Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 2
Текст из файла (страница 2)
' Однако требуемое изменение крутящего момента в больших пределах при сохранении других высоких показателей достигается ие всегда. Характеристику, приближающуюся к требуемой, имеют некоторые типы электрических двигателей, в связи с чем нх пспользуют и в гусеничных машинах вместо механической трансмиссии или в сочетании с ней. Таковы; например, трзкторы с электрическим тяговым двигателем.
Но для получения электрической энергии такие машины снабжаются генератором, приводимым во вращение обычным тепловым двигателем. В результате энергия претерпевает двойную трансформацию: нз механической в электрическую и нз электрической снова в механическую, вследствие чего к. п. д. всей установки понижается, а вес и объем ее возрастают. Кроме того, электротраисмиссия снабжается довольно сложной системой регулирования со вспомогательными электрическими машннамн сравнительно небольшой мощности. Эта система обеспечивает необходимый диапазон изменения крутящего момента двигателя по частоте вращения. Такая установка, несмотря на ее прннпипиальные недостатки, позволяет получить скоростную характеристику тяговых электродвигателей, близкую к требуемой. 3 Наибольшее распространение в качестве знергетнческой установкн в транспортных машинах подучили хорошо отработанные практнкой поршневые двнгателн внутреннего сгорания — днзелн н карбюраторные, скоростная'характернстнка которых имеет, к сожаленню, определенный недостаток.
На рнс. 2 представлена внешняя характернстнка карбюраторного двнгателя, показывающая зависимость зффектнвной мощностн н крутящего момента от частоты вращення. На внешней характеристике обозначены: М „— максимальная мощность двнгателя, рани†номинальная мощность двигателя, устанавлнваемая заводом, Мн— крутящий момент двигателя прн номннальной мощности, М макснмальный крутящий момент„ан н лм — частота вращейня вала двнгателя, соответствующая Уят н Мм, Прн установке на двнгатель регулятора, ограничивающего макснмальную частоту вращения вала, внешняя характернстнка справа имеет характер регуляторной характернстякн.
На рисунке регуляторные характеристики условно показаны в виде прямых, пересекающнх графпкн Ф, н М, прн номннальной мощностн. Если регулятор отсутствует, то' измененне эффективной мощности н момента соответствует штрнховым . крнвым. Прн снятии нагрузки двигатель, как говорят, ендет в разноса, достигая разносной частоты вращения вала.
Принципиальное отличие внешней характернстнкн днзеля заключается в том, что номинальная мощность тт'„, как правило, расположена левее макснмальной (йУ ) нлн совпадает с ней. Прн нспользованнн обозначений на рнс. 2 это обстоятельство не скажется на последующпх выводах к рассуждениях. Разносная частота вращения у дизеля больше, чем у карбюраторного двигателя, н недопустнма по ннерцнонным нагрузкам, возникающим в деталях, Поэтому на днзель необходнмо устанавливать ограничитель частоты вращения.' Недостатком внешней характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания является значительное н неблагопрнятное изменение мощности с нзмененнем частоты вращейня. Крутящий момент двигателя определяется известным выражением М, = 955 — „' да Н. и ~ М, = 716,2 — „' кгс и), где Ж, — мощность в кВт (л.
с.) ', а — частота вращення в об/мнн; М, — крутящий момент в даН.м (кгс.м~. Из-за указанного неблагоприятного изменения мощностн крутящпй момент двнгателя изменяется в небольшпх пределах,' не соответствующих изменению условий двнження. Его предельное нзмененне по внешней характеристике оценнвают козффнцнентом прнспособляемостн двигателя й М мт Мн т Здесь и далее в скобках нриводятся размерности величии, относящиеся к формулам, написанным также в скобках. У карбюраторных двигателей й„„=- 1,15 —:1,35, а у дизелей при применении специальных корректйрующих устройств в топливном насосе он не превышает 1,2 — 1,25 (без указанных устройств й„, =- 1,1' —:1, 15). Предел изменения крутящего момента на ведущем колесе требуется значительно ббльшнм и поэтому становится неизбежным введение в трансмиссию машины специальных устройств в виде коробок передач. Устойчивой областью изменения частоты вращенпя двигателя при работе па внешней характеристике является область ля †.
Отношение этих частот вращения у большинства выполненных двигателей ~ =1,5 —:2,0. Ю Применение всережимного регулятора дает возможность изменять положение регуляторной характеристики на внешней характеристике двигателя. Это позволяет при движении с недогрузкой двигателя сохранять почти постоянной заданную частоту вращения илн скорость машины, которая в случае ступенчатой коробки передач находится в прямой зависимости от частоты вршцения. Для обеспечения требуемой частоты вращения любая точка области под кривой й/, (рис.
2) может быть совмещена с регуляторной характеристикой двигателя путем воздействия на управляющий орган всережнмного регулятора. При изменении условий движения регулятор соответственно изменит подачу топлива в двигатель, но частота его вращения изменится незначительно в соответствии с регуляторной характеристикой. Топливная экономичность работы двигателя, оцениваемая удельным расходом топлива д, г/кВт ч (или г/л. с.
ч), будет прн этом также изменяться. Качественная регулировка горючей смеси у дизелей ие предотвращает увеличения удельного расхода топлива при уменьшении нагрузки. Более резкий рост я, наблюдается в области малых нагрузок двигателя, й(аксимум крутящего момента н мпнимум кривой удельных расходов топлива у частичных характеристик дизеля незначительно изменяют свое положение по частоте вращения, сдвигаясь влево при уменьшении нагрузки. Количественная регулировка горючей смеси у карбюраторных двигателей дает еще более резкое увеличение л, на частичных характеристиках в случае уменьшения мощности.
При этом максимум М, и минимум я, значительно сдвигаются в сторону меньших частот вращения, а область устойчивой работы двигателя л;д †сильно сужается. Ухудшение топливной экономичности двигателя на частичных характеристиках заставляет взбегать такие режимы его работы и не позволяет использовать изменение крутящего момента на регуляторной ветви в широких пределах. Однако зта рекомендация обычно невыполнима для двигателей транспортных машин в связи с сильно меняющейся нагрузкой н необходимостью значительных изменений 10 л) скорости нх движения. Регулирование скорости изменением подачи топлива в двигатель (при наличии всережимного регулятора или без него) означает использование частичнык характеристик двигателя н позволяет увеличить диапазон скоростей при постоянном передаточном числе трансмиссии, Так, при движении по хорошей дороге требуемая мощность двигателя определяется скоростью.
Отношение максимальной скорости (соответствует мощности М,) к минимальной на высшей передаче всегда больше, чем отношение — по внешней характеристике. Это особенно заметно для машин "м с карбюраторным двигателем вследствие более значительного смещения влево максимума момента частичной характеристики, на которой работает двигатель прн минимальной скорости движения. иг лаю Учитывая сказанное, все ЮУ~ расчеты движения транспортной машины при проектиро- ~М~ ванин проводят по внешней характеристнкедвигателя, предполагая полное использование номинальной мощности двига- ! теля.
Необходимо, однако, иметь в виду, что излишний запас а мощности двигателя, улучшая ря динамические качества транспортной гусеничной машины (среднюю скорость, способность разгоняться, поворот), всегда будет приводить к ухудшению ее топливной зкономичности. Перспективным является использование в знергетических установках транспортных машин газотурбинного двигателя (ГТД). Конструктивные преимущества ГТД по сравнению с поршневым двигателем внутреннего сгорания заключаются в отсутствии деталей с возвратно-поступательным движением.
Они не требуют установки на машину достаточно сложной системы охлаждения, предъявляют невысокие требования к качеству топлива н имеют высокую готовность к действию благодаря хорошим пусковым качествам. На рис. 3 показана скоростная характеристика двухвального ГТД, у которого существует только газовая связь между турбиной компрессора и тяговой турбиной. Она выгодно отличается от характеристики поршневого двигателя. ГТД работает устойчиво на всем диапазоне изменения частоты вращения вала тяговой турбины, включая н полное торможение, В последнем случае момент на валу тяговой турбины будет макснмальиыч. Однако работа ГТД при малой частоте вращения зкономически невыгодна нз-за низкого к.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
