¿Por qué las velocidades de los tanques y las excavadoras son tan diferentes cuando ambos son vehículos de orugas?
La razón es simple y burda: la potencia del motor de la excavadora es mucho menor que la del motor del tanque. Bienvenido a prestar atención al espectro de conocimientos sobre armas. Hoy aprenderemos sobre tanques y excavadoras.
Las excavadoras son maquinaria y equipos de ingeniería civil, y su objetivo principal es realizar operaciones de movimiento de tierras en la construcción de ingeniería; los tanques son equipos militares, y su único propósito es llevar a cabo combates.
Los equipos civiles enfatizan la aplicabilidad económica y las excavadoras no son una excepción. Bajo la premisa de cumplir con los requisitos de rendimiento, el costo de uso, como el consumo de combustible, debe reducirse tanto como sea posible.
La velocidad de conducción no es importante para la excavadora, por lo que la relación de distribución de potencia de la velocidad de conducción es muy baja en el diseño de potencia. La potencia principal se distribuye a los mecanismos de trabajo, como la varilla del cucharón y el cucharón. Para lograr el rendimiento principal de mejorar la fuerza de excavación.
Tomemos como ejemplo la excavadora Sany Heavy Industry SY485H de 50 toneladas: la potencia de su motor es de sólo 300 kilovatios, la velocidad máxima es de 1.800 rpm y la velocidad máxima de conducción es de 5,1 km/h.
Lo que más buscan los tanques es la efectividad en el combate. Todo es solo para ganar. Los indicadores de rendimiento son siempre > el costo de uso, y la velocidad de conducción es uno de los principales indicadores de rendimiento. Cuanto más rápida es la velocidad de conducción, más fuerte es. maniobrabilidad., por lo que la potencia del motor del tanque es muy grande, y cuanto más grande, mejor.
Tomemos como ejemplo el tanque de batalla principal Tipo 96 de 50 toneladas: su potencia de motor es de 735 kilovatios (1.000 caballos de fuerza), velocidad máxima: 57 kilómetros por hora y autonomía máxima de 400 kilómetros (maniobra en carretera). .
Se puede ver que la potencia del tanque es 2,45 veces mayor que la de la excavadora y la velocidad de conducción es más de 10 veces. Por lo tanto, las excavadoras, que también son vehículos de orugas, no pueden competir con los tanques en velocidad.
Entonces surge la pregunta: ambos son vehículos de orugas, ¿por qué el tanque necesita viajar a alta velocidad, pero la excavadora no? Analicémoslo desde los siguientes puntos.
▼La siguiente imagen muestra el tanque de batalla principal Tipo 96B equipado con un motor de 1200 caballos de fuerza, lo que equivale a 880 kilovatios, ¡casi tres veces más que una excavadora! La velocidad máxima de maniobra en carretera de este tipo de tanques alcanza los 70 kilómetros por hora, velocidad que está fuera del alcance de las excavadoras. El índice principal de rendimiento de la excavadora es la fuerza de excavación.
Los tres parámetros más importantes de la excavadora son: peso operativo (masa), potencia del motor y capacidad del cucharón. Estos tres parámetros determinan el rendimiento de la excavadora. La fuerza y la fuerza de excavación son el indicador principal de rendimiento de la excavadora.
La llamada "fuerza de excavación" se refiere a la fuerza real generada por el cucharón cuando el mecanismo de trabajo de la excavadora está funcionando. Cuanto mayor sea la fuerza de excavación, mejor será el rendimiento general de la excavadora. y viceversa.
La forma más directa y efectiva de mejorar la fuerza de excavación de una excavadora es aumentar la potencia del sistema hidráulico, y la potencia del sistema hidráulico proviene de la potencia que proporciona el motor, por lo que en el En última instancia, todavía es necesario aumentar la potencia del motor.
Pero simplemente aumentar la potencia del motor no es suficiente, porque el aumento de la fuerza de excavación significa que todo el vehículo excavadora pierde el equilibrio. Al excavar con la máxima fuerza de excavación, es muy fácil provocar un accidente por vuelco. todo el vehículo.
Por lo tanto, mientras se aumenta la potencia del motor, el peso del vehículo también debe aumentarse en consecuencia para lograr el propósito de aumentar la calidad operativa del vehículo.
Para aumentar la fuerza de excavación, es necesario aumentar el tamaño del cucharón, es decir, el volumen del cucharón (capacidad del cucharón). Solo así se puede mejorar la eficiencia del trabajo si el volumen del cucharón. No aumenta sin aumentar la fuerza de excavación, entonces el aumento en la fuerza de excavación no tiene sentido. Después de todo, la mejora de la excavadora en la eficiencia del trabajo de construcción de ingeniería en última instancia debe reflejarse en la cantidad de movimiento de tierras excavado.
