Файл: Энгель, В. Ю. Основы теории и расчет объемных гидромашин с фазовым регулированием учебное пособие.pdf

При таком их расположении в уравнении (1.64) вместо по­ следнего члена появятся члены, учитывающие расход жидкости через прорези 1 я 2, а также члены, учитывающие изменение объема рабочей камеры в результате включения в нее либо выключения из нее объема прорезей, и уравнение примет сле­ дующий вид:

можность определить конфигурацию и параметры дросселиру­ ющих прорезей, поскольку оба последние члена уравнения (1.70) содержат неизвестные функции, а второй член изменяет­ ся в функции угла а.

При решении уравнения (1.70) необходимо учитывать широ­ кий диапазон изменения следующих величин: содержания газо­ вой составляющей в рабочей жидкости, вязкости последней, давления нагнетания, зависящего от нагрузочного режима ра­ боты насоса.

Конфигурации и размеры дросселирующих прорезей сущест­ венным образом влияют на решение уравнения (1.70). В общем случае можно предложить бесчисленное множество конфигура­ ций прорезей, которые будут удовлетворять условиям (1.65) и 1.66). Мы пока ограничимся конфигурацией в виде трехнранной пирамиды, поскольку такая форма применяется во многих суще­ ствующих конструкциях насосов двойного действия.

Пределы изменения размеров этих пирамид вообще весьма широки, однако при условии выполнения их в насосе вполне определенной конструкции на некоторые размеры накладывают­ ся жесткие ограничения. Так, например, сильно ограничена ве­ личина b основания прорези 2 (см. рис. 1.19), так как эта вели­ чина не может быть больше, чем разность радиусов статора г и

55

I

ротора rp. Разность же эта в существующих .конструкциях обыч­ но .мала.

На основании изложенного и с учетом того, что нелинейное дифференциальное уравнение (1.70) в квадратурах не решается, наиболее целесообразно произнести его решение при различных значениях переменных [величин на ЭЦВМ.

В результате решения на ЭЦВМ построены графики давле­ ния в одной из рабочих ка(мер насоса в зависимости от угла поворота ротора при движении камеры от окна всасывания к окну нагнетания. Такие графики для насоса с рабочим