350 кГ/см2. Для увеличения конструктивного объема аккумуляторы зачастую соединяют в группы.

Недостатком поршневых аккумуляторов является наличие трения поршня в цилиндре, которое создает гистерезис в работе. Потери дав­ ления на преодоление сил трения и инерционных сил поршня составляют 1,6—3,2 кГ/см2. Поскольку сила трения покоя поршня, уплотненного резиновыми кольцами, может превышать в четыре и более раз силу тре-

ш

Рис. 228. Схемы поршневых гидрогазовых аккумуляторов

ния движения (при длительном же пребывании поршня в покое это превышение может достигать десятикратного значения), возможны также скачкообразные движения поршня, которые под действием упру­ гого элемента (газа) и значительной инерционности поршня могут перерасти в гармонические его колебания высокой частоты и большой амплитуды. Вследствие больших ускорений и массы поршня сила инер­ ции его может достигать при этих колебаниях больших значений, спо­ собных вызвать недопустимые колебания давления в газовой камере аккумулятора и в связанной с ним гидравлической магистрали; эти ко­ лебания могут послужить причиной усталостных разрушений деталей аккумулятора, а также различных гидравлических приборов системы.

МЕМБРАННЫЕ (ДИАФРАГМЕННЫЕ) ГИДРОГАЗОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Указанные недостатки поршневых аккумуляторов частично устра­ нены в аккумуляторах с разделителями в виде резиновых чулочных диафрагм а .(рис. 229). Так как в этих аккумуляторах давление газа передается практически непосредственно на поверхность жидкости, по­ следняя будет находиться под тем же давлением, что и газ. Степень сжа­ тия газа обычно равна 5:1; рабочее давление 210 кГ/см2 и реже— 350 кГ/см2\ аккумуляторы выпускаются на объем до 40—50 л.

Диафрагма должна иметь такие размеры и форму, чтобы при пол­ ной разрядке аккумулятора, которая допустима в пределах не больше 5%, не происходило образование складок и растяжение ее. Это в пер­ вую очередь относится к аккумуляторам, предназначенным для работы в условиях низких температур, при которых резина теряет эластичность.

2 9 3

Необходимо предотвратить продавливание резиновой диафрагмы в отверстие заборного штуцера, что может произойти при полном рас­ ходе жидкости. В схеме, представленной на рис. 229, для этого приме­ нен клапан, который под действием диафрагмы при полном ее расшире­

ной кривизне изгиба. Для этого верхняя часть диафрагмы, расположен­ ная ближе к месту крепления, обычно выполняется толще нижней части.

Для устранения возможности выдавливания диафрагмы в отверстие выходного штуцера при максимальной разрядке аккумулятора послед­ няя снабжается либо утолщением (см. рис. 230,а), либо металлической шайбой (см. рис. 230,6).

{ Жидкость

Рис. 230. Схема и конструкция сферического гидрогазового аккумулятора

Для уменьшения нагрузки на элементы, соединяющие полусферы аккумулятора, разъем последних обычно выполняется не по плоскости максимального сечения (см. рис. 230, а), а по возможно малой его вели­ чине (см. рис. 230, 6).

В диафрагменных аккумуляторах в качестве газа целесообразно применять азот, при котором улучшаются по сравнению с воздухом

294

условия работы резиновой мембраны (уменьшается ее старение). За­ полнение аккумуляторов инертным газом предохраняет их цилиндры от коррозии.

ПРОЦЕССЫ СЖАТИЯ И РАСШ ИРЕН ИЯ ГАЗА В АККУМ УЛЯТОРЕ

В соответствии с приведенным выше (см. стр. 54), характеристиче­ ское уравнение, выражающее соотношение между давлением и удель­ ным объемом, при адиабатном процессе сжатия газа имеет вид

р\/ь = const; = const;

У

При изотермном процессе сжатия газа

pV = const; — = const.

У

Очевидно, что в рассматриваемом нами случае сжатия газа в акку­ муляторах адиабатный процесс практически не достижим, так как при любой интенсивности сжатия газа часть тепла будет отведена стенками аккумулятора, а следовательно, будет иметь место так называемое политропное изменение состояния газа, уравнение которого имеет вид

p V n = const; —п = const,

где п — показатель политропы.

