницы бу­дет поэтому вдвое выше скорости отстающей.

Если изобразить скорости забегающей и отстаю­щей гусениц в виде стрелок (рис. 486) и соединить концы стрелок прямой линией, получим два подобных прямоугольных треугольника, вершины которых лежат в центре поворота (где скорость равна нулю), катет одного равен радиусу поворота  R, а другого R— В.

Рис. 486. Графический спо­соб определения радиуса поворота танка

Из подобия треугольников следует, что

v₁/ v₂= (R – B)/R = 1 – B/R                                   (10)

На рис. 486, кроме поворота с радиусом R > В , показаны также повороты танка с радиусами R = В и R = B/2.

В нашем примере v₁/v₂=1/2 тогда из приведенного соотношения (10) можно определить радиус поворота R

R= 2B

Перейдем теперь к определению мощности внешних сопротивлений при радиусе поворота больше В.

циркуляция мощности

Особенность передачи мощности при повороте в этом случае заключается в том, что здесь происходит циркуляция мощности, т. е, передача мощности от отстающей гусеницы к забегающей. Чтобы уяснить это явление, рассмотрим следую­щий пример.

Представим себе, что гусеницы танка сняты, оба ведущих колеса напрямую со­единены с двигателем (рис. 487) и к ним приложены равные сопротивления (например, частично затянуты тормоза, не показанные на рис. 487).

Рис. 487.   Пример к вопросу о циркуляции мощности

 Колеса вращаются с одинаковой скоростью. Пусть от двигателя к каждому колесу подводится одинако­вая мощность, скажем 50 л. с., а всего двигатель развивает мощность 100 л. с, которая расходуется на преодоление сопротивлений, приложенных к ведущим колесам.

При помощи показанного на рис. 487 тормоза частично притормозим одно из-ведущих колес, поддерживая при этом обороты двигателя постоянными. Для этого надо увеличить подачу горючего. Число оборотов обоих колес останется прежним. Но к приторможенному колесу теперь будет подводиться большая мощность. Если допол­нительная мощность, расходуемая в тормозе, равна 50 л. с, двигатель должен будет давать уже 150 л.с., из которых 50 л. с. пойдет к левому колесу, а 100 л. с.— к правому (рис 487,Б):

Если теперь, отпустив тормоз, соединить правое ведущее колесо с посторонним источником энергии (скажем, с электромотором), который будет вращать ведущее колесо, двигателю уже не придется затрачивать дополнительную мощность (рис. 487,В). Больше того, если мощность электромотора больше, чем требуется для вращения одного колеса, например 75 л. с., то он не только будет вращать его, но а поможет двигателю вращать второе колесо. В нашем примере из 75 л. с, общей мощности электромотора 50 л. с. будут тратиться на вращение правого колеса, а остальные 25 л. с. передадутся левому. От основного двигателя теперь потребуется всего лишь 25 л, с, причем вся эта мощность пойдет к левому колесу, а к правому колесу мощность двигателя вообще не будет подводиться. Следовательно, чтобы под­держать прежние обороты, нужно будет уменьшить подачу горючего.

Теперь допустим, что гусеницы надеты и танк движется. С правым ведущим колесам танка связан якорь генератора, а с левым — якорь электромотора (рис. 488).

Рис. 488.  Циркуляция мощности в электрической схеме

Генератор и электромотор соединены между собой проводами через переключатель. Отключим правое ведущее колесо от двигателя, например при помощи фрикциона. Забегающая левая гусеница через корпус танка стремится сообщить отстающей ту же ско­рость, с какой вращается она сама. Но якорь генератора через правое ведущее колесо притормаживает отстающую гусеницу. На ней создается тормозная сила, направленная назад. Под действием пары сил — силы тяги и тормозной силы — танк будет поворачиваться.

На вращение якоря генератора затрачивается мощность. Откуда же и как она поступает к отстающей гусенице, которая отключена от дви­гателя? Точно так же, как подводится мощность к передним колесам автомобиля, у которого только задние колеса являются ведущими. Зад­ние ведущие колеса толкают вперед корпус (раму) автомобиля вместе с передними колесами.

Сила оцепления передних колес с грунтом заставляет их вращаться, преодолевая сопротивление качению..

