第四章 第六節(jié)

1、第六節(jié) 動力特性（214頁） 施工機械的工作過程有兩個典型的工況：牽引工況和運輸工況。 當(dāng)車輛在運輸工況下工作時，機械的動力性主要反映在車輛的速度性能、加速性能和爬坡能力上。 確定機械的動力性，就是確定機械沿著行駛方向的運動狀況，因此，需要了解沿著機械行駛方向作用于機械的各種外力，即驅(qū)動力和行駛阻力。根據(jù)力的平衡方程式，即可得出車輛的最大速度、加速度和最大爬坡度。一、驅(qū)動力平衡：。為慣性阻力在加速工況時：；為迎風(fēng)阻力在等速穩(wěn)定工況時：。慣性阻力、迎風(fēng)阻力等阻力和；有滾動阻力、坡道行駛過程中所有阻力之切線牽引力；式中：jwjifkwwifkkkFFFFFFFFFFFFFFF1、慣性阻力Fj：機械

2、在加速時，必須要克服慣性阻力，機械的質(zhì)量分為平移（直線運動）的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)運動的質(zhì)量，旋轉(zhuǎn)運動的質(zhì)量主要是發(fā)動機曲軸、飛輪、離合器總成和車輪等，為便于計算，一般將旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩轉(zhuǎn)化為平移質(zhì)量的慣性力，以系數(shù)x作為轉(zhuǎn)換系數(shù)。08. 1xxdtdvgGxFj一般取旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的換算系數(shù)，、迎風(fēng)阻力Fw：機械直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向上的分力為空氣阻力。由形狀阻力、干擾阻力、內(nèi)循環(huán)阻力、升力阻力和摩擦阻力等。形狀阻力與車身的形狀有關(guān)，干擾阻力是車身表面突出物如后視鏡、門把、車燈等引起的阻力。 空氣阻力系數(shù)。；迎風(fēng)面積速；，風(fēng)速為零時，即為車空氣相對于機械的速度DDwCmAvNAvCF2215

3、.21、滾動阻力和坡道阻力：計算如前。稱為道路阻力系數(shù)。稱為道路阻力；sincossincossincosffGFFGFfGFifif、驅(qū)動力平衡圖：wjkFFGF將驅(qū)動力在行駛方向上的分配關(guān)系用圖形表示，即為驅(qū)動力平衡圖。驅(qū)動力平衡圖有兩部分組成，一是各檔的驅(qū)動力曲線：Fkv曲線；二是在平直良好路面上等速行駛的總阻力曲線：（Ff+Fw）v曲線。從圖上可以清楚地看出不同車速時驅(qū)動力和行駛阻力之間的關(guān)系。機械以最高檔行駛時的最高速度可以從驅(qū)動力平衡圖上直接得到，即最高檔的驅(qū)動力曲線與行駛阻力曲線的交點對應(yīng)的車速。同時用驅(qū)動力平衡圖也可獲得機械的其他動力性指標(biāo)，如加速度和爬坡能力。二、動力特性：

4、車輛在行駛過程中，由于滾動阻力、坡道阻力、慣性阻力都是和機械的重量成正比的，因此上述各項性能不僅取決于驅(qū)動輪輸出的牽引力，而且也和機械的重量直接有關(guān)。為了能對不同重量的機械進行對比，引出了單位重量的驅(qū)動力和阻力的概念。車輛在運輸工況下，牽引平衡方程可表示為：迎風(fēng)阻力；式中：wwjifKFFFFFF 上式中，除了迎風(fēng)阻力外，其他各力都和機械的重量成正比，故移項后，兩邊同除以機械的總重量，成為下式：。對于工程車輛動質(zhì)量的影響系數(shù)，轉(zhuǎn)動質(zhì)量轉(zhuǎn)化為直線運式中：08. 1sincosxxdtdvgxfGFFwKGFFwK稱為動力因數(shù)，用D表示。 動力因數(shù)D反映了在扣除迎風(fēng)阻力Fw后，機械單位機重所能獲得