Por lo tanto, esto no significa que cuanto mayor sea la potencia del motor de la excavadora, mejor. Cuando la potencia de salida del motor excede la demanda de potencia real de la fuerza de excavación, la potencia de salida del motor será excedente, lo cual es. Sin duda un desperdicio de recursos, el resultado final es que el coste de uso aumenta significativamente.
Tomemos un ejemplo: supongamos que el motor de 300 kilovatios de la excavadora SY485H mencionada anteriormente es reemplazado por el motor de 735 kilovatios del tanque de batalla principal Tipo 96. ¿Cuál será el resultado de este enfoque? ¿Paño de lana?
El estado estipula que las excavadoras de más de 32 toneladas deben utilizar un sistema de estación hidráulica variable. Por lo tanto, después de reemplazar un motor de alta potencia, el sistema variable de la estación hidráulica aumentará automáticamente la potencia variable total y la excavación de la excavadora. La fuerza aumentará más del 60%.
Dado que el peso del vehículo y la capacidad del cucharón no han aumentado, este tipo de excavadora sigue funcionando con una capacidad del cucharón de 3,1 metros cúbicos. El resultado es que la acción de excavación de tierra de la excavadora será más suave cuando se aumente la fuerza de excavación, pero la eficiencia del trabajo no ha cambiado, pero el consumo de combustible ha aumentado en más del 200%, lo que realmente no vale la pena ganar.
¿El aumento de la potencia del motor puede aumentar la velocidad de la excavadora?
La respuesta es sí. La velocidad máxima del motor de 735 kilovatios del tanque de batalla principal Tipo 96 es de 2200 rpm, si se utiliza en una excavadora, la velocidad de conducción aumentará a 10 kilómetros/hora. La velocidad de conducción será obvia.
Pero esto realmente no es lo que la excavadora necesita. Durante la construcción, el recorrido diario total de la excavadora no excederá los 30 kilómetros y la velocidad promedio es de unos 3,1 kilómetros/hora. hora La velocidad no significa nada en absoluto.
Por lo tanto, la investigación sobre excavadoras se centra principalmente en mejorar la fuerza de excavación. Es por eso que todas las excavadoras utilizan cajas de cambios de baja velocidad y alto par para proporcionar potencia motriz al sistema de marcha sobre orugas.
▼La siguiente imagen muestra el conjunto de motor diésel Volvo ec210b de 300 kW utilizado por excavadoras grandes. Puede satisfacer las necesidades de energía de excavadoras grandes de 30 a 50 toneladas. La energía que genera se proporciona principalmente al sistema hidráulico. La estación se utiliza para impulsar los componentes de trabajo para generar fuerza de excavación. Solo se utiliza una pequeña cantidad de energía para impulsar la oruga, por lo que la velocidad de conducción es muy lenta. El tanque es un arma de combate de gran movilidad. Su maniobrabilidad en el campo de batalla no se trata sólo de la victoria o la derrota, sino también de la vida o la muerte.
Como arma, los tanques también tienen tres parámetros principales: potencia de fuego y defensa. Desde el nacimiento del tanque, desde entonces, la gente no ha escatimado esfuerzos para alcanzar lo último en estos tres parámetros, hasta el punto de que el calibre del arma principal de los tanques de batalla principales modernos ha alcanzado los 125 mm, el blindaje defensivo es. 400 mm de espesor y la velocidad de conducción que refleja la movilidad ha superado los 70 km/h.
Se puede decir que para mejorar la efectividad de combate del tanque y así ganar la batalla, la gente está dispuesta a pagar cualquier precio, incluido el costo de uso.
Tomemos como ejemplo el tanque de batalla principal M1A2 (versión mejorada de SEP) fabricado en Estados Unidos. Su masa total alcanza las 70 toneladas y su motor utiliza una turbina de gas Lycoming de 1500 caballos de fuerza (aproximadamente 1100 kilovatios). potencia máxima en condiciones de maniobra en carretera La velocidad de conducción alcanza los 71 kilómetros por hora y la velocidad de conducción promedio en condiciones de campo es de 48 kilómetros por hora. Es el tanque de batalla principal más pesado y rápido del mundo.
Esta buena maniobrabilidad se logra a un alto costo, incluido un consumo de combustible extremadamente alto. El consumo de combustible teórico del tanque de batalla principal M1A2 es de 400 litros/100 kilómetros, pero en combate real el consumo de combustible real es igual. hasta 580 litros/100 kilómetros, lo que significa que su gran depósito de combustible de 1.600 litros sólo alcanza para recorrer 270 kilómetros.