Грунт, на который опирается танк, играет в этом случае роль приводного ремня, передающего мощность от одного шкива к другому. Часть мощности, переданной от двигателя на задние колеса, через грунт идет к передним. Точно так же часть мощности, переданной двигателем на забегающую гусеницу, переходит при посредстве грунта, на который опирается танк, на отстающую гусеницу. За счет этой мощности и вра­щается якорь генератора.

Пусть от двигателя к забегающей гусенице поступает мощность 150 л. с, из них 100 л. с. тратится на преодоление сопротивления грунта и 50 л. с. передается генератору. Ток, выработанный генератором, идет креостату и нагревает его; в реостате мощность тратится бесполезно.

Повернув переключатель (рис. 488) в верхнее положение, замкнем цепь тока генератор (на отстающей гусенице) — мотор (на забегающей). Тогда ток, вместо того чтобы идти в реостат, пойдет к электромотору. Электромотор начнет работать, помогая двигателю, как и в предыдущем примере (см. рис. 487, В), вращать ведущее колесо забегающей гусеницы. Разница лишь в том, что в предыдущем примере электромотор питался током от постороннего источника, а в данном случае он питается от ге­нератора, поставленного на самом танке.

Мощность генератора, попрежнему равная 50 л. с, теперь пере­дается электромотору. Но к забегающей гусенице требуется подводить мощность 150 л. с. Значит, двигатель должен давать 150 — 50= 100 л. с. вместо 150 л. с. Отстающая гусеница возвращает забегающей получен­ную ею мощность (за вычетом части мощности, затраченной на пре­одоление сопротивления грунта). Таким образом, сберегается 50 л. с. мощности двигателя.

Вернемся теперь к танку с бортовыми коробками передач.

Отстающая гусеница, как мы видели, толкает ведущее колесо вперед, стремясь вращать его быстрее, чем это возможно при включенной первой передаче. Хотя пере­дача и включена, мощность от двигателя к этому ведущему колесу не подводится. Наоборот, гусеница, толкая ведущее колесо, сама передает ему мощность, как она передавала ее генератору в только что рассмотренном примере.

Через валы и шестерни коробок мощность возвращается на забегающую гусе­ницу. От двигателя поэтому требуется меньшая мощность.

Все время, пока танк поворачивается, часть мощности циркулирует между за­бегающей и отстающей гусеницами по кругу забегающая гусеница — грунт — отстаю­щая гусеница — правая коробка передач — левая коробка передач — забегающая гу­сеница. Это циркулирующая (холостая) мощность; она не производит никакой работы. Если бы она совершала работу (хотя бы нагревала реостат, как в нашем примере), она не возвращалась бы к забегающей гусенице и не приводила бы к уменьшению мощности, которую должен дать двигатель.

Циркулирующая мощность возникает в тот момент, когда танк начинает пово­рачиваться. Рассмотрим, как это происходит.

Предположим, что вначале правую гусеницу отключили (см. рис. 485). Тогда правая часть вала, соединяющего коническую передачу с коробками передач, не несет никакой нагрузки, поскольку вся мощность двигателя идет к левой коробке. Допу­стим, что передача в коробке отстающей гусеницы включается плавно (позже мы убедимся, что это так и происходит благодаря фрикциону). Включим в ней первую передачу. Как только начнется включение, отстающая гусеница будет стремиться ускорить вращение вала конической передачи. Но это невозможно, так как обороты вала определяются оборотами двигателя.

Поэтому ведущее колесо отстающей гусеницы будет закручивать правую часть вала конической передачи, само удерживаясь (тормозясь) моментом той же величины, с которой она закручивает вал; этот момент и создаст тормозную силу Р. Но вал закручивается в направлении своего вращения. Следовательно, закручивающий его момент будет добавляться к крутящему моменту двигателя, облегчая его работу, В этом и заключается сущность явления циркуляции мощности.

Когда поворот танка с радиусом R> Bпроисходит при циркуляции мощности, мощность двигателя, как и в рассмотренных нами ранее случаях, тратится только на преодоление внешних сопротивлений.

Радиус поворота, при котором вся мощность тратится только на преодоление внешних сопротивлений, называется расчетным и обозна­чается R_р.

Величина расчетных радиусов при бортовых коробках вполне опре­деленная: она зависит от того, какие передачи включены. Поворот на расчетном радиусе устойчив.

• Назад
• Вперед