5. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ
Пневматические усилители, так же как и гидравлические усилители, делятся на два класса: дроссельные и струйные. В последнее время струйные пневматические усилители получили довольно широкое распространение в системах автоматического регулирования летательных аппаратов ввиду их малой массы и высокой надежности действия.
Дроссельные пневматические усилители. Усилители этого класса выполняют в виде однокаскадных или двухкаскадных устройств. На рис. V.19, а показана схема однокаскадного дроссельного пневматического усилителя типа сопло-заслонка. В этих усилителях применяются различного рода дроссели. Некоторые из них изображены на рис. V.19, б-г.
Для определения ститической характеристики пневматического дроссельного усилителя воспользуемся рис. V.19, а.
При докритическом истечении т. е. при уравнение расходов записывается в виде
где соответствующие коэффициенты расхода газа; — проходные сечения постоянного и переменного дросселей; — газовая постоянная; Т — температура газа; — показатель политропы; — ускорение свободного падения.
Если считать, что изменение проходного сечения переменного дросселя определяется зависимостью
Рис. V.19. Схемы дроссельных пневматических усилителей
то (V.60) можно переписать в виде
Здесь введены следующие обозначения:
После несложных преобразований выражение (V.62) приведем к виду
По полученному уравнению на рис. V.20 построена зависимость . Данная зависимость определена при коэффициенте политропы
Струйные пневматические усилители. Схема простейшего струйного пневмоусилителя показана на рис. V.21, а. Воздух из струйной трубки 1 через приемные сопла 2 или 2 попадает к силовому цилиндру 5, Под действием перепада давления поршень 4 перемещает шток 3. Итак,
Рис. V.20. Статическая характеристика однокаскадного пневматического усилителя типа сопло-заслонка
Рис. V.21. Пневматический струйный усилитель: а — схема усилителя; 6 — характеристика изменения перепада давления струйного усилителя от поворота струйной трубки
Определяя значения по уравнению Бернулли, можно найти
где а — коэффициент потерь в струйной трубке; — давление, подаваемое в струйную трубку; — угол поворота струйной трубки.
С помощью выражения (V.65) можно определить статическую характеристику струйного пневматического усилителя. Соответствующая характеристика построена на рис. V.21, б. Она является нелинейной, и при полном угле поворота ршах в усилителе обеспечивается наибольшее значение перепада давления.
Существуют и двухкасадные струйные пневматические усилители, имеющие более высокие значения коэффициентов усиления по мощности. В последнее время в системах автоматического регулирования стали применять пневмогидравлические усилители. В них первым каскадом усиления является пневматический элемент, а вторым каскадом — гидравлический.