Регуляторная характеристика

В теории трактора рассматриваются процессы, сопровождающие работу колёсного и гусеничного трактора в условиях сельского хозяйства, приводится баланс мощности и метод тягового расчёта; кроме того, даётся теоретический анализ тех из основных механизмов трактора, расчёт которых тесно связан с общей динамикой трактора. Анализ современных типов тракторов содержит данные по общим показателям их качества, сопровождается подробной спесифика-цией советских тракторов, а также результатами полевых испытаний (в виде тяговых характеристик) и результатами стендовых испытаний тракторных двигателей (в виде регуляторных характеристик).

Перечисленные в данных функциях показатели работы двигателя (Ne, M и ре) тесно связаны между собой, поэтому для выявления параметров, влияющих на протекание регуляторных характеристик, достаточно рассмотреть одну из функций (39), например,

В зависимости от условий эксплуатации к форме регуляторных характеристик предъявляются различные требования. Характеристики 2, 4 и 5 (фиг. 83) называются статическими, так как по мере изменения крутящего момента двигателя изменяется угловая скорость. Автоматические регуляторы, устанавливаемые на транспортных, судовых и стационарных двигателях, во многих случаях обеспечивают работу по таким (статическим) регуляторным характеристикам. Уменьшение диапазона изменения угловой скорости Q в пределах одной регуляторной характеристики приближает статическую характеристику к кривой 5, которая называется астатической. Обычные автоматические регуляторы не могут обеспечить устойчивость режимов при работе по атстатической характеристике. Исключение составляют регуляторы с упруго присоединенным катарактом (см. п. 6, § 20) или изодромные (см. п. 2, § 21) непрямого действия.

раллельную работу необходимо обеспечить определенное распределение между двигателями как полной нагрузки, так и частичной (до некоторого предела). Для обеспечения этой задачи необходимо совмещение регуляторных характеристик при всех нагрузках, что наиболее легко выполнимо при прямолинейной форме статической регуляторной характеристики (прямая 2 на фиг. 83),

будут являться начальными точками новых регуляторных характеристик 3, 4 (фиг. 130) и т. д. При крайнем положении (правом) рычага управления 11 (фиг. 129), определяемом упором 10, предварительная затяжка пружин оказывается мексимальной, рассчитанной так, что растяжение их под действием центробежных сил начнется только при достижении номинального числа оборотов (точка С на фиг. 130).

Рычаг 9 тягой 18 связан с рейкой топливного насоса, которая при перемещении влево уменьшает подачу топлива, образуя одну из ветвей регуляторных характеристик (см. фиг. 130) в зависимости от предварительной затяжки пружины 10 (фиг. 132) регулятора. При пол-

Фиг. 144. Образование регуляторных характеристик дизеля при пневматическом

пном л off/мин Фиг. 157. Образование регуляторных характеристик двигателя Нахаб Поляр:

С этой целью в конструкцию изодромного регулятора дополнительно вводится жесткая обратная связь, как это схематично показано на фиг. 165, а. Функцию жесткой обратной связи выполняет рычаг ON, изменяющий положение точки Я крепления пружины изодрома в зависимости от нагрузки двигателя. При различных положениях точки Я на равновесных режимах точка С также занимает различные положения. Так как точка В на равновесном режиме всегда занимает одно и то же положение, соответствующее перекрытию масляных каналов золотником, точка А рычага АС, связанная с муфтой, должна занимать различные положения, соответствующие различным числам оборотов. Это и обеспечивает определенный статизм регуляторнои характеристики. Эффект воздействия жесткой обратной связи, т. е. наклоны регуляторных характеристик, могут изменяться путем изменения соотношения плеч с и d рычага ON. При совмещении точек О и Я (с = 0) регулятор становится чисто изодромным, и, наоборот, при совмещении Я и N действие гибкой обратной связи прекращается и регулятор получает лишь одну, жесткую обратную связь.

Жесткие обратные связи, вводимые в конструкцию изодромных регуляторов с целью обеспечения некоторого остаточного статизма регуляторных характеристик, могут быть выполнены по различным схемам. На фиг. 165, а показана'кинематическая обратная связь, однако во многих случаях эта связь является силовой с воздействием на предварительную затяжку пружины чувствительного элемента. По мере сброса нагрузки такая связь несколько увеличивает предварительную затяжку пружины, в результате чего число оборотов равновесных режимов несколько возрастает.

В работе х Л. В. Гендлера, подробно разбирающей статические и динамические показатели систем автоматического регулирования двигателей, показано, что при условии получения равной устойчивости системы на всех скоростных режимах (6<оср = const) в регуляторах непрямого действия с жесткой кинематической обратной связью (фиг. 150) закономерность увеличения наклона регуляторных характеристик по мере уменьшения регулируемого скоростного режима полностью сохраняется.

