ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 261
Скачиваний: 1
2) в связи с тем, что расход подпитки Qn значительно меньше расхода циркуляции рабочей жидкости Сц , влияние Qn на поле скоростей в рабочей полости гидротрансформатора не учиты вается.
Тогда при равных диаметрах магистралей в точках А и D давление в точке А может быть вычислено из выражения
|
Рвх = Pg(hBx'\-hBc |
+ hBUX), |
где hB |
гидравлические потери на участке AB; |
|
hВС |
разность напоров рабочей жидкости в рабочей полости |
|
|
между точками В и С; |
на участке CD. |
А. |
гидравлические потери |
|
|
Если расход подпитки и температура рабочей жидкости по |
|||||
стоянны, то независимо от режима работы |
гидротрансформатора |
|||||
hBX |
const, hBUK я=> const. Величина hBC |
в |
общем |
случае |
будет |
|
|
переменной, |
так |
как она |
|||
|
определяется |
внутренней |
||||
|
характеристикой |
гидро |
||||
|
трансформатора, |
которая |
||||
|
изменяется при изменении |
|||||
|
режима его работы. Учи |
|||||
|
тывая, |
что |
/гв ы х |
л* const, |
||
|
статическое давление |
в то |
||||
|
чке отвода рабочей жидко |
|||||
|
сти рс можно считать при |
|||||
|
близительно |
постоянным |
||||
и независимым от і.
Действительно, если предположить, что на не котором режиме работы статическое давление в точ ке отвода рабочей жидко сти возросло, то это долж но привести к увеличению расхода рабочей жидкости через отводную магист раль. Последнее невоз
можно, так как расход Qn , определяемый производительностью подпиточного насоса, практически не зависит от і, особенно для гидротрансформаторов, которые имеют непрозрачную характери стику.
Рассмотрим наиболее распространенные способы подвода и
отвода |
рабочей жидкости. |
рис. 140, б (подвод рабочей |
1. |
Для схемы, показанной на |
|
жидкости перед насосом Я , отвод — за турбиной Т), имеем |
||
|
hBc + hce |
= 0, |
где hBC |
и hCB — разность напоров между точками В и С, С и В. |
|
248
Поскольку |
hCB |
= |
hP, |
|
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hвс = |
|
|
|
hP; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Рвх = |
PS |
{Kx |
+ |
h |
Bbix — |
hp). |
|
|
|
(127) |
||||||
Принимая |
во внимание, что |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рп = |
Рвх — |
|
PghBX, |
|
|
|
|
|
|
|||||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= Pg(Kblx |
— hp). |
|
|
|
|
(128) |
|||||||
2. Аналогично для схемы, показанной на рис. 140, в (подвод |
||||||||||||||||||||||
рабочей |
жидкости |
за |
турбиной, |
|
отвод — перед |
насосом), |
имеем |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Р м |
= |
Р£(Авх -Мвых + |
М ; |
|
|
|
(128а) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Рп = |
Pc = |
р г Л в |
ы х « const. } |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
3. Для схемы, показанной на рис. 140, г (подвод и отвод рабо |
||||||||||||||||||||||
чей |
жидкости |
перед насосом), |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
hBC |
= |
0; |
рвх |
= pg (hBX |
+ |
hBblx) |
|
const; |
рп |
= pghBUX |
я« const. |
(129 |
||||||||||
Таким |
образом, |
характер |
изменения зависимостей |
рвх |
= |
|||||||||||||||||
= / |
(/) и рп |
= |
f (/) |
для |
первых |
двух |
схем |
подпитки |
определяется |
|||||||||||||
характером |
изменения |
hP. |
Как |
известно, |
величина hP |
для |
|
изо |
||||||||||||||
гональных режимов пропорциональна п\. В то же время |
при |
|||||||||||||||||||||
различных і основную долю hP |
составляют потери на удар |
(hP |
||||||||||||||||||||
œhyAp). |
|
Минимальное |
значение |
|
/ г У д Р |
имеет в |
оптимальном |
ре |
||||||||||||||
жиме |
и в режиме, |
при |
котором |
расход |
в рабочей |
полости |
равен |
|||||||||||||||
нулю. Максимального |
значения |
/гу д Р |
достигает на режимах, |
близ |
||||||||||||||||||
ких |
к |
|
стоповому |
(п2 |
= |
0), |
и |
|
на |
режимах |
противовращения |
|||||||||||
( « 2 < 0 ) . |
|
|
|
|
|
|
hP |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пг |
|
п2. |
|||
|
Таким образом, величина |
меняется |
при изменении |
и |
||||||||||||||||||
Это приводит к юму, что при различных способах подвода |
жидко |
|||||||||
сти |
в |
рабочую |
полость |
и отвода из |
нее |
зависимости ръх |
= |
|||
= |
/ (і) |
и рп = |
f (і) |
имеют |
различный |
характер |
при неизменном |
|||
расходе |
Qn. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проведенные экспериментальные исследования позволили по |
|||||||||
лучить количественные зависимости рвх |
= / |
(г) |
и рп = f |
(і) |
для |
|||||
различных способов подвода и отвода |
рабочей |
жидкости. |
Были |
|||||||
испытаны два |
типа |
гидротрансформаторов |
для строительных |
|||||||
и дорожных машин: с осевой (У358011А) и центростремительной турбиной (У358015). Для каждого гидротрансформатора были приняты три способа подвода и отвода рабочей жидкости.
|
Из |
графика, приведенного |
на |
рис. |
141, |
а, |
для |
случая |
под |
||||||
вода |
|
рабочей |
жидкости |
перед |
насосом и |
отвода |
за турбиной |
||||||||
(см. |
рис. |
140, |
б), |
видно, |
что |
характер |
изменения кривых |
рвх = |
|||||||
= |
/ |
(/) |
и |
рп = |
f |
(/), |
полученных |
экспериментально, |
согласуется |
||||||
с |
характером |
этих |
кривых, |
подсчитанных |
по |
уравнениям |
(127) |
||||||||
и (128). Недостатком этого способа является то, что в стоповом режиме, который наиболее опасен в отношении кавитации,
249
давление подпитки падает тем более резко, чем больше п1. Если давление подпитки недостаточно, то на режимах, близких к сто повому, будет наблюдаться уменьшение коэффициента транс формации Ко вследствие кавитации.
С другой стороны, на режимах, близких к оптимальному, давление подпитки имеет завышенное значение и на поддержание его затрачивается дополнительная мощность, что приводит к уве
личению нагрузок на |
уплотнительные узлы рабочей полости |
и на подшипниковые |
опоры. |
P10'sH/M! |
|
О |
0,25 0,5 0,75 і 0 |
0,25 0,5 |
0,75 L 0 |
0,25 0,5 |
0,75 і |
|
а) |
5) |
|
в) |
|
Рис. 141. Характеристики гидротрансформатора при различных схе мах подвода и отвода жидкости в рабочую полость (t = 90° С, Q„ =
=0,001 м3 /с):
— — — — — — — гидротрансформатор |
У358015; |
гидротрансформа |
тор У35801 1А |
|
|
На рис. 141, б представлены |
результаты |
испытаний схемы, |
показанной на рис. 140, в. При использовании данной схемы
давление подпитки постоянно и не зависит от і, |
хотя величина рвх |
|||
существенно меняется при изменении і |
[см. выражение (128а)]. |
|||
Результаты испытаний схемы третьего варианта (рис. 140, г) |
||||
представлены на |
рис. 141, е. В этом случае рвх |
и ра |
постоянны |
|
и не зависят от і |
[см. выражение (129)]. |
|
|
|
Такая схема |
обеспечивает наиболее |
экономичную |
подпитку |
|
и стабильность давления подпитки. Однако в этом случае, чтобы не нарушалась эффективность охлаждения рабочей жидкости в рабочей полости, необходимо смещать точки подвода и отвода одну относительно другой по окружности на 90—180°, а при нали чии боковой полости между насосом и реактором — делать ее по возможности короче в радиальном направлении. Подобная схема подвода и отвода рабочей жидкости использована в гидротранс форматоре с осевой турбиной (У358011А), серийно выпускаемом Московским машиностроительным заводом им. Калинина для крана К-161.
250
При выборе мест расположения точек подвода и отвода рабо чей жидкости необходимо учитывать еще один фактор. В процессе длительной эксплуатации гидротрансформатора изнашиваются контактные уплотнения рабочей полости и трущиеся детали подпиточного насоса, в результате чего увеличиваются утечки рабо чей жидкости из системы. Это приводит к уменьшению расхода подпитки Q n через магистраль отвода рабочей жидкости, гидравли
ческие потери |
в которой, |
как было |
показано |
выше, фактически |
||||
и определяют величину |
избыточного давления в рабочей полости. |
|||||||
Важно |
установить, |
насколько |
давление |
р п |
чувствительно |
|||
к изменению расхода Q n |
и как это связано с расположением точек |
|||||||
подвода и отвода рабочей жидкости. |
|
|
|
|||||
Если |
предположить, |
что движение |
жидкости |
в подводящей |
||||
и отводящей |
магистралях |
происходит |
в зоне |
автомодельности, |
||||
где гидравлические потери пропорциональны расходу Q2 , то при отводе рабочей жидкости перед насосом для некоторого определен
ного |
режима і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рп = |
kiQl, |
|
|
|
где |
kx |
— коэффициент |
пропорциональности. |
|
||||
Для |
расчетных значений р* и Q* |
|
|
|||||
|
|
|
|
Рп = |
ki |
(Qn) 2 . |
|
|
При отводе рабочей жидкости |
из зоны |
повышенного |
давления |
|||||
|
|
р п + |
Ар = k2Ql\ |
Рп + Ар = |
k2 (Qn)2, |
(130) |
||
где |
k% |
— коэффициент |
пропорциональности; |
|
||||
|
Ар — разность |
между давлением в |
точке отвода |
рабочей |
||||
|
|
жидкости и давлением |
подпитки. |
|
||||
Из уравнений (130) после преобразований получаем зависи |
||||||||
мость Рп = / (Qn ) |
Д л я |
общего |
случая: |
|
|
|||
|
|
Ч = ( \ ^ Щ |
( ^ \ - ^ - |
(131) |
||||
Дифференцируя это уравнение и переходя к конечным прира |
||||||||
щениям, получим |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
^ = |
2 é i i |
|
+ i i ) Q - |
( 1 3 2 ) |
|
Из уравнений (131) и (132) следует, что при прочих равных условиях с увеличением Ар, т. е. с удалением точки отвода рабо чей жидкости из зоны минимального давления, величина р п ста новится более чувствительной к изменению расхода Q n . В таких случаях необходимо назначать относительно больший запас давления подпитки р п или вводить в систему питания дополни тельные устройства, стабилизирующие это давление, что нежела тельно.
251
