2.2 Коэффициент самовыравнивания, характеризующий способность двигателя к саморегулированию при его работе без регулятора, вычисляется по формуле

(2.14)

где - фактор устойчивости двигателя, Н·мс, определяемый как разность частных производных по угловой скорости момента сопротивления потребителя и крутящего момента двигателя :

(2.15)

В области номинального режима , следовательно . Для транспортного дизеля момент сопротивления определяется зависимостью

(2.16)

где - коэффициент пропорциональности.

(2.17)

На установившимся номинальном режиме работы

(2.18)

Из (2.17, 2.18) следует

(2.19)

следовательно

(2.20)

Подставив 2.20 в 2.14, получим формулу для вычисления коэффициента самовыравнивания двигателя.

(2.21)

3. Расчет параметров регулятора

Расчетная схема регулятора приведена на рис. З.1.

В уравнение регулятора входят: время регулятора , время катаракта и местная степень неравномерности регулятора , которые вычисляются по формулам;

(3.1)

(3.2)

(3.3)

где - масса подвижных деталей регулятора, приведенная к оси муфты, кг;

- коэффициент гидродинамического сопротивление в регуляторе, Н·с/мм;

- фактор устойчивости регулятора, Н/мм;

- сила затяжки пружины регуляторе, Н.

Параметр в качестве варьируемого используется при вычислении времени двигателя. Тогда же определяется координата муфты регулятора на номинальном режиме .

Рассмотрим порядок начисления при заданных значениях и . Фактор устойчивости регулятора определяется как разность частных производных по перемещению муфты регулятора от силы затяжки пружины регулятора и центробежной сила грузиков , приведенной к оси муфты:

(3.4)

При изменении режима работы двигателя от холостого хода до номинального муфта регулятора перемещается на величину мм, а сила пружины изменяется на величину где – сила предварительной затяжки пружины.

Рис. 3.1 Расчётная схема регулятора

При этом

(3.5)

где – жёсткость пружины регулятора, Н/мм.

Центробежная сила грузиков, приведённая к оси муфты

( 3.6)

где – масса грузика, кг;

– число грузиков;

– передаточное отношение привода вала регулятора;

– угловая скорость, с^-1;

– радиус вращения центра масс грузиков, мм;

Радиус вращения центра масс грузиков зависит от перемещения муфты регулятора .

(3.7)

Где – радиус вращения центра масс на установившемся режиме, мм;

Обозначим передаточное число двуплечего рычага

(3.8)

(3.9)

Фактор устойчивости регулятора на номинальном режиме

(3.10)

Из (3.3) с учётом (3.10) следует

(3.11)

Масса подвижных деталей регулятора, приведённая к оси муфты, оценивается по формуле

(3.12)

4. Формирование списка параметров сар

Последовательность расчётов особенно наглядно и легко прослеживается на “дереве целей” параметрической оптимизации. Оно представляет собой граф, корневой вершиной которого является функция цели, промежуточными вершинами – вычисляемые характеристики и переменные САР, свободными вершинами (листьями), являются параметры САР, которые разделяют на варьируемые и базовые (замороженные). Разделение параметров САР на две указанные группы условно.

При построении дерева целей параметрической оптимизации САР (рис 4.1) использованы рассмотренные выше математические зависимости между параметрами САР.

Параметры, которые определены техническим заданием, и те, которые не могут изменяться в широких пределах, принимаем за базовые. К ним относятся параметры: N_еН – номинальная эффективная мощность двигателя; n_Н - номинальный скоростной режим: G_ТН - часовой расход

Рис. 4.1 Дерево целей параметрической оптимизации САР

на номинальном режиме; i -число цилиндров двигателя; Р_М- среднее давление механических потерь; Р_Е - среднее аффективное давление; _Т - плотность топлива; - коэффициент наполнения плунжерной парк; δ -диаметр зубчатого секторе привода плунжера; z₂ – число грузиков регулятора; - угол наклона отсечной кромки плунжера

В качестве варьируемых принимаем параметры:

– степень неравномерности регулятора; d_П – диаметр плунжера ТНВД; – отношение перемещения рейки ТНВД к перемещению муфты регулятора; С_П – жёсткость регулятора; m₂ – масса грузика регулятора; k_Р - передаточное число двуплечего рычага грузиков; k_ЗП – передаточное отношение привода вала регулятора; – коэффициент гидродинамического сопротивления в регуляторе. Всего восемь параметров.