Файл: Матвеенко, А. М. Расчет и испытания гидравлических систем летательных аппаратов.pdf

Рй

0,75

0,50-

0,25-

в)

Рис. 2. 28. Электрогидравлический двухкаскадный усилитель с пружинной обратной связью:

а—схема (/—пружины синхронизации; 2—электромеханическая система привода зо­ лотника; 3—заслонка; 4, 4'—сопла системы «сопло—заслонка»; 5—золотник; 6, 6'— входные дроссели регулируемого гидравлического мостика); б—нагрузочная харак­ теристика (/, 2, 3—нагрузочная характеристика усилителя при разных управляющих сигналах)

^чччччччШчччччччч\

Рис. 2. 29. Электрогидравлический двухкаскадный усилитель с обрат­ ной связью по давлению:

а—схема (/—заслонка; 2, 2'—сопла системы «сопло—заслонка»; 3, 3'—золот­ ники; 4, 4'—входные дроссели регулируемого гидравлического мостика; 5, 5'— междроссельиые камеры; 6, 6'—камеры обратной связи; 7, 7', 8—дроссели об­ ратной связи); б—нагрузочная характеристика {/, 2, 3—нагрузочные характе­ ристики при разных управляющих сигналах)

74

По уравнениям (2.9) и (2. 10) можно получить нагрузочную характеристику золотника.

Нагрузочные характеристики четырехщелевого золотника яв­ ляются определяющими при рассмотрении режимов работы сле­ дящих приводов с обратной связью по положению и электрогид-

Рис. 2.30. Электрогидравлический двухкаскаднын усилитель с обратной связью по давлению:

а—схема (/—заслонка; 2, 2'—сопла системы «сопло—заслонка»; 3—золотник; 4, 4'— элементы обратной связи по расходу; 5, 5'—входные дроссели регулируемого гидрав­

равлических усилителей с обратной связью по давлению и рас­ ходу. На рис. 2. 28, 2. 29 и 2. 30 приведены принципиальные схемы различных электрогидравлических усилителей и их нагрузочные характеристики [28] в координатах ря и Qr (давление и расход в диагонали мостиковой схемы).

2.2. РАСЧЕТ РАБОЧИХ РЕЖИМОВ ГИДРОСИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Для элементарной гидросистемы можно записать следующее уравнение баланса давлений:

75

Приведенное уравнение учитывает течение реальной жидкости

—давление р\ на выходе из современных объемных насосов достигает величины 150—300 кгс/см2;

—давление р2 на входе в насосы обычно не превосходит 2— 5 кгс/см2;

—давление y(z2—'Zi) столба жидкости при разных нивели­

на изменение скорости потока при a2= a i= l, pi—бг и и22—'Ui2= .

=,100 м2/с2, не превышает 0,5 кгс/см2;

П

— потери давления ^ Д/?тр/на преодоление сопротивления се-

/=1

ти в зависимости от режима работы системы колеблются от pt

до небольшой доли от рй

к

— потери (активные) У1pHj в двигателях в зависимости от

/■=1

внешней нагрузки также колеблются от р\ до сравнительно не­

большой доли от рг,

П

— потери ^ рйн f зависят от многих параметров системы —

г=1

характера изменения нагрузки, приведенной или редуцирован­ ной массы системы и др.; учет инерционных сил оказывает су­ щественное влияние при переходных режимах работы системы; он обязателен при рассмотрении динамических свойств объекта, но для силовых, релейноуправляемых функциональных подси­ стем со временем рабочего цикла в несколько секунд неучет инерционных членов в уравнении не приводит к заметным по­ грешностям;

t

Оценка членов уравнения (2.11) показывает, что для боль­ шинства задач его молено представить в виде:

Пk

Левая часть уравнения (2. 12) — это характеристика источ­

ника питания pu= f(Q), а правая — суммарная характеристика n+k

У,ьрц = /(())системы.Обе характеристики должны быть заданы

для расчета. В общем случае эти характеристики переменны во времени, и решение необходимо вести поэтапно, принимая в г'-том интервале времени характеристики источника питания и систем неизменными.