Численное значение показателя политропы п можно установить лишь для конкретных условий с учетом интенсивности сжатия (или рас­ ширения) газа и условий отвода тепла.

Для распространенных случаев, когда длительность зарядки (на­

лятора вытесняемая жидкость совершает работу, равную работе расши­

для политропного процесса

295

На рис. 231 представлена диаграмма внешней работы поршневого аккумулятора для разных режимов его разрядки. На диаграмме соот­ ветственно обозначено:

Если принять относительное изменение давления Др/р равным 25%г то полезный объем аккумулятора А У будет примерно составлять 25% общей (конструктивной) его емкости.

При расчете объемных параметров аккумулятора известными (за­ данными) обычно являются значения минимального и максимального рабочих давлений, а также полезная емкость аккумулятора, а требуется вычислить его общий (конструктивный) объем. Значение этого объема в функции полезной емкости и рабочих давлений можно найти из соот­ ношения

2 9 6

Приведенные графики показывают [см. также выражение (317)], что для случая, когда начальное давление газа равно минимальному рабочему давлению рн=Рюш=120 кГ/см2, полезная емкость аккумуля­ тора Vn составляет 25% его полного объема, тогда как для начального давления газа рн = 40 кГ/см2 при том же диапазоне рабочих давлений она равна 8,3% и для рн—20 кГ/см2 составляет всего лишь 4,15%.

Очевидно, что для надежного действия автоматики включения на­ соса на зарядку аккумулятора, которая вступает в действие при пони­ жении рабочего давления ниже установленной минимальной величины pmia (с м . стр. 191), начальное давление газа рн должно быть несколько ниже минимального рабочего давления pmin на величину возможной не­ точности настройки и работы этой автоматики. Однако во всех случаях при выборе начального давления воздуха необходимо стремиться, если не предъявлены иные требования, к наибольшему приближению его к минимальному рабочему давлению рщщ. Однако начальное давление рн зарядки газом аккумуляторов самолетных гидросистем обычно при­ нимается значительно ниже (в 2—3 раза) рационального с точки зрения получения максимальной полезной емкости. Последнее обусловлено тре­ бованием обеспечения гарантированного запаса энергии для торможения колес шасси при рулении или транспортировке самолета и для приведе­ ния в действие тормозов его колес на стоянке. Ясно, что если pH~pmm возможны случаи, когда запас энергии в аккумуляторе к моменту уста­ новки самолета на стоянку может оказаться равным нулю.

Очевидно, что конструктивный объем аккумулятора при рн>Ршт используется в основной гидросистеме не полностью (аккумулятор будет частично заполнен невырабатываемым объемом жидкости, снижающим полезную его емкость).

Одновременно следует иметь в виду, что энергия, характеризуемая треугольником аЪс (или аналогичными треугольниками других заштри­ хованных площадок), не может быть использована, так как при расчете силовых агрегатов гидросистемы исходят из минимального значения рабочего давления pmir> в аккумуляторе, которое характеризуется для рассматриваемого случая точкой а. Очевидно, что чем меньше значение

Для того чтобы уменьшить при данном расходе жидкости колеба­ ния давления в аккумуляторе, необходимо увеличивать газовый его объем, что зачастую достигается подсоединением к аккумулятору до­ полнительной газовой емкости.

В л и я н и е т е м п е р а т у р ы

Температурные изменения, происходящие при сжатии и расширении газа в режиме п> 1, при известных условиях могут снизить полезную емкость аккумулятора, что видно из выражения (315), которое показы­ вает, что полезный объем жидкости Vn при п= 1 больше, чем при п> 1. Последнее наглядно видно также из графика, представленного на рис. 232,6, на котором даны кривые давления в функции сжатия газа для п= 1 (сплошные линии) и п = 1,4 (пунктирные линии). Из этого гра­ фика видно, что для повышения давления с начальной величины 40 кГ/см2 до 100 кГ/см2визотермном процессе (п= 1) необходимо уменьшить газо­ вый объем до 40% начального значения, что соответствует подаче в ак­

2 9 8