книги из ГПНТБ / Энгель, В. Ю. Основы теории и расчет объемных гидромашин с фазовым регулированием учебное пособие

Однако при определенных условиях эти величины неравномер­ ности подачи могут быть значительно снижены.

Теоретически желаемого результата можно достигнуть, если на основную пульсацию в плоскости Q—ф для любых а из диа-

а

Р и с . 2.1. Графики мгновенного расхода при девяти цилиндрах:

а — общий случай пульсации подачи, б — пульсация подачи при а —0, в — пульса­ ция подачи при промежуточном значении угла а ;

S0

2Kk

2г

Нетрудно показать, что при нечетном z всегда найдется такой k-й цилиндр, который создает подачу A'k. Пусть k i= k ± —^~,

Заменяя ф1= ф—2л и подставляя сюда k вместо ku получаем

л;“ - И Г {" + 22 И + “ + т - т - ф]|

при

фактически исключающих влияние на величину пульсаций пер­

вого слагаемого qa в выражении (2.18), состоит в организации профилированных перепускных щелей в переходной зоне между всасывающим и нагнетающим окнами плоского золотника с наименьшими объемными потерями. Реальное получение закона мгновенных подач, близких к условиям (2.20) на расчетном ре­ жиме, .в принципе осуществимо, поскольку указанная зависи­ мость является монотонной функцией параметра а.

.S * * * S3

г

ы т

/ П

г 3

Для того чтобы получить выражение теоретического среднего расхода многоцилиндрового насоса, -необходимо правую часть уравнения (2.15) умножить на площадь поршня, угловую ско­ рость и радиус кривошипа (см. формулу (2.1)).

В аксиально-поршневых гидромашинах функции кривошипа выполняет наклонный блок цилиндров либо наклонный диск. Учитывая это, запишем

Qcp = Q • COS а ,

где Q —п-одача гидромаши-ны, зависящая от площади порш-ня, числа поршней, угловой скорости ротора, угла наклона блока и других геометрических соотношений машины (Q=const для данной машины).

82

Графики теоретического среднего расхода в функции угла а для двух различных насосов представлены на рис. 2.2. На этих же .графиках приведены экспериментальные зависимости

(Q О ТН — Q c p /Q ) •

§ 2. Разгрузка защемленных объемов

Скорость движения поршней в цилиндрах аксиально-поршне­ вых -насосов неравномерна. В мертвых точках она рав-на нулю,

на ходе всасывания, из при­ емного окна в окно нагнетания по существу ничем не отличается

от аналогичного процесса в пластинчатых насосах. Он также сопровождается обратным потоком из полости нагнетания в ра­ бочую камеру и сопутствующим акустическим эффектом, если не приняты меры по обеспечению плавного соединения камеры с окном -нагнетания. При этом, естественно, необходимо стре­ миться к линейному нарастанию давления в камерах, движу­ щихся вдоль перемычек.

Качественная идентичность протекания процессот защемле­ ния и переноса жидкости позволяет сделать -вы-вод о там, что и в аксиально-поршневых насосах наиболее рациональным мето­ дом разгрузки защемленных объемов является метод синхрон­ ного изменения сечений.

Для осуществления этого метода в рассматриваемых насо­ сах -необходимо торцевой распределитель установить эксцент­ рично относительно оси блока цилиндров. Тогда с его разворо­ том при регулировании расхода будут одновременно перекры­ ваться дросселирующая прорезь у края окна -нагнетания и демп­ фирующее отверстие, выполненное на перемычке и соединенное системой каналов со второй перемычкой.

При такой конструкции можно воспользоваться уравнением (1.71). В нем необходимо только -получить навое выражение для

.второго члена, определяющего собой закон изменения объема рабочей камеры на участке защемления. При изучении -процес­ са защемления жидкости в аксиально-по-ршневых гидромаши­ нах необходимо учитывать особенности их кинематики по срав­ нению е -пластинчатыми ‘машинами. Будем рассматривать наи­ более распространенные в практике гидро-машины с силовым и несиловым карданом.

