Струйный гидроусилитель

Пропорциональное регулирование достигается путем отклонения высокоскоростного потока жидкости от приемного сопла. Управление можно осуществлять, или вводя в струю заслонку (гидроусилители со стационарной струей), или отклоняя струйную трубку (гидроусилители с поворотной струей).

Струйный гидроусилитель со стационарной струейСтруя образуется при вытекании жидкости из выпускного сопла, которое направляет ее через воздушное пространство прямо в приемное сопло. Приблизительно на равном расстоянии от обоих сопел помещается заслонка с острыми кромками, которая является управляющим органом гидроусилителя. Когда конец заслонки вводится в поток жидкости, струя отклоняется от приемного сопла и, таким образом, меньшая часть кинетической энергии жидкости преобразуется внутри приемного сопла в давление. ,

Правильная работа гидроусилителя зависит от того, насколько плавно и ровно течет струя жидкости. Поэтому при разработке и изготовлении конструкции должно быть уделено большое внимание поверхности и форме выпускного сопла, чтобы исключить возможность возникновения турбулентности потока. Для предотвращения такой возможности гидроусилители этого типа работают только при низком давлении. При правильном взаимном расположении выпускного и приемного сопел максимальное давление в приемном сопле достигает 95% от величины давления подачи.

Зависимость изменения давления в гидродвигателе при различных положениях заслонки. Расход, поступающий в двигатель, зависит от основного расхода, проходящего через выпускное сопло, и от положения заслонки. На заслонку действуют реактивные силы, которые пропорциональны величине врезания заслонки в струю и скорости протекания жидкости.

Управляющим элементом в этом случае является струйная трубка, при повороте которой струя отклоняется от приемного сопла. Как струя перемещается между двумя близко расположенными приемными соплами.

Насосы с переменной производительностью

Струйный гидроусилитель с поворотной струейПри повороте струйной трубки вокруг точки вращения в одно из приемных сопел направляется больший расход жидкости и тем самым обеспечивается управление движением поршня гидродвигателя.

Кривые изменения давлений в полостях силового цилиндра, снятые при заторможенном поршне. Гидроусилитель со струйной трубкой также предназначен для работы при низком давлении, потому что при высоких давлениях возникает большое распыление жидкости. Камера, в которой перемещается струйная трубка, может быть заполнена жидкостью. В этом случае благодаря наличию демпфирования возникновение турбулентного потока в струйной трубке не будет создавать каких-либо существенных по величине отклонений струи. Усилие, необходимое для управления гидроусилителем такого типа, очень невелико, так как нужно преодолеть только силу трения в точке вращения трубки и силу инерции струи жидкости.

 

насосы с переменной производительностью

 

В системах управления насосы с переменной производительностью выполняют те же функции, что и гидроусилители. Однако в отличие от гидроусилителей насосы не только управляют гидравлической мощностью в соответствии с входным сигналом, но и осуществляют преобразование механической энергии в гидравлическую. В большинстве случаев насосы вращаются с постоянной скоростью электрическими двигателями или другими источниками механической мощности. Величины расхода и давления на выходе насоса являются функциями перемещения его управляющего органа.

Характеристики насосов с переменной производительностью рассмотрим на примере радиально-поршневого насоса. Насос имеет вращающийся на неподвижной оси блок, в котором в плоскости, окружности располагаются цилиндры. Неподвижная ось служит одновременно внутренней обоймой подшипника для вращающихся цилиндров и распределительным органом, соединяющим цилиндры с магистралью всасывания или с магистралью вытеснения. Поршни цилиндров упираются во внешнюю обойму блока. Когда внешняя обойма расположена концентрично с осью вращения, поршни не перемещаются радиально и жидкость не нагнетается.

Радиально-поршневой насос с переменной производительностью

Кривые изменения давлений в полостях силового цилиндра

Если же между внешней обоймой и осью вращения имеется эксцентриситет, то поршни в течение первой половины периода вращения двигаются вверх и засасывают жидкость в цилиндры из канала, расположенного в оси вращения, а в течение второй половины периода выталкивают жидкость под давлением в канал. Расход жидкости, поступающей в канал, пропорционален величине эксцентриситета. Если внешнюю обойму переместить из средней позиции в сторону, противоположную оси вращения, то расход начнет поступать уже в канал Рг, несмотря на то, что направление вращения блока цилиндров осталось прежним.

Если насос вращается с постоянной скоростью, то величина выходного расхода прямо пропорциональна перемещению управляющего органа. Давление на выходе насоса определяется величиной гидравлического сопротивления, через которое проходит расход после насоса. При возрастании давления на выходе насоса расход будет несколько падать из-за увеличения утечек жидкости внутри насоса. Эти утечки происходят через зазоры между поршнями и стенками цилиндров, а также между блоком цилиндров и осью вращения.

Обычно характеристики расход – давление для насосов с переменной производительностью считаются линейными. Однако при работе на высоких давлениях с жидкостями, имеющими низкую вязкость, характеристики насоса могут быть нелинейными, что следует учитывать при анализе работы системы управления. Характеристики, построены как для работы насоса с противодействующей нагрузкой, так и для работы с помогающей нагрузкой. В последнем случае насос работает как двигатель, вращая динамомашину. Торможение движения нагрузки происходит в период всасывания жидкости.