Файл: Барский И.Б. Динамика трактора.pdf

В период разгона снижение расхода воздуха по сравнению с расходом при работе двигателя на этих же режимах при за­ грузке постоянным моментом не превышает 10%, и с ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя это снижение быстро убывает.

Переходные процессы в двигателе и в турбокомпрессоре про­ исходят практически синхронно. Двигатель и турбокомпрессор выходят на установившийся режим почти одновременно. В кон­

хотным, лущильным и посевным агрегатами. На тракторе после­ довательно устанавливался двигатель с турбокомпрессором и без турбокомпрессора. При двигателе с турбокомпрессором раз­ гон осуществлялся на передачах, обеспечивающих рабочую ско­ рость движения 6,5—12 км/ч, при загрузке двигателя по моменту на 95—110%. Трогание производилось при различном темпе включения муфты сцепления и при различных начальных часто­ тах вращения коленчатого вала двигателя. В зависимости от условий продолжительность разгона составляла 3—15 с, мини­ мальная угловая скорость коленчатого вала двигателя находи­

были в среднем одинаковыми при применении двигателей с тур­ бонаддувом и со свободным впуском.

Несмотря на то, что условиями опытов предусматривались режимы трогания и разгона наиболее тяжелые из тех, которые могут встретиться в эксплуатации, не было случаев остановки двигателя из-за чрезмерного снижения частоты вращения колен­ чатого вала двигателя.

По результатам опытов, проведенных в полевых условиях и на электронных моделях, можно сделать вывод о том, что при­ менение газотурбинного наддува незначительно ухудшает раз­ гонные качества трактора. Изменений тягово-динамических ка­ честв трактора при работе с установившейся нагрузкой в связи с применением газотурбинного наддува полевыми опытами уста­ новить не удалось.

Анализ осциллограмм, полученных в полевых условиях при работе трактора с установившейся нагрузкой, позволяет устано­ вить характер изменения параметров наддува.

При работе двигателя с нагрузками, не достигающими номи­ нальной величины, колебания давления наддува и расхода воз­ духа происходят примерно с равной частотой, соответствующей низкочастотным колебаниям нагрузки, без значительных фазо­ вых сдвигов. Кроме того, на кривую расхода воздуха наклады­ ваются колебания, соответствующие колебаниям частоты враще-

102

новившейся нагрузкой в полевых условиях не отличаются от зна­ чений, полученных во время стендовых испытаний.

Регистрация хода рейки топливного насоса показала, что при

с различными показателями двигателей выполнены следующие условия. Испытания проводили на одном и том же поле с крат­ ковременным перерывом на перестройку двигателя. Глубина пахоты и коэффициент загрузки двигателя в обоих случаях были одинаковы.

Производительность МТА при газотурбинном наддуве повы­ шается практически пропорционально повышению мощности двигателя за счет увеличения скорости движения МТА.

Влияние отдельных параметров турбокомпрессора. На элек­ тронных моделях было исследовано влияние на тягово-динами- ческие показатели трактора момента инерции ротора турбоком­

с увеличением инерционности ротора колебания частоты его вра­

103

плитуда колебаний угловой скорости коленчатого вала находится в пределах точности опыта, а колебания плотности воздуха выше при компрессоре с безлопаточным диффузором.

Исследование разгона проводили для различных моментов инерции ротора турбокомпрессора, а также для следующих ва­ риантов.

1. Ротор турбокомпрессора на подшипниках качения, диффу­ зор компрессора безлопаточный.

2. Ротор турбокомпрессора на подшипниках качения, диффу­ зор компрессора лопаточный.

104

3.Ротор турбокомпрессора на подшипниках скольжения, диффузор компрессора безлопаточный.

4.Ротор турбокомпрессора на подшипниках скольжения, диффузор компрессора лопаточный.

Из анализа результатов моделирования видно, что по основ­

ному критерию качества разгона coi mm худший (4-й) и лучший <Чг 1/с I

Рис. 62. Осциллограммы разгона четырехсеялочного агрегата при различных

0,13 кг/м3 .

Кривая р для 3-го варианта проходит выше кривой р для 2-го варианта, несмотря на то, что кривые изменения угловой скоро­ сти ротора турбокомпрессора расположены наоборот. Это можно объяснить тем, что характеристика компрессора с безлопаточным диффузором лучше и оказывает более существенное влияние на состояние воздуха, чем частота вращения компрессорного колеса.

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что из рассмотренных вариантов конструкций турбокомпрессо­ ров лучшим является 1-й. Три остальных варианта практически не ухудшают разгонных качеств трактора. Однако по наполне­ нию цилиндра воздухом 1-й вариант значительно предпочтитель­ нее остальных и особенно 2-го и 4-го вариантов.

Опыты по разгону, проведенные при различных моментах

гон ротора с уменьшением момента инерции значительно улуч­ шается, о чем свидетельствует характер кривой плотности воз­ духа р в коллекторе.

В полевых условиях поставлены опыты по исследованию тя-

103

гово-динамических качеств трактора при установившейся на­ грузке и разгоне с двумя вариантами турбокомпрессора:

турбокомпрессор с лопаточным диффузором и с ротором на подшипниках качения;

турбокомпрессор с безлопаточным диффузором и ротором на подшипниках скольжения.

Результаты опытов по разгону показали, что турбокомпрессор с ротором на подшипниках качения «выходит» на установив­ шийся режим за более короткий период времени и с большим «забросом» показателей наддува (р„ и W4) в конце разгона. При исследовании работы трактора с установившейся нагрузкой не замечено расхождений в значениях регистрируемых параметров в зависимости от варианта конструкции турбокомпрессора. Та­ ким образом, полевые опыты подтвердили основные выводы, сделанные по результатам моделирования.

Вследствие небольшой разницы в значениях показателей, полученных при натурных испытаниях различных вариантов кон­ струкции турбокомпрессора, а также в силу трудности создания идентичных условий испытаний, количественную оценку пара­ метров турбокомпрессора разной конструкции предпочтительнее проводить по результатам электронного моделирования.

4. Механическая трансмиссия

Передаточное число. Колебания нагрузки характеризуют ус­ ловия работы трактора, а передаточное число является парамет­ ром его конструкции, который оказывает влияние на тяговодинамические показатели.

Основным направлением технического прогресса является повышение энергонасыщенности машин. Повышение энергонасы­ щенности отечественных тракторов сопровождается изменением двух параметров, определяющих передаточное число трансмис­ сии: номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя и скорости трактора при номинальном тяговом усилии. Если по­ вышение скорости происходит пропорционально повышению частоты вращения вала двигателя, то передаточное число в трансмиссии трактора сохраняется постоянным. При наруше­ нии этой пропорции величина t'T p изменяется, изменяя при этом тягово-динамические качества трактора.

На рис. 63 приведена зависимость передаточного числа транс­ миссии трактора от скорости его движения при номинальном тяговом усилии, что по существу выражает изменение t T p в свя­ зи с повышением энергонасыщенности. Передаточное число трансмиссии определено из условий, что каждому уровню энер­ гонасыщенности соответствует двигатель с определенной номи­ нальной частотой вращения коленчатого вала:

106