Текущее значение хода поршня для этих машин может быть выражено следующей зависимостью:

где Rm— радиус точки заделки шатуна в плоскости наклонного или приводного диска;

у — угол наклона блока цилиндров; ср — угол поворота -ротора.

Изменение объема рабочей камеры, под которой понимают пространство между по-ршнем и зеркалом распределителя, при перемещении поршня на расстояние х выразится в виде

84

Здесь S,}(a;<p)— площадь дросселирующей прорези, выполнен­ ной у окна нагнетания аксиально-поршневого насоса;

S5 (а; ср)— площадь демпфирующего отверстия;

Р4 и [Л5—коэффициенты расхода дросселирующей про­ рези и демпфирующего отверстия;

0 < ф < ух— Pi,

где \'1—центральный угол, охватывающий перемычку между распределительными окнами;

Pi —центральный угол, охватывающий отверстие в цилинд­ ре.

Решая уравнение (2.24) относительно площади дросселиру­ ющей прорези, получим

~2~

85

В этом -случае в соответствии с методом синхронного изме­ нения сечений имеем.

распределителя по сравнению с расчетными данными, а также трудностями точного измерения содержания газовой фазы в жидкости на работающем насосе.

§ 3. Особенности конструкции гидромоторов

Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы так же, как и другие типы объемных ротационных ' гидромашин, являются обратимыми машинами. Поэтому конструктивная схема акси­ ального гидромотора в принципе не отличается от схемы одно­ именного насоса.

Поворотом распределителя гидромотора можно регулиро­ вать скорость вращения его вала. Рабочие процессы гидромото­ ра при этом протекают подобно процессам насоса. Разница за­ ключается в том, что, если в насосе с поворотом распределителя изменяется угол поворота ротора, при котором осуществлялся ход нагнетания насоса, то -в гидромоторе с изменением угла поворота ротора изменяется рабочий ход поршня. Причем под рабочим ходом понимается ход поршня, при котором создается крутящий момент на валу гидромотора. Этот ход соответствует углу поворота ротора, когда поршень соединен с окном нагне­ тания распределителя.

Рассмотрим работу аксиально-поршневого гидромотора на следующем примере (рис. 2.8).

Рабочая жидкость, имеющая заданное давление, подается в гидромотор через входное отверстие 7. Из этого отверстия жид­

88

кость поступает в радиальные каналы 10 распределителя 5, откуда через окно нагнетания 9 и отверстие 11а блоке цилинд­ ров 14 поступает в лодпоршнавое пространство, воздействуя о б о и м давлением на торец поршня. На цилиндрической поверх­ ности блока цилиндров выполнено сферическое утолщение 15, опирающееся на кольцо 24, запрессованное ,в корпус пидромотора. Такое устройство позволяет блоку цилиндров для лучше­ го прилегания его торцевой поверхности наклоняться к зеркалу

распределителя. Вращение блока цилиндров предотвращается штифтом 25. Жидкость под давлением, поступившая в цилиндр, через поршень и шток, имеющий сферические концы, воздейст­ вует своим давлением на опорный диск 16, который не может вращаться, так как его ползун 22 размещен в пазу 21 корпуса. От диска 16 усилие через шары 17 подшипника передается на­ клонному диену 18, выполненному как одно целое с валом 19 гидромотора. Сумма усилий от поршней, находящихся в зоне окна нагнетания, вызывает вращение наклонного диска 18 с валом 19. Вращение наклонного диска 18 передается поворотно­ му распределителю 5 через механизм изменения расхода жид­ кости.

Жидкость, вытесняемая поршнем из цилиндров при нерабо­ чем ходе, через канал 4 и радиальные отверстия 3 распредели­ теля поступает в полость корпуса, откуда отводится через отвер­ стие слива 1.

89