6 / 11
установившегося режима, конструктор улучшает динамические харак-
теристики МА. Момент двигателя при разгоне затрачивается на пре-
одоление сопротивления движению и обеспечение заданного желаемо-
го ускорения
ε
вала и времени разгона ДВС. Его можно представить в
виде суммы момента сопротивления
М
сопр
на установившемся режиме
и динамического момента
М
дин
, вызывающего ускорение вала ДВС [2]
M
дв
=
|
M
сопр
|
+
M
дин
,
где
M
дин
=
εJ
пр
=
ω
ном
J
пр
τ
разг
— необходимый динамический момент,
приведенный к валу ДВС и вызывающий ускорение МА;
J
пр
— суммар-
ный приведенный момент инерции МА;
τ
разг
=
ω
ном
ε
— время разгона в
идеализированном цикле МА [2] до номинальной скорости двигателя
ω
ном
.
Выражая мощность двигателя через крутящий момент и угловую
скорость, получаем удобное приближенное выражение для выбора
мощности двигателя в идеализированном цикле “разгон–торможение”
с заданными динамическими свойствами через
τ
разг
:
W
дв
=
W
сопр
+
T
max
τ
разг
1
η
мех
,
где
T
max
=
J
пр
(
ω
ном
)
2
2
— увеличение кинетической энергии при разго-
не;
η
мех
— механический КПД, учитывающий потери на трение;
W
сопр
—
мощность сил сопротивления движению на установившемся режиме.
При выборе двигателя с недостаточной мощностью происходит
его перегрузка и снижение моторесурса. В идеализированном цикле
разгон–торможение приведенное выражение дает возможность пред-
ставить коэффициент загрузки двигателя по мощности на установив-
шемся режиме
K
w
при выборе его мощности в целях обеспечения
заданных динамических качеств [3] следующим образом:
K
w
=
τ
разг
W
сопр
1 +
J
пр
(
ω
ном
)
2
2
1
τ
разг
W
сопр
.
Как правило, снижение экономичности связано с относительным
ростом потерь (тепловых, механических и др.) при уменьшении ко-
эффициента использования номинальной мощности
k
w
. Поэтому при
проектировании накладываются ограничения на его допустимые ми-
нимальные значения. Повлиять на значения
k
w
можно как выбором
номинальной мощности двигателя, так и изменением оптимального
передаточного отношения. При выборе передаточного отношения МА
можно определить и необходимую номинальную мощность двигателя
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 5 111