СТРУКТУРНАЯ СХЕМА САУ ГД С РЕГУЛЯТОРОМ ПРЯМОГО
ДЕЙСТВИЯ. УРАВНЕНИЕ УЗЛА С ДАТЧИКОМ СКОРОСТИ
Структурная схема САУ ГД с регулятором прямого действия приведена на рис.24.1. На схеме обозначено:
· 1 - катаракт; 2 - пружина катаракта; 3 - рычаг; 4 -топливная рейка; 5 - винт задатчика частоты вращения; 6 - датчик скорости;
· С1 и С2 - жесткости пружин катаракта и датчика скорости;
· D y, D х - перемещения поршня и правого конца пружины катаракта;
· D h - перемещение топливной реки (при указанном на рисунке перемещении рейки подача топлива возрастает);
· Dy - перемещение винта задатчика частоты вращения (при указанном на рисунке перемещении величина заданной частоты вращения увеличивается);
· D z - перемещение муфты центробежного датчика скорости (указанное на рисунке направление перемещения соответствует увеличению частоты вращения);
· Dw и Dl - изменения частоты вращения и разворота лопастей винта;
· D P и D V - изменения поддерживающей и восстанавливающей сил.
Работает САУ следующим образом. Пусть при уменьшении разворота l лопастей винта частота вращения w увеличилась. Тогда муфта датчика скорости 6 сместится влево. Вместе с муфтой влево сместится точка В рычага 3, и рычаг повернётся против часовой стрелки. Смещение влево точки С рычага, а вместе с ней и смещение влево топливной рейки 4 уменьшит подачу топлива, что приведёт к снижению частоты вращения w.
Для демпфирования (подавления) скачкообразного изменения подачи топлива при резком изменении частоты вращения дизеля применяют катаракт 1, подсоединенный к рейке через пружину 2 (такое подключение катаракта называют упругим). При резком возрастании частоты вращения резко возрастает поддерживающая сила D P датчика 6, а восстанавливающая сила D V в начале изменения частоты вращения создаётся сразу двумя пружинами - катаракта и датчика. Этим ограничивается первоначальное перемещение топливной рейки. Далее сжатая пружина 2 перемещает поршень катаракта 1 влево, причем скорость перемещения поршня зависит от сечения вентиля, через который соединяются правая и левая полости цилиндра катаракта. По мере смещения поршня катаракта влево сила сжатия пружины 2 уменьшается, что приводит к дополнительному смещению топливной рейки влево. Так как перемещение поршня катаракта растянуто по времени, то и перемещение топливной рейки происходит также плавно.
|
|
|
Поворотом ручки задатчика частоты вращения головка винта 5, например, смещается вправо, пружина датчика скорости дополнительно сжимается, точка В смещается вправо и через рычаг 3 и топливную рейку 4 увеличивается подача топлива. Частота вращения w дизеля увеличивается.
Полное описание САУ ГД будет состоять из дифференциальных уравнений дизеля, дифференциального уравнения датчика скорости с учётом упруго присоединенного катаракта и самого катаракта.
|
|
|
Для вывода уравнения динамики датчика скорости с учётом упруго присоединённого катаракта воспользуемся ранее выведенным выражением (11.3) 
заменив в нём члены c Dy +c D z, входящие в выражение изменения восстанавливающей силы D V.
На точку В непосредственно действует сила сжатия пружины датчика, которую обозначим как N1 и которая определяется точно также, как и в (11.1):
N1=c 2 Dy +c 2 D z (24.1)
На точку С действует сила сжатия, равная
c 1 D x -c1 D y (24.2)
Если обозначить передаточное число рычага как
(24.3)
то на точку В будет также действовать сила от сжатия пружины 2, определяемая как
N2=i(c 1 D x -c1 D y)=i(c 1 i D z -c1 D y)=c 1 i2 D z -ic1 D y (24.4)
Полная сила упругости пружин, приведенная к точке В, равна
N=N1+N2=c 2 Dy +c 2 D z+ c 1 i2 D z -ic1 D y=c 2 Dy +(c 2 + c 1 i2) D z -ic1 D y (24.5)
Заменив c Dy +c D z в (11.3) на N, получим
(24.6)
Преобразуем, введя обозначение производной символом р,
(24.7)
Введем обозначение фактора устойчивости регулятора
(24.8)
где F Ц - фактор устойчивости центробежного датчика скорости согласно (11.5).
|
|
|
Поделив на (24.8) обе части уравнения (24.7), получим
(24.9)
где 
- инерционная постоянная времени регулятора;
- постоянная времени гидравлического трения;
- коэффициент передачи регулятора по частоте вращения;
- коэффициент передачи регулятора по сигналу задания;
- коэффициент передачи регулятора по сигналу катаракта.
По любому из входных сигналов Dw, Dy и D y датчик скорости в составе САУ представляет собой динамическое звено 2-го порядка.
Из рисунка найдём используемую при расчёте (22.8) производную
(24.10)
ПОЛНАЯ СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ ГД
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 357; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!