1.3. Расчёт гидравлического моста сопротивления

Гидравлический мост сопротивлений образует первую ступень усиления сигналов, поступающих в обмотки управления ЭМП. При расчете гидравлического моста сопротивлений находят: диаметр сопла d_c, зазор между соплом и заслонкой h_o, диаметр отверстия в нерегулируемом дросселе d_дp. Эти размеры можно определить, выбрав предварительно следующие параметры ЭГУ:

а) безразмерный коэффициент передачи первой ступени усиления

, принимаем ; (5)

б) постоянную времени гидроусилителя

, принимаем сек; (6)

в) непроизводительный расход утечки жидкости через сопло при нейтральном положении заслонки:

л/сек (7)

Здесь

; ; ; ; ;

― разность давлений в полостях управления положением золотника;

― давление питания первой ступени усиления ЭГУ (в рассматриваемой схеме );

― давление в сливной полости после сопла-заслонки;

h_y ― смещение заслонки от нейтрального положения;

― проводимость сопла-заслонки;

― проводимость нерегулируемого дросселя гидравлического моста;

― максимальный расход жидкости в диагонали моста при управлении золотником;

= 0,05 ― коэффициент допустимой утечки.

Величина характеризует градиент осевой силы, сдвигающий золотник. При большом значении обеспечивается высокая чувствительность ЭГУ к изменению, сигнала управления, так как достигается большое приращение разности давлений в полостях управления золотником при малых отклонениях заслонки от нейтрального положения. Опыт проектирования ЭГУ показывает, что при Р_п = 10...30 МПа значения должны быть в пределах от 1,0 до 0,35.

При и достигается наибольшее изменение при одном в том же отклонении h_y заслонки от нейтрального положения. При этом и уровень давления в каналах управления при h_y = 0 составляет:

,

Однако значение, должно быть ограничено по условию бескавитационного истечения жидкости из сопла, прикрытого заслонкой; если не создавать подпор в сливной полости гидравлического моста, то необходимо, чтобы

(8)

При МПа, имеем , .

После того как принято значение , расчет можно продолжить, но сначала выбирают коэффициент допустимой утечки, значение которого обычно составляет 0.03...0.05, а для перспективных ЭГУ не должен превышать 0.02. Тогда:

, (9)

где μ_с = 0.66 ― коэффициент расхода сопла-заслонки.

Величину h₀ обычно принимают равной (0.1...0.125)d_с, но не меньше 0.025...0.05 мм. В противном случае потребуется тщательное выполнение норм по чистоте и установка в гидравлический мост фильтров c уровнем фильтрации 0.02. Тогда принимаем:

(9*)

Из соотношений (9) и (9*):

м; м.

Максимальное безразмерное отношение заслонки от нейтрального положения можно приближенно определить по соотношению

, (10)

в которое подставляется значение Q_y.max, вычисленное по формуле (6) при T_rv = 15∙10^-3.

, .

Видно, что получилось ≤ 1, поэтому нет необходимости менять значения χ_ут и T_ry, а затем повторять расчет.

Необходимо также убедиться, что при в полостях управления золотником создается разность давлений, при которой сдвигающая золотник сила будет больше силы, определяемой соотношением (4).

Для этого, можно применить уравнение силовой характеристики ступени усиления ЭГУ. В безразмерных переменных уравнение имеет вид:

(11)

Подставив в уравнение значение , и , получим и найдем Н. Отсюда , поэтому изменять параметры гидравлического моста сопротивления и повторять весь расчёт нет необходимости.

Определим из выражения (5)

При выбранных после проверки значениях, , h₀ и d_c следует, вычислить коэффициент проводимости нерегулируемого дросселя гидравлического моста:

.

В свою очередь, .

Поэтому, приняв коэффициент расхода дросселя μ_др = 0.62, можно найти

м² ― площадь дросселя и затем определить

м.

Диаметр дросселя d_др получился больше, чем 0.1―0.2 мм. Поэтому засорение дросселя нам не грозит и применять нерегулируемый дроссель в виде нескольких последовательно соединенных отверстий, диаметр d_др2, каждого из которых должен быть (где n ― число последовательно соединенных дроссельных отверстий, общая проводимость которых равна k_др) смысла нет.