Главное меню

Степени нечувствительности двигателя

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:

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

т. е. отношение разности предельных угловых скоростей области нечувствительности к средней угловой скорости этой зоны

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

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

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

Подстановка выражений (216) с учетом того, что f << Е, дает

?p = f / (A?p2),

или в соответствии с уравнением (202) для равновесного режима

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).

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.