Неизвестный танк часть 4 - 9
- Опубликовано: 21.04.2016, 19:43
- Просмотров: 224688
Содержание материала
КОРОБКА ПЕРЕДАЧ
Соединим ведущий вал, имеющий три шестерни, с коленчатым валом двигателя (рис. 408), На ведомом валу, соединенном с ведущими колесами танка, также установим три шестерни, которые могут передвигаться вдоль вала, а вращаются всегда вместе с ним; это достигается применением шлицевого соединения, показанного на рис. 408.
Рис. 408. Схема коробки передач
Шестерни, установленные на шлицах ведомого вала так, чтобы их можно было пе-редвигать вдоль вала, называются каретками.
Пусть передаточное число первой пары шестерен i1— 13, передаточное число второй пары i2— 4, третьей пары i3=1. Передвигая влево крайнюю правую каретку, введем в зацепление третью пару шестерен с передаточным числом i3=1. Тогда ведомый вал будет делать столько же оборотов, сколько коленчатый вал двигателя, а крутящий момент на ведомом валу будет равен крутящему моменту двигателя. Этот крутящий момент создает на гусеницах танка силу тяги определенной величины. Пусть величина силы тяги равна 0,06 G,что дает танку возможность двигаться по хорошим дорогам с небольшими подъемами в 1—15°.
Допустим теперь, что с хорошей дороги танк перешел на подъем крутизной 10°, для которого необходима сила тяги, равная примерно 0,25 G, т. е. примерно вчетверо большая, чем в первом случае.
Если при движении танка по хорошей дороге двигатель работал с наибольшей подачей горючего, т. е. использовал всю свою мощность, он не может увеличить крутящий момент в 4 раза. Но можно вывести из зацепления третью пару шестерен и ввести в зацепление вторую пару с передаточным числом i= 4. Тогда крутящий момент на ведомом валу станет вчетверо больше крутящего момента двигателя. Это позволит увеличить вчетверо силу тяги, и танк сможет преодолевать подъемы крутизной около 10°. При этом вследствие уменьшения числа оборотов ведомого вала и связанных с ним ведущих колес скорость танка уменьшится в 4 раза.
Наконец, если включить первую пару шестерен с передаточным числом i= 13, крутящий момент и сила тяги увеличатся в 13 раз сравнительно со случаем, когда включена третья пара шестерен. Сила тяги будет равна 0,78 G, что даст танку возможность преодолеть подъем около 42°. При этом скорость танка будет в 13 раз меньше, чем на хорошей дороге.
Таким образом, если ввести между двигателем и ведущими колесами таyка такой механизм, как только что рассмотренный, то он позволит получать разные передаточные числа и тем самым изменять силу тяги на гусеницах и скорость движения танка, не меняя числа оборотов и крутящего момента двигателя. Этот механизм называется коробкой передач.
Рассмотренная нами коробка передач называется трехступенчатой, так как она имеет три ступени или три разных передаточных числа.
Если ни одна пара шестерен не находится в зацеплении, т. е. все каретки занимают нейтральное положение, значит ведущие колеса танка отключены от двигателя. Следовательно, коробка передач дает возможность отключать двигатель от ведущих колес танка. Это бывает необходимо при запуске двигателя и на коротких остановках, чтобы не глушить двигатель. Кроме того, специальная передача заднего хода в коробке передач (на схеме не приведена) дает возможность танку двигаться не только вперед, но и назад.
ДИАПАЗОН СКОРОСТЕЙ
Выше было установлено, что сила тяги, необходимая для движения танка на хорошей дороге, равна 0,06 G, а для преодоления наибольшего подъема — 0,78 Gт. е, в 13 раз больше.
Пусть передаточное число на высшей передаче равно единице, а сила тяги на этой передаче Рв = 0,06 G. Если передаточное число низшей передачи взять равным 10, то сила тяги будет Рн = 0,06 х10 = 0,6 G.
Вследствие приспособляемости двигателя можно увеличить эту силу еще в 1,1—1,3 раза, т. е. до 0,7—0,8 G. Правда, при этом двигатель будет работать на пониженных оборотах и, следовательно, при длительной работе может перегреться. Но подъемы свыше 40° не бывают длинными, а кратковременная работа двигателя на максимальном крутящем моменте вполне допeстима. Отсюда следует что передаточное число 10 вполне обеспечивает движение танка при всех сопротивлениях движению — от сопротивления движения по горизонтальной хорошей дороге до сопротивления движению на предельном подъеме в 40—42°.
Так как скорость танка уменьшается во столько же раз, во сколько увеличивается сила тяги, то
Рн / Рв = vв / vн
где vв — скорость на высшей передаче, а vн — скорость на низшей передаче при одних и тех же оборотах двигателя.
Отношение vв / vн называют диапазоном скоростей и обозначают буквой d.
d = vв / vн
Для танка диапазон скоростей желательно иметь примерно равным 10, Уменьшение диапазона приводит либо к уменьшению преодолеваемого на низшей передаче сопротивления (например, подъема), либо к снижению высшей скорости танка.
Действительно, пусть диапазон скоростей равен 5 и сила тяги на высшей передаче Рв = 0,06 G. Тогда на низшей передаче она составит Pв = 0,06 Gx5 = 0,3 G. Танк сможет преодолевать подъемы не более 10—12° (см. рис. 400).
Пусть теперь при том же диапазоне сила тяги на низшей передаче равна Рн = 0,7 G, что соответствует подъему в 40°. Тогда на высшей передаче сила тяги будет
Pв = 0,7 G / 5 = 0,14 G
Между тем для движения по хорошей дороге достаточно иметь силу тяги 0,06—0,07 G. В этом случае при движений по хорошей дороге создастся запас силы тяги, который использовать невозможно, так как высшая передача уже включена.
Следовательно, по хорошей дороге танк будет двигаться с меньшей скоростью, чем позволяет мощность его двигателя. Значит, двигатель в этом случае будет работать на неполной мощности.
Итак, уменьшение диапазона ниже d=10 нежелательно.
Увеличение диапазона свыше 10 не имеет смысла, так как при этом танк будет иметь либо слишком малую силу тяги на высшей передаче, не соответствующую действительным условиям движения по дорогам, либо чрезмерно большую силу тяги на низшей передаче, использовать которую не удастся, так как она будет превышать максимальную силу тяги по сцеплению.