工程机械底盘理论与性能5

第五章车辆的牵引性能、动力性能和燃料经济性§5-1牵引力平衡和牵引功率平衡§5-2牵引特性§5-3试验牵引特性§5-4动力特性§5-1牵引力平衡和牵引功率平衡一、驱动力的确定(一)机械直接传动的车辆驱动力的确定(二)液力机械传动车辆驱动力的确定二、牵引力平衡和牵引功率平衡(一)牵引力平衡方程(二)牵引功率平衡方程三、相关定义一、驱动力的确定(一)机械直接传动的车辆驱动力的确定发动机的功率的分配等速稳定运转的工况不稳定工况发动机的功率的分配驱动辅助装置的功率驱动辅助装置的扭矩；输出轴上的发动机的扭矩和功率输出轴上的发动机功率；发动机自由扭矩和自由功率。等速稳定运转的工况式中：rK—驱动轮动力半径；ηr—履带驱动段效率(ηr=0.96～0.97)；im—传动系总传动比(自发动机至驱动轮)；ηm—传动系总效率；Mec－发动机自由扭矩。KrmmecKKrKriMrMFηηη不稳定工况式中：G—机器重量；g—重力加速度；Je—发动机运动质量换算至曲轴上的转动惯量(传动系的转动惯量很小，通常忽略不计)；dV／dt—机器前进的减速度或加速度。dtdvriJgGFFrmKmeKKηη'''一、驱动力的确定(二)液力机械传动车辆驱动力的确定自由扭矩应是涡轮输出轴的扭矩；需要扣除由液力变矩器所消耗的功率。二、牵引力平衡和牵引功率平衡(一)牵引力平衡方程1、滚动阻力Ff：Ff=fGcosα；α—运动表面对水平面的倾角；G—机器重量。2、坡道阻力Fi：Fi=±Gsinα3、工作阻力Fx；4、Fj为惯性阻力。XjifKFFFFFF二、牵引力平衡和牵引功率平衡(二)牵引功率平衡方程Pe—发动机有效功率PPTO—功率输出轴驱动系统的效率Pba－驱动辅助装置消耗的功率Pf－滚动阻力消耗的功率Pkp－车辆的有效牵引功率Pm—传动系的功率损失Pi－克服坡道阻力消耗的功率Pr－驱动段的功率损失Pδ—滑转引起的功率损失KPifrmPTOBaePPPPPPPPP三、相关定义驱动辅助装置的效率理论切线牵引功率滑转效率滚动效率牵引效率§5-2牵引特性牵引特性是反映车辆牵引性能和燃料经济性最基本的特性。牵引特性以图解曲线的形式表示了机器在一定的地面条件下，在水平地段以全油门作等速运动时，机器各档的牵引功率Pkp、实际速度v、牵引效率ηkp、小时燃油耗Gkp、比油耗gkp、滑转率δ和发动机功率Pe(或曲轴转速ne)随牵引力Fkp而变化的函数关系，亦即：Pkp=Pkp(Fkp)，V=V(Fkp)，ηkp=ηkp(Fkp)，Gkp=Gkp(Fkp)，gkp=gkp(Fkp)，δ=δ(Fkp)，Pe=Pe(Fkp)的图解形式。参看图5-1履带底盘牵引特性表征机器特征性的工况1最大有效牵引功率工况；2最大牵引效率工况；3发动机额定功率工况；4额定滑转率工况；5由发动机扭矩决定的最大牵引力工况；6由附着条件决定的最大牵引力工况；对于液力机械传动的机器还应补充：7变矩器最大输出功率工况；8变矩器工作扭矩决定的最大牵引力。§5-3试验牵引特性台架实验优点全天候实验条件比较容易控制实验数据受环境的影响较小缺点不能很好地反映行走机构与地面相互作用的真实情况跑道实验优点能校好地反映行走机构与地面相互作用的真实情况缺点不能随时做实验实验条件不容易控制实验数据受环境的影响较大影响试验结果不一致的因素地面附着性能牵引力点高度配重选择和分布轮胎状态牵引力负荷稳定性环境条件及仪器的标定情况试验时需要测定的物理量有效牵引力Fkp试验车实际行驶距离L通过这一距离所用的时间t相应的燃料消耗量Gkp左、右驱动轮的转速nKL，nKR发动机的转速ne。牵引试验用的测仪器和连接线路框形示意图参看图5-7测试记录数据的整理1.有效牵引力2.实际行驶速度3.小时燃油耗4.滑转率5.发动机的功率有效牵引功率P参看P114T220推土机的试验牵引特性图5-8§5-4动力特性一、速度性能二、加速性能三、爬坡能力车辆在运输工况下，如果将牵引平衡方程表示为：Ff－滚动阻力Fｉ－坡道阻力Ｆｊ－惯性阻力ＦＫ－切线牵引力ＦＷ－风阻力wjifKFFFFF动力因数D：道路阻力系数ψ：SwkGFFDsincosfψ参看图５－９一、速度性能速度性能通常用机器的最高运输速度来评价。这一速度可以很方便地利用动力特性来确定。实际上，如果在动力特性图上绘上道路阻力曲线ψ=ψ(v)，则最高档的动力因数曲线D=D(v)二、加速性能加速度曲线参看图5-10时间-速度曲线参看图5-12行程-速度曲线参看图5-13三、爬坡能力机器的爬坡能力受限于：1、发动机动力；2、地面条件；3、机器的稳定性。