книги из ГПНТБ / Лихачев В.С. Испытания тракторов учеб. пособие

Изменение жесткости пружин современных регуляторов дости­ гается изменением числа рабочих витков пружин, для чего на пружинах имеется ввертная сережка.

Если увеличивать начальное натяжение пружины, то при не­ котором его значении F 0 характеристика пружины 1— 2 нало­ жится на характеристику центробежных сил по линии 5— 6 (см. рис. 8). Теперь его статизм будет равен нулю, исчезает разница

ошибки). Такой регулятор работает только при наличии специаль­ ного устройства, называемого гибкой обратной связью (изодром­ ный регулятор). Обычный центробежный регулятор в астатическом режиме работает неустойчиво, так как на характеристике 5— 6 отсутствуют фиксированные равновесные состояния для различ­ ных положений муфты регулятора: при заданном нагрузочном режиме работы двигателя муфта может занимать любое положение в диапазоне своего полного хода.

Характеристика 1— 3 на рис. 9, в близка к характеристике со01 астатического режима; статизм регулятора при такой настройке весьма мал, он может даже перекрываться зоной нечувствитель­ ности регулятора. Практически границей устойчивой работы яв­ ляется характеристика со статизмом б = 5%.

Повысим жесткость пружины регулятора так, чтобы ее харак­ теристика поднялась до линии 1—2. Теперь скорость холостого хода (і)х значительно выше номинальной юн, статизм регулятора увеличился, и характеристика астатического режима со0 перемести­ лась вверх, обеспечив достаточный запас устойчивости регулятора по скорости А со = <о0 — сон.

Следовательно, для устранения неустойчивости в работе регу­ лятора необходимо повысить жесткость его пружины, увеличив статизм регулятора до величины, обусловленной техническими требованиями.

Заметим, что неустойчивость регулятора может появиться также в результате износа его деталей, заедания рейки или плун­ жерных пар топливного насоса и заедания в звеньях.§

§ 7. ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАКТОРА

Тяговой характеристикой трактора называют график зависи­ мости рабочих показателей трактора (тяговой мощности, скорости, часового и удельного расходов топлива, буксования) от нагрузки для всех, или основных рабочих передач на данщж-дач'венном

фоне: (Ѵкр, о, Gr, gKp, 6 = / (Якр). Получают тяговую характерйстику экспериментально в'процессе тяговых испытаний трактора на ровном горизонтальном*участке поля или на трековой дорожке при постоянной нагрузке.

Способов оценки влияния почвенного фона на тягово-сцепные качества трактора нет, поэтому тяговые характеристики снимают и изучают отдельно для каждого почвенного фона (залежь, стерня, пар).

Для оценки высших возможностей трактора проводят трековые испытания на бетонной дорожке для колесных тракторов и на гуд­ ронированной или плотной грунтовой — для гусеничных. Низшие показатели получают при испытаниях на песчаной дорожке или в песчаной ванне.

Тяговая характеристика наиболее полно отражает динамиче­ ские и экономические качества трактора. Однако она характери­ зует высшие, потенциальные мощностные возможности трактора, которые в эксплуатации не используются по причинам колебатель­ ного характера нагрузки, изменчивого рельефа поля, невозмож­ ности комплектования агрегата с достаточно высокой степенью нагружения трактора, а также вследствие ступенчатости переда­ точных чисел трансмиссии трактора, различного характера их рас­ пределения в диапазоне рабочих передач и некоторых других при­ чин. Поэтому степень использования мощности трактора в усло­ виях эксплуатации бывает различной для различных моделей, и ее определение является существенным фактором полноты оценки динамических качеств трактора.

Тяговую характеристику используют для: а) оценки динами­ ческих и экономических качеств трактора при типовых испыта­ ниях и получения мощностных показателей, вносимых в ГОСТ на данный трактор и в сертификат; б) оценки качества текущей про­ дукции тракторного завода при контрольных испытаниях; в) по­ лучения исходных данных при расчете агрегата, при техническом нормировании тракторных работ, при проектировании сельскохо­ зяйственных машин, предназначенных для работы с данным трак­ тором. Пример тяговой характеристики показан на рис. 10.

С помощью тяговой характеристики оценивают: 1) тяговое усилие и тяговую мощность, которые может развить трактор на каждой передаче; 2) поступательную скорость трактора на каждой передаче при различных нагрузках и при холостом ходе; 3) запас тягового усилия, который определяет способность трактора пре­ одолевать временное увеличение нагрузки без перехода на пони­ женную передачу; 4) расчетную производительность трактора по тяговой мощности при данной нагрузке трактора; 5) топливную экономичность трактора при данной нагрузке, а следовательно, расчетный расход топлива на единицу обработанной площади; 6) ограничение предельной силы тяги трактора сцеплением движи­ теля с почвой или крутящим моментом двигателя; 7) сцепные качества трактора на данном почвенном фоне (по характеру буксо-

18

название учреждения, проводившего

испытания, год

км/ч

Ю

5 0

00

5 0

20

0 , Ч щ -'О І кг/ч гіл*

20 200 ■ ю

10- а - 150 - 0

■ 10 WO -

5 so

0

Рис. 10. Тяговая характеристика трактора Т-100

вания) и их влияние на тяговые и мощностные показатели; 8) тя­ говый к. и. д.

Рассматриваемая характеристика имеет некоторые особенности. Она является трансформированной тяговой характеристикой его двигателя, поэтому при достаточно высокой технике опыта кривые тяговой характеристики трактора обычно воспроизводят характер кривых регуляторной характеристики двигателя, построенной в функции крутящего момента. Лишь на низшей передаче эта зако­ номерность может быть нарушена влиянием повышенного[буксования.

Центробежный регулятор осуществляет пропорциональное ре­ гулирование и линия угловой скорости на регуляторной характе­ ристике до момента включения корректора является прямой, наклон которой определяется статизмом регулирования. Соответ­ ственный наклон, усиленный за счет буксования трактора, имеют и линии скоростей на тяговой характеристике. При высоких тяго­ вых нагрузках они искажаются за счет буксования.

Характер кривых тяговой мощности в области перегрузок опре­ деляется процессом корректирования подачи топлива при пере­ грузках двигателя, а анализ характера кривых тяговых мощностей относительно их огибающей представляет интерес с точки зрения оценки степени использования мощности двигателя в эксплуата­ ции.

На всех передачах, кроме случая неполного использования мощности двигателя на низшей передаче из-за повышенного бук­ сования, максимальный часовой расход топлива должен быть оди­ наковым (в пределах точности опыта) и равным максимальному расходу топлива на регуляторной характеристике. В случае не­ полного использования мощности двигателя на низшей передаче кривая часового расхода топлива для этой передачи обрывается, не достигнув своего максимума.

Если продолжить линии часового расхода топлива за пределы графика влево до пересечения с прямой, параллельной оси абсцисс и соответствующей часовому расходу топлива при холостом ходе двигателя, то они отсекут на этой прямой отрезки, выражающие усилие, необходимое для движения трактора холостым ходом.

В соответствии с выражением gKp = (где г) — тяговый

к. и. д. трактора) кривые удельного расхода топлива на тяговой характеристике должны сохранять масштабное подобие и тем более не могут пересекаться между собой в зоне недогрузок.

Форма кривых тяговой характеристики в зоне максимальных нагрузок определяется характером кривой буксования. Иначе говоря, тяговые качества трактора в зоне максимальных нагрузок, полнота использования в этой зоне максимальной мощности и максимального крутящего момента двигателя определяются тяго­ во-сцепными качествами трактора на данном почвенном фоне. Поэтому следует внимательно анализировать соответствие переда­

20

точных чисел трансмиссии и сцепного веса трактора тяговым каче­ ствам двигателя (его максимальному и номинальному крутящим моментам) и сцепным качествам движителя на характерном для данного трактора почвенном фоне.

Т я г о в ы м к. п. д. трактора называют отношение тяговой мощности NKP, развиваемой трактором на данной передаче, к эф­ фективной мощности двигателя Ne при данной нагрузке:

В результате особенностей корректорной ветви регуляторной характеристики двигателя, а также при недостаточных сцепных качествах трактора, максимум его тяговой мощности, в частности на низших передачах, иногда не совпадает с максимумом мощности двигателя. В этом случае отношение т]оц экстремальных значений тяговой мощности трактора к максимуму эффективной мощности двигателя для этих передач не будет соответствовать истинным значениям тягового к. п. д. трактора, хотя и имеет физический

21

смысл с точки зрения оценки мощностных показателей. Поэтому в общем случае

__ ^ к р шах

Оценку тягово-сцепных и экономических качеств трактора производят по показателям тяговой характеристики в зоне макси­ мальных мощностей и предельных нагрузок. Поэтому с целью разгрузки графика на тяговой характеристике участки кривых тяговой мощности и удельного расхода топлива в области малых нагрузок часто не изображают.

§ 8. РАСЧЕТНАЯ ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

При теоретическом анализе тягово-сцепных качеств трактора

ипри контроле результатов тяговых испытаний весьма полезна расчетная тяговая характеристика. Она может быть использована

ипри разработке методов сокращенных тяговых испытаний. Строится расчетная тяговая характеристика следующим способом.

1.На листе миллиметровой бумаги (рис. 11) наносят четыре независимых, но увязанных между собой по осям положительных квадранта прямоугольной системы координат.

2.В квадранте I строят регуляторную характеристику в функ­

ции крутящего момента: Ne, со или п, GT, ge = / (Мд) по резуль­ татам стендовых испытаний двигателя.

3.В квадранте II проводят наклонную прямую под углом 45°

косям координат («отражающая наклонная»),

4. В квадранте IV строят кривую буксования 6 = / (Ркр) по результатам предварительных опытов под нагрузкой на низших передачах на данном почвенном фоне или по результатам пред­

п — число цилиндрических пар в зацеплении; г|г = 0,97н-0,98 — к. п. д. ведущего участка гусеницы1 (для

колесного трактора отсутствует);

1 Можно рассчитать по формуле, приведенной в книге Е. Д. Львова «Тео­ рия трактора». Машгиз, I960.

22

б — буксование (берется из кривой квадранта IV).

При расчете данные удобно записывать в таблицу.

6.В квадрантах II I и IV, влево от начала координат, откла­ дывают величину сопротивления перекатыванию трактора.

7.В квадранте I I I из начала координат 0 Хстроят лучевую диаграмму Мд = f (Ркр) для всех передач.

Для построения достаточно нанести на график для каждой передачи по одной точке, подсчитанной для какого-либо одного значения Ркр по формуле

23

ГЛАВА II

ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНИКА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ

§ 9. ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Средством получения информации о качествах объекта испы­ таний (в виде сигналов, чисел, таблиц, осциллограмм, графиков и т. д.) служат измерительные приборы и измерительно-информа­ ционные системы (ИИС). Основными условиями обеспечения высо­ кого качества измерительной информации являются: правильный выбор метода измерений, правильное составление измерительных схем и обеспечение технически правильных условий работы изме­ рительных устройств.

Возрастающая сложность машин, повышение требований к ка­ честву их работы и усложнение условий их эксплуатации привели к необходимости увеличения объема и скорости получения инфор­ мации при испытаниях. Это потребовало развития техники изме­ рений, сложных измерительных приборов и ИИС, необходимости автоматизации процессов измерений и обработки их результатов.

И з м е р и т е л ь н о - и н ф о р м а ц и о н н а я с и с т е м а представляет собой комплекс устройств для получения, преоб­ разования и выдачи измерительной информации. ИИС могут иметь один или несколько каналов измерения и выполнять различные функции в зависимости от их конструктивного исполнения. Они могут измерять мгновенное значение измеряемой величины, вычислять и выдавать ее среднее или суммарное значение за опыт, суммарное значение за нормированное время (например, расход в час), производить измерение, вычисление и выдачу производных величин (например, мощности, скорости, удельного расхода) ит. д.

В зависимости от требований и условий эксперимента ИИС могут быть построены аналоговыми или дискретными. Аналоговые ИИС выдают результат измерения в виде непрерывного сигнала на указатель, осциллограмму, полярную диаграмму или двух­ координатный график. Дискретные ИИС выдают результат изме­ рения в виде множества отдельных значений на импульсный счетчик, цифровой индикатор, точечную диаграмму, печатную таблицу или перфоленту для непосредственного ввода в ЦВМ.

?5

Большинство ИИС при испытаниях работают по принципу электрических измерений неэлектрических величин: измеряемые величины различной физической природы с помощью первичных преобразователей (датчиков) преобразуются в одинаковые по природе электрические сигналы. Это позволяет выполнять ди­ станционные синхронизированные измерения различных вели­ чин в различных точках экспериментальной установки, дает широ­ кие возможности функциональных преобразований в процессе измерений и обеспечивает удобство конструктивного выполнения измерительных устройств, их унификацию и универсальность. На этой основе построена современная ГСП — государственная система приборов и средств автоматизации.

К 2,3,56,7

Рис. 12. Структурная схема измерительно-информационной системы:

Все ИИС работают по принципу слежения за изменением из­ меряемой величины, поэтому к ним полностью применимы законо­ мерности и методы теории автоматического управления, в част­ ности теории следящих систем (разомкнутых или замкнутых обратной связью).

На рис. 12 представлена структурная схема ИИС. Когда не­ возможно непосредственное измерение какой-либо величины, при­ бегают к косвенным измерениям. Например, измерение крутя­ щего момента производят с помощью измерения деформации упру­ гого вала. В этом случае первым звеном ИИС является чувстви­ тельный элемент 1 (упругое тяговое звено, упругий вал или муфта, дозатор, ходовое колесо и т. п.). Чувствительный элемент воспри­ нимает измеряемую величину и выдает измерительное воздействие (измерительную деформацию, измерительное перемещение и т. п.).

Измерительное воздействие воспринимается датчиком 2, ко­ торый преобразует его в электрический сигнал. Сигнал датчика поступает в нормализующее устройство 3 (чаще всего это измери­ тельный или уравновешивающий мост), где происходит промежу­ точное преобразование сигнала, компенсация постоянной состав­

36