Замкнутая полость всережимнэго пневматического регулятора (рис. 5.22), изолированная от внешней среды диафрагмой 14, вакуумной трубкой 9 связана с впускным трубопроводом двигателя. Диафрагма с одной стороны опирается на пружину 18, а с другой -- связана с рейкой 12 топливного насоса. При увеличении частоты вращения коленчатого вала во впускном трубопроводе увеличивается разрежение, диафрагма под действием перепада давлений в левой (замкнутой) и правой полостях регулятора деформирует пружину 18 и перемещает рейку 12 в сторону уменьшения цикловой подачи топлива. Таким образом получается регуляторная характеристика 5 (см. рис. 5.20). Для перехода на режимы работы по регуля-торным характеристикам 6 — 7 следует прикрывать дроссельную заслону 1, чем обеспечивается всережимность регулирования. Для увеличения цикловой подачи топлива при пуске служит упругий упор 16, на который можно воздействовать рычагом 10, перемещая одновременно рейку в сторону дополнительного увеличения цикловой подачи топлива.

Фиг. 37. Регуляторная характеристика дизеля

Фиг. 16. Регуляторная характеристика двигателя СТЗ-НАТИ.

Фиг. 17. Регуляторная характеристика двигателя КД-35. Фиг 20. Тяговые характеристики трактора КД-35 на стерне

Изложенное относится к стационарному режиму движения, однако, используя разработанный метод расчета построением циклобары [1], можно получить соответствующие зависимости для переходных процессов — пуска и торможения гидропривода. В системах с сравнительно небольшой приведенной массой при резком включении и выключении предохранительный клапан не успевает сработать. В таком случае максимальное давление определяется упругостью системы (деформациями масла и трубопроводов). При периодически изменяющейся нагрузке (частые включения и выключения), колебания числа оборотов первичного двигателя заметно влияют на движение гидропривода. Регуляторная характеристика двигателя внутреннего сгорания при этом принимает вид, показанный на рис. 3 штрих-пунктирной линией.

Фиг. 4.' Регуляторная характеристика машины с регулятором Д. Уатта.

/ — внешняя скоростная характеристика; 2 — прямолинейная статическая регуля-торная характеристика; 3 — астатическая регуляторная характеристика; 4 — вогнутая статическая регуляторная характеристика; 5 — выпуклая статическая регуляторная характеристика; 6 — регуляторная характеристика холостого хода.

/ — регуляторная характеристика двигателя М = f (со); 2 — прямая, характеризующая передаточное отношение механизма, связывающего двигатель с регулятором; 3 — зависимость z = f (*>„); 4 — зависимость М = f (ft); 5 — прямая, характеризующая передаточное отношение механизма, связывающего рейку топливного насоса с муфтой регулятора; 6 — 10 — характеристики топливного насоса Ag = f (ft) при

При повороте рычага управления // в крайнее левое положение сектор ограничения 12 войдет в соприкосновение с верхним упором 9 и установит минимальную предварительную затяжку пружины 16. При малом числе оборотов (до 400 об/мин) двигателя этого усилия, однако, достаточно для преодоления небольшой центробежной силы грузов, в связи с чем рейка топливного насоса будет смещена в крайнее правое положение до упора максимальной подачи топлива и двигатель, следовательно, работает по внешней характеристике 1 (фиг. 130). По мере повышения числа оборотов увеличивается центробежная сила грузов и при «min (например, 425 об/мин) она уравновешивает усилие минимальной предварительной затяжки пружины, в связи с чем при дальнейшем увеличении п пружина растягивается и рейка перемещается влево, уменьшая подачу топлива. Это вызывает резкое снижение мощности и крутящего момента (регуляторная характеристика 2 на фиг. 130), и тогда при числе оборотов пт1„хх установится минимальный скоростной режим холостого хода. Диапазон чисел оборотов nmin — nm\r\xx является минимальным регулируемым скоростным режимом.

По мере увеличения числа оборотов (п >«min) муфта перемещается из точки Вг (фиг. 139) в точку В2. Перемещение муфты сопровождается ростом усилия Е пружин регулятора. В положении В2 (или Сл) среднее эффективное давление ре оказывается равным нулю при числе оборотов nmlnxx (фиг. 140). Следовательно, при перемещении муфты из точки Вг в точку В2, что соответствует перемещению рейки из точки Сп (фиг. 139) в точку Сл, образуется регуляторная характеристика 2 (фиг. 140).

Рычаг регулятора при числе оборотов пт-тхх (фиг. 140), повернется относительно точки В%, а рейка переместится из точки Сл (фиг. 139) в Сп. При таком повороте рычага управления точка на поле характеристик переместится из точки К. (фиг. 140) в точку L на внешнюю характеристику 1 двигателя. Это вызовет новое увеличение числа оборотов, перемещение рейки в точку Сл (фиг. 139), а муфты — в точку В3. в связи с чем образуется новая регуляторная характеристика LM (фиг. 140), расположенная правее.