Переходные процессы в работе двигателя

С понятием неустановившегося режима работы двигателя связано определение переходного процесса двигателя. Переходным про­цессом называется процесс изменения во времени параметров дви­гателя, входящих в функциональную зависимость, вслед­ствие изменения нагрузки, воспринимаемой двигателем, смены ре­гулируемого режима обслуживающим персоналом или других произвольных изменений внешних условий работы. Переходный процесс по своему смыслу всегда является переходом работы дви­гателя от одного (начального) установившегося режима к другому (конечному) установившемуся режиму. Конечный установившийся режим часто является режимом вновь заданным. Таким образом, переходный процесс всегда протекает во времени и его аргументом является время.

В общем случае при переходном процессе изменяются все или многие параметры, характеризующие работу двигателя.

При необходимости подчеркнуть или выявить зависимость от времени того или иного определенного параметра, характеризую­щего работу двигателя, при неустановившихся режимах строят (или экспериментально записывают) процессы изменения этого параметра во времени, например ? = а (t); h = f (t); T = f (t); ? = f (t); и т. д. Эти зависимости также называются переходными процессами. Так, переходные процессы изменения угловой скоро­сти ? коленчатого вала и температуры охлаждающей воды, появив­шиеся вследствие сброса нагрузки, представлены на рис. 30.

Такие и аналогичные им переходные процессы иногда называют по выбранному параметру. Например, зависимость ? = f (t) называется скоростным переходным процессом, М = f (t) — на­грузочным переходным процессом, Т = f (t) — тепловым переход­ным процессом и т. д.

Переходные процессы двигателя

Если в переходном процессе выбрать какой-то один момент времени (например, tВ на рис. 30), то этому моменту времени соответствуют определенные мгновенные значения исследуемых параметров (?в; Тв и др.). Поэтому в соответствии с ранее дан­ным определением понятия о неустановившемся режиме выбран­ная точка В на рис. 30 характеризует один неустановившийся режим работы двигателя.

Следовательно, каждый переходный процесс является последо­вательной по времени совокупностью неустановившихся режимов работы двигателя, выраженных определенными параметрами, а один неустановившийся режим определяется одной точкой графика любого переходного процесса.

Переходный процесс характеризует динамические свойства двигателя или системы автоматического регулирования. Поэтому переходные процессы являются динамическими характеристи­ками двигателя или системы регулирования. В этом случае каждая динамическая характеристика представляет собой последователь­ную во времени совокупность неустановившихся режимов работы двигателя, точно так же, как статическая характеристика явля­ется последовательной совокупностью установившихся режимов.

Характер переходного процесса определяется свойствами дви­гателя и его агрегатов. Среди этих агрегатов могут быть и автомати­ческие регуляторы тех или иных параметров. Поэтому понятие переходного процесса двигателя принципиально совпадает с по­нятием процесса автоматического регулирования в тех случаях, когда на двигателе установлен автоматический регулятор, хотя наличие регулятора может существенно изменить характер переход­ного процесса, так же как и форму статических характеристик.

При классификации переходных процессов двигателя могут быть использованы различные признаки. К таким признакам можно отнести, например, исследуемый параметр (скорость, тем­пературу, уровень и др.), характер возмущения (сброс, наброс нагрузки), характер изменения исследуемого параметра (поло­жительное или отрицательное ускорение) и многие другие.

Каждый переходный процесс можно рассчитать с той или иной степенью точности путем составления и решения дифференци­ального уравнения двигателя или исследуемой системы. Решение такого дифференциального уравнения дает общий интеграл в виде зависимостей ? = f (t), h= f (t) или других, являющихся мате­матическими выражениями переходных процессов (см. рис. 30). Таким образом, для получения возможности оценки динамиче­ских свойств комбинированного двигателя необходимо составить дифференциальное уравнение прежде всего для каждого его эле­мента (см. рис. 20) и на их основе дифференциальное уравнение комбинированного двигателя в целом.

Анализ и решение такого уравнения дадут представление о переходных процессах этого двигателя и, следовательно, о его динамических свойствах.