工程機(jī)械底盤理論與性能.ppt

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1、第五章車輛的牽引性能、動(dòng)力性能和燃料經(jīng)濟(jì)性§5-1牽引力平衡和牽引功率平衡§5-2牽引特性§5-3試驗(yàn)牽引特性§5-4動(dòng)力特性§5-1牽引力平衡和牽引功率平衡一、驅(qū)動(dòng)力的確定(一)機(jī)械直接傳動(dòng)的車輛驅(qū)動(dòng)力的確定(二)液力機(jī)械傳動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)力的確定二、牽引力平衡和牽引功率平衡(一)牽引力平衡方程(二)牽引功率平衡方程三、相關(guān)定義一、驅(qū)動(dòng)力的確定(一)機(jī)械直接傳動(dòng)的車輛驅(qū)動(dòng)力的確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的分配等速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的工況不穩(wěn)定工況發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的分配驅(qū)動(dòng)輔助裝置的功率驅(qū)動(dòng)輔助裝置的扭矩；輸出軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率輸出軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)功率；發(fā)

2、動(dòng)機(jī)自由扭矩和自由功率。等速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的工況式中：rK—驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑；ηr—履帶驅(qū)動(dòng)段效率(ηr=0.96～0.97)；im—傳動(dòng)系總傳動(dòng)比(自發(fā)動(dòng)機(jī)至驅(qū)動(dòng)輪)；ηm—傳動(dòng)系總效率；Mec－發(fā)動(dòng)機(jī)自由扭矩。不穩(wěn)定工況式中：G—機(jī)器重量；g—重力加速度；Je—發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算至曲軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，通常忽略不計(jì))；dV／dt—機(jī)器前進(jìn)的減速度或加速度。一、驅(qū)動(dòng)力的確定(二)液力機(jī)械傳動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)力的確定自由扭矩應(yīng)是渦輪輸出軸的扭矩；需要扣除由液力變矩器所消耗的功率。二、牽引力平衡和牽引功率平衡(一)牽引力平衡方

3、程1、滾動(dòng)阻力Ff：Ff=fGcosα；α—運(yùn)動(dòng)表面對(duì)水平面的傾角；G—機(jī)器重量。2、坡道阻力Fi：Fi=±Gsinα3、工作阻力Fx；4、Fj為慣性阻力。二、牽引力平衡和牽引功率平衡(二)牽引功率平衡方程Pe—發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率PPTO—功率輸出軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率Pba－驅(qū)動(dòng)輔助裝置消耗的功率Pf－滾動(dòng)阻力消耗的功率Pkp－車輛的有效牽引功率Pm—傳動(dòng)系的功率損失Pi－克服坡道阻力消耗的功率Pr－驅(qū)動(dòng)段的功率損失Pδ—滑轉(zhuǎn)引起的功率損失三、相關(guān)定義驅(qū)動(dòng)輔助裝置的效率理論切線牽引功率滑轉(zhuǎn)效率滾動(dòng)效率牽引效率§5-2牽引特性牽引特性是

4、反映車輛牽引性能和燃料經(jīng)濟(jì)性最基本的特性。牽引特性以圖解曲線的形式表示了機(jī)器在一定的地面條件下，在水平地段以全油門作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)器各檔的牽引功率Pkp、實(shí)際速度v、牽引效率ηkp、小時(shí)燃油耗Gkp、比油耗gkp、滑轉(zhuǎn)率δ和發(fā)動(dòng)機(jī)功率Pe(或曲軸轉(zhuǎn)速ne)隨牽引力Fkp而變化的函數(shù)關(guān)系，亦即：Pkp=Pkp(Fkp)，V=V(Fkp)，ηkp=ηkp(Fkp)，Gkp=Gkp(Fkp)，gkp=gkp(Fkp)，δ=δ(Fkp)，Pe=Pe(Fkp)的圖解形式。參看圖5-1履帶底盤牽引特性表征機(jī)器特征性的工況1最大有效牽引功

5、率工況；2最大牽引效率工況；3發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率工況；4額定滑轉(zhuǎn)率工況；5由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩決定的最大牽引力工況；6由附著條件決定的最大牽引力工況；對(duì)于液力機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)器還應(yīng)補(bǔ)充：7變矩器最大輸出功率工況；8變矩器工作扭矩決定的最大牽引力?！?-3試驗(yàn)牽引特性臺(tái)架實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)全天候?qū)嶒?yàn)條件比較容易控制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)受環(huán)境的影響較小缺點(diǎn)不能很好地反映行走機(jī)構(gòu)與地面相互作用的真實(shí)情況跑道實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)能校好地反映行走機(jī)構(gòu)與地面相互作用的真實(shí)情況缺點(diǎn)不能隨時(shí)做實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件不容易控制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)受環(huán)境的影響較大影響試驗(yàn)結(jié)果不一致的因素地面附著性能牽引

6、力點(diǎn)高度配重選擇和分布輪胎狀態(tài)牽引力負(fù)荷穩(wěn)定性環(huán)境條件及儀器的標(biāo)定情況試驗(yàn)時(shí)需要測(cè)定的物理量有效牽引力Fkp試驗(yàn)車實(shí)際行駛距離L通過這一距離所用的時(shí)間t相應(yīng)的燃料消耗量Gkp左、右驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速nKL，nKR發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速ne。牽引試驗(yàn)用的測(cè)儀器和連接線路框形示意圖參看圖5-7測(cè)試記錄數(shù)據(jù)的整理1.有效牽引力2.實(shí)際行駛速度3.小時(shí)燃油耗4.滑轉(zhuǎn)率5.發(fā)動(dòng)機(jī)的功率有效牽引功率P參看P114T220推土機(jī)的試驗(yàn)牽引特性圖5-8§5-4動(dòng)力特性一、速度性能二、加速性能三、爬坡能力車輛在運(yùn)輸工況下，如果將牽引平衡方程表示為：Ff－滾動(dòng)阻

7、力Fｉ－坡道阻力Ｆｊ－慣性阻力ＦＫ－切線牽引力ＦＷ－風(fēng)阻力動(dòng)力因數(shù)D：道路阻力系數(shù)ψ：參看圖５－９一、速度性能速度性能通常用機(jī)器的最高運(yùn)輸速度來評(píng)價(jià)。這一速度可以很方便地利用動(dòng)力特性來確定。實(shí)際上，如果在動(dòng)力特性圖上繪上道路阻力曲線ψ=ψ(v)，則最高檔的動(dòng)力因數(shù)曲線D=D(v)二、加速性能加速度曲線參看圖5-10時(shí)間-速度曲線參看圖5-12行程-速度曲線參看圖5-13三、爬坡能力機(jī)器的爬坡能力受限于：1、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力；2、地面條件；3、機(jī)器的穩(wěn)定性。