Динамические свойства собственно дизеля с наддувом характери­зуются дифференциальным уравнением (47) с выходной координа­той в виде изменения угловой скорости коленчатого вала ?.

Входных координат в общем случае три: изменение цикловой подачи топлива q, изменение давления наддува ? и изменение настройки потребителя ?_д. Совместное воздействие входных координат на собственно дизель, определяемое уравнением (47), может быть разделено на воздействие каждой входной координаты в отдель­ности. Если ввести обозначения:

?^q — изменение угловой скорости под влиянием изменения цикловой подачи топлива при ? = ?_д = 0;

?^? — изменение угловой скорости под влиянием изменения давления наддува при q = ?_д = 0;

?^? — изменение угловой скорости под влиянием изменения настройки потребителя при q = ? = 0, то в соответствии с принципом суперпозиции уравнение (47) может быть заменено совокупностью трех линейных дифференциальных уравнений с одной входной координатой каждое:

Каждый элемент двигателя в процессе работы испытывает практически непрерывные возмущающие воздействия со стороны входных координат. Одним из типовых постоянно действующих возмущений является гармоническое (косинусоидальное), которое применительно к цикловой подаче топлива имеет вид

где q_а — амплитуда колебаний возмущающего воздействия (ам­плитуда колебаний цикловой подачи топлива); ? — круговая ча­стота колебаний возмущающего воздействия.

Формулы Эйлера

дают возможность представит выражение (49) в виде суммы двух компонентов гармонического возмущающего воздействия:

В соответствии с принципом суперпозиции каждый из компонен­тов возмущения вызывает соответствующую составляющую ?₁ (t) или ?₂ (t) переходного процесса, сумма которых в каждый момент времени дает ординату переходного процесса

появляющегося вследствие возмущения (49).

В связи с этим нет необходимости исследовать воздействие на элемент сложного возмущения вида (49). Достаточно взять вна­чале лишь один компонент возмущения, например,

Достоверность полученных выводов при этом не нарушится. При гармоническом изменении входной координаты q рассматриваемое уравнение получает вид

Частное решение этого неоднородного уравнения может быть найдено в форме правой части уравнения в виде произведения

Сопоставление полученного выражения с рассматриваемым урав­нением показывает, что Y^q (р) характеризует отношение выходной координаты ?^q к входной q:

в связи с чем это выражение получило название передаточной функции элемента по соответствующему внешнему воздействию (возмущению), а в данном случае — передаточной функции соб­ственно дизеля с наддувом по изменению цикловой подачи топлива. Передаточная функция представляет собой отношение оператора воздействия элемента (в данном случае этот оператор равен еди­нице) к собственному оператору элемента d (p).

По аналогии могут быть получены передаточные функции соб­ственно дизеля с наддувом и по другим входным координатам. Так, передаточную функцию по настройке потребителя можно полу­чить в виде отношения

а передаточную функцию по давлению наддува в виде отношения

Таким образом, для получения передаточных функций диффе­ренциальное уравнение элемента, записанное в операторной форме, достаточно разделить на собственный оператор (46). Примени­тельно к уравнению (47) это дает

Следовательно, элемент системы автоматического регулирования имеет столько передаточных функций, сколько входных координат содержит его дифференциальное уравнение. Запись дифференци­ального уравнения элемента через передаточные функции дает возможность построить структурную схему элемента, отража­ющую его динамические свойства.

Каждая передаточная функция в структурной схеме изобра­жается прямоугольником, а входные и выходные координаты — соответствующими стрелками.

В соответствии с уравнением (53) все выходные координаты элемента суммируются:

?  = ?^q + ?^? + ?^?,

как это показано на рис. 33, а. Структурные схемы двигателей без наддува или двигателя, работающего на холостом ходу, пока­заны соответственно на рис. 33, б и в.

В некоторых случаях для упрощения схемы структурная схема может быть изображена одним прямоугольником с обо­значением собственного оператора (рис. 34). Выходной координатой в этом случае яв­ляется результирующее изменение ? под воздействием всех входных координат, а входные координаты отмечаются вместе с соответствующими коэффициентами усиле­ния и алгебраическими знаками направления возмущения.

Таким образом, структурная схема строится по дифференциальному уравнению и характеризует динамические свойства элемента в отличие от функциональной схемы, отражающей работу элемента на установившихся режимах.