Колебательные процессы в тракторе. Структура низкочастотных динамических процессов в тракторе. Структурная схема САР угловой скорости вала двигателя, страница 8

Загрузка двигателя при испытаниях и в условиях эксплуатации оценивается по расходу топлива и угловой скорости коленчатого вала. По расходу топлива определяется средняя за какой-либо период степень загрузки двигателя. По показаниям тахометра загрузка двигателя контролируется трактористом периодически непосредственно во время работы. Иногда загрузка двигателя оценивается по мощности.

Сравним каждый из этих способов оценки загрузки тракторного двигателя при работе с установившейся нагрузкой.

При оценке загрузки двигателя по расходу топлива измеряют расход топлива за час чистой работы и сопоставляют с номинальным часовым расходом топлива. Отношение этих параметров служит показателем средней загрузки двигателя при работе на данной операции с конкретным орудием.

Форма характеристики часового расхода топлива (рис. 6.6) такова, что его максимальное значение соответствует номинальной загрузке двигателя при Nеэ, а на режимах ниже и выше номинального часовой расход топлива уменьшается.

Рисунок 6.6 - Зависимость между часовым расходом топлива и эффективной мощностью двигателя по регуляторной характеристике

Если в качестве исходного положения, вокруг которого происходят колебания, взять точку, соответствующую номинальному режиму работы двигателя, то среднее значение часового расхода получится ниже номинального. Следовательно, используя в качестве критерия часовой расход топлива, нельзя получить коэффициент загрузки, равный единице (при условии правильного учета расхода топлива во время опыта и сохранении стабильной регулировки топливного насоса.

Оценка загрузки двигателя по средней мощности также как и по расходу топлива не дает правильного представления о режиме работы двигателя, поскольку коэффициент загрузки никогда не будет равен единице или больше ее.

Оценка загрузки двигателя по скорости вращения коленчатого вала. Как показано ранее, средняя скорость вращения при ее колебаниях на нелинейном участке характеристики всегда ниже частоты вращения, соответствующей исходному положению, вокруг которого совершаются колебания.

Следовательно, при оценке загрузки двигателя по частоте вращения представление о действительном режиме работы двигателя будет некорректным.

Таким образом, рассмотренным методам оценки загрузки двигателя по расходу топлива, мощности и угловой скорости коленчатого вала свойственны существенные погрешности. При испытаниях это приводит к ошибочному представлению о возможностях загрузки двигателя на сельскохозяйственных операциях, для которых предназначен трактор, сказывается при определении производительности и топливной экономичности, не позволяет получить действительную картину нагруженности деталей и механизмов трактора.

Параметр, непосредственно определяющий загрузку двигателя, — момент сопротивления или крутящий момент двигателя. Определение загрузки двигателя по моменту лишено недостатков, отмеченных ранее. Прибор для измерения крутящего момента может быть механическим, электрическим, гидравлическим и др.

6.3.4. Тягово-динамическая характеристика и тяговый КПД трактора

Тягово-динамическая характеристика трактора. При тяговых испытаниях происходит некоторое колебание нагрузки и угловой скорости коленчатого вала двигателя, что вносит существенные изменения в статическое представление о тяговых свойствах трактора. Рассмотрим причины этого явления.

Примем, что буксование движителей и сила сопротивления качению отсутствуют, а потери, определяющие КПД трактора, не зависят от скорости движения трактора и тягового усилия на крюке.

Тогда от динамической регуляторной характеристики двигателя нетрудно перейти к тягово-динамической характеристике трактора. Для этого зависимости, изображенные на рисунке 6.5, перестроим в координатах тяговой характеристики (Nкр, vтр)=f(Pкр) (рис. 6.7). Здесь Nкр=NeμN, vтрдμω, Ркр=MдμМ, где μN, μω, μМ — масштабные коэффициенты. Сплошной линией нанесены графики тяговой характеристики, а штриховой — тягово-динамической характеристики трактора.