Способы регулирования объемных гидроприводов
Объемный гидропривод может выполнять функции самостоятельной системы управления каким-либо объектом, быть только исполнительным устройством в системе управления или входить в состав передачи, посредством которой энергия от двигателя транспортного средства (например, от двигателя внутреннего сгорания) подводится к гидродвигателям колес автомобиля.
В большинстве из перечисленных выше случаев необходимо осуществить управление объемным гидроприводом, которое по способу формирования управляющих воздействий разделяют на непрерывное и дискретное. При непрерывном управлении действия гидроаппарата описывают непрерывные функции времени, при дискретном гидроаппарат соединяет гидродвигатель с источником питания в отдельные моменты времени или прерывисто включает и выключает источник питания вместе с гидродвигателем. Скорость выходного звена гидродвигателя во время движения не регулируется, а действия гидроаппарата описывают дискретные функции времени. При непрерывном управлении применяют гидроаппараты, позволяющие осуществлять дроссельное, объемное или объемно-дроссельное регулирование скорости выходного звена гидродвигателя.
Дроссельное регулирование основано на применении гидроаппаратов (поз.4 или 5 на рис.1), в которых при управлении гидродвигателем изменяются площади проходных сечений каналов, соединяющих рабочие камеры гидродвигателя с напорной и сливной гидролиниями. Вследствие изменения проходных сечений каналов происходит изменение расхода жидкости, протекающей через гидроаппарат. Соответственно, уменьшается или увеличивается скорость выходного звена гидродвигателя. Обычно конструкция гидроаппарата позволяет изменять также направление движения выходного звена гидродвигателя. Дроссельное регулирование сопровождается изменением давлений в рабочих камерах гидродвигателя и частичной потерей энергии жидкости.
Рис.1 Схема системы с тремя гидроприводами.
Преимуществом этого способа регулирования по сравнению с другими способами является возможность одновременного управления несколькими гидродвигателями при одном централизованном источнике питания. Кроме того, дроссельное регулирование обеспечивает высокое быстродействие процесса управления гидродвигателем.
При объемном регулировании требуемая скорость выходного звена гидродвигателя достигается путем изменения подачи насоса источника энергопитания, что можно осуществить в гидроприводе, гидродвигатель которого непосредственно соединен с регулируемым насосом (рис.2). Чтобы изменять направление движения выходного звена гидродвигателя, насос должен быть реверсивным по отношению к направлению подаваемой им жидкости под давлением. В некоторых гидроприводах применяют гидродвигатели с регулируемыми рабочими объемами. Такие гидродвигатели могут иметь общий централизованный источник питания.
Рис.2 Схема гидропривода с объемным регулированием:
1 - насос с реверсивно-регулируемой подачей; 2 - гидродвигатель; 3 и 4 - гидролинии;
5 и 6 - предохранительные клапаны; 7 и 8 - обратные клапаны.
Недостаток регулируемых объемных гидродвигателей состоит в том, что при изменении рабочего объема изменяется не только скорость выходного звена, но и создаваемый жидкостью вращающий момент. Эта особенность регулируемого объемного гидродвигателя может быть причиной неустойчивости гидропривода в окрестности положения равновесия выходного звена. Объемное регулирование по сравнению с дроссельным сопровождается меньшими потерями энергии жидкости.
При объемно-дроссельном регулировании используют оба рассмотренных способа (рис.3). Такое регулирование позволяет уменьшить потери энергии по сравнению с дроссельным регулированием и может быть реализовано при подключении нескольких гидродвигателей к одному источнику питания. Конструктивно отдельные устройства гидропривода с объемно-дроссельным регулированием получаются сложнее, чем у гидропривода с дроссельным регулированием.
Рис.3 Схема гидропривода с объемно-дроссельным регулированием:
1 - насос с регулируемой подачей (нереверсивной); 2 - напорная гидролиния; 3 - сливная гидролиния;
4 - управляющий гидроаппарат; 5 - гидроцилиндр; 6 - автоматический регулятор насоса.
В объемных гидроприводах для управления потоками жидкости иногда применяют струйные и вихревые элементы без подвижных деталей. Эти элементы достаточно просты в изготовлении и менее чувствительны к загрязнению рабочей жидкости, чем золотники, клапаны, другие дроссельные устройства с подвижными деталями. Недостатком струйных и вихревых элементов является то, что при больших утечках жидкости под давлением они имеют малые коэффициенты усиления сигналов управления.
Способы регулирования объемных гидроприводов служат одним из главных признаков их классификации (рис.4).
Рис.4 Классификация объемных гидроприводов.
Источник: К.В.Фролов "Машиностроение. Энциклопедия".
ОАО "Гидропривод"