ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 199
Скачиваний: 4
движителей переменным, что значительно приблизило расчет ную схему к реальному процессу.
Наиболее полно допущения, сделанные названными иссле дователями, учтены в теоретических и экспериментальных исследованиях М. М. Шлуфмана [12]. Как и при исследовании работы трактора с установившейся нагрузкой, методы теорети ческих исследований разгона основаны на математическом моделировании процесса с последующим воспроизведением и изучением его на аналоговых вычислительных машинах. Иссле дования разгона и работы трактора с установившейся нагрузкой на электронных моделях проводились параллельно на примере одного и того же трактора.
Полевые опыты по разгону проводились на том же тракторе, на котором проводились опыты при работе с установившейся нагрузкой, в одно и то же время, на одних и тех же фонах, с использованием одного и того же измерительного оборудо вания.
Разгон |
МТА можно разделить на |
два периода: трогание |
с места и |
разгон. Троганием будем |
считать тот промежуток |
времени, на протяжении которого происходит буксование муфты сцепления. В момент выравнивания угловых скоростей ведомого
и ведущего валов муфты сцепления наступает |
период |
разгона |
|||||||||||||||||
агрегата. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Трогание |
и |
разгон |
МТА |
происходят |
следующим |
образом. |
|||||||||||||
Двигатель |
работает в |
заданном |
режиме |
без |
нагрузки, |
муфта |
|||||||||||||
сцепления |
|
разъединена, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
трактор стоит |
неподвиж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
но. |
В |
начальный |
период |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
включения |
муфты |
сцепле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ния |
между |
ведущими и |
|
мг |
мФ |
|
м,+мтрм, |
Mf |
|
|
Mr |
||||||||
ведомыми дисками проис |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ходит |
интенсивное |
буксо |
6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
вание, |
а |
|
на |
ведомую |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
часть |
|
муфты |
передается |
|
м. |
мл |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ma |
||||
небольшой |
|
крутящий |
мо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
мент, под действием кото |
|
Рис. |
42. Динамическая |
схема |
МТА |
с |
ме |
||||||||||||
рого |
в |
трансмиссии |
вы |
|
ханической |
трансмиссией |
в |
период |
тро |
||||||||||
бираются |
зазоры |
между |
|
гания |
(а) и разгона |
(б) |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
зубьями шестерен, в шли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
цевых |
соединениях, |
а также упруго |
деформируются |
|
детали |
||||||||||||||
трансмиссии. По мере снижения буксования муфты сцепления крутящий момент, передаваемый ею, нарастает и достигает зна чения, достаточного для преодоления сил сопротивления переме щению трактора. Трактор начинает двигаться поступательно, выбираются зазоры в механизме соединения трактора с оруди ем, после чего происходит трогание орудия с места. Динамиче
ская схема МТА в период трогания (рис. 42) |
представляет со |
бой четырехмассовую систему как бы с двумя |
муфтами, одной |
5* |
67 |
из которых является муфта сцепления трактора, а второй — движитель, взаимодействующий с почвой.
При наличии в трансмиссии гидротрансформатора или гид ромуфты механизм трогания отличается от описанного лишь
более интенсивным буксованием |
в трансмиссии |
и менее |
резким |
||
нарастанием крутящего момента |
в ведомой |
части. |
Динамиче |
||
ская схема трактора с гидротрансформатором |
или гидромуфтой |
||||
в период трогания изображена |
на рис. 43, |
где одна |
из |
муфт |
|
символизирует гидротрансформатор или гидромуфту. |
|
|
|||
Мл |
,„ |
MrfMpMrr |
Рис. 43. |
Динамическая |
|
|
|
|
схема МТА с гидромеха |
||
|
|
|
нической |
трансмиссией |
в |
|
|
|
период |
трогания (б) |
и |
|
|
|
|
|
|
|
при |
установившейся на |
|||||
Ma |
Ми Mrr-MPMrT |
мг м,*марм, |
м, |
|
грузке |
(а) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В момент |
окончания |
буксования |
муфты |
сцепления |
динами |
||||||||
ческая |
схема |
агрегата |
на |
основе |
трактора |
|
с |
механической |
|||||
трансмиссией |
превращается |
в двухмассовую, |
а |
динамическая |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
схема |
агрегата |
на основе |
|||||
|
|
|
|
|
|
трактора |
|
с |
гидротранс |
||||
|
|
|
|
|
|
форматором— в |
трехмас- |
||||||
|
|
|
|
|
|
совую. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
динамической |
схе |
||||
|
|
|
|
|
|
ме |
трансмиссия |
трактора |
|||||
|
|
|
|
|
|
заменена |
условно «валом |
||||||
|
|
|
|
|
|
трансмиссии», |
|
имеющим |
|||||
|
|
|
|
|
|
жесткость |
С и |
коэффици |
|||||
|
|
|
|
|
и>„ 1/с |
ент |
демпфирования |
К и |
|||||
Рис. 44. |
Статическая |
характеристика |
момен |
расположенным |
соосно с |
||||||||
«валом |
|
двигателя». |
По |
||||||||||
тов двигателя и |
сопротивления |
|
|
ступательное |
|
движение |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
трактора |
заменено услов |
||||||
но движением «вала трактора», движение орудия — движением «вала орудия», а движение всего агрегата — движением «вала агрегата». Провисание сцепки может быть задано углом фзо, на который должен повернуться «вал трактора», прежде чем нач нется движение «вала агрегата».
Рассмотрим характеристику двигателя (рис. 44), совмещен ную с характеристикой нагрузки, когда сопротивление орудия соответствует 100%-ной загрузке двигателя, т. е. разгон осу ществляется без резерва мощности двигателя. Точка А пере сечения характеристики двигателя с характеристикой момента сопротивления является точкой устойчивого равновесия системы. 68
При временном увеличении нагрузки угловая скорость колен чатого вала снижается, а режим работы двигателя соответствует точке А' характеристики. При снижении нагрузки частота вра щения увеличивается, и новому режиму работы будет соответ ствовать точка А. То же происходит и в том случае, если имело место временное снижение нагрузки (режим работы системы соответствует точке А").
Точка В соответствует неустойчивой работе системы. При нарушении равновесия двигатель либо заглохнет при Мс > МД) либо при М д > Мс режим работы системы восстановится в точке устойчивого равновесия. Значение угловой скорости шш колен
чатого вала |
в точке В характеристики примем в качестве |
крити |
|||
ческого, |
т. |
|
е. при wimin > wis разгон |
осуществим, |
а при |
wimin < |
W I B |
двигатель останавливается. |
Величина ©ш |
зависит |
|
от характеристик двигателя и нагрузки. При скорости o)ic двига тель останавливается вследствие нарушения рабочего процесса.
2. Дифференциальные уравнения элементов системы регулирования. Математические модели трогания и разгона трактора
Воздействие на систему. В качестве воздействия на систему М. М. Шлуфман принимает угол ф закрутки условного вала трансмиссии, который пропорционален действующему на систему моменту
at
где С и К — жесткость и коэффициент демпфирования транс миссии трактора.
Впериод трогания и разгона угол закрутки трансмиссии определяется различными факторами и поэтому математически описывается по-разному.
Впериод трогания вал трансмиссии (условный) закручи вается под действием момента трения муфты сцепления, поэтому угол ф определяется из уравнения
Сф + * ^ |
= МФ , |
|
(43) |
||
|
at |
|
|
|
|
где Мф— момент трения муфты сцеплений, кгс-м. |
|
||||
В период разгона угол закрутки |
вала трансмиссии |
можно |
|||
определить из уравнения |
|
|
|
|
|
- ^ - = |
© , — |
© 2 , |
|
|
(44) |
где ©г — угловая скорость |
заднего |
конца |
условного |
вала |
|
трансмиссии, 1/с. |
|
|
|
|
|
Необходимо ввести ограничения действия уравнений |
(43) и |
||||
(44) во времени. Условимся, |
что |
уравнение |
(43) справедливо |
||
69
до момента t = t\, после чего становится справедливым |
уравне |
||||||||||||||||||||
ние |
(44). Момент |
времени |
t = |
t\ |
определяется |
равенством |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( Й ! |
= |
( 0 2 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
ш' = «г + |
|
|
|
угловая |
|
скорость |
переднего |
конца |
вала |
|||||||||||
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
трансмиссии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Математическую |
модель |
воздействия |
|
на |
систему |
по |
|
перио |
||||||||||||
дам можно представить следующим образом. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
Трогание |
|
|
|
|
|
|
|
Разгон |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
0 < * < r i ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
t>U; |
|
|
|
|
|
||||
|
С^ + К ~ |
|
МФ; |
|
|
|
- ^ L = |
W l — |
2 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
dt |
=t — tx |
при |
(!)[ =at(U2j |
|
<о; |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d(f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( й 2 |
= |
( 0 2 |
+ |
- j t - . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнения |
|
движения |
|
|
|
dt |
системы |
одинаковы для |
||||||||||||
|
|
элементов |
|||||||||||||||||||
обоих периодов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Уравнения движения элементов системы при механической |
||||||||||||||||||||
трансмиссии |
трактора. |
Движение |
коленчатого |
вала |
двигателя |
||||||||||||||||
описывается |
уравнением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
где |
/ ] — момент инерции |
движущихся |
частей |
двигателя, |
при |
||||||||||||||||
|
веденный к |
валу |
муфты сцепления, к г с - м - с 2 ; |
|
|
||||||||||||||||
|
0)1 — угловая |
скорость |
коленчатого вала |
двигателя, |
1/с. |
||||||||||||||||
|
Так как демпфирование всегда направлено в сторону, проти |
||||||||||||||||||||
воположную действующему моменту, то это |
следует |
обусловить |
|||||||||||||||||||
в модели выражением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнение движения муфты регулятора известно: |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
m J * ! |
+ i V |
* - + |
£ = |
Л(/) ш ?, |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
dt2 |
|
|
dt |
|
|
|
|
|
w |
|
|
|
|
|
|
где |
т — масса |
движущихся |
частей |
регулятора |
и |
топливного |
|||||||||||||||
|
насоса, |
приведенная |
|
к |
оси |
|
муфты |
|
регулятора, |
||||||||||||
|
кгс-с2 /м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
/ — координата |
положения |
муфты |
|
регулятора, |
мм; |
|
||||||||||||||
|
./V — фактор демпфирования |
регулятора, |
кгс-с/мм; |
|
|
||||||||||||||||
|
Е — восстанавливающая |
сила |
пружин |
регулятора, |
|
приве |
|||||||||||||||
|
денная к оси муфты, кгс; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
А — коэффициент |
инерционности |
грузов |
регулятора. |
|
||||||||||||||||
70