全履帶運輸車的發(fā)動機特性

　　現(xiàn)代全履帶運輸車發(fā)動機多采用柴油機,其主要原因是:柴油機的壓縮比高,做功行程的氣體膨脹比較充分,能量利用率高,燃油消耗率比汽油機一般低;由于柴油機的燃油消耗率低以及柴油密度大,在相同容積油箱的情況下,履帶運輸車采用柴油機的行程里程為采用汽油機的倍;柴油不易蒸發(fā)、著火點高,不易發(fā)生火災(zāi),易于儲存和運輸,可以減少履帶運輸車的火災(zāi)危險性;柴油機易于改裝成多種燃料發(fā)動機;柴油機易于采用增壓技術(shù)提高發(fā)動機的單位體積功率,降低發(fā)動機的比質(zhì)量和燃油消耗率,從而提高發(fā)動機的緊湊性和燃油經(jīng)濟性。全履帶運輸車履帶板與驅(qū)動輪嚙合的結(jié)果從第3秒開始，依次進入嚙合狀態(tài)的單個履帶板所承受的嚙合力從1500kN開始逐漸增加，到第14秒時達到2600kN，并逐漸穩(wěn)定，這一現(xiàn)象是因為爬坡過程所需的驅(qū)動力逐漸增加。

履帶運輸車的發(fā)動機特性 　　近年來履帶運輸車柴油機性能有了很大提高,提高功率主要靠增加平均有效壓力,具體措施包括采用渦輪增壓技術(shù)、中冷技術(shù)、電子控制、超高增壓、低散熱等新技術(shù)。通過提高增壓度和采用中冷技術(shù),使結(jié)構(gòu)更加緊湊,油耗進一步降低。曲軌轉(zhuǎn)向方式車輛轉(zhuǎn)向過程中，全履帶運輸車輛可以通過調(diào)整側(cè)方的撓性履帶機構(gòu)在地面上形成曲線的形狀〔`。履帶運輸車發(fā)動機的功率。由于履帶運輸車經(jīng)常在惡劣環(huán)境下行駛,對動力裝置輔助系統(tǒng)的功能、性能提出了特殊的要求。

履帶運輸車的發(fā)動機特性

　　全履帶運輸車在不同的路面行駛時,造成柴油機的負荷阻力矩在很大的范圍內(nèi)變化。為了保持柴油機正常工作,并且穩(wěn)定柴油機的穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速和限制柴油機的轉(zhuǎn)速,履帶運輸車的發(fā)動機采用全程調(diào)速的風(fēng)冷式渦輪增壓柴油機,其模型包括標(biāo)定功率速度特性和部分速度特性模型。履帶運輸車履帶板與驅(qū)動輪嚙合的結(jié)果整個爬坡過程中，與驅(qū)動輪有嚙合作用的11個履帶板所受嚙合力的變化規(guī)律曲線。調(diào)速器的采用可以改進柴油機的轉(zhuǎn)矩曲線,盡管發(fā)動機工作時其輸出轉(zhuǎn)矩可以在很大的范圍內(nèi)變化,但其轉(zhuǎn)速變化很小,因此保證了發(fā)動機在穩(wěn)定的狀態(tài)下工作,以適應(yīng)行駛阻力的急劇變化。

　　柴油機的外特性代表車輛柴油機在使用中允許達到的性能,直接關(guān)系到車輛的動力性能。柴油機部分特性曲線的有效功率、有效扭矩、小時燃油消耗的變化趨勢與外特性曲線相類似,但均小于外特性的值。多履帶運輸車的轉(zhuǎn)向是將一組或兩組轉(zhuǎn)向履帶運輸車相對車架偏轉(zhuǎn)一定角度，依靠地面對轉(zhuǎn)向履帶運輸車的側(cè)向力克服轉(zhuǎn)向阻力矩來實現(xiàn)的。柴油機理論上是一個非線性不確定系統(tǒng),其數(shù)學(xué)模型是非線性的。雖然非線性的數(shù)學(xué)模型可以準(zhǔn)確描述柴油機的工作特性,但是它不便使用,所以在實際應(yīng)用時常常采用準(zhǔn)線性模型代替非線性模型。另外全履帶運輸車在正常行駛過程中,發(fā)動機一般是相對穩(wěn)定的系統(tǒng),也就是說發(fā)動機的轉(zhuǎn)速波動不是太大。

小型農(nóng)用全履帶運輸車輕量化研究

國內(nèi)外不少學(xué)者開展了農(nóng)用車的車架輕量化研究，提出了多種優(yōu)化方法。利用ANSYS軟件對半掛車車架進行輕量化研究，質(zhì)量最大降幅可達25.5%。在該力矩的作用下履帶運輸車可以克服轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向阻力矩，轉(zhuǎn)向阻力矩主要是由于履帶的滑移和車輛轉(zhuǎn)向慣性而產(chǎn)生的。對輪式山地運輸機車架進行輕量化設(shè)計，通過改變橫梁結(jié)構(gòu)及板厚，在滿足功能的條件下質(zhì)量減輕12.4%。也有文獻利用尺寸優(yōu)化方法對空投越野車、手扶電力驅(qū)動車、礦用車等的車架進行輕量化設(shè)計，設(shè)計后的車架質(zhì)量均有大幅減輕。