Кроме того, необходимо помнить, что даже в случае одно­ контурной системы уравнение (2.12) — не простое алгебраиче­ ское равенство. Это тем более необходимо учитывать для слож­ ных, разветвленных, контурно-тупиковых систем. Это уравнение определяет алгоритм решения, сущность которого состоит в оп­ ределении точки совместной работы источника питания и сети.

Одноконтурные системы

Независимо от вида источника питания (насос постоянной производительности и переливной клапан или автомат разгруз­ ки, насос переменной производительности, аккумулятор) расчет­ ная схема одноконтурной гидросистемы остается неизменной (рис. 2.31). Рассмотрим особенности расчета:

—одноконтурной системы с потребителем компенсированно­ го расхода и постоянной нагрузкой;

—одноконтурной системы с потребителем компенсированно­ го расхода и переменной нагрузкой;

—одноконтурной системы с аккумулятором;

—одноконтурной системы с потребителем некомпенсирован­ ного расхода;

—системы с агрегатами управления величинами расхода и давления;

—одноконтурной системы с помогающей нагрузкой, приво­ дящей к разрыву сплошности потока.

О д н о к о н т у р н а я с и с т е м а с п о т р е б и т е л е м к о м ­ п е н с и р о в а н н о г о р а с х о д а и п о с т о я н н о й н а г р у з ­

Графическое построение, соответствующее уравнению (2.13), приведено на рис. 2.32. Точка 1 пересечения характеристики

77

насоса pn(Q) и характеристики сети Aps(Q) определяет давление Pi, развиваемое насосом, расход в сети Q,- и перепады на всех

R‘

элементах сети, равные Ари Д/?2, Др3~ — ■ F

О д н о к о н т у р н а я с и с т е м а с п о т р е б и т е л е м к о м ­ п е н с и р о в а н н о г о р а с х о д а и п е р е м е н н о й н а г р у з- кой.-.При переменной нагрузке R=f(s), в общем случае не за-

дающейся аналитически, расчет системы разбивается на ряд интервалов, в которых нагрузка принимается постоянной. Урав­ нение характеристики сети для i-го момента времени

позволяет найти давление р, и расход Q,- на выходе из насоса, характеризующие режим работы сети (см. рис. 2. 32).

Рис. 2. 33. Алгоритм расчета одноконтурной системы при R=£cons.t

Найдя расход Q,, можно перейти к следующему /+ 1-му шагу, пользуясь алгоритмом, приведенным на рис. 2. 33. Расчеты повто­ ряются до завершения рабочего хода. В результате получаем за­ висимости, полностью характеризующие работу системы:

/ =1

78

При расчете одноконтурной системы с переменной нагрузкой более рационально (для уменьшения графических построений) уравнение (2.14) представить в виде

ка питания ри— (Api + Арг+Арз) (рис. 2.34).

О д н о к о н т у р н а я с и с т е м а с а к к у м у л я т о р o -m i Од­ ноконтурную систему с аккумулятором будем рассчитывать,--пре­

79

При суммарной характеристике Д/?а расход от источника пи­ тания равен расходу на потребителе, а расход аккумулятора'ра­ вен нулю. Правее точки 1 лежит зона зарядки аккумулятора, левее — зона разрядки. При суммарной характеристике сети Дp's

имеем Q'c — QH— Q'k, а при суммарной характеристике др\ имеем q; = q„ + q;k.

Рис. 2. 36. Алгоритм расчета одноконтурной системы с аккумулятором

Переход от г-го шага к Z+1-му шагу проводится по алгорит­ му, показанному на рис. 2.36. В результате для Л- 1-го шага из­

давление в аккумуляторе рак,-+1.

При подаче жидкости в полость А уравнение равновесия име­ ет вид:

Обозначим: давление жидкости в полости нагнетания рпаг, давление жидкости в сливной полости рсл. давление жидкости в

80