Двигатели внутреннего сгорания и их автоматические регуля­торы значительную часть эксплуатационного времени работают на неустановившихся режимах, характеризуемых изменением всех или некоторых их параметров во времени.

Уже отмечалось, что неустановившиеся режимы менее эконо­мичны, могут приводить к условиям, при которых те или иные параметры превосходят допустимые значения и т. д. Поэтому не­обходимо стремиться к тому, чтобы неустановившиеся режимы занимали как можно меньшую часть рабочего времени. Продолжи­тельность работы двигателя или регулятора на неустановившихся режимах определяется их динамическими свойствами, т. е. спо­собностью переходить с одного режима на другой или возвращаться к работе на заданном, но нарушенном установившемся режиме.

Следовательно, динамические свойства двигателя, регулятора или их элементов определяются переходным процессом. Чем меньше времени занимает переходный процесс, чем меньше от­клонение параметров от заданных значений, тем выше динамиче­ские свойства элемента. Поэтому для оценки динамических свойств необходимо либо построить переходный процесс, либо определить значение некоторых вспомогательных параметров, характеризующих этот переходный процесс. Наиболее полное представление о динамических свойствах элемента дает ана­лиз протекания переходных процессов, для построения которых необходимо знать дифференциальное уравнение элемента. Решение этого уравнения (общий интеграл) является математическим вы­ражением переходного процесса.

Ранее были получены дифференциальные уравнения двига­телей, автоматических регуляторов и всех их основных элемен­тов. Например, дифференциальные уравнения собственно двига­теля (34), (45) или в операторной форме записи (47)'и (48), турбокомпрессора (63) или (70), впускного коллектора (80) или (84), выпускного коллектора (93) или (99), двигателя внутреннего сго­рания без наддува (130) или (123), серводвигателя с жесткой ки­нематической обратной связью (391) или (392) представляют со­бой линейные дифференциальные уравнения первого порядка, не­однородные, с постоянными коэффициентами. Для оценки дина­мических свойств всех названных элементов достаточно рассмо­треть переходные процессы одного из них, например двигателя без наддува, дифференциальное уравнение которого имеет вид (130).

При построении переходных процессов удобно пользоваться принципом суперпозиции. Смысл его заключается в том, что пере­ходный процесс ? = f (t), появляющийся вследствие одновре­менно воспринятого сложного возмущения ? – ?_д?_д, может быть получен в виде алгебраической суммы двух переходных процессов, появляющихся вследствие раздельного воздействия на двигатель возмущения ? или —?_д?_д. Поэтому вместо решения дифферен­циального уравнения (130) можно найти решения дифференци­альных уравнений

Так как характер переходного процесса, описываемого урав­нениями (496), определяется их левой частью, а правая часть дает лишь значение возмущения, то для оценки динамических свойств элемента нет необходимости находить общий интеграл уравнения (130), достаточно решить одно из уравнений (496), на­пример первое, которое в операторной форме записи имеет вид

d_д(p)? = ?. (497)

Если в дифференциальных уравнениях (496) принять усло­вие k_д = 0, то они будут иметь вид, аналогичный дифферен­циальным уравнениям (382) или (384) серводвигателя без обрат­ной связи или (397) серводвигателя с жесткой силовой обратной связью. Поэтому для анализа динамических свойств таких эле­ментов достаточно выбрать одно из уравнений, например (397):

Динамические свойства значительной части элементов харак­теризуются линейными, неоднородными дифференциальными уравнениями второго порядка. К числу таких элементов отно­сятся автоматические регуляторы прямого действия [см. уравне­ния (270), (271), (322), (323), (341)] и чувствительные элементы автоматических регуляторов непрямого действия [см. уравне­ния (355), (361), (368), (374)]. Если воспользоваться принципом суперпозиции, то для анализа динамических свойств таких эле­ментов достаточно выбрать уравнение (270) и записать его в виде

Динамические свойства ряда элементов характеризуются также линейными неоднородными уравнениями второго порядка, но с про­изводными в правой части уравнения. К таким элементам от­носятся комбинированный двигатель с автономным газотурбин­ным наддувом [см. уравнения (114) или (116)], серводвигатель с комбинированной кинематической обратной связью [см. (429) или (405)], двухимпульсный автоматический регулятор по ско­рости и ускорению [см. (460) или (462)]. В связи с этим необхо­димо дополнительно рассмотреть дифференциальное уравнение, например (114), и в соответствии с принципом суперпозиции пред­ставить его в виде

Если в дифференциальном уравнении (499) принять условие k_дн = 0, то могут быть получены дифференциальные уравнения, аналогичные дифференциальным уравнениям (404) или (405) серво­двигателя с изодромной кинематической обратной связью. По­этому для анализа динамических свойств такого элемента необ­ходимо использовать дифференциальное уравнение вида

Переходные процессы элементов, динамические свойства ко­торых характеризуются дифференциальными уравнениями более высоких порядков, следует рассчитывать и строить при помощи методов, применяемых для анализа работы систем автоматиче­ского регулирования.