2.4Гидравлический расчет

Гидравлический расчёт начинают с определения производительности гидронасоса.

Производительность гидронасоса усилителя с непрерывной циркуляцией потока жидкости (с открытым центром) выбирает­ся такой, чтобы гидромотор успевал поворачивать управляемые колеса автомобиля со скоростью большей, чем это в состоянии сделать водитель.

Если это условие не соблюдается, то водителю во время быст­рых поворотов придется затрачивать усилие не только на прео­доление сопротивления колес повороту, но и на перекачивание рабочей жидкости в гидромоторе из одной полости в другую, так как насос не будет успевать заполнять увеличивающийся объем рабочей полости.

Время заполнения силового цилиндра жидкостью должно быть меньше времени, которое необходимо водителю для поворота рулевого колеса из одного крайнего положения в другое с максимально возможной для него угловой скоростью.

Определяем производительность гидравлического насоса по формуле:

где: – объем силового цилиндра усилителя в см³;

– номинальная производительность насоса в см³/сек;

-объемныйк.п.д. насоса при давлении ;

– угол поворота рулевого колеса из одного крайнегоположения в другое, град;

n –число оборотов рулевого колеса в секунду.Для грузовых автомобилей число оборотов принимается равным, 1.6 оборотов в секунду.

Как правило, номинальная (расчетная) производительность должна быть достигнута гидронасосом при числе оборотов двигателя, превышающих холостые, не более чем на 25% и давлении 0,5 Р_мах. При дальнейшем увеличении числа оборотов производительность должна ограничиваться клапаном расхода.

Диаметры трубопроводов выбирают такими, чтобы потери напора по длине трубопроводов не превышали определенной величины. У грузовых автомобилей они не превышают .В общем случае:

,

где ξ- коэффициент сопротивления, для золотников при турбулентном режимеξ = 3…6, принимаем ξ = 3;

– плотность масла;

V = 1…4 м/с – скорость течения жидкости.

Диаметр нагнетающих трубопроводов определяется по формуле:

Диаметр сливной магистрали определяется по формуле:

где: – длина напорной магистрали, м;

– длина сливной магистрали, м;

– потери напора в напорной магистрали ( );

– потери давления в сливной магистрали ( )

– коэффициент сопротивления трения,для гладких трубопроводов при турбулентном течении, которое имеет место в гидроусилителях, принимаем .

Для всасывающего трубопровода скорость жидкости устанавливается из условия отсутствия местных зон пониженного давления с паро-воздушными пузырьками (кавитации).

При конструировании можно пользоваться следующими реко­мендациями, согласно которым максимальная скорость жидкости (в м/сек) в трубопроводахпри длине шлангов не более 2-х метров не должна превосходить указанных ниже значений:

Всасывающие 1.2

Нагнетательные, при давлении:

до 5 МПа 3

до 10 МПа 4

Сливные 2

Проверка максимальной скорости жидкости в трубопроводах осуществляется по формуле:

2.5Расчет распределения

Диаметр золотника

где: – осевой зазор между кромкой золотника и корпуса;

– коэффициент местного сопротивления ( );

– потери давления в золотнике без учета потерь в присоединяемых штуцерах и соединительных каналах ( ).

Ход золотника от начала перекрытия до упора определяется по формуле:

где: – передаточное отношение между перемещением золотника (в мм) и поворотом рулевого колеса (в оборотах):

– шаг винта.

ΔV – увеличение объема системы при увеличении давления до 30 атм.

Отсюда, общий ход золотника равен: