2.4. Гидравлические и пневматические усилители
Гидравлическим или пневматическим усилителем называется устройство, перемещающее управляющее звено гидравлического или пневматического исполнительного механизма и одновременно усиливающее входной сигнал. Принципиальные схемы этих усилителей мало отличаются друг от друга.
В гидравлических усилителях управление движением исполнительного органа осуществляется распределением потоков жидкости, поступающей от специального насоса, а в пневматических распределением потоков воздуха, поступающего от компрессора.
Характеристики гидравлических и пневматических усилителей несколько отличаются друг от друга. Потому что в гидравлических усилителях рабочая жидкость практически не сжимаемая, а в пневматических влияние сжатого воздуха особенно заметно при больших мощностях выходного сигнала и высоких ускорениях. Лишь для медленно меняющихся сигналов и малой мощности усиления статические характеристики этих усилителей аналогичны.
Гидроусилители состоят из двух основных блоков: управляющего и исполнительного. Блоки между собой связаны маслопроводами. Для поддержания в системе необходимого давления рабочей жидкости используются перепускные клапаны. В качестве управляющих органов применяют золотники, струйные трубки и устройства типа сопло-заслонка.
Рис. 5. Схема гидроусилителя с золотниковым управляющим органом.
На рис. 5 показана схема включения гидроусилителя с золотниковым управляющим органом 1 и возвратно-поступательным движением штока 3 гидроцилиндра 2. Рабочая жидкость от насоса поступает в золотник 1. При нейтральном положении буртики золотника перекрывают окна а и б, вследствие чего шток 3 гидроцилиндра находится в строго определенном положении. Под действием входного сигнала х буртики золотника отходят от нейтрального положения и открывают окна а и б в гильзе золотника. Рабочая жидкость поступает под давлением в одну из полостей гидроцилиндра 2 и вызывает перемещение его поршня на величину у. Из второй полости гидроцилиндра масло сливается в бак. Проходное сечение окон а и б в гильзе зависит от входной величины х и определяет величину дросселирования потока жидкости. По этой причине гидроусилители с золотником называют дроссельными усилителями.
Гидроусилитель со струйной трубкой.
Рис. 6. Схема гидроусилителя со струйной трубкой.
Схема гидроусилителя со струйной трубкой показана на рис. 6. В корпусе 1 усилителя расположена струйная трубка 2 с конической насадкой. Начальное положение струйной трубки изменяю регулировочным винтом с пружиной. Струйная трубка может поворачиваться вокруг оси на небольшой угол вверх или вниз под действием толкателя 3, который соединяется с датчиком. Против насадки расположены два приемных расширяющихся сопла с окнами а и б, которые соединены трубопроводами 6 с полостями исполнительного механизма 5. В струйную трубку подается от насоса рабочая жидкость под давлением. В конической насадке трубки происходит увеличение скорости потока жидкости и, следовательно, увеличение запаса кинетической энергии. При нейтральном положении трубки струя жидкости под действием давления распределяется в оба входа окна а и б, а исполнительный механизм остается в первоначальном устойчивом положении. При отклонении струйной трубки от нейтрального положения в одном приемном сопле давление возрастает, а в другом падает. Под действием разности давлений происходит перемещение штока 4 исполнительного механизма на величину у.