坦克动力性计算与分析
坦克动力性计算与分析

坦克动力性计算与分析坦克动力性计算与分析姓名:刘XX班级:0313XXXX学号:112013XXXX指导老师:胡XX学院:机械与车辆学院2016年5月2日星期一已知一、已知条件:1.发动机外特性表1 发动机的外特性数据排气装置的功率损失在合理的范围内自己选取。
2.传动简图:齿轮啮合次数4-6次。
(自己选取)。
3.各挡传动比:前传动比:i q=0.68;变速箱传动比:i b1=8.353 i b2=4.583 i b3=3.213 i b4=2.245 i b5=1.595 i b6=1;侧传动传动比:i c=5.387。
4.车重:战斗全重时质量M=50吨。
5.履带中心距:B=2.79m 主动轮半径:r z=0.318m。
6.主离合器的储备系数为β=2.0。
7.坦克高(地面至炮塔顶):2.19m 空气阻力系数:C D=0.5。
8.各挡9.二挡最大扭矩点的转速,并假设起步挡离合器分离时的质量增加系数为1.2。
不考虑其他挡位的加速第一阶段。
10.液力变矩器二、作业要求1、根据已知条件绘制发动机的外特性曲线。
2、根据已知条件做出该坦克纯机械挡动力特性曲线。
3、绘制该坦克的1/a-v曲线,并根据在良好路面上0~32km的加速时间对其加速性做出评价。
4、将该坦克传动方案改为液力传动方案并完成液力传动动力特性曲线。
5、将该坦克传动方案改为机电复合传动方案并完成机电复合传动动力特性曲线。
电机的参数自行选择,电机安装方案自行选择,电机功率200kW。
计算过程发动机外特性曲线根据已知选取的发动机外特性的工作点,可以做出发动机的外特新曲线。
如下图所示(matlab 作图,程序见附件1、2)其中图一为未拟合的图线,图二为经过圆滑拟合的曲线图一未拟合的发动机外特性曲线图二拟合过的发动机外特性曲线评价发动机1.由外特性曲线可以得到,,,适应性系数:,说明发动机的性能较高,有较大的转矩范围。
2.工作转速范围:工作转速范围不大,但满足工作需求()。
历久弥新——M1系列坦克的动力系统

专 题历久弥新—M1系列坦克的动力系统刘晓峰当今世界上的坦克,动力单元基本上采用的是大功率柴油机,仅有美国M1坦克与俄罗斯T-80坦克采用燃气轮机作为动力单元。
而俄罗斯T-80坦克发动机的可靠性、在综合工况中的表现,以及展现出来的战技指标等,导致美国M1坦克成为了世界上惟一可靠、耐用的采用燃气轮机的坦克。
M1坦克为什么不用柴油机?美国坦克选用燃气轮机,与当时对于坦克技术要求的发展有很密切的关系。
在M1坦克进行预研的时期,正值美国坦克动力系统发展到第三代的历史阶段。
与前两代控制在总体重量的5%左右,而在此之前,坦克发动机占用的车内体积一直呈逐渐增加的趋势,这直接导致车辆体积增加、总体重量随之增加。
为扭转这一趋势,美国从研制第三代坦克动力系统开始,对发动机的要求是必须减小尺寸,但在重量要求上可以适当放宽。
根据美国陆军对军工企业提出的战技要求,新研制的主战坦克单位功率必须达到18~22千瓦/吨,那么发动机的最大功率将达到1100千瓦,根据米制马力换算,约为1500马力。
这是20世纪60年代美国陆军提出的指标要求。
美国陆军对自己提出的战技款燃气轮机的设计方案,两款方案齐头并进,柴油机因技术成熟的特点成为保底方案,确保新型主战坦克能够在规定期限内完成设计定型;燃气轮机作为高指标方案。
该计划一旦研制成功,将改变世界主战坦克动力系统的格局。
1968年,美国军工企业对著名的AVCR1100型柴油机企图通过改进设计进一步提升性能,在每一个气缸之间距离不变的情况下,增加每一个气缸的缸径,行话称之为“缸心距不变、缸径加大”,结果导致每个气缸之间的距离缩短。
最终出来的样机在试验中表现出了瞬间响应不良等缺AGT-1500燃气轮机纵剖面扩压器壳体可调的动力涡轮导叶间壁式回热器动力输出行星减速箱两级动力涡轮低压涡轮高压压气机组可调的进口导向叶片放气活门单筒带蜗卷形燃烧室低压压气机组附件传动箱高压涡轮空气进口结构的设计,就是采用压气机、压气机涡轮、动力涡轮、燃烧室、回热室、减速齿轮箱、燃油系统、附件传动箱、起动电机等可靠性和性能都处于当时的世界领先或先进水平的单个部件,所以在进行整体设计阶段,设计师只要通过最基本的总体设计,就可以达到比较理想的状态。
汽车的动力性设计计算公式

汽车的动力性设计计算公式汽车的动力性设计是指通过合适的动力系统来提供足够的功率和扭矩,以满足汽车加速、行驶、超车等操作的要求。
其中最重要的参数是车辆的马力(Horsepower)和扭矩(Torque)。
下面将介绍一些与汽车动力性设计相关的计算公式。
1. 马力(Horsepower)计算公式:马力是衡量汽车动力的重要指标,它表示单位时间内所做功的大小。
马力与车速、时间、车辆重量等参数有关。
一般而言,马力越大,汽车的加速性能越好。
计算公式如下所示:Horsepower = (Torque x RPM) / 5252其中,Torque表示扭矩,RPM表示发动机转速(每分钟转数)。
2. 扭矩(Torque)计算公式:汽车的扭矩是指发动机输出的力矩。
对于一个给定的发动机,扭矩与输出功率呈正比例关系。
计算公式如下所示:Torque = (Horsepower x 5252) / RPM其中,Horsepower表示马力,RPM表示发动机转速。
3. 加速度(Acceleration)计算公式:加速度是衡量汽车动力性能的重要指标之一,它表示单位时间内速度增加或减少的量。
加速度与发动机输出的功率、车辆质量、轮胎抓地力等因素有关。
计算公式如下所示:Acceleration = Horsepower / (Vehicle weight x Rolling resistance)其中,Horsepower表示马力,Vehicle weight表示车辆重量,Rolling resistance表示轮胎的滚动阻力。
4. 风阻(Aerodynamic Drag)计算公式:风阻是汽车行驶时空气阻力对车辆运动的阻碍作用,是影响汽车速度上限和燃油经济性的重要因素之一、计算公式如下所示:Aerodynamic Drag = 0.5 x Air density x Drag coefficient x Frontal area x Vehicle speed^2其中,Air density表示空气密度,Drag coefficient表示阻力系数,Frontal area表示车辆正面投影面积,Vehicle speed表示车速。
装甲车动力传动系统分析与优化

装甲车动力传动系统分析与优化装甲车作为现代军事装备中的重要组成部分,其性能的优劣直接关系到作战任务的完成效果和士兵的生命安全。
而动力传动系统作为装甲车的核心部分之一,对装甲车的机动性、可靠性和燃油经济性等方面都有着至关重要的影响。
因此,对装甲车动力传动系统进行深入的分析与优化具有重要的现实意义。
一、装甲车动力传动系统的组成及工作原理装甲车的动力传动系统通常由发动机、变速器、传动轴、差速器和驱动轮等部分组成。
发动机是动力的来源,通过燃烧燃料产生机械能;变速器用于改变发动机输出的转速和扭矩,以适应不同的行驶条件;传动轴将变速器输出的动力传递给差速器,差速器再将动力分配给左右驱动轮,使车辆能够顺利行驶。
在工作过程中,发动机产生的动力首先经过离合器传递给变速器。
变速器根据驾驶员的操作和车辆的行驶状态,选择合适的挡位,将发动机的转速和扭矩进行调整。
调整后的动力通过传动轴传递到差速器,差速器在保证左右驱动轮能够以不同转速旋转的同时,将动力均匀地分配给两个驱动轮,从而实现车辆的平稳行驶和转向。
二、装甲车动力传动系统的性能要求为了满足装甲车在复杂战场环境下的作战需求,其动力传动系统需要具备一系列高性能指标。
首先是强大的动力输出。
装甲车通常需要在各种地形上行驶,包括陡坡、泥泞、沙地等,因此需要发动机能够提供足够大的功率和扭矩,以保证车辆具有良好的爬坡能力和通过性。
其次是高可靠性。
在战场上,装甲车的动力传动系统一旦出现故障,可能会导致车辆失去行动能力,危及士兵的生命安全。
因此,动力传动系统的各个部件需要具备高可靠性和长寿命,能够在恶劣的工作条件下稳定运行。
再者是良好的机动性。
装甲车需要能够快速加速、减速和转向,以应对战场上的突发情况。
这就要求动力传动系统具有快速响应能力和灵活的变速性能。
此外,燃油经济性也是一个重要的考虑因素。
在长时间的作战行动中,燃油的消耗是一个不容忽视的问题,良好的燃油经济性可以减少后勤保障的压力,延长车辆的作战半径。
坦克动力发展全解析

坦克动力发展全解析评价主战坦克的作战能力主要体现在火力、机动性、防护力和指控能力四个方面。
坦克发动机作为机动性的动力源,其在坦克构成中地位举足轻重,因此人们经常把坦克发动机比作坦克的“心脏”。
坦克从诞生至今的百年时间中,坦克发动机的发展与作战要求的不断提高密切相关,它经历了选用发动机、专门研制发动机和柴油机化等阶段。
追溯起源1939年以涡轮喷气发动机为动力的飞机在德国腾空而起。
1941年,喷气式飞机首次在英国进行了飞行试验。
此后,短短的10多年时间里,作战飞机全部使用了燃气轮机。
航空动力发展如此大的变革,其根本原因是,燃气轮机较往复活塞式发动机具有更高的单位体积功率和单位重量功率,较高的可靠性和耐久性。
由于燃气轮机在飞机上展现的杰出性能,苏、英、美等国于20世纪50年代开展了多种用于地面车辆燃气轮机的研究、制造和试验。
1976年,以GTD-1000燃气轮机为动力的T-80坦克正式列装于苏军。
1979年命名为AGT1500的美国坦克燃气轮机正式投入生产,随即装备于美军M1系列坦克。
燃气轮机的诞生及运用于坦克,让现代坦克进入了“柴油机和燃汽轮机共存阶段”。
据2014年6月初媒体报道,中航工业南方1MW 级微型燃气轮机国产001号机试车获得圆满成功,以该级别燃气轮机为动力改装坦克试验也取得圆满成功,为后续场地试验和高原适应性试验开了一个好头。
这标志着南方公司已经完成MW级燃气轮机国产化,全面掌握了MW级燃气轮机的设计、制造、试车整个过程,为我国坦克动力家族增添了一名新成员。
与坦克柴油机相比,燃气轮机的技战术优势主要是:优异的扭矩特性和起动性能;多燃料的适应性、较高的单位体积功率、单位重量功率和较高的可用性,但其也存在燃油消耗更大等缺陷。
关于坦克发动机采用燃气轮机还是柴油机的争论有50余年,但至今也没有统一的结论,主要原因是两者目前都还没有完全取代对方的绝对优势。
这种争论对坦克发动机的发展是有利的,也是出台正确的决策所必须,但争论应该有充分论据、客观文献和使用实践的有力支撑。
坦克学2-坦克效率损失计算

车辆的功率损失及其效率汇报论文03121202班第二组 组长:秦超恒 组员:覃子俊 田曾铭王一清 王叙麟 王烁 王旭冉 宋昱 吴曦车辆的功率损失及其效率坦克学大作业汇报论文组长:秦超恒 组员:覃子俊 田曾铭 王一清 王叙麟 王烁 王旭冉 宋昱 吴曦2015-4-23目录第一部分动力装置功率损失及其效率(4)一、冷却风扇(4)二、空气滤清器(5)三、排气系统功率损失(8)第二部分传动装置功率损失及其效率(10)一、齿轮啮合摩擦损失(10)二、轴承的摩擦损失(12)三、润滑损失(12)四、离合器带排损失(13)五、同步器的摩擦损失(14)六、密封件的摩擦损失(15)第三部分行动装置功率损失及其效率(16)一、履带销和履带孔之间的摩擦功率损失(16)二、负重轮滚动损失(17)三、主动轮和履带的啮合功率损失(21)四、负重轮、诱导轮轴承的摩擦损失(21)附页组内人员及其分工(22)第一部分动力装置功率损失及其效率一、冷却风扇1.冷却风扇的型式选用冷却风扇是运载车辆冷却系统的主要部件。
发动机和传动装置所散发的热量,除极少量通过传导、辐射方式传播外,绝大部分热量依靠冷却风扇产生的强制对流来散发。
其性能的好坏直接关系到发动机能否正常运转,因此改进风扇设计是提高发动机动力部分装置的有效途径。
装甲车辆用冷却风扇结构形式可分为:轴流式、离心式和混流式三种,在各种不同类型的车辆上均得到广泛的应用。
现我国主战坦克采用的是离心式风扇结构。
2.离心式风扇空气运动分析离心式风扇由一个带叶片的转子和蜗形壳体组成。
当空气从轴向进入叶轮后,沿叶片的气流通道径向的离开叶轮,蜗壳的蜗形排风道,在离心力的作用下,气流的静压力升高,且在蜗形的排风道内,气流的动能进一步转化为静压力。
离心式风扇按叶片出口角的大小,划分为后弯式、径向式和前弯式叶片。
下图为叶型示意图。
当<90°为后弯式叶片,它在理论上所能产生的压头,尽管比径向和前弯式叶片低,但其中大部分为有用的静压头,且出口速度低,因此它特别适用于排风道布局比较困难的部位。
长城汽车坦克500hi4 t的动力工作原理

【长城汽车坦克500hi4 t的动力工作原理】1. 引言长城汽车坦克500hi4 t是一款备受瞩目的新型越野车,装备有强大的动力系统,让人们对其动力工作原理产生了浓厚的兴趣。
在本文中,我们将深入探讨长城汽车坦克500hi4 t的动力工作原理,全面了解这款越野车的核心动力系统。
2. 动力来源长城汽车坦克500hi4 t的动力来源于一台高性能发动机,其采用了先进的涡轮增压技术,为车辆提供了强劲而稳定的动力输出。
该发动机的燃油经济性也得到了极大的提升,使得坦克500hi4 t在越野和城市道路上都能表现出色。
3. 传动系统在长城汽车坦克500hi4 t中,传动系统扮演着至关重要的角色。
其采用了先进的四驱技术,确保车辆在复杂路况下依然能够保持稳定的动力输出和优异的通过性能。
传动系统的设计使得坦克500hi4 t具备了出色的越野能力,为驾驶者带来了极致的驾驶乐趣。
4. 动力控制为了更好地发挥长城汽车坦克500hi4 t的动力潜能,其动力控制系统也得到了精心设计和优化。
通过智能化的动力分配和调节,坦克500hi4 t能够在各种路况下保持良好的稳定性和操控性,给驾驶者带来了安全而畅快的驾驶体验。
5. 个人观点与总结长城汽车坦克500hi4 t的动力工作原理体现了科技和工程的巅峰水平,其先进的动力系统为车辆的性能提升和燃油经济性带来了显著的改善。
通过深入了解坦克500hi4 t的动力工作原理,我们不仅可以更好地欣赏这款车辆的技术魅力,还能对汽车动力系统有更深入的理解和认识。
长城汽车坦克500hi4 t的动力工作原理的研究与探讨,不仅有助于我们更好地了解这款车辆的核心技术,还能为我们对汽车工程和科技的认识带来一次别样的启发与思考。
通过以上方式,在文章中多次提及了指定的主题文字“长城汽车坦克500hi4 t的动力工作原理”,并根据任务描述进行了深入、全面的探讨。
希望对您有所帮助。
长城汽车坦克500hi4 t的动力系统是车辆性能的核心所在。
坦克学大作业一动力因数曲线的绘制——毛明哲

坦克动力性计算一、 初始数据设定1、 动力装置功率损失风扇损失功率最大功率点 Ps=116kW 空气滤清器功率损失取2% 排气装置取2%2、 传动啮合一共啮合5次圆柱齿轮每次啮合效率为97%传动装置的效率ch η597%85.9%=二、 绘制发动机外特性曲线外特性曲线绘制程序及绘图结果如下 n=[1000:200:2200]; n=[n,2300];Pr=[474,589,697,792,867,918,935,935];Tr=[4531,4690,4754,4725,4601,4384,4059,3882]; plot(n,Pr,'g',n,Tr,'b');title('发动机外特性曲线') legend('功率','扭矩');xlabel('转速n r/min'),ylabel('功率/kW 扭矩/Nm');三、 动力特性曲线的绘制1、 不同转速下各挡理论车速计算100012001400160018002000220024000500100015002000250030003500400045005000发动机外特性曲线转速n r/min功率/k W 扭矩/N m由0.377e z n v r i=r 0.318z m=表三-12、计算动力因数程序n=[1000:200:2200];n=[n,2300]; %转速% Pr=[474,589,697,792,867,918,935,935]; %功率%Tr=[4531,4690,4754,4725,4601,4384,4059,3882]; %转矩%i=[26.9,13.9,9.9,7.1,5.1,3.7]; %各挡总传动比(已计算出总的)% for d=1:6 %各挡位循环%for j=1:8 %一共8个转速点% v(j)=0.377*n(j)*0.318/i(d); %计算各转速点下对应车速%nxd(j)=0.95-0.0017*v(j); %行动装置效率%ps(j)=(116+0.04*935)*(n(j)/2300)^3;%不同转速下动力装置功率损失% nf(j)=(Pr(j)-ps(j))/Pr(j); %动力装置效率%nzong(j)=nxd(j)*nf(j)*0.97^5;%总效率(传动部分为5次啮合)% Fk(j)=0.5*2.79*2.19*v(j)^2/21.15;%空气阻力%Fj(j)=Tr(j)*i(d)*nzong(j)/0.318;%不同转速下计算牵引力% D(j)=(Fj(j)-Fk(j))/(50*10^3*9.8);%动力因数求解%endplot(v,D); hold on; end;三、1/a-v 曲线绘制n=[1000:200:2200];n=[n,2300]; %转速% Pr=[474,589,697,792,867,918,935,935]; %功率% Tr=[4531,4690,4754,4725,4601,4384,4059,3882]; %转矩%i=[26.9,13.9,9.9,7.1,5.1,3.7]; %各挡总传动比(已计算出总的)% for d=1:6 %各挡位循环%for j=1:8 %一共8个转速点% v(j)=0.377*n(j)*0.318/i(d); %计算各转速点下对应车速%nxd(j)=0.95-0.0017*v(j); %行动装置效率%01020304050607080速度v/(km/h)动力因数D动力因数曲线0510152025123456速度/(km/h)1/a1/a-v 曲线ps(j)=(116+0.04*935)*(n(j)/2300)^3;%不同转速下动力装置功率损失% nf(j)=(Pr(j)-ps(j))/Pr(j); %动力装置效率%nzong(j)=nxd(j)*nf(j)*0.97^5;%总效率(传动部分为5次啮合)% Fk(j)=0.5*2.79*2.19*v(j)^2/21.15;%空气阻力阻力系数0.5D C =% Fj(j)=Tr(j)*i(d)*nzong(j)/0.318;%不同转速下计算牵引力% D(j)=(Fj(j)-Fk(j))/(50*10^3*9.8);%动力因数求解% a(j)=B(d)/(9.8*(D(j)-0.03));v1(j)=v(j)/3.6; endplot(v1,a); hold on; end;与三-2中程序相比更改的部分已用下划线标出。
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坦克动力性计算与分析姓名:刘XX班级:0313XXXX学号:******XXXX指导老师:胡XX学院:机械与车辆学院2016年5月2日星期一已知一、已知条件:1.发动机外特性表1 发动机的外特性数据排气装置的功率损失在合理的范围内自己选取。
2.传动简图:齿轮啮合次数4-6次。
(自己选取)。
3.各挡传动比:前传动比:i q=0.68;变速箱传动比:i b1=8.353 i b2=4.583 i b3=3.213 i b4=2.245i b5=1.595 i b6=1;侧传动传动比:i c=5.387。
4.车重:战斗全重时质量M=50吨。
5.履带中心距:B=2.79m 主动轮半径:r z=0.318m。
6.主离合器的储备系数为β=2.0。
7.坦克高(地面至炮塔顶):2.19m 空气阻力系数:C D=0.5。
8.各挡9.二挡最大扭矩点的转速,并假设起步挡离合器分离时的质量增加系数为1.2。
不考虑其他挡位的加速第一阶段。
10.液力变矩器二、作业要求1、根据已知条件绘制发动机的外特性曲线。
2、根据已知条件做出该坦克纯机械挡动力特性曲线。
3、绘制该坦克的1/a-v曲线,并根据在良好路面上0~32km的加速时间对其加速性做出评价。
4、将该坦克传动方案改为液力传动方案并完成液力传动动力特性曲线。
5、将该坦克传动方案改为机电复合传动方案并完成机电复合传动动力特性曲线。
电机的参数自行选择,电机安装方案自行选择,电机功率200kW。
计算过程发动机外特性曲线根据已知选取的发动机外特性的工作点,可以做出发动机的外特新曲线。
如下图所示(matlab 作图,程序见附件1、2)其中图一为未拟合的图线,图二为经过圆滑拟合的曲线图一未拟合的发动机外特性曲线图二拟合过的发动机外特性曲线评价发动机1.由外特性曲线可以得到,T fmax=4754Nm, T fp=3882Nm,适应性系数:K=T fmaxT fp =47543882=1.22,说明发动机的性能较高,有较大的转矩范围。
2.工作转速范围:d g=n fpn fT=23001400=1.64工作转速范围不大,但满足工作需求(d g=1.5~2)。
3.稳定转速范围:d w=n fpn fmin=2300600=3.83同样满足工作需求(d w=3~6)。
坦克纯机械挡动力特性曲线1.车辆纯机械传动简图如图所示:(图三传动简图)2.各传动部分的传动比1)前传动比:iq=0.68;2)变速箱传动比:ib1=8.353 ib2=4.583 ib3=3.213 ib4=2.245 ib5=1.595 ib6=1;3)侧传动传动比:ic=5.387。
啮合次数:n=1+3+1+1=6,啮合次数取6.3.传动系统的功率损失及效率1)动力装置最大功率点时发动机风扇损失功率Ps=116 kW。
最大功率点时P f=935kW,认为发动机始终工作在最大功率点,此时风扇的效率为:ηf=1−116935=0.876;空气滤清器效率选为ηk=0.97;排气装置的功率损失ηp=0.98。
综上,动力装置的传动效率ηd=ηfηkηp=0.876×0.97×0.98=0.8332)传动装置的效率传动装置的传动效率与齿轮的摩擦损失、轴承摩擦以及湿式离合器的带排损失有关,但我们将其总结为受齿轮啮合次数的影响。
