Повышение эффективности функционирования машинно-тракторного агрегата за счет совершенствования регулирования топливоподачи двигателя

• Автор: Шакиров, Ренат Равилевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 176 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИСЛЕДОВАИЯ.

1.1 Особенности функционирования двигателя МТА

1.2Особенности управления топливоподачей при двухимпульсном

регулировании двигателя МТА

1.2.1 Двухимпульсные регуляторы по частоте вращения и ускорению коленчатого вала двигателя.

1.2.2 Система двухимпульсного регулирования по частоте вращения

и давлению наддувочного воздуха.

1.2.3 Особенности функционирования двухимпульсных ре1уляторов

по частоте вращения и нагрузке

1.3 Цель и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Общие положения моделировании переходных процессов тракторного дизеля.
2.2 Математическая модель переходного процесса двигателя МТА
2.2.1 Математическая модель первой фазы переходного процесса
2.2.2 Математическая модель второй фазы переходного процесса
2.2.3 Определение значений коэффициентов дифференциальных уравнений.
2.3Результаты теоретических исследований
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа исследования.
3.2 Методы стендовых испытаний.
3.3 Структура информационного обеспечения испытаний двигателя
3.4Планирование опытов, их проведение и контроль.
3.5Методика выбора параметров измерительного комплекса.
3.6Оценка погрешностей измерения.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ АНАЛИЗ
4.1. Исследование дизеля Д2 на стационарных режимах.
4.2 Определение оптимальных параметров регулятора по нагрузке
4.3 Обоснование выбора параметров регулятора.
4.4 Результаты сравнения работы двигателя при использовании различных методов регулирования
4.5Результаты взаимосвязи между нагрузкой создаваемой на опытном регуляторе и твердостью почвы.
4.6 Результаты полевых испытаний в базовом и опытном вариантах.
4.7 Выводы по главе 4
5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ. Ш
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Запаздывание регулятора и невозможность обеспечить подачу топлива в соответствии с изменением момента сопротивления при резких набросах нагрузки является одним из основных недостатков всережимного регулятора. Конструкция и принцип работы всережимного регулятора не могут даже теоретически обеспечить качественную работу во время резких колебаний нагрузки. Причина заключается в том, что всережимный регулятор начинает процесс регулирования после того, как двигатель входит в переходный процесс. Фактором начала регулирования является изменение скоростного режима, выходящего за пределы степени нечувствительности регулятора. МТА при резких набросах нагрузки, наиболее характерных режимах при выполнении энергоемких сельскохозяйственных операций, не обеспечивает качественного регулирования скорости вращения вала двигателя. Поэтому есть резерв при совершенствовании процессов регулирования топливоподачи в двигателях внутреннего сгорания с механическими центробежными регуляторами при резких набросах нагрузки. Одним из наиболее эффективных способов совершенствования процесса регулирования переходных режимов в МТА является применение двухимпульсных регуляторов, сочетающих традиционный принцип регулирования и дополнительный по ускорению или по нагрузке. Двухимпульсными автоматическими регуляторами называются автоматические регуляторы, в конструкцию которых включаются чувствительные элементы, обеспечивающие измерение в процессе работы, по крайней мере, двух параметров скорости и ускорения, скорости и нагрузки, скорости и давления наддува и другие. Применение двухимпульсных регуляторов позволяет сократить потери мощности двигателя при выполнении энергоемких сельскохозяйственных работ на 5 6, уменьшить расход топлива на 3 . В связи с улучшением характера переходного процесса можно с достаточной вероятностью предположить, что двухимпульсное регулирование качественно сказывается на происходящих в двигателе процессах сгорания рабочей смеси, теплоотводе, процессах трения. Все это способствует уменьшению износа деталей, снижению тепловых напряжений, и, соответственно, приводит к увеличению ресурса двигателя . Наиболее часто применяются двух импульсные регуляторы по частоте вращения и ускорению вала двигателя и регулятор по частоте вращения и давлению наддувочного воздуха. Двухимпульспые регуляторы по частоте вращения и ускорению коленчатого вала двигателя. Регуляторы по ускорению коленчатого вала срабатывают в момент резкого увеличения или уменьшения нагрузки двигателя. В результате значительного изменения нагрузки двигателя изза появившейся разницы между крутящим моментом и моментом сопротивления происходит увеличение частоты вращения при сбросе нагрузки, или уменьшение частоты вращения при набросс нагрузки. Величина этих вариаций зависит от степени изменения нагрузки. В результате коленчатый вал двигателя обретает ускорение определенной величины. При помощи регулятора по ускорению в момент появления изменения в скоростном режиме двигателя происходит перемещение рейки топливного насоса соответственно в сторону увеличения или уменьшения подачи топлива. То есть скорость изменения цикловой подачи будет зависеть от ускорения вала двигателя, а, соответственно, и от величины изменения нагрузки. На рисунке 1. Импульс по ускорению появляется за счет введения угла скоса прорези а в звездочке 1. При появлении ускорения, например, в сторону увеличения числа оборотов, скошенные пазы звездочки 1 воздействуют на грузы 2, обладающие инерционностью, таким образом, что перемещают их в сторону увеличения радиуса вращения. Муфта 5 получает перемещение вправо, уменьшая подачу топлива. Эта сила действует по касательной к окружности вращения. Другой силой является сила трения между грузом 2 и конической тарелкой 4. По величинам указанных сил и перемещениям шаров определяется чувствительность элемента. Рисунок 1. В работах , изучена другая конструктивная возможность получения импульса по ускорению в механическом чувствительном элементе с качающимися грузами рисунок 1. Такие чувствительные элементы получили название центробежно тангенциальных. Рисунок 1.