Принципова і функціональна схеми системи автоматичного регулювання теплових двигунів

Статичні і динамічні характеристики САР

Аналіз процесу регулювання можна виконувати різними способами:

· розрахунковим шляхом;

· експериментальним;

· комбінованим (розрахунки з експериментом).

Для розрахунку процесів регулювання треба скласти рівняння динаміки всіх ланок системи регулювання. Для цього необхідно скласти принципову і функціональну схему САР теплової машини.

Для експерименту треба виготовити дослідний зразок регулятора в натурі, або його діючу модель, а також мати при цьому сам об’єкт регулювання. Одними тільки експериментами дослідний зразок регулятора важко створити, потрібно провести теоретичні дослідження з використанням експериментальних даних. При цьому велике значення має моделювання статики і динаміки САР з використанням ЕОМ і стандартним програмним забезпеченням цих розрахунків.

Із всіх можливих режимів роботи САР, є номінальний, на якому розраховуються всі параметри теплової машини. В технічному паспорті теплової машини вказуються її параметри на номінальному режимі. Отримані характеристики, які мають криволінійний характер протікання, називаються нелінійними. Лінійною називають характеристику, яка має вид прямої лінії.

Стійкою системою регулювання називається, така де параметри залишаються незмінними.

Всі вказані способи проектування та аналізу процесу регулювання можуть застосовуватись на різних етапах створення нового регулятора. Як правило, попередньо проводяться розрахунки регулятора для конкретного об’єкту регулювання. Потім іде процес виготовлення деталей та вузлів регулятора, а після проводять експериментальні дослідження. Після вибору типу регулятора, та визначення його основних параметрів складають схему САР, розбивають її на окремі ланки, визначають зв’язки між ланками, вхідні і вихідні параметри, статичні і динамічні характеристики кожної ланки окремо.

Принципова схема системи живлення паливом і повітрям дизеля типу СМД із системою автоматичного регулювання чистоти (САРЧ) колінчастого вала двигуна показана на рис. 14.

Рис.14. Принципова схема системи живлення паливом і повітрям дизеля з турбонадувом і системою автоматичного регулювання:

1, 6 – випускні колектори; 2 – впускний патрубок; 3 – ресивер двигуна; 4 – циліндри; 5 – форсунки; 7 – компресор; 8 – турбіна; 9 – випускна труба; 10 – димомір; 11 – підсилювач; 12, 17 – трубопроводи високого тиску; 13 – виконавчий механізм; 14 – автоматичний регулятор; 15 – пневмокоректор; 16 – пневматичний трубопровід; 18 – паливний насос високого тиску.

Паливоподаюча система дизеля складається з ПНВТ 18 з універсальним дворежимні-всережимним регулятором 14, трубопроводів 12 і 17 високого тиску і форсунок 5.

Відпрацьовані гази з I-III і IV-VI циліндрів дизеля по двох випускних контурах 1 і 6 поступають у газову турбіну 8 і після неї по випускній трубі 9 проходить через вимірювач 10 димності відпрацьованих газів і виходить в атмосферу.

На одному валу з колесом газової турбіни 8 встановлене колесо 7 компресора, до якого через повітроочисник по патрубку 2 поступає повітря. компресор нагнітає повітря в ресивер 3 двигуна, відкіля він по впускних каналах головок циліндрів 4 потрапляє в циліндри при відкритті впускних клапанів.

На рис. 15 показана функціональна схема САРЧ дизеля типу СМД-62 з дослідною системою автоматичного регулювання. До цієї схеми входять 13 функціональних ланок: машинно-тракторний агрегат та мобільний енергетичний засіб (МТА, МЕЗ), дизель (Д), випускні колектори (ВК), турбокомпресор (ТК), повітряний ресивер (ПР), паливний насос високого тиску (ПНВТ), універсальний регулятор частоти обертання (УР), позитивний коректор (ПК), механічний коректор (МК),пневматичний коректор (ПК), вимірювач димності (ВД), підсилюючий блок (ПБ), і виконавчий електромагніт(ВЕМ).

Рис.15. Функціональна схема системи автоматичного регулювання дизеля

Окрім вище перерахованих ланок в схему входять ще 5 зв’язків:

· зв'язок 1 (зв.1) – між колінчатим валом дизеля і кулачковим валом ПНВТ;

· зв'язок 2 (зв.2) – позитивний, між муфтою регулятора частоти обертання і дозаторами ПНВТ;

· зв'язок 3 (зв.3) – негативний, між муфтою регулятора частоти обертання і дозаторами ПНВТ при наявності МК;

· зв'язок 4 (зв.4) – позитивний, між штоком ПК і дозатором ПНВТ;

· зв'язок 5 (зв.5) – від’ємний, між виконавчим електромагнітом, фотометричним обмежувачем димності (ФОК) і дозатором ПНВТ.

Зовнішні збуруючі дії описуються координатою Н_НВ(t) умовного задатчика навантаження, з допомогою якого можна змінити рівень і характер навантаження, або повністю його виключити.

Координата Z_З.Д.(t) задаючої дії на регулятор за допомогою якої оператор (водій) задає швидкісний режим дизеля, а також і швидкість руху МТА чи МЕЗ.

На рис.16 показана функціональна схема блоків системи автоматичного регулювання теплоенергетичного пристрою.

Рис.16. Функціональні схеми блоків системи автоматичного регулювання теплоенергетичного пристрою.

Дата добавления: 2014-12-16