工程机械的整机性能

工程机械的整机性能工程机械运用技术专业国家教学资源库动力性能牵引工况行驶过程的功率损失目录动力性能动力性能3、加速性能1、行驶速度2、爬坡能力

动力特性反映的是作业机械在不同坡度的道路上行驶时，所具有的加速性能、所能达到的最大车速以及爬坡性能。动力性能影响到作业机械的作业生产率与适用性，尤其是对以运输车辆为主的作业机械，如铲运机、翻斗车等。动力性能

提高工作速度可以提高机械的生产率，但受限于机械的传动形式和作业性质，工作速度过高会使操纵困难。例如采用机械传动系统的履带式推土机在切土作业时，速度大于4km/h时操纵就很困难，对于液力机械传动的推土机，由于适应载荷变化的性能较好，故其工作速度可比机械传动的提高1～1.5km/h。（1）牵引工况最低档理论工作速度1、行驶速度

自行式铲运机由于牵引工况时的操纵比较简单，可取4.5～7km/h，而当采用自动变速装置时可取8km/h。履带式机械：2.3～3km/h轮式机械：3～4km/h动力性能（2）运输工况最高理论行驶速度

履带式机械运输工况的最高行驶速度，是指由一个工作地点转移到另一工作地点时的最高行驶速度，一般其距离不远。当距离远时，往往用拖车运输更为经济。故其最高行驶速度较低，一般取10～12km/h（半刚性悬架）或15～20km/h（弹性悬架）。动力性能时，其最高行驶速度仅为30～50km/h，而目前已出现采用弹性悬架、自动变速的自行式铲运机，其最高行驶速度可达70～90km/h。提高行驶速度只有在一定的运距以上才能提高生产率。例如自行式铲运机，当行驶速度大于40～50km/h时，仅在运土距离大于2—2.5公里时才能提高生产率。

对轮式机械，其运距较长而且运输工况往往是主要作业工况，因此最高行驶速度较高。轮式机械的最高行驶速度往往受悬架和操纵形式的限制，如自行式铲运机未采用弹性悬动力性能

爬坡性能主要用于检验作业机械挂最低档等速上坡时能否爬限定的最大坡度。

最大坡度角还受到稳定性、发动机功率、附着性能等因素的影响。对推土机、装载机等，最大坡度角通常取25◦～30◦

。城市货车要求能在坡度为30%的坡道上以37km/h的速度行驶。稳定性较差的机械，如转子后置式稳定拌和机，最大坡度角取15◦左右。

在30◦坡度角时，要求作业机械在空档滑退情况下，能在1m内实现制动，作为制动能力是否合格的依据之一。2、爬坡能力动力性能3、加速性能

机械加速行驶时，需克服机械平移加速的惯性力和回转零件加速回转的惯性力矩。（1）平移加速的惯性阻力Pj1（2）回转零件加速回转引起的惯性阻力Pj2

在机械各回转零件中，发动机的飞轮和车轮的转动惯量远较其他零件为大；故在计算Pj2时，其他回转零件的影响一般忽略不计。（履带式机械则还要考虑履带作回转运动的惯性）。动力性能发动机飞轮所有车轮

将Mje换算到驱动轮上，并把各车轮的惯性力矩除以各车轮的动力半径即得Pj2的计算式：

因为ωe=iΣωK，ωK为驱动轮的角速度，又当忽略车轮的滑转和滑移时v=rKωl

，故得：动力性能加速阻力为：行驶过程的功率损失行驶过程的功率损失

发动机的动力经传动系传递到驱动轮，传动系各零部件总成消耗的功率。在实际设计中，传动效率只计算由齿轮啮合在传动中产生的摩擦损失。一般对每对直齿轮传动取ηm1=0.98，对每对斜齿轮传动取ηm2=0.97，对每对锥齿轮传动取ηm3=0.96，对于履带式作业机械，还应包括驱动效率，ηq=0.96～0.97，因此传动效率为：

在水平地段等速行驶时，作业机械的功率损失由两部分组成：1、传动损失；2、行走损失。传动效率1、传动损失行驶过程的功率损失

在水平地段等速行驶时，作业机械的行走损失由两部分组成：（1）滚动阻力引起的功率损失；（2）由轮胎或履带的滑转引起的功率损失。由滚动阻力造成的功率损失，用滚动效率ηf表示：由滑转引起的功率损失，用滑转效率ηδ表示：滚动效率滑转效率2、行走损失行驶过程的功率损失3、牵引效率

作业机械发动机功率的有效利用程度，可以用牵引效率ηkp表示：

因此，牵引效率是传动效率、滚动效率和滑转效率、驱动效率四者的乘积，它的数值大小，反映了所设计作业机械传动与行走性能的好坏，这一性能通常是以牵引特性来表示的。行驶过程的功率损失

研究牵引力平衡和牵引功率平衡，是为了分析机械在行驶作业过程中，其牵引力是怎样利用的以及发动机的功率是怎样消耗的。

牵引力平衡和牵引功率平衡，是指机械在行驶作业过程中的任何瞬间，其牵引力恒等于所有阻力之和，发动机输出功率恒等于所消耗的功率。根据牵引力平衡可以分析机械的动力性能，根据牵引功率平衡可以选定铲土运输机械发动机的功率及分析牵引效率。牵引力平衡和牵引功率平衡行驶过程的功率损失

铲土运输机械的工作过程一般有两种不同的工况，牵引工况和运输工况。

为了使铲土运输机械具有较好的使用性能，应该使它兼有牵引机械和运输机械的特点。在牵引工况工作时能以尽可能高的效率把发动机的功率转换成牵引功率。这就要求正确地选择行走机构和传动系统的类型、参数及发动机的功率和特性。在运输工况，对于运距不长的循环作业的机械，为了提高生产率，要求具有良好的加速性能。对于运距较长的机械（如铲运机），还要求具有较高的行驶速度。牵引工况牵引工况一、牵引工况在牵引工况，行驶速度低，可忽略风阻力。1、牵引力平衡

牵引力平衡没有反映牵引工况的全部能量消耗形式，因此不能评定发动机的负荷程度。例如牵引力平衡，并不能反映车轮滑转的能量损失。故在确定发动机功率和讨论牵引效率时，就要用牵引功率平衡的概念。2、牵引功率平衡牵引工况式中：NK—驱动功率，