2. ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ГИДРОУСИЛИТЕЛЕМ ДРОССЕЛЬ-СОПЛО - ЗАСЛОНКА
В электрогидроприводах, управляемых маломощными электрическими сигналами, используют многокаскадное усиление, в котором гидроусилитель сопло — заслонка, работающий от электромагнитного преобразователя, управляет перемещением золотника исполнительного устройства. Схема гидроусилителя дроссель — сопло — заслонка приведена на
а [12] и широко используется в многокаскадных следящих системах.
Рис. IX. 9. Гидропривод с усилителем дроссель — сопло — заслонка: а — схема конструкции; б — геометрия дросселирующих элементов
При помощи электромагнитного преобразователя поворачивается заслонка, меняя соотношение открытия сопл
а значит, и соотношение давлений
поскольку источник питания обеспечивает
и отделен от рабочих полостей дросселями.
В дальнейшем все количественные оценки будут относиться к системам управления регулируемых насосов [12].
Как показали исследования, при разных температурах коэффициент расхода можно принять для сопла
а для дросселя
Действие сил сухого (контактного) трения локализируется вибрационной линеаризацией при помощи осциллирующих движений заслонки, что не меняет значений коэффициентов расхода, если при этом не происходит закрытия сопл.
Из уравнений расхода [12] можно получить
а при
принимаемое допущение)
поэтому крутизна безразмерной регулировочной характеристики
где
— диаметры сопла и дросселя соответственно,
Для линейного участка характеристики
если
, причем меньшему значению а соответствует большее
а давление в рабочих полостях при нейтральном положении заслонки будет
(стабильность характеристики удается обеспечить при вязкости
Геометрия дросселя и сопла показана на рис. IX.9, б, причем
. В этом случае
а расход рабочей жидкости
при
Рис. IX. 10. Зависимость значения коэффициента силы на заслонке от вязкости рабочей жидкости
Зависимость усилия от перепада давления определяется выражением
причем значение безразмерного коэффициента усилия приведено на рис. IX.10.
Уравнение расхода для движущегося золотника [12] приводится к линеаризированному выражению перепада давлений:
где
— диаметр золотника;
— условный расход через дроссель;
— коэффициент расхода, причем
Поскольку экспериментально установлено существование линейного участка характеристики,
Уравнение сил, действующих на золотник, будет
где
— жесткость пружины;
— коэффициент активного сопротивления движению золотника
где
в см),
— масса золотника;
— коэффициент реактивной силы, действующей на золотник вследствие протекания через него жидкости. Из уравнений (IX.4) и (IX.6) можно получить передаточную функцию гидроусилителя дроссель — сопло — заслонка
где
причем в гидроусилителях этого типа значения
обычно существенно больше единицы, поскольку значение
мало. При сколь-нибудь значительном возрастании значения
коэффициент
уменьшается, но соответственно возрастает
Заметим, что при малом значении инерционной нагрузки демпфирование малым не бывает.
Пример IX. 1. Для механизма управления регулируемого насоса второй гаммы
см, Результаты расчета [11] будут:
откуда
В этом случае
и расчет ведется по доминирующей постоянной времени.