Связь динамических и экономических качеств машины при изменении момента переключения

Выше мы отметили, что потери кинетической энергии определяются запасом ее перед торможением. Поэтому повышение экономичности цикла разгон-торможение связано со снижением запаса кинетической энергии перед торможением, например, путем снижения мощности двигателя в процессе разгона. Этот рассмотренный выше прием улучшения экономичности позволяет снизить потери кинетической энергии при торможении, однако имеет ограничения по пусковому моменту двигателя, который должен быть больше момента сопротивления движению (М" ^^ск) > М_сопр. В цикле «пускостанов» имеется и другая возможность повышения экономичности, связанная со снижением запаса кинетической энергии перед торможением путем сокращения длительности включения двигателя при разгоне изменением момента времени переключения с разгона на торможение. Чтобы выявить ограничения, но применению последнего метода повышения экономичности изменением момента переключения проведем анализ динамических и экономи.

зме. 7.4. Зависимости обобщенного критерия оптимальности Ф₀ от коэффициента загрузки k_p при различных значениях весовых коэффициентов: 7-с_т = 1, с_п = 0; 2 — с_т = 0, с" = 1; 3-С, = с" = 6,5.

ческих показателей цикла разгон-торможение при постоянной номинальной мощности двигателя.

Для оценки динамических показателей цикла при вариации угловой координаты переключения (р_пер = ф_раз1. с разгона на торможение воспользуемся динамической моделью, использованной в параграфе 7.2, где была получена связь времени разгона с мощностью двигателя и моментом переключения

и представим зависимости динамических показателей машины в функции коэффициента &_ф = Ф_торм/Ф_пер (рис. 7.5) при постоянном значении коэффициента загрузки.

В общем случае нагрузку процесса разгон-торможение можно разложить на три составляющие М_дв, М_сопр, М_торм, показанные на рис. 7.1. Эти составляющие моменты не являются независимыми переменными при проектировании, так как в цикле разгон-торможение они связаны между собой энергетическим соотношением необходимости равенства работ при разгоне и торможении.

где М_дв — момент двигателя, отключаемого при торможении; М_сопр — момент сопротивления; М_торм — момент торможения; ф_разг = (р_пер — угловой путь разгона до переключения и ф_торм — путь торможения после переключения. Поэтому при моделировании процессов с постоянным значением k_p будет меняться соотношение момента торможения и момента двигателя по зависимости, полученной из соотношения равенства работ при разгоне и торможении.

Рис. 75. Зависимость динамических показателей МА от коэффициента /г_ф= Ф_торм /ф_пср

Для оценки КПД цикла разгон-торможение при вариации угловой координаты переключения ср_пср с разгона на торможение также воспользуемся экономической моделью, использованной в параграфе 7.2.

КПД цикла разгон-торможение (рис. 7.6) зависит не только от угла переключения, связанного с коэффициентом &_ф момента, но и по ранее рассмотренным причинам от коэффициента загрузки двигателя k_f).

Наиболее экономичным режимом снижения скорости на неустановившемся режиме является «выбег», где моменты движущий и торможения отсутствуют: М_лв = О, М = 0. По этой причине при совершении полезной работы в процессе выбега (т.е. движения по инерции) расчетное значение КПД его будет бесконечно большим. Соотношение между работами и нагрузками в цикле разгон-выбег будет.

что приводит к однозначной связи между коэффициентами k_p и &_ф и свидетельствует о том, что процесс «выбега» может управляться изменениями угла переключения, связанного с k_ф, или выбором момента двигателя M._w = M_COIip/^no соотношению

В общем случае можно связать КПД цикла разгон-торможение с динамическими показателями машины при ва;

Рис. 7.6. Зависимость КПД цикла разгон-торможение при изменении коэффициента k_ф, характеризующего угол переключения.

риации угла переключения ф_пер е разгона на торможение, эта зависимость при k_p = const показана на рис 7.7.

Анализ взаимосвязи динамических и экономических показателей при изменении ф_пер показывает, что она имеет более благоприятную зависимость, чем при вариации коэффициента к_р, определяющего мощность двигателя. При вариации к_р повышение экономичности цикла разгон-торможение возможно только путем ухудшения динамических качеств (см. рис. 7.3), в то время как при вариации &_ф повышение экономичности возможно и при улучшении динамических качеств. Этому явлению есть теоретическое объяснение. Уменьшение угловой координаты переключения ср_пер (т.е. пути разгона) приводит к одновременному уменьшению как времени разгона, так и накопленной при разгоне кинетической энергии, и естественно потерь ее при торможении. Максимальный цикловой КПД будет достигнут при изменении коэффициента к_ф и переходу на режим разгон-выбег, в котором момент торможения отсутствует. В связи с этим отсутствуют и потери кинетической энергии при торможении, а вся накопленная кинетическая энергия компенсирует работу сил сопротивления. Однако реализация режима разгон-выбег не всегда возможна. Причиной этому являются многочисленные ограничения, имеющие место в практике эксплуатации машин. Например, практически невозможно использовать режим разгон-выбег для повышения экономичности автомобиля в условиях интенсивного городского движения. Попробуем сформулировать ограничения по использованию режима выбега путем изменения угла переключения. Этот прием повышения экономичности позволяет снизить потери кинетической энергии при торможении за счет ее.

Рис. 7.7. Взаимосвязь динамических и экономических показателей цикла разгон-торможение при изменении угла переключения.

полезного использования, однако он имеет ограничение, которое связано с совершаемой при торможении работы.

aside class="viderzhka__img" itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject">

Ограничение слева достаточно ясно (р_1К._р > 0. Предельным случаем будет режим разгон-выбег и формальное равенство Лцикл ⁼ при котором вся накопленная кинетическая энергия при разгоне 7j_nax после его окончания будет использована на совершение работы по преодолению сопротивления движению.