Связь динамических и экономических качеств машины в цикле разгон-торможение при изменении мощности двигателя

Динамические показатели цикла разгон-торможение определяются временем разгона т|ШГ, зависимость его от мощности двигателя была определена ранее по динамической модели, рассмотренной в гл. 4. Для оценки динамических и экономических показателей неустановившегося цикла при вариации используемой в процессе разгона номинальной мощности двигателя W представим зависимости этих показателей в функции коэффициента использования номинальной мощности двигателя kp, как это уже делалось при анализе работы на установившихся режимах. Но в этом приеме есть некоторые отличия. Вариация мощности двигателя W при постоянной номинальной скорости вала двигателя на установившемся режиме сводится к изменению крутящего момента. На неустановившемся режиме при вариации в расчете мощности двигателя W можно менять и скорость и момент. Мы остановимся на последнем варианте изменении, поэтому в качестве варьируемого при расчетах параметра примем коэффициент

Динамические качества МА, которые ранее были рассмотрены в параграфе 4.4 динамики цикла разгон-торможение представлены на рис. 7.2. Они оценивались по выражению, полученному при декомпозиции цикла разгон-торможение

Зависимости циклового КПД и времени разгона от коэффициента загрузки двигателя к

Рис. 7.2. Зависимости циклового КПД и времени разгона от коэффициента загрузки двигателя кр

I 2(Рт /? 1 Фторм 1 1

где к =-1--постоянная; к =—— - коэффициент,

т у М Ф

V дв т разг

характеризующий качества цикла разгон-торможение.

Изменение циклового КПД при вариации коэффициента загрузки двигателя kp имеет вид

Рассмотрение гЩ1КЛ показывает, что оно линейно зависит от коэффициента kp и параметра цикла разгон-торможение &ф, определяющего работу тормозных сил. На рис. 7.2. показаны зависимости динамических качеств и экономических качеств МА в цикле разгон-торможение при вариации коэффициента использования номинальной мощности двигателя kp.

Анализ представленных на рис. 7.2 зависимостей экономических и динамических показателей машины от мощности двигателя (полученных вариацией коэффициента загрузки kp), показывает, что снижение номинальной мощности двигателя формально приводит к увеличению коэффициента kp. Это вызывает снижение работы двигателя в цикле (Лр^г) и запаса кинетической энергии АГразг на участке разгона qv ., что является универсальным приемом повышения КПД цикла разгон-торможение г|цикл. Однако это же вызывает и увеличение времени разгона и всего цикла движения. Взаимосвязь динамических и экономических показателей при изменении мощности двигателя показана на рис. 7.3.

Анализ зависимостей динамических и экономических качеств МА, представленных на рис. 7.2 и 7.3, не дает однозначно ответа на вопрос, какое значение коэффициента

Рис. 73. Взаимосвязь динамических и экономических показателей при изменении коэффициента загрузки kv

загрузки kp является оптимальным. Минимизация времени разгона требует k = 0, при этом и КПД цикла разгон-торможение Г|цнкл = 0. Минимизация критерия расхода энергии, обратного к цикловому КПД требует kp = 1, при котором время разгона стремится к бесконечности. Таким образом, рекомендации к выбору мощности двигателя МА по этим двум критериям являются противоположными. Для решения задачи оптимального выбора кр и тем самым (при известной мощности сил сопротивления) выбора оптимальной мощности двигателя сформируем обобщенный критерий в виде:

и проанализируем влияние весовых коэффициентов ст и сп, отражающих степень важности критерия и его долю в значении Ф0. Чтобы сделать возможным принципиальное решение задачи, свяжем весовые коэффициенты между собой, чтобы ограничить число возможных решений, для чего примем сц = 1 - ст. При этом выбор значения одного коэффициента автоматически определяет значение другого, так как их сумма равна единице сц = сх + 1.

Варьируя значение одного весового коэффициента, а также однозначно связанного с ним другого, мы как бы меняем точку зрения на степень важности критерия быстродействия и экономичности. На рис. 7.4 представлены зависимости обобщенного критерия Ф0 от коэффициента загрузки kp при различных соотношениях весовых коэффициентов: кривая 1 соответствует ct = 1 и с = 1, т.е. пренебрежением при расчете мощности двигателя экономическими качествами МА, кривая 2 соответствует сх = 0 и с = 1, т.е. пренебрежением при расчете критерием быстродействия. В качестве примера сформирована (кривая 3) зависимость обобщенного критерия Ф0(&р) при одинаковой степени важности критериев динамических и экономических качеств сц = сх = 0,5. Таким образом, при одинаковой степени важности учета динамических и экономических качеств МА оптимальное значение (kp)om = 0)5 (рис. 7.4). В этом случае рекомендуемая мощность двигателя вдвое превышает мощность сопротивления РМ W.ib = 21Тсопр. Иная точка зрения и другие значения весовых коэффициентов, естественно, дадут другие значения Ww.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >