При постоянной угловой скорости муфта чувствительного элемента регулятора без дополнительных возмущений занимает определенное положение, характеризуемое уравнением (202).?p
При изменении угловой скорости ?p равенство приведенных к муфте сил нарушается и муфта должна получить перемещение в сторону нового положения равновесия. Однако в механизме чувствительного элемента, других узлах регулятора и органах топливоподающей аппаратуры действуют силы сухого трения, значение которых определяется качеством обработки, материалом трущихся поверхностей, а также силой R сжимающей трущиеся поверхности. Зависимость силы f сухого трения от этих факторов имеет вид f = ±vR где v — коэффициент трения.
Следовательно, равновесие муфты чувствительного элемента определяется равенством нулю алгебраической суммы всех трех сил Е, A?p2 и f. Так как сила трения f может быть направлена в обе стороны движения муфты, в уравнении равновесия она должна быть взята с двойным алгебраическим знаком:
E – A?з2 ± а = 0
В зависимости от знака f, т. е. от направления действия разности сил Е и A?p2, из этого уравнения можно найти два предельных значения угловой скорости:
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/327.gif)
причем оба они соответствуют одному и тому же положению муфты: ?р” — при увеличении угловой скорости грузов, а ?р’ — при ее уменьшении.
При наличии силы сухого трения f в интервале угловых скоростей ?р” — ?р’ чувствительный элемент не реагирует на изменение угловой скорости валика регулятора, поэтому указанный интервал угловых скоростей называется областью нечувствительности регулятора.
Для характеристики нечувствительности регулятора введено понятие степени нечувствительности
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/328.gif)
т. е. отношение разности предельных угловых скоростей области нечувствительности к средней угловой скорости этой зоны
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/329.gif)
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/330.gif)
Область нечувствительности наиболее наглядно выявляется на поле равновесных кривых чувствительного элемента (рис. 74).
Пусть грузы чувствительного элемента имеют угловую скорость ?р0, а муфта занимает при этом положение равновесия z0, соответствующее уравнению равновесия, когда сила сухого трения не действует. При увеличении угловой скорости грузов муфта остается в положении z0 до тех пор, пока угловая скорость не достигнет значения
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/331.gif)
Затем муфта преодолевает тормозящее действие сухого трения и начинает перемещение к положению zтах, которое будет достигнуто при ?”р тах. Если потом уменьшать угловую скорость, то муфта остановится в положении покоя zтах и будет находиться в нем до тех пор, пока угловая скорость не достигнет значения
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/332.gif)
Только после этого муфта начнет перемещаться в сторону положения zmin, которое и будет достигнуто при угловой скорости ?’p min.
Рассуждая подобным образом дальше, можно замкнуть петлю гистерезиса (заштрихованная площадь на рис. 74), внутри которой и заключена область нечувствительности.
Нетрудно показать связь степени нечувствительности ?р с силой сухого трения f, приведенной к муфте чувствительного элемента. Для этого выражение (217) следует умножить и разделить на сумму ?p” + ?p’, и тогда, учитывая выражение (218), получим
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/333.gif)
Подстановка выражений (216) с учетом того, что f << Е, дает
?p = f / (A?p2),
или в соответствии с уравнением (202) для равновесного режима
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/334.gif)
Из формулы (219) следует, что с уменьшением угловой скорости грузов степень нечувствительности увеличивается, так как в соответствии с уравнением (202) значение восстанавливающей силы при этом уменьшается. Кроме того, экспериментально установлено, что с уменьшением угловой скорости грузов обычно возрастает сопротивление движению рейки топливного насоса; это также приводит к увеличению ?р (рис. 75).
![](/images/stories/avtomatika-regulirovanija/1-chast/300-350/335.gif)
При проектировании всережимных механических регуляторов прямого действия необходимо добиваться, чтобы на номинальном скоростном режиме ?р не превышала 1,5—2%, а на минимальном скоростном режиме 10—13%. Слишком большая степень нечувствительности регулятора уменьшает точность регулирования и поэтому нежелательна.
|