Además, el costo de uso causado por el desgaste de las orugas y los sistemas de transmisión también es muy asombroso. Para mejorar el rendimiento todoterreno, los principales tanques de batalla generalmente usan orugas de goma. las orugas deben recibir mantenimiento cada 500 kilómetros. Entre ellos, esto incluye el reemplazo de la goma de las orugas; la caja de cambios hidráulica y el sistema de suspensión hidráulica de las ruedas de carretera deben mantenerse cada 800 kilómetros de kilometraje de conducción...
Dejar Aparte de las costosas municiones, solo el mantenimiento diario El costo y el costo del combustible son suficientes para comprar una nueva excavadora de 50 toneladas. Se puede ver que detrás de la alta maniobrabilidad hay en realidad un enorme consumo de fondos, pero en comparación con ganar la guerra, esta cantidad. el dinero es insignificante.
La movilidad del tanque es realmente importante. Debe cumplir con los requisitos del tanque para "ganar, alcanzar y esconderse", de lo contrario el tanque caerá en una situación desesperada de ser derrotado pasivamente.
"Correr para ganar" significa que cuando la situación de batalla es desventajosa y se recibe la orden de retirada, la velocidad de retirada de los propios tanques es mayor que la velocidad de persecución del enemigo; "alcanzar" significa que; cuando los propios tanques capturan el Cuando el enemigo toma la iniciativa en el campo de batalla y comienza a avanzar más profundamente hacia el enemigo, la velocidad de avance del propio tanque debe ser mayor que la velocidad de retirada del enemigo "esconderse en el tiempo" significa que cuando el propio tanque; Si se apunta a un tanque, la velocidad de ocultación debe ser mayor que la velocidad de la munición entrante.
Para lograr tales indicadores de rendimiento de movilidad, el motor utilizado por el tanque debe ser el más potente, el sistema de transmisión debe ser el más avanzado y el sistema de orugas también debe tener el mejor rendimiento. , no importa el costo, .
▼La siguiente imagen muestra el tanque de batalla principal MIA2 del ejército estadounidense siendo reemplazado por un motor. La turbina de gas Lycoming que utiliza tiene una potencia de 1.500 caballos de fuerza, que puede proporcionar una potencia potente para un tanque de 70 toneladas. La mayor diferencia entre un motor de tanque y un motor de excavadora es que el primero se utiliza principalmente para impulsar la parte móvil de la oruga para desplazarse a alta velocidad, mientras que el segundo se utiliza principalmente para impulsar componentes de trabajo para operaciones de excavación. El tanque funciona más rápido, la inversión en la parte móvil sobre orugas es muy alta y ha alcanzado el nivel de "a toda costa", y el requisito para la parte móvil sobre orugas de la excavadora es básicamente que pueda moverse. En resumen, podemos sacar esta conclusión
Primero, como ambos vehículos de orugas, la razón por la cual los tanques viajan mucho más rápido que las excavadoras es que los tanques necesitan maniobrabilidad a alta velocidad, mientras que las excavadoras no, por lo que el La potencia del motor del tanque es mucho mayor que la de la excavadora. La enorme diferencia de potencia da como resultado una gran diferencia en la velocidad de conducción.
En segundo lugar, la excavadora es un equipo de construcción de ingeniería civil, lo que enfatiza la aplicabilidad económica y reduce el costo de uso tanto como sea posible mientras cumple con los requisitos de rendimiento. Por lo tanto, no estará equipada con un motor de alta potencia. eso excede los requisitos de rendimiento del sistema de transmisión; y el tanque es un arma de combate, todo es solo para ganar y el costo de uso no es importante, por lo que puede equiparse con todos los sistemas de transmisión de alta potencia y alto rendimiento necesarios. Y es comprensible que la velocidad de conducción sea mucho mayor que la de la excavadora.
Conclusión
Cuando vemos que la velocidad de los tanques es mucho mayor que la de las excavadoras, podemos pasar por alto la enorme diferencia de costos entre ellos, como la excavadora doméstica SY485H de 50 toneladas. El precio es de unos 2,2 millones de yuanes (configuración de gama alta), lo que parece muy caro.
Pero en comparación con el tanque de batalla principal de 50 toneladas, es bastante barato. Por ejemplo, la versión de comercio exterior nacional del tanque de batalla principal VT-4, el precio de compra del ejército tailandés es de aproximadamente 5,8 millones de dólares. En dólares, equivalente a 39,44 millones de RMB, ¡el precio de un tanque de este tipo equivale a 18 excavadoras SY485H!
Imagínese, ¿qué pasaría si el mecanismo de trabajo de la excavadora estuviera injertado en la placa inferior del tanque? Creo que una excavadora así puede funcionar tan rápido como un tanque, pero la pregunta es: ¿cuántos años y meses tardará una excavadora así en devolver su dinero? En otras palabras, si una excavadora puede ser tan rentable como un tanque, también puede funcionar a una alta velocidad y una maniobrabilidad de 70 kilómetros por hora.