Файл: Костин С.В. Рулевые приводы.pdf

При встречном движении (движение заслонки навст­ речу струе газа, вытекающей из сопла) дросселирование газа происходит по боковой поверхности цилиндра кри­ тического сечения, как это показано тіа рис. 2.17, а. В этом случае площадь вытекания

Где do — диаметр сопла;

Хі —^зазор между соплом и заслонкой первой и вто-

Рис. 2.17. Схема дросселирования Рис. 2.18. График.изменения безразмергаза: ных площадей вытекания | 2г

а— встречное движение заслонки; б— поперечное движение заслонки

При достаточно больших Хі критическое сечение пере­ местится па срез сопла, поэтому регулирование потока газа будет происходить только в некотором диапазоне изменения Хи т. е. при

При поперечном движении заслонки струя газа (см. рис. 2.17), вытекающая из сопла, перерезается этой за­ слонкой, вследствие чего дросселирование газа происхо­ дит по поверхности сложной формы, составленной из криволинейного сегмента и боковой поверхности цилинд­ ра диаметром d0 и высотой, равной высоте торцевого за­

/"

сопла площадь дросселирования

(2.19)

4/г; £ _ I*1 График изменения безразмерной площади ьаі— —^

X'

в зависимости от изменения %= — Дзн на рис. 2.18. Там de

нее показано изменение безразмерной площади £2 в за­ висимости от изменения торцевого зазора б. Очевидно, что в этом случае имеются вполне определенные ограни­ чения, накладываемые на максимальные значения вели­ чин б и я,

т. е. 0 <d Xi ^ dc> ( 2.20)

Сравнивая формулы (2.18) и (2.20), легко заметить, что при одном и том же диаметре сопла для усилителя с встречным движением заслонки максимальное ее переме­ щение хт должно быть в четыре раза меньше. Однако необходимо иметь в виду, что сила сопротивления газо­ вого потока при встречном движении заслонки будет значительно больше, чем при поперечном.

Газовый усилитель с соплом-заслонкой принципиаль­ но может быть выполнен по закрытой схеме, т. е. при /у= 0, [21 = / 2 2 = 0, р\о= Рйо = Рг- Однако конструктивно вы­ полнить такую схему практически невозможно, поэтому в дальнейшем будем рассматривать только открытую схему ГУ.

Равновесное положение газового усилителя с сопломзаслонкой характеризуется отсутствием управляющего сигнала ■(а = 0) и равенством площадей сопел и постоян­

® (ßzo) Р'др/^дрPz

118

Давление в приемнике ГД не может опуститься ниже некоторой определенной величины, так как туда все вре­ мя подается газ высокого давления через постоянный дроссель. Поэтому всегда выполняются условия

Рк

Рг

В формулы (2.23) и (2.24) входят величины рдр, р2 и Ѳго, аналитическое определение которых весьма сложно. Пов­ торяя рассуждения, сделанные ранее при выводе урав­ нений газового усилителя со струйной трубкой, можно

119

взять при расчетах (Ѳг0)т = (ßzo) l! • Для более точного определения 'параметров рдр, ц2, Ѳго рекомендуется про­ водить экспериментальные продувки.

Используя уравнения (2.1) — (2.24) для случая а ф 0, по­ лучим

После применения преобразования Лапласа при ну­ левых начальных условиях структурная схема газового усилителя с соплом-заслонкой будет иметь тот же вид, что и структурная схема для газового усилителя со струй­ ной трубкой (см. рис. 2.16), только при других значени­ ях коэффициентов kp и k гу.

Нелинейное уравнение газового усилителя с золотни­ ком для случая докритического режима втекания газа и сверхкритического режима вытекания с учетом принятых

Пренебрегая членами второго порядка малости, По- ■ лучим линеаризованное уравнение газового усилителя с

120

проточным золотником

где

Применив преобразования Лапласа при нулевых на­ чальных условиях, структурную схему газового усилите­ ля с проточным золотником можно представить анало­ гично схеме газового усилителя со струйной трубкой (см. рис. 2.16) для значений коэффициентов /? г у и kp, опреде­ ляемых из уравнения (2.27). Для идеального золотника структурная схема будет составляться в соответствии с уравнением (2.28) для Ар =0, т. е. при отсутствии отри­ цательной обратной связи по относительному перепаду давления Äß2(s). Следовательно, для линейной модели идеального газового усилителя с золотником можно счи­ тать, что функционирование усилителя не зависит от его нагрузки.

Отличительной чертой газового усилителя с заслон­ кой, схема которого показана на рис. 2.13, является то, что изменение параметров газа, поступающего в полости газового двигателя, происходит за счет изменения пло­ щадей отверстий втекания /Д и /Д. При этом площади отверстий вытекания не изменяются и равны между со­ бой при всех режимах работы усилителя f21= ^22==^20•

121

открыты, т. е. fn = /i2=/io- В этом случае параметры рав­ новесного режима ро и Т0 могут быть получены из урав­ нения (2.24).

На основании формулы (2.13) для докритических ре­ жимов втекания и вытекания можно получить уравнение газового усилителя с заслонкой в безразмерном виде

Переписав уравнение (2.29) с учетом ранее принятых допущений, получим линеаризованное уравнение газово­ го усилителя с заслонкой в таком же виде, как для дру­ гих газовых усилителей, только с другими значениями коэффициентов /ггун /у:

После применения преобразования Лапласа при ну­ левых начальных условиях структурная схема газового усилителя с заслонкой совпадает с подобной схемой ГУ со струйной трубкой (см. рис. 2.16).

2.3. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ

Пневматическими (газовыми) двигателями автомати­ зированного привода называют устройства, предназна­ ченные для преобразования потенциальной и кинетиче­ ской энергии потока сжатого газа в движение выходногозвена (перемещающийся шток поршня, вращающийся

122