
книги из ГПНТБ / Гаспарянц, Г. А. Некоторые автоматические системы автомобиля учеб. пособие
.pdf
|
|
|
- 19 - |
|
|
ной работает непрерывно. Поэтому, чтобы избежать повреждения |
|||||
его оедла |
прй осевых колебаниях |
затвора, седло делают |
плоским, |
||
а затвор - |
в виде плунжера, |
перекрывающего выпускное |
окно на ве |
||
личину |
h |
. Перекрытие |
h |
берут большим величины |
перемеще |
ний затвора при его колебаниях.' Этим достигают того , |
что затвор |
||||
всегда |
находится во взвешенном |
состоянии и садится на |
седло |
только при неработающем насосе.
Для гашения колебаний злтвора его демпфируют, соединив за-
плунжернуга полость клапана Я со сливной 5 через дроссель
ное отверстие.
На фиг.6 |
приведена диаграмма совместной работы переливного |
||||||
клапана и насоса при некоторых |
постоянных числах оборотов его |
||||||
вала. |
По оси |
ординат |
отложено давление |
Рн |
.создаваемое на |
||
сосом. |
По оси |
абсцисс |
- |
подача |
насоса |
и расход |
жидкости. |
Точка R |
диаграммы |
соответствует |
нереальному случаю, когда |
в системе отсутствуют какие-либо полезные и вредные сопротивле
ния, и вся теоретическая подача |
|
0-т |
полностью и беспрепят- |
||||
ственнб покрывается расходом. Вследствие |
этого |
рй -0 |
.В дейст |
||||
вительности по мере увеличения полезных сопротивлений растет |
|||||||
давление, а вместе с ним растут |
и внутренние утечки |
в насосе. |
|||||
В итоге фактическая подача насоса |
Oi<p |
становится |
меньше |
те |
|||
оретической на величину объемных потерь |
жидкости |
^ |
. Прямая |
||||
f!D на графике |
иллюстрирует зависимость |
фактической |
подачи |
от |
|||
давления в напорной полости насоса. |
|
|
|
|
|||
В точке 5 |
при давлении |
р |
открывается переливной |
кла |
пан и в дополнение к утечкам создается преднамеренный слив жид
кости. В результате |
|
этого |
в напорной магистрали устанавливается |
|
некоторое |
давление |
р |
, |
зависящее от соотношения расходов: че |
рез клапан |
О-кп |
и рабочего 0-р ■ |
- 20 -
Фиг.6 Диаграмма совместной |
работы |
переливного клапана |
|
|
и насоса |
при |
|
|
|
Если на участке BE |
диаграмму |
в первом приближении |
пред |
ставить в виде прямой, то можно рекомендовать следующий порядок построения всей диаграммы и определения исходных данных для пред
варительного расчета системы насоо-переливной |
клапан |
( фиг.7 ) . |
1 , На чистом поле диаграммы р по 0- |
двумя |
вертикалъны- |
ми линиями отметим диапазон возможного изменения расхода жидко-
оти в напорной магистрали гидравлической системы ( |
от 0-р min |
|||
до 0р max |
) . |
|
|
|
2. По аналогии о существующими |
САР зададим давление р( |
в |
||
напорной полости наоооа при &Р тСп |
и проведем на диаграмме |
|||
горизонтальную линию, соответствующую давлению р> |
. Точки |
пере |
||
сечения этой линии с осью ординат и двумя другими, |
построенными |
|||
ранее .обозначим (?} С , D ■ |
|
|
|
-21 -
3. Отрезок 0J) соответствует необходимой фактической по даче насоса при минимальных оборотах его вала. Поэтому, зная величину объемного к .п .д . насосов данного типа, определим необ ходимую минимальную теоретическую подачу насоса
|
л |
_ |
Сг В _ Па |
|
|
|
|
|
|
|
G-f min |
- |
2 |
~ |
|
|
|
|
|
На оси |
абсцисс отметим |
начало диаграммы - |
точку |
Я |
и проведем |
||||
линию |
ЯВ , иллюстрирующую изменение |
р> |
по & до |
вступления |
|||||
в действие переливного клапана, |
1м |
|
|
• |
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
4 , По аналогии с существующими САР зададим давление |
'рО о т - |
||||||||
крытия переливного клапана и на линии RD отметим точку 6 |
с о о т |
||||||||
ветствующую началу открытия |
клапана. |
Через точки |
б |
и С |
прове |
дем прямую и этим завершим построение диаграммы для случая,ког
да насос работает с минимальным числом |
оборотов |
Пmin |
и его |
||||||||||
избыточная |
подача мала. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
5, |
Определим теоретическую |
подачу |
Q-T max насоса для |
слу |
||||||||
чая, |
когда |
насос работает с максимальным числом оборотов |
|
||||||||||
|
|
|
|
Л |
_ п |
П н m a x |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
U-r max - У г mtn — |
- ------------ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Пн min |
|
|
|
|
|
||
и построим диаграмму |
Я 'В 1 Е' |
, |
иллюстрирующую зависимость |
||||||||||
р |
от |
0- |
при |
nh max - con st |
. Линии Я'В' |
и ЯВ параллельны |
|||||||
друг другу, |
так как утечки в данном |
насосе |
при |
постоянной |
вязко |
||||||||
сти |
жидкости зависят |
только от давления. Линии В'В1 и BE |
так |
||||||||||
же параллельны между собой, так |
как угол их наклона к оси абс |
||||||||||||
цисс определяется в основном жесткостью пружины клапана. |
|
||||||||||||
|
6. Из фиг.7 определим необходимую подачу насоса при мини |
||||||||||||
мальном скоростном режиме его работы |
^Q-T mi-n) |
, |
максимальное |
||||||||||
давление в |
напорной полости насоса ^ /з |
j |
и соответствующий ему |
||||||||||
расход |
жидкости |
через |
переливной |
клапан |
(О -м m ax) |
при рабо- |
- 22 -
Фиг.7 К определению исходных данных для расчета системы насос-переливной клапан
те насоса с максимальным чнолом оборотов.
Теперь совместным решением трех уравнений:
равновесия плунжера в момент начала открытия клапана
(ч - ч) 4
- |
равновесия плунжера в положении, соответствующем полному от |
|||
|
крытию клапана ( х - Х max), |
С |
||
|
. * |
|
1л - |
|
|
( р . - |
Pc ) JLT |
L'=Pno + к (Ь + Х т а х ) , |
|
- |
раохода кидкооги |
через |
клапан |
|
О-p тал =уЧ-7ГUp X тон
-23-
определяют все параметры переливного клапана. |
|
||||||||
Здесь |
ро - |
регулируемое давление в момент открытия клапана; |
|||||||
|
Р |
- |
давление |
в переливной |
(оливной) магистрали; |
||||
|
'С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dn ~ диаметр плунжера; |
|
|
|
|
||||
|
р л0- |
сила .установочного натяга пружины ; |
|||||||
|
К |
- |
жесткость |
пружины |
; |
|
|
|
|
h и X |
- |
перемещения |
(ход) |
плунжера до начала и после от |
|||||
|
|
|
крытия выпускного |
окна; |
|
|
|||
|
р |
- |
максимальное |
значение |
регулируемого давления; |
||||
|
гг |
- |
коэффициент |
расхода |
|
|
|
||
|
уч |
|
|
|
|||||
|
X - уд .вес жидкооти . |
|
|
|
|
||||
При решении этих уравнений необходимо задавать величины |
|||||||||
dn и h |
и методом последовательных попыток добцгьоя оптималь |
||||||||
ных размеров |
клапана. |
|
|
|
|
|
|
||
Для нивелирования давлений |
Рд) р4 |
и |
/з |
необходимо, чтобы |
|||||
характеристика |
рн по |
& |
на участке |
В Е (в ' е ') была возмож |
|||||
но более |
пологой. С этой |
целью, |
желая избежать применения гро |
моздкой пружины, иногда поступают так ( например, в наоооах гид роусилителей рулевого управления). Заплунжерную полооть клапана,
в которой находится пружина, сообщают р напорной магистралью, в
которую жиднооть из наоооа направляют через дроооельное |
отверотие |
|
с небольшим гидравлическим сопротивлением ( фиг. 8 |
) . |
В егом - |
случае давление жидкооти действует, на длувдвр о обоих |
его т о р - <- |
цев. Пружина лишь дополняет недостающее давление со оторонв за -
плунжерной полости.
