42) Назначение и принцип действия струйных гидроусилителей

В усилителе пропорционального действия струя, вытекающая из канала питания а, делится при отсутствии управляющих сигналов, подаваемых по каналам b₁ и b₂, поровну между выходными каналами с₁, и с₂ (рис.3.15)

При подаче же в один из каналов b₁ или b₂ управляющего сигнала питающая струя отклонится в сторону, противоположную этому каналу, в результате мощность на выходе со стороны отклоненной струи превысит мощность на противоположном выходе. Характеристики такого усилителя зависят от геометрических форм и от физических процессов перемешивания и обмена количества движения взаимодействующих струй (потоков). Отклонение струи осуществляют разными способами и в частности с помощью управляющего потока (струи), подаваемого через управляющие каналы b₁ и b₂ перпендикулярно оси сопла а или путем поворота этого сопла. Для уменьшения чувствительности устройства к изменениям сопротивления нагрузки в боковых стенках камеры выполняют каналы d₁ и d₂, соединенные с атмосферой. Когда нагрузочные каналы c₁ и с₂ полно­стью перекрыты, поток через эти отверстия может вытекать в атмосферу. Обозначим через М₁ количество движения струи жидкости сечением w и плотностью р, вытекающей из сопла а со скоростью u1. Пусть управляющая струя с количеством движения М₂ направлена под прямым углом к питающей струе с количеством движения М₁, значительно превышающем М₂. Согласно теореме о сохранении количества движения питающая струя под действием на нее управляющей струи отклонится на угол: . Если соосно с питающим каналом поставить приемный, то при нулевом управляющем сигнале питающая струя попадет в этот канал. При возрастании управляющей струи питающая струя будет отклоняться, и по мере повышения управляющего давления вся меньшая часть питающего потока будет попадать в приемный канал. Опыт и расчет показывают, что незначительное отклонение управляющей струи (потока) вызывает значительные изменения в разности расходов через выходные (приемные) каналы усилителя. Следует отметить, что геометрия камеры пропорционального усилителя, в которой взаимодействуют управляющие и питающий потоки, должна быть выполнена таким образом, чтобы поток питания не подвергался воздействию ее стенок. Коэффициент усиления струйного пропорционального усилителя, работающего по принципу отклонения струи, определяется как отношение изменения выходной величины к соответствующему изменению входной величины. Путем последовательного соединения струйных элементов коэффициент усиления можно повысить до требуемого значения. В системах управления часто применяется цепочка из шести и более последовательно соединенных усилителей этого типа. В.одном каскаде усилителей со взаимодействием потоков достигаются коэффициенты усиления по мощности порядка 10 и коэффициенты усиления по давлению от 5 до 7. Исследования показали, что при соосном расположении камер и соответствующем конструктивном выполнении питающего и приёмного сопел потери передаваемой энергии составляют относительно небольшую величину. Потери давления зависят от расстояния между срезами сопел. С увеличением расстояния между соплами нелинейность расхода в функции нагрузки повышается, причем характер изменения аналогичен нелинейности, имеющей место при проливке при переменном перепаде давления дросселей постоянного сечения. Устройства пропорционального действия широко применяют в гидропневмоавтоматике, а также в качестве распределительных устройств в гидравлических усилителях следящего типа и прочих.