5、的用來克服滾動阻力、坡道阻力、慣性阻力的切線牽引力。機械在運輸工況下的牽引力平衡可以用另一種形式來表示：dtdvgxfDsincos 對于某一給定的車輛來說，上式右邊前兩項之和主要與道路狀況有關(guān)，常常將它們合在一起，稱為道路阻力系數(shù)，亦即：dtdvgxD動力特性。變化的關(guān)系曲線，稱為而隨車速動力因數(shù)出變速箱各個檔位下的的形式表示作為自變量，可用圖表如果以的函數(shù)，都是實際行駛速度、上式中vDvvFFGFFDwKwK 為了表示機械的牽引平衡關(guān)系，在動力特性圖上還可以繪出代表道路總阻力隨車速而變化的關(guān)系曲線， = （v）鏟土運輸機械的動力特性 動力特性是反映鏟土運輸機械在運輸工況下動力性的基本特性曲

6、線。利用動力特性可以方便地來評價鏟土運輸機械的速度性能、加速性能和爬坡能力。二、速度性能 速度性能通常用機械的最高運輸速度來評價。 在動力特性圖上繪上道路阻力曲線 = （v） ，則最高檔的動力因數(shù)曲線D=D(v)和曲線 = （v）之交點A的橫坐標(biāo)，即代表了在給定道路條件下車輛所能達到的最高運輸速度vmax。鏟土運輸機械的動力特性三、加速性能 機械的加速性能通常用加速度隨車速而變化的曲線(稱為加速度曲線)以及加速過程的時間和路程來評價。 1、加速度曲線 機械在起步加速過程中，起動力矩是隨著車速而不斷變化的，因而由此形成的加速度也將是一個不斷變化的數(shù)值。加速度曲線同樣可以利用動力特性來取得。dtd

7、vgxDdtdvgxD 因此，動力特性上任一車速下的動力因數(shù)D，扣除了道路阻力系數(shù)后剩余部分(下圖中線段bb)，就反映了在這一車速下加速度a的數(shù)值。 D曲線與曲線間距離的gx倍即為加速度。如粗略估計時，取x約為1，g約為10，則加速度即是D- 的10倍。鏟土運輸機械的動力特性根據(jù)動力特性得出： vfaxgDa：隨著車速而變化的曲線由上式即可繪出加速度加速度曲線 在加速度曲線上不僅可以看出某一檔位下加速度隨車速而變化的情況，而且通過兩個相鄰檔位加速度曲線的交點，還可以進一步顯示合理的換檔過程。從下圖上可以看到與各檔加速度曲線交點的車速，實際上代表了最佳的換檔速度。如果換擋過程是在這些車速下進行的

8、，那么車輛將獲得最大的加速過程。2、時間速度曲線：dtatvvadvdtdtdvavv111所需的時間。某一速度加速到求得車輛從初速度對上式進行積分，即可 因為加速度a很難用方程的形式來表示，所以通?？梢圆捎脠D解積分的辦法。此時首先應(yīng)根據(jù)加速度曲線繪出加速度的倒數(shù)曲線。從下圖可看到，單元面積dF實際上代表了單元加速時間dt。由此，為了獲得從v1加速至v所需的時間，只需求出曲線下方的面積即可。 加速度的倒數(shù)曲線 再選取若干車速，并進行相應(yīng)的計算后即可繪出加速時間t隨車速v而變化的曲線tt (v)。時間速度曲線3、行程速度曲線： 在取得了時間速度曲線tt (v)后，進一步對速度再作一次積分即可獲得加速路程S和速度v的關(guān)系曲線，即： ttvdtS1行程速度曲線四、爬坡能力 機械動力性所反映的爬坡能力，是指車輛在某一檔位下等速行駛時，由發(fā)動機動力所決定的最大爬坡角。 機器在各檔位的最大爬坡角可以根據(jù)各檔動力因數(shù)的最大值Dmax計算而得。如果D max完全用來克服車輛的道路總阻力，那么此時的坡道角即為該檔的最