- 24 -
Фиг.8 Схема переливного клапана с пологой характеристикой
______ Диафрагменная камера
Диафрагменные камеры получили широкое распространение в пневматических и вакуумных САР. Их используют в качестве исполни
тельных механизмов, воспринимающих, преобразующих и сравнивающих элементов командных механизмов, Они просты, надежны, герметичны.
Основными деталями диафрагменной силовой камеры являются
( фиг.9 ) : диафрагма I , изготовленная из резинокордной компози ции; корпус 2, состоящий из двух частей, между которыми заделана
диафрагма и опорный диск 3 со штоком 4.
Чтобы установить теоретическую связь между избыточным дав лением р , действующим на диафрагму, и усилием Р ш на штоке,
рассмотрим механизм в положении, соответствующем нулевому проги
бу диафрагмы ( фиг„10 ) . |
|
|
Усилие па штоке складывается из двух |
составляющих: силы |
N < |
от давления воздуха на опорный даек и силы |
Ыг от давления |
циаф- |
-25-
Фиг,9 Диафрагменная камера: |
-пневматическая; |
вакуумная |
|
рагмы на опорный диск. Первое слагаемое равно |
|
Nf= рягг. |
|
Второе слагаемое нападем следующим образом. Выделим на по- |
|
верхности диафрагмы бесконечно узкое |
круглое кольцо с радиусом |
j o и шириной djo . |
|
Воздух воздействует на это кольцо силой dN=p2JTfdjD .
Рассматривая диафрагму на участке АБ, как балку на двух опорах, найдем часть силы d А/ , приложенную к опорному диску
- силу dNB
oW --P2TCpdf> 4 r £ - •
Проинтегрировав это выражение в пределах о т j o = t до
получим силу Ыг
26 -
^ ^ j -p ( r 7+ R Z -2 z?) ■
Тогда общая сила, действующая на шток, |
|
|
= |
^ г =рл%г+ ^ -р (К г + R Z -27,г) ■ |
|
Заменив радиусы соответствующими диаметрами, обозначив |
||
jj-= a и сделав необходимые преобразования, окончательно |
получим |
|
|
(5) |
|
Выражение |
F '- ^ ~ ( l + a + cF) называют теоретической |
эффек |
тивной площадью диафрагмы. Реальная эффективная площадь |
F за |
висит от многих факторов: материала мембраны, ее толщины, формы,
жеоткооти а т . д . , |
влияние которых учитывают |
поправочным коэффи |
циентом К |
|
( в ) |
Г - |
+ а г ) |
®0Г .Ю Схема к расчету диафрагменной камеры
- 27 -
|
При выборе параметров диафрагменной силовой камеры прини |
||
мают: |
а=<Ц75+0 85 |
; |
полный ход штока между крайними положени |
ями |
S z ( 0,55 + 0 5 5 )D ’} |
К - по аналогии с существующими кон |
|
струкциями, |
|
|
|
______ Поршневые механизмы |
|||
|
Поршневые механизмы применяют в тех же качествах, что и |
||
диафрагменные камеры. |
Они допускают большие перемещения штока, |
но требуют особых мер по герметизации рабочей пары (поршень-ци линдр) .
Основными деталями любого поршневого механизма являются:
корпус I с цилиндрическим отверстием, закрытым с одной или двух сторон; поршень 2 и шток 3. Применяют механизмы одностороннего и двухстороннего действия, на фиг.II приведена схема поршневого механизма двухстороннего действия, а на фиг.12 пример конструк ции.
Для поршневых механизмов, используемых в гидравлических САР, расчетное усилие на штоке Р ш равно
|
|
РШ= & РГ ?> |
(7) |
где д Р = Pj~ Р2 |
- перепад давления жидкости по обеим |
||
|
|
сторонам поршня |
|
F - |
площадь живого сечения поршня, |
равная |
|
Ц25Т( j f |
- для свободной стороны поршня, |
и |
|
0'25я(Вг- d?) - для |
той стороны, с которой поршень соединен со што |
||
|
ком; |
|
|
-кпд механизма, величину которого принимают в пределах
0,85 - 0,97 .
- 2 8 '
Фиг.II Схема к расчету поршневого механизма
Фиг.12 Пример конструкции пневматического поршневого механизма