所以ηcℎ=ηyz n其中,ηyz=0.97,n=6,所以ηcℎ=0.976=0.8333)行动装置的效率行动装置的功率损失包括履带的履带销与筒的摩擦、负重轮轮胎由于迟滞特性差生的损失、冲击损失以及轴承损失。
我们认为传动装置的效率与车辆行驶速度相关,采用经验公式ηx= 0.95−0.0017·υ,坦克的行驶速度范围为0~70km/h,所以ηx=0.83~0.95,在此为简化计算,认为行动装置的效率为一定值ηx=0.90。
4.车速计算υa=0.377n·r z i q i g i c其中,r z=0.318m,n为发动机转速.所以车速与发动机转速。
(图4 车速与发动机转速的关系)5.计算牵引力F j=3600P fηv a式中,P f根据表中的取值可以得出;η=ηdηcℎηx=0.833×0.833×0.90=0.6245计算牵引力的另一个公式F j=T fiηr z计算结果相同。
(图5 不同档位下的计算牵引力)6.不同车速下的空气阻力空气阻力包括压力阻力和摩擦阻力,其中压力阻力占主要。
压力阻力包括:形状阻力(58%),干扰阻力(14%),内循环阻力(12%),和诱导阻力(7%)。
计算公式:R k=C D Av221.15其中C D为空气阻力系数,取0.50;A为坦克迎风面积,计算A=Bh=2.79*2.19=6.11m2。
v为车速,单位km/h。
7.计算动力因数动力因数的计算公式为:D=F j−R k GgG为坦克车重,取50t;g为重力加速度,取9.8。
可以得到动力特性曲线如下图:(图6 车辆的动力特性曲线)8.动力特性评价各档下的动力因数:(表1)1)对于一档,0.6≤D1max1max2)最高档,应该满足D6min>f0=0.045,f0=0.045为坦克行驶最优路面的滚动阻力系数;该车辆D6min=0.0553,所以道路适应能力较强。
3)二挡为获得较好的起步性,或者可以在较为恶略的路面二挡起步,应满足D2≥(0.25~0.3),由上表可知,该车满足,故在二挡可以得到较好的起步性。
4)在垂直方向上,各档曲线的的距离较小,使得坦克在部分地面阻力系数的路段上只能以低速挡通过,从而增大坦克的适应性以及提高平均车速。
水平方向上,各档曲线有重合,且重合量较大,便于换挡。
坦克的加速性计算与评价1.加速度公式取:a=gσ(D−f0)式中,g 为重力加速度,g=9.8m/s 2;σ为各挡离合器结合时质量增加系数,取值如下(表2):D 为动力因数,f 0为道路的阻力系数,因为是良好路面,所以取值f 0=0.045(干实土路)。
所以1a =σg(D −f 0) 得到如图所示图线:(图7 坦克的1/a -v 图线(6个档位))因为6挡的加速度较小,所以6挡1/a 曲线与其他档位曲线相距较远,故在下图中省略6挡。
(图8 坦克的1/a -v 图线(5个档位))2.0-32km/h加速时间的计算(图9 截取的在0-32km/h加速段内的曲线)根据作业要求9的叙述:二挡起步,起步挡加速第一阶段末的发动机转速为其最大扭矩点的转速,并假设起步挡离合器分离时的质量增加系数为1.2。
不考虑其他挡位的加速第一阶段。
可以得出:二挡直接起步,考虑二挡的加速第一阶段。
二挡起步加速第一阶段的加速度为:a=gσf(βD2max−f0),其中D2max=0.32,σf=1.2,β= 2.0.所以第一阶段为匀加速阶段,加速度大小为a=4.86m/s2.第一阶段末的车速为:υa=0.377n·r z i q i g i c其中n=1400r/min,ig=4.583所以v=10km/h所以t1=v3.6a=0.57s已知对曲线进行积分可得到加速时间计算公式:t=∫1 av2v1dv由上图可知加速阶段可以分为四个阶段,t1: 0<v<10; t2: 10<v<16.3; t3: 16.3<v<23.43; t4: 23.43<v<32.积分是也选用这四段对函数进行积分。
经计算加速时间为:t1=0.57s; t2=4.58s; t3=6.95s; t4=12.04s; 加速总时间为t=(t1+t2+t3+t4)/3.6=24.14/3.6=6.706s。
加速过程:(0~10km/h加速过程为匀加速)(图10 二挡起步加速过程)评价:对坦克加速性的要求是0-32km/h的加速时间不得大于10s,显然该坦克的加速性能很好。
液力传动及其动力特性(图11 液力机械式双流传动简图)根据作业要求,需要将坦克机械传动改为液力传动。
(图12 变矩器的原始特性)改动方案:使用液力变矩器替代原机械传动中的主离合器的位置,即可得到六档液力机械式传动装置:(图11)(图13 改进后的传动方案)液力变矩器为正透穿性,所以需要确定发动机与液力变矩器共同工作的输入特性图。
1.输入特性图循环圆的有效直径D=490mm,工作油重度γ=8750N/m3.1)选择典型工况点。
(表3)i Kλ×106(min2/r2·m)η0.0000 2.5944 2.8643 0.00000.2000 2.2166 2.7853 0.44330.5000 1.6219 2.5982 0.81090.6500 1.3253 2.4184 0.86140.7000 1.2269 2.3326 0.85880.8000 1.0285 2.0939 0.82280.9000 0.9757 1.3011 0.87810.9900 0.9849 0.2723 0.97502)作泵轮的负荷抛物线及发动机的外特性曲线对于坦克装甲车辆,为了缩小尺寸和减轻质量,希望以较小尺寸的液力变矩器来传递大功率柴油机的最大净功率。
因此,在发动机与液力变矩器之间加入前传动箱,采用增速传动,提高变矩器泵轮的转速。
泵轮转矩:T p=γλp n p2D5前传动iq=0.68;得到对应变速比i下的泵轮转速np以及对应的转矩Tp:(表4)(表3)由于在i=1时,λ值太小,所以未能找到与发动机外特性曲线的交点,故省略该点作图。
(图14 输入特性)2.输出特性图根据选定工况的点,计算输出轴上的参数:n T=in pT T=KT pP T=n T T T=iKn p T p将上述结果以n为横坐标,T、P为纵坐标,绘制输出特性图。
(图15 涡轮的输出特性曲线(未拟合))(图16 涡轮的输出特性曲线(拟合))3.动力性计算车速:v a=0.377rn Ti′牵引力:F t=T t i′ηTr式中:i′—液力变矩器之后传动装置的传动比;ηT为液力变矩器之后传动装置的传动效率ηT=ηxηcℎ=0.75。
得到坦克驱动力图:(图17 车辆计算牵引力与车速的关系)动力特性曲线:(图18 车辆动力特性曲线)动力性评价:特性曲线中,由于液力变矩器的加入,使得Dmax增大为原来的大约3.3倍。
但由于地面所能提供的最大附着系数仅为0.8,所以1、2挡较大的传动比造成较大的浪费。
所以,在使用该型液力变矩器时,齿轮传动箱的大小可以缩小为原来的1/3,且动力性更加优良。
在此,设计gearbox的传动比为ig1=3.7,ig2=3.2, ig3=2.6, ig4=2.1, ig5=1.6, ig6=0.8,再进行该坦克的动力特性曲线绘制:(图19 减小变速箱传动比之后的动力特性曲线)动力因数D 如下表所示:(表4)机电混合传动及其动力特性计算1.混合动力驱动形式的分类根据混合动力的驱动的连接方式,混合动力主要分为以下几类:(1)串联式混合动力(Series Hybrid)顾名思义,这种连接方式的混合动力车型,其驱动的动力源之间是一种串联关系,只能通过单条线路进行动力输出。