Устойчивость установившегося режима работы

Установившиеся режимы работы двигателя могут быть устойчивыми и неустойчивыми. К устойчивым относятся режимы, самопроизвольно восстанавливающиеся при случайных отклонениях. Так, например, нарушение установившегося скоростного режима, характеризуемого точкой В (Рис. 1.7, а) на пересечении скоростных характеристик 1 двигателя и 2 потребителя, приводит к отклонению угловой скорости коленчатого вала на Δω ' или Δω ". При ω_в = ω_во + Δ ω' условие (1.2) нарушается, так как М'_с > М', в связи с чем ω уменьшается, и режим, соответствующий точке В, восстанавливается. При ω = ω _Во - Δ ω", наоборот, М" > М'_с, поэтому ω увеличивается, и режим также возвращается к исходному. Способность двигателя восстанавливать нарушенный установившийся режим называется самовыравниванием (устойчивостью). Противоположное взаимное расположение характеристик двигателя 1 и потребителя 2 (Рис. 1.7, в) соответствует неустойчивому режиму работы.

а) в)

Рис 1.7. Условия устойчивости режима работы двигателя: а - устойчивый режим; в - неустойчивый режим; 1 - характеристика двигателя; 2 - характеристика потребителя

Устойчивость равновесного режима работы двигателя определяется дисбалансом ΔМ крутящего момента двигателя и момента потребителя при данном отклонении Δ ω угловой скорости и оценивается отношением

(1.4)

Отсюда, учитывая, что: и переходя к дифференциалам, получим:

(1.5)

Если F_∂ > 0, то режим работы двигателя – устойчив, при F_∂ < 0 – неустойчив. Аналогичными дифференциальными соотношениями характеризуется устойчивость других режимов характеризующих двигатель, например, для теплового режима двигателя имеем:

(1.6)

где Т температура воды на выходе из головки двигателя.

Числовые значения факторов устойчивости определяются по соответствующим статическим характеристикам М = f(ω), М_с = f(ω), Q_р = f(Т), Q_a = f (T),) и т. д.