Динамический расчёт САР частоты вращения двигателя внутреннего сгорания

Реферат

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ, АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ, ФАЗОВАЯ ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ, РЕГУЛЯТОР.

Целью работы является проведение динамического расчёта САР частоты вращения по методике изложенной в учебном пособии № 2873.

Динамический расчёт САР частоты вращения двигателя внутреннего сгорания состоит из следующих этапов:

- разработка математической модели САР;

- расчёт коэффициентов дифференциальных уравнений;

- расчёт переходных процессов;

- анализ устойчивости САР;

- расчёт частотных характеристик;

- оценка устойчивости по диаграмме профессора Вышнеградского.

Содержание

Введение ……………………………………………………………………….. 4

1. Математическая модель САР ДВС ……………………………………. 5

2. Определение коэффициентов дифференциального уравнения САР ... 6

3. Расчет переходных процессов САР частоты вращения ДВС по вырожденному уравнению …………………………………………….. 7

4. Анализ устойчивости работы САР частоты вращения ДВС по интегралу вырожденного дифференциального уравнения ………….................... 9

5. Расчет частотных характеристик САР ДВС ………………………….. 10

6. Анализ устойчивости САР ДВС по диаграмме профессора

И. А. Вышнеградского ……………………………………………….... 12

Заключение ……………………………………………………………………. 14

Список использованных источников ………………………………………... 15

Введение

Дизельные двигатели, в отличие от бензиновых, имеют склонность к разносу, что объясняется особенностью их топливоподачи (дросселирования топлива при его отсечке в конце впрыскивания приводит к чрезмерному увеличению цикловой подачи при увеличении частоты вращения).

Автоматический регулятор защищает двигатель от разноса , однако, этим не исчерпываются его функции. Регулятор, кроме того, выполняет большое количество дополнительных функций :

- автоматическое формирование скоростной характеристики цикловой подачи топлива для облегчения пуска в условиях низких температур (зимой);

- формирование внешней скоростной характеристики с регламентированным обеспечением координат паспортных режимов двигателя;

- автоматическое изменение максимальной подачи топлива в зависимости от давления надувочного воздуха;

- автоматическое ограничение подачи топлива при значительном изменении атмосферного давления (горный корректор);

- ограничение подачи топлива для уменьшения содержания сажи в отработавших газах (противодымный корректор);

- и другие функции.

1 . Математическая модель САР ДВС

Рисунок 1 – Структурная схема математической модели САР дизеля

где, η – относительная координата муфты (η=∆z/zп);

λ – относительная координата рейки насоса (λ=∆h/hп);

φ – относительная координата частоты вращения (φ=∆φР/hР);

αР - относительная координата настройки регулятора;

αН - относительная координата настройки нагрузки;

W1P=-KΨdрp- передаточная функция регулятора по настройке αP;

W2P=KРdрp – передаточная функция регулятора по регулируемой координате φ;

W3P=KDdDp– передаточная функция ДВС по координате рейки;

W4P=-KНdDp – передаточная функция двигателя по координате настройки.

2. Определение коэффициентов дифференциального уравнения САР

Примем значения: Iд=4 кг∙м2;

μ=3 кг.

По заданию имеем величину фактора торможения регулятора υ =7500 Н∙см;

Фактор устойчивости двигателя на разных режимах может находиться в пределах от -0,5 до -2,5 Н∙см; приму его равным - 1,5 Н∙см.

Фактор устойчивости регулятора Fp=9000 Н∙см.

Формулы для расчёта коэффициентов двигателя и регулятора:

Kp=2∙Р/Zп;

Kд≈Mн/ωд=Mн/π∙n_д ∙30=9,55∙Mн/n_д ;

их конкретные значения зависят от конкретного задания, можно лишь ориентировочно определить их порядок, но это лучше сделать в их произведении.

KpKд≈19,1∙P/zп∙Mн/n_д ;

Допустим: Zп=0,008 м; P=600 Н; Mн=500Н∙м; nд=2100 мин-1;

KpKд=19,1*600*500/(8∙10^-3 ∙2100)=34,1∙10⁴ Н² ∙с;

Сравним значения коэффициентов А₃ , А₂ , А₁ ,А₀ :

А₃ =3∙4=0,12∙10² ;

А₂ =4∙7500+3∙(-1,5)=299,95∙10² ;

А₁ =4∙9000+7500∙(-1,5)=247,5∙10² ;

А₀ =34,1∙10⁴ +9000∙(-1,5)=3275∙10² .

Сравнение этих значений показывает, что влияние коэффициента А₃ не может быть значительным, поэтому уместно принять μ≈0; тогда

А₂ '=I∙ υ; А₁ и А₀ без изменений. Порядок уравнения САР понижается до второго и тогда оно называется вырожденным уравнением САР ДВС.

А₂ '∙φ+А₁ ∙φ+А₀ ∙φ=K_д K_Ψ α_р ;

При α_р =0 получаем А₂ '∙φ+А₁

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать