Колебательные процессы в тракторе. Структура низкочастотных динамических процессов в тракторе. Структурная схема САР угловой скорости вала двигателя, страница 13

Решение уравнения (6.30) возможно при наличии непрерывной записи или обобщенных вероятностно-статистических оценок частоты вращения коленчатого вала ДПМ на основных операциях. По спектральной плотности  и частотной передаточной функции  определяются спектральная плотность  и статистические характеристики  момента сопротивления , которые позволяют установить по выражению (6.29) взаимосвязь искомых параметров.

В таблице 6.3 приведены зависимости для оценки экстремальных (номинальных) значений энергетических и топливных показателей трактора при вероятностном характере и моделировании по закону арксинуса внешней нагрузки, приведенной к коленчатому валу. Эти зависимости получены с использованием соответствующих моделей (п. 3.4) при вероятностной и гармонической нагрузках без учета и с учетом параметров частотных передаточных функций входного аргумента.

Таблица 6.3 – Экстремальные (номинальные) значения

энергетических и топливных показателей трактора при колебаниях и моделировании нагрузки (2А_Мс=3σ_Мс, δ_к=3ν_Мс)

Наиболее существенное снижение номинальной угловой скорости коленчатого вала и энергетических показателей наблюдается при моделировании гармонической нагрузки по закону арксинуса (А_Мс=1,5σ_Мс) без учета параметров частотных передаточных функций. Влияние вероятностной нагрузки при этом меньше на 19 %. Наименьшее ухудшение показателей двигателя и трактора соответствует гармонической нагрузке с учетом частоты основного энергетического спектра и момента инерции агрегата.

Полученное снижение энергетических показателей объясняется только нелинейностью и параметрами регуляторной характеристики двигателя (таблица 6.1). Это снижение не зависит от того, будут или нет энергетические потери, вызванные изменением физических условий осуществления процессов в системе вследствие ее колебаний.

На рисунке 6.9 показано влияние коэффициента вариации приведенного к коленчатому валу двигателя момента сопротивления ν_мс на снижение его номинальной частоты вращения, а также соответствующее недоиспользование эксплуатационной мощности и увеличение удельного расхода топлива.

Рисунок 6.9 - Влияние параметров распределения нагрузки на показатели эффективности дизеля

Результаты расчетов (рис. 6.10) позволили определить оптимальные нагрузочно-скоростные режимы двигателя на разных уровнях мощности при работе трактора ВТ-150 в составе тяговых МТА. На среднем N_еэ=110 кВт и верхнем N_еэ=121 кВт уровнях мощности с коэффициентом запаса крутящего момента 20 % при вероятностной нагрузке v_мс=0,07, характерной для основной и предпосевной обработки почвы, недоиспользование мощности достигает 4,3 %. Поэтому при комплектовании МТА экстремальный коэффициент использования мощности двигателя следует принять =0,95-0,96.

При работе трактора на режиме ДПМ (N_еэ=100 кВт) колебания внешней нагрузки ограничивают с одной стороны , а с другой - , которые определяют диапазоны непрерывного регулирования Р_кр и V, обеспечивающие функционирование дизеля на участке постоянной мощности. Для указанных параметров распределения нагрузки оптимальный скоростной диапазон ДПМ ограничивается экстремальными значениями частоты вращения коленчатого вала =1750 и =1300 мин^-1. Недоиспользование мощности ДПМ в номинальном режиме достигает 2,6 %.