Глава XIV. КОЛЕБАНИЯ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ С ДВИГАТЕЛЯМИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Эксплуатационные характеристики и долговечность силовых установок тяжелых машин (транспортных и энергетических) с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) в значительной степени определяются динамическими процессами, возникающими при разных условиях работы. В связи с этим актуальные задачи динамики силовых установок с ДВС весьма многообразны и зависят от эксплуатационных особенностей установок. Имеется, однако, ряд общих вопросов, важных для силовых установок с ДВС различного назначения [6].

Основной источник регулярных возмущений в рассматриваемых установках — рабочий процесс в ДВС. Поэтому одной из общих, существенно важных задач является разработка рациональных способов схематизации возмущающих свойств ДВС различных типов для решения задач динамики силовых установок. При расчетах динамической нагруженности установок для оценки долговечности их силовых цепей приходится, как правило, решать трудоемкую задачу определения собственных частот и форм многомерных цепных динамических моделей. В практике указанные расчеты обычно выполняют в нескольких вариантах. Поэтому важное значение имеют вопросы разработки эффективных алгоритмов расчета собственных спектров многомерных моделей с варьируемыми параметрами.

Широко используемый агрегатный способ компоновки силовых установок, при котором составляющие их отдельные агрегаты (двигатель, передаточный механизм, рабочая машина) проектируются, рассчитываются и испытываются независимо, определяет актуальность динамических расчетов составных моделей. При расчете таких систем динамические (в частности, спектральные) характеристики составляющих систем обычно известны или могут быть определены достаточно просто. Поэтому Динамический расчет составных моделей целесообразно строить на основе эффективного использования информации о динамических свойствах составляющих подсистем [7—9, 12].

Среди динамических явлений, которые могут существенно повлиять на функциональные характеристики силовой установки с ДВС, важнейшими являются

нестационарные автоколебательные процессы, возникающие при запуске двигателя в условиях ограниченного возбуждения. Для силовых установок определенного структурно-компоновочного класса неучет таких явлений при проектировании часто приводит к созданию эксплуатационно непригодных систем, что сопровождается значительными материальными потерями [3, 6, 16].

Основные результаты, полученные при решении указанных общих задач динамических расчетов силовых установок тяжелых машин с ДВС, изложены ниже.