Второй способ — это изменение конструкции отдельных механизмов трактора или двигателя для снижения влияния колебаний нагрузки на показатели трактора. Наибольшее число исследований в этом направлении посвящено системе регулирования и характеристике двигателя, а также различным упругим и демпфирующим устройствам в трансмиссии.
В. Н. Болтинский и его ученики рассмотрели влияние только колебаний нагрузки со стороны сельскохозяйственных орудий и лишь на показатели двигателя. Однако колебания возникают и по другим причинам и сказываются на работе трактора и производительности МТА не только через снижение показателей двигателя.
6.2. Структура низкочастотных динамических процессов в тракторе
Взаимосвязь трех основных колебательных процессов, определяющих тяговую динамику трактора, удобнее всего рассмотреть с помощью структурного анализа. Каждый из этих процессов происходит в своем колебательном контуре. Поэтому в тракторе как в динамической системе можно выделить три контура, изобразив каждый в виде структурной схемы:
• контур системы автоматического регулирования (САР) скорости двигателя;
• контур подрессоривания остова трактора;
• контур управления прямолинейным движением трактора.
Рассмотрим каждый из них отдельно.
6.2.1. Структурная схема САР угловой скорости вала двигателя
Структурная схема САР угловой скорости двигателя (рис. 6.1, а) со свободным впуском хорошо известна из теории регулирования двигателей внутреннего сгорания. Входная координата этой системы — момент сопротивления на валу муфты сцепления двигателя Мс, а выходная — угловая скорость коленчатого вала двигателя ωд.
Рисунок 6.1 - Структурная схема САР угловой скорости вала двигателя (а). Схема работы регулятора скорости дизеля (б): 1 — вал регулятора; 2— грузы; 3, 5— рычаги; 4 — тяга; 6— пружина; 7— муфта регулятора; 8 — дозатор топливного насоса
Угловую скорость вала двигателя регулируют следующим образом. Воздействием α' тракторист с помощью тяги 4 (рис. 6.1, б) и рычагов 3 и 5 устанавливает предварительное натяжение пружины 6 регулятора. При колебании нагрузки изменяется угловая скорость коленчатого вала двигателя, с которым жестко соединен вал 1 центробежных грузов регулятора, и центробежная сила грузов 2 регулятора. Вследствие этого нарушается баланс сил регулятора, перемещается на величину zp(рис. 6.1, а) муфта 7 (рис. 6.1, б) регулятора, кинематически связанная с дозатором 8 топливного насоса. За счет перемещения hр (рис. 6.1, а) рейки топливного насоса изменяются цикловая подача топлива qц, количество полученной теплоты и среднее эффективное давление газов в цилиндре, а следовательно, и крутящий момент двигателя Мк, эквивалентный среднему эффективному давлению газов.
При заданном положении дозатора топливного насоса цикловая подача топлива зависит от угловой скорости кулачкового вала по закону скоростной характеристики топливного насоса qц=f(ωр). Эта зависимость учтена в структурной схеме стрелкой с индексом ωт.н.
Таким образом, величина ωд, редуцированная в ωр (рис. 6.1, а), представляет собой входную координату регулятора. Его выходной координатой является перемещение zp, которое по отношению к топливному насосу будет входной (в виде hр) координатой и т. д. Следовательно, регулятор преобразует приращение угловой скорости коленчатого вала двигателя в перемещение дозатора топливного насоса, а топливный насос преобразует перемещение дозатора в изменение цикловой подачи топлива qц.
Двигатель как объект регулирования с помощью САР охвачен обратной отрицательной связью, которая при повышении момента сопротивления Мс и сопутствующем этому снижении скорости ωд увеличивает цикловую подачу топлива qц, повышая его крутящий момент до уровня момента сопротивления. Нагрузочный и скоростной процессы стабилизируются.
Таким образом, выходной координатой САР является угловая скорость вала двигателя. При механической трансмиссии колебания угловой скорости коленчатого вала двигателя приводят к изменению скорости поступательного движения трактора.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.