Четырехходовой золотниковый гидроусилитель с закрытым центром, работающий от источника с постоянным давлением

Название гидроусилителя определяется числом требуемых гидравлических магистралей, которых в данном гидроусилителе должно быть минимум четыре – одна магистраль подачи, две магистрали, идущие к полостям гидродвигателя, и, по крайней мере, одна сливная магистраль.

Четырехходовой золотниковый гидроусилитель, работающий от источника с постоянным давлениемЭтот тип гидроусилителя может иметь золотник с двумя, тремя или большим числом буртиков. Золотник имеет четыре рабочие кромки, которые находятся против кромок отверстий в гильзе. Когда золотник смещается относительно гильзы, изменяется площадь дросселирующей щели, образующейся между кромками буртиков золотника и кромками отверстий в гильзе. При движении золотника одновременно появляются две щели, одна из которых соединяет полость гидродвигателя с магистралью подачи, а другая – вторую полость гидродвигателя с магистралью слива. В результате поршень гидродвигателя получает возможность двигаться в определенном направлении. Таким образом, при изменении площади дросселирующих щелей обеспечивается управление скоростью движения поршня в зависимости от перемещения золотника. Когда золотник стоит в средней позиции, все отверстия в гильзе перекрыты буртиками золотника и, следовательно, расход через гидроусилитель равен нулю. По этой причине золотник такого типа иногда называется золотником с закрытым центром.

Зависимость расхода жидкости, поступающего к гидродвигателю, от перемещения золотника. Представленная кривая построена для нулевого перепада давлений на поршне. На форму расходной кривой влияют многие факторы – размеры золотника, число и форма отверстий в гильзе, величина давления подачи, коэффициент расхода, являющийся функцией числа Рейнольдса для данной щели. Кроме расхода через гидродвигатель, имеется также небольшая величина утечек внутри самого гидроусилителя. Так как между золотником и гильзой должен быть определенный диаметральный зазор часть жидкости всегда перетекает по нему из магистрали подачи в магистраль слива. Утечки обычно имеют наибольшую величину в том случае, когда золотник находится в средней позиции. При движении золотника из среднего положения утечки уменьшаются, так как буртики золотника при этом на большую величину перекрывают соответствующие отверстия в гильзе.

Зависимость расхода жидкости

Снизить утечки можно за счет уменьшения диаметрального зазора между гильзой и золотником или за счет увеличения перекрытий между буртиком золотника и отверстием в гильзе.

 

 

Расходная характеристика четырехзолотникового гидроусилителя, работающего от источника с постоянным давлениемИзменение давления также зависит от перемещения золотника.

Если затормозить поршень или перекрыть магистраль, по которой подается жидкость при перемещении золотника из средней позиции будут изменяться давления (следует учитывать утечки). Кривые изменения давлений. Их наклон обусловливается утечками через управляющие кромки буртиков золотника.

Общие характеристики гидроусилителя с четырехходовым золотником, выражающие зависимость расхода через клапан от перепада давлений на гидродвигателе. Кривые, находящиеся в первом и третьем квадрантах, характеризуют зависимость расхода от давления в случае, когда нагрузка противодействует движению гидродвигателя. Кривые, находящиеся во втором и четвертом квадрантах, соответствуют случаю, когда направление действия нагрузки совпадает с направлением движения гидродвигателя.

Характеристика утечек четырехзолотникового гидроусилителя, работающего от источника с постоянным давлениемЕсли характеристики гидроусилителя выражены кривыми, то для упрощения дальнейшего анализа системы их с известным приближением можно заменить коэффициентами усиления. Для этого необходимо определить диапазон работы гидроусилителя, т. е. выяснить максимальные величины расхода, разности давлений и перемещения золотника, соответствующие статическому режиму работы при заданных окружающих условиях. Если разность давлений равна нулю, то зависимость расхода от величины перемещения золотника может быть определена с помощью точек пересечения кривых, с осью ординат.

 

 

Если максимальный диапазон работы лежит в границах, очерченных пунктирными линиями, то средний коэффициент усиления по расходу будет соответствовать среднему наклону кривой в указанной области. Этот коэффициент обозначается и имеет размерность см. Точно так же коэффициент усиления подавлению может быть получен из зависимости изменения разности давлений на поршне силового цилиндра при нулевом расходе через гидроусилитель, которая строится с помощью точек пересечения кривых, с осью абсцисс. Коэффициент усиления по давлению определяется как наклон данной кривой в диапазоне, простирающемся от начала координат до максимальной потребной разности давлений.