小型農(nóng)用全履帶運輸車輕量化研究 　　小型農(nóng)用履帶運輸車在果園有較好的通過性，采用電驅(qū)動的履帶運輸車相比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機履帶運輸車在振動噪聲控制、裝備智能化及生態(tài)環(huán)保等方面具有一定的優(yōu)勢。泥濘路或松軟路面行駛時,行駛阻力增大,附著力減小,應(yīng)采用低擋勻速行駛。因此，根據(jù)電動履帶運輸車的總體設(shè)計要求，對車架進行合理的輕量化設(shè)計具有重要的意義。

　　目前，對于電動履帶底盤車架的輕量化設(shè)計研究較少。本研究基于果園電動履帶運輸車的底盤設(shè)計要求，構(gòu)建車架有限元分析模型，采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法對車架進行輕量化設(shè)計，以期為果園全履帶運輸車的輕量化設(shè)計提供參考。

全履帶運輸車輕量化研究 　　建立了果園電動履帶底盤車架的有限元模型，靜態(tài)電測試驗結(jié)果驗證了所構(gòu)建模型的可行性。通過對車架進行輕量化設(shè)計，使其在滿足強度、剛度的條件下，質(zhì)量降幅為8.82%，較好地達到了輕量化的目標(biāo)。支撐輪被安裝在與車體縱向平面內(nèi)的垂線成適當(dāng)角度的軸上，在軸的運動下使得支撐輪下部產(chǎn)生位移以形成曲軌。運用有限元模態(tài)分析的方法對輕量化前后車架結(jié)構(gòu)的各階頻率進行了對比分析，結(jié)果表明，經(jīng)過輕量化設(shè)計后車架結(jié)構(gòu)的各階頻率均有所提升。其中，一階頻率提高了11.81%，進一步提升了底盤的行駛性能。

全履帶運輸車的驅(qū)動輪

　將全履帶運輸車驅(qū)動輪安裝在前部，稱么為前驅(qū)動；使用等效彈簧阻尼模型對碰撞過程進行分析，可以較精細的分析碰撞過程的動力學(xué)響應(yīng)。將驅(qū)動輪安裝在后部，稱之為后驅(qū)動。對于現(xiàn)有大部分拖拉機來說，與拖拉機配套的農(nóng)機具都掛在拖拉機的后方，將駕駛員的座位安裝在拖拉機的后部，才能使駕駛員能照顧到農(nóng)具的工作情況，如果將全履帶運輸車發(fā)動機安裝在拖拉機的前部，驅(qū)動輪采用后驅(qū)動，驅(qū)動橋安裝在后部，這樣可Ｗ大大簡化操作機構(gòu)Ｋ５３。但對于用在履帶運輸車上的行駛系統(tǒng)來說，為了方便駕駛員在工作時獲得良好的視野，通常把駕駛室安裝在拖拉機的前部，這時若將發(fā)動機安放在拖拉機的后方，采用前驅(qū)動，驅(qū)動橋在前，這樣也可簡化全履帶運輸車操作結(jié)構(gòu)。

  為了將動力傳給履帶，驅(qū)動輪通過輪巧與履帶節(jié)銷喃合，所以，輪齒與履帶節(jié)銷曬合的平穩(wěn)性對作業(yè)的影響比較大，要求能在履帶磨損后仍然可Ｗ保持正常嗤合。驅(qū)動輪的節(jié)距是指相鄰兩工作齒在節(jié)圓上對應(yīng)點間的弦長。驅(qū)動輪節(jié)距與履帶節(jié)距相等時，稱為正常唯合。

　全履帶運輸車行走機構(gòu)的驅(qū)動輪半徑和驅(qū)動力矩成正比，當(dāng)驅(qū)動力矩增大時，驅(qū)動輪的半徑也跟著增大；當(dāng)需要轉(zhuǎn)彎的時候，萬向輪發(fā)揮作用，可以實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)彎，當(dāng)需要越障或爬樓梯時，采用三角輪工作的方式增強越障能力，將兩者優(yōu)點充分融合。當(dāng)驅(qū)動力矩減小時，驅(qū)動輪半徑也跟著減小。對變速箱的要求是要減小變速箱受力的同時要考慮可靠性的提高。即驅(qū)動力矩越小越好，就要使驅(qū)動輪半徑越小，但是全履帶運輸車驅(qū)動輪的半徑不可小于它的極限。驅(qū)動輪的極限半徑要根據(jù)履帶的彎曲應(yīng)力來確定，履帶的彎曲應(yīng)力隨著履帶的彎曲直徑的減小而増大，過小的半徑會縮短履帶壽命。在確定驅(qū)動輪的齒數(shù)時，根據(jù)經(jīng)驗齒數(shù)應(yīng)該不小于屯個，還要使全履帶運輸車驅(qū)動輪的各個齒輪流與節(jié)銷曬合，驅(qū)動輪的齒數(shù)和履帶的節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)，這樣可Ｗ延長驅(qū)動輪的使用壽命。