Колебательные процессы в тракторе. Структура низкочастотных динамических процессов в тракторе. Структурная схема САР угловой скорости вала двигателя, страница 2

Таким образом, крутильные колебания влияют в основном на показатели надежности трактора. Наряду с этим они создают вибрации отдельных деталей. Низкочастотные крутильные колебания являются возмущающими для САР двигателя, поэтому их изучают в разделе тяговой динамики трактора.

Источниками низкочастотных колебательных процессов наряду с отмеченными в самом тракторе являются внешние воздействия, включающие неровности профиля дороги, непрямолинейное движение, неравномерная нагрузка на крюке, рельеф поля и др. (таблицы 2.2-2.3). К низкочастотным относятся колебания в системах подрессоривания, регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя, управления направлением движения трактора.

Низкочастотные колебания подразделяются на установившиеся и переходные, или неустановившиеся. Переходные процессы возникают вследствие воздействия на трактор со стороны тракториста или разовых внешних воздействий. Наиболее типичные неустановившиеся процессы — трогание с места и разгон МТА.

Установившиеся колебания совершаются вокруг некоторого среднего установившегося положения и в зависимости от природы их возникновения могут быть периодическими и случайными, собственными и вынужденными.

Применительно к исследованию тяговых процессов в тракторе низкочастотными условно считают колебания в диапазоне частот 0-5 Гц. Именно эти частоты несут основную долю энергии колебательного процесса. Спектральная плотность тягового сопротивления на частотах свыше 4-5 Гц имеет низкий уровень энергии.

Из анализа динамических процессов, сопровождающих работу трактора, следует, что к области тяговой динамики относятся прежде всего низкочастотные колебания частоты вращения коленчатого вала двигателя в установившемся режиме и при разгоне; а также остова и направления движения трактора, которые приводят к снижению мощности двигателя и скорости трактора.

Можно выделить такие аспекты общей динамики трактора: динамика и надежность; динамика и условия труда тракториста; динамика и тягово-энергетические показатели; динамика и агротехника. Последние два аспекта следует рассматривать совместно, потому что тяговые и агротехнические свойства являются для трактора функциональными.

Следует отметить, что на возбуждение и поддержание всех колебаний в тракторе затрачивается энергия двигателя. Поэтому уровень и интенсивность всех колебаний при работе трактора влияют на его энергетические показатели, а следовательно, на производительность и топливную экономичность.

Только в процессе тяговых расчета и испытаний, выполненных с учетом колебаний, могут быть установлены действительные показатели, развиваемые трактором в реальных условиях эксплуатации, а также снижение этих показателей в сравнении с полученными статическим расчетом и статическими испытаниями. При этом можно более точно определить характеристики трактора, позволяющие на стадии его создания использовать «динамические» резервы конструкции и повысить развиваемые в условиях колебательных воздействий энергетические и тяговые показатели, приблизив их к потенциальным.

Влияние колебаний нагрузки на показатели двигателя при работе трактора в условиях сельскохозяйственной эксплуатации впервые рассмотрено акад. В.Н. Болтинским. На основании теоретических и экспериментальных исследований он доказал, что колебания нагрузки снижают мощность и топливную экономичность двигателя по сравнению с этими показателями при загрузке постоянным моментом. Он ввел понятие коэффициента использования мощности двигателя.

В. Н. Болтинский установил два способа снижения влияния колебаний нагрузки на эффективные показатели двигателя.

Первый способ — эксплуатационный. Он заключается в агрегатировании трактора с недогрузкой двигателя. Тогда показатели МТА снижаются менее существенно. На пахотных работах наименьшее снижение нагрузки тракторов от номинальной должно составлять 9 %, на пропашных работах— 7 %.