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
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
|
|
|
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