Файл: Морозов А.Х. Эксплуатация автоматических устройств мобильных сельскохозяйственных агрегатов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 117

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Опуская общие методы преобразования дифферен­ циального линеаризуемого уравнения (7), запишем уравнение для переменных .в относительных единицах:

 

 

Тар + уа<р = Х-!У)

,

 

 

(8)

где Тй=

IuVp**

 

—постоянная

времени;

 

 

 

 

 

 

 

— коэффициент са-

 

мовыравниваиия.

 

 

 

 

 

Постоянная времени агрегата Та характеризует

инер­

ционные

свойства

как дизеля, так и приведенной

к ко­

ленчатому валу остальной части агрегата

(всех

его вра­

щающихся и поступательно

движущихся

частей). По­

стоянная

времени

в

данном

случае

физически

равна

времени,

за которое

можно

привести в движение ко­

ленчатый

вал (со всеми приведенными

инерционными

массами

агрегата)

от нуля

до номинальной

угловой

скорости,

приложив

к этому

валу

момент,

численно

равный номинальному. Если для дизеля (без учета

масс

агрегата) эта величина постоянна и колеблется у сов­ ременных тракторных дизелей от 1 до 2 с, то уже для всего агрегата ее величина меняется больше и зависит

главным

образом

от

массы

агрегата

и передаточного

числа силовой передачи трактора. Для

транспортных

агрегатов, движущихся

с большой

скоростью, значение

Г а может превышать 20 с.

 

 

 

 

 

 

 

Если

рассмотреть

правую

часть

уравнения для коэф­

фициента самовыравнивания

Ya> то увидим, что она за­

висит от соотношения частных производных

(тангенсов

угла

наклона

касательной к

кривым

М(ш)

в данной

точке

установившегося

режима).

Для

данного

дизеля

второй член

квадратной

скобки

величина

постоянная,

так,

например,

_для

 

дизеля

'СМД-14

( д

М * )

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

д со

/ о

= 0,097

кгс - м - с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первый

же

член

квадратной

скобки

( д

М с

) для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

5 со

/ о

различных

агрегатов,

составленных

с

одним

и тем

же трактором, будет иметь разное значение.

Так, при

вспашке

это выражение

равно

0,03—0,06, а

в

случае

приведения

в

действие

электрического

генератора —

0,3—0,4.

Вследствие

широкого

диапазона

изменения

31


Рис. 13. Структурная схема дизеля, как объекта регули­ рования.

 

 

 

прироста

момента

по

угло­

ГШ

1

 

вой

скорости (или

поступа­

 

Tap + fa

 

тельной скорости

движения

 

 

агрегата)

коэффициент са­

 

 

 

 

 

 

мовыравнивания для

агрега­

л.

1

>

та может

быть и

отрица­

тельным

и положительным.

 

 

 

 

 

При

положительном

значе­

нии уа дизель работает ус­ тойчиво при оборотах, зна­ чительно меньших, чем обо­ роты максимума крутящего

момента. Были отмечены случаи работы дизеля Д-50 при 800—900 об/мин, когда трактор использовали на транс­ портных работах при больших скоростях движения.

Представим уравнение (8) в виде структурной схемы данного элемента (рис. 13). В связи с двумя входами в этот элемент он условно разбит на две части, что поз­ воляет следать вывод: увеличение нагрузки f(t) умень­ шает угловую скорость ф, а увеличение перемещения регулирующего органа (рейки насоса) Я увеличивает.

Регуляторы угловой скорости. Общие понятия

В зависимости от того, каким датчиком измеряют угловую скорость или другие величины, связанные с ней, различают регуляторы механические центробежные, пневматические, гидравлические и электрические. Цент­ робежный датчик измеряет непосредственно угловую скорость по принципу центробежного маятника и преоб­ разует изменение угловой скорости в перемещение гру­ зов. Электрический датчик измеряет непосредственно угловую скорость по принципу генератора переменного тока (сам датчик называют тахогенератором) и преоб­ разует изменение угловой скорости в изменение электри­ ческого напряжения.

Пневматические и гидравлические датчики не изме­ ряют непосредственно угловую скорость. В этом слу­ чае возникают ошибки, определяемые факторами, не связанными с изменением угловой скорости. Так, напри­ мер, пневматический датчик измеряет разрежение во впускном коллекторе дизеля. При увеличении угловой

32


•скорости коленчатого вала повышается расход воздуха

вединицу времени, при постоянном сечении трубопрово­ да возрастают скорость движения воздуха и разрежение

вколлекторе. Изменение разрежения преобразуется за­ тем в перемещение измерительной мембраны. Система

очистки воздуха с течением времени заполняется

пылью,

и сопротивление проходу воздуха возрастает.

Поэтому

разрежение во впускном коллекторе зависит от измене­ ния сопротивления воздухоочистителя.

Гидравлический датчик представляет собой насос, получающий вращение от коленчатого вала дизеля. По­ вышение угловой скорости приводит к увеличению пода­ чи рабочей жидкости (топливо или масло), а при посто­ янном сечении трубопроводов — к повышению давления. Изменение давления преобразуется в перемещение мем­ браны или поршня гидростатического элемента. Но вяз­ кость и плотность рабочей жидкости изменяются как при изменении температуры, так и при замене сорта самой жидкости. Эти изменения вносят ошибку в величину ве­ совой цикловой подачи.

Электрический датчик можно использовать в сочета­ нии с электрическими исполнительными устройствами. Поэтому все современные отечественные тракторные ди­ зели снабжены механическими центробежными регуля­ торами. .;

Регуляторы можно разделить и по методу регулиро­ вания на однорежимные, двухрежимные и веережимные. Однорежимный регулятор угловой скорости установлен на пусковых двигателям ПД-10, П-23 и П^350.

В пусковом двигателе ПД-10 регулятор работает так. В случае превышения числа оборотов коленчатого вала 3500 в минуту центробежная сила грузов преодолевает силу предварительного сжатия пружины 23 (рис. 14) и передвигает муфту 8 вправо, сжимая пружину. Дрос­ сельная заслонка начнет прикрываться, и подача рабо­ чей смеси в цилиндр двигателя уменьшится. При 4000— 4200 об/мин коленчатого вала муфта займет крайнее правое положение, это будет соответствовать макси­ мальным оборотам холостого хода. При любых оборо­ тах, меньших 3500 в минуту, в том числе и при нерабо­ тающем двигателе, муфта будет оставаться в

крайнем

левом положении. В данном случае входной ве­

личиной

является угловая

скорость, выходной

величи­

н о й — перемещение муфты

регулятора. Степень

нерав-

3. А. X. Морозов

33


номерности .работы

регулятора

определим из уравнения

 

 

 

 

4100-3500

 

 

 

 

6

= 2

4100 +3500 1 00 = 15,8% .:

 

Такая

величина

степени неравномерности

характеризу­

ет низкое качество

регулятора.

 

 

Все

силы

приведем к муфте регулятора, а переме­

щение его муфты обозначим через Z. В

центробежном

маятнике в статике действуют две силы:

восстанавли­

вающая Е (от сил пружин) и

поддерживающая Р (от

центробежных

сил грузов).

 

 

Обозначив

через Е0 приведенную к муфте предвари­

тельную затяжку пружины, а через b приведенную к му­ фте жесткость пружины, то восстанавливающая сила

E=E0+bZ ... (9);

 

Рис. 14. Регулятор пускового двигателя

ПД - 10:

 

/ и 4 — подшипники; 2— вал;

3—шестерня;

5—державка

шариков;

6 — упор­

ный диск;

7 н 12 — шарики;

8— муфта;

9 — втулка;

/О — обойма; 11 и 25 —

прокладки;

13 — палец; 14 — наклонное

сверление;

15 — заглушка;

16 — ось;

17 — пробка; 18 — вильчатый

рычаг;

19 — гайка;

20 — крышка корпуса; 21 — ры­

чаг; 22 — регулировочный

болт;

23—пружина

регулятора; 24 — корпус;

26 — тяга

карбюратора.

34


Рис. 15. Схема действия сил на шаро­ вом датчике угловой скорости:

. 2

 

 

 

р

~' п о д Л е Р ж п в а

ю ш . а я

сила; а — угол

скоса

диска; Р^

— центробежная сила

груза; Р' —составляющая центробежной

v

силы груза; О — центр тяжести груза; гг — радиус вращения груза.

Поддерживающая сила

 

Р=А

со2 гр •

(10)

где

со угловая скорость

коленчатого

вала дизеля;

t p =

—• — отношение угловых

скоростей

валика регуля­

 

тора и коленчатого

вала дизеля;

А— инерционный коэффициент, зависящий от по­ ложения муфты.

Чтобы выяснить значение А, рассмотрим схему дей­

ствиясил на шаровом

механическом

датчике

угловой

скорости

(рис.

15).

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

параллелограмма

сил

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А сор =PV

ctg а,

 

 

 

 

но

 

 

Pv = Kiniare(iip

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда

 

 

А = Кг тгГг

ctg а,

 

 

 

 

где Кг — число

грузов;

 

 

 

 

 

 

 

 

тг

— масса

одного

груза;

 

 

 

 

 

 

гг

— радиус вращения центра

тяжести

груза.

 

При перемещении муфты 'будет изменяться

радиус

вращения центра тяжести, а значит,

и величина

А.

 

При

неработающем

двигателе

<в = 0 и остается

толь­

ко одна

сила Е0 — сила

предварительного

сжатия

пру­

жины. Она обеспечивает

полное

открытие

дроссельной

заслонки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как

только

начнет

возрастать

угловая

скорость

ш, а

муфта

еще 'будет оставаться

неподвижной, то

будет

увеличиваться

часть

поддерживающей

силы

/40 сА'2 р .

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

При равенстве

Eq=Aq

Шнр ip

можно найти

угловую

скорость начала действия регулятора;

 

 

 

35