Лекция 8.2. Определение продолжительности этапов разгона тракторного агрегата

8.2.1.Определение продолжительности буксования муфты сцепления

Разгон может быть осуществлён непосредственно на той передаче, на которой должен работать трактор, при условии, что снижение угловой скорости коленчатого вала двигателя при разгоне не выйдет за пределы, соответствующие частоте его вращения при максимальном крутящем моменте. В противном случае двигатель в процессе разгона заглохнет.

Обозначим угловую скорость коленчатого вала двигателя в конце первого периода разгона через . Величина её может быть определена (рис. 65) из выражения

,

т. к. уравнение движения коленчатого вала двигателя в первый период разгона записывается

.

Представим интеграл в виде суммы интегралов на отдельных участках диаграммы и заменим в подынтегральных выражениях моменты и их значениями на соответствующих участках.

На участке

,

где - текущее значение времени; - коэффициент запаса муфты сцепления.

На участке

.

На основании первого допущения при построении диаграммы (из подобия треугольников)

.

Учитывая сказанное, выражение для определения можно представить в виде

.

Подынтегральное выражение в первом интеграле на участке равно нулю, т.к. на этом участке разница моментов равна нулю в силу первого допущения при построении диаграммы.

Взяв интегралы и сделав соответствующие преобразования, находим

. (*)

Чтобы найти продолжительность первого периода разгона (время буксования муфты сцепления) , воспользуемся условием, что в конце этого периода угловая скорость коленчатого вала двигателя равна угловой скорости первичного вала трансмиссии .

Учитывая, что первичный вал трансмиссии начинает вращаться спустя некоторое время после начала разгона тракторного агрегата, имеем

.

Выразим входящий, в это уравнение приведённый момент сопротивления агрегата через номинальный крутящий момент двигателя.

,

где - коэффициент нагрузки двигателя.

Нижний предел интегрирования определяем из условия, что первичный вал трансмиссии начинает вращаться, когда . При принятом линейном законе изменения момента трения муфты можно записать

.

Откуда

.

Принимая во внимание значение момента трения муфты на различных участках диаграммы разгона, переписываем уравнение для определения в следующем виде

.

Откуда после интегрирования и необходимых преобразований получим

. (*)

Так как при , то приравняв правые части уравнений (*), будем иметь

.

Откуда

. (*)

Из этого уравнения видно, что на длительность первого периода разгона тракторного агрегата (время буксования муфты сцепления) наряду с конструктивными параметрами двигателя и трактора, существенное влияние оказывают эксплуатационные факторы: степень загрузки двигателя; передача, на которой выполняется работа; величина приведённого момента инерции тракторного двигателя и всего агрегата, а также качество вождения (темп включения муфты сцепления).

8.2.2. Характеристики нагруженности муфты сцепления

Важнейшими характеристиками нагруженности муфт сцепления являются мощность буксования и работа буксования, особенно для муфт сцепления, работающих со стальными дисками трения.

Мощность буксования определяется по формуле

.

Работа буксования рассчитывается как интеграл

.

Для оценки работоспособности муфт сцепления вводятся удельные показатели мощности и работы буксования, которые определяются отношением мощности и работы буксования к суммарной площади трения дисков муфты сцепления.

Рассчитанные таким образом удельные показатели сравниваются с их допустимыми значениями, и даётся заключение о работоспособности муфты сцепления.

8.2.3. Определение продолжительности второго этапа разгона и общей продолжительности разгона тракторного агрегата

Для определения продолжительности второго этапа разгона тракторного агрегата обозначим общее угловое ускорение коленчатого вала двигателя и первичного вала трансмиссии после прекращения буксования муфты сцепления через . Оно вызывается наличием избыточной разности моментов и может быть подсчитано по уравнению математической модели, соответствующей второму периоду разгона тракторного агрегата

.

Откуда

.

Искомая продолжительность второго периода разгона тракторного агрегата

,

где - установившаяся угловая скорость коленчатого вала двигателя и всей системы в конце разгона тракторного агрегата.

Представим интеграл, входящий в правую часть этого равенства, в виде суммы двух интегралов. Первый из них учитывает время, необходимое для повышения угловой скорости системы до номинального значения , а второй – время, необходимое для дальнейшего повышения угловой скорости до конечного значения , соответствующего заданной нагрузке двигателя . Тогда

.

По мере увеличения скорости системы до номинального значения работе двигателя соответствует безрегуляторная ветвь характеристики, а при дальнейшем повышении её – регуляторная.

Поэтому в подынтегральных выражениях крутящий момент вала двигателя следует заменить его значением на соответствующей ветви характеристики двигателя.

Теоретически разгон тракторного агрегата до установившейся скорости, соответствующей его приведённому моменту сопротивления , невозможен. Это обусловлено тем, что по мере нарастания скорости тракторного агрегата разность моментов , под действием которой происходит ускорение движения, уменьшается, стремясь к нулю, вследствие чего процесс окончания разгона затягивается до бесконечности.

Для получения сравнительных данных о длительности процесса разгона у различных тракторных агрегатов рекомендуется при определении времени считать, что разгон заканчивается, когда угловая скорость коленчатого вала двигателя и всей системы достигает какого-то условного значения .

Общая продолжительность разгона тракторного агрегата

.

Дата добавления: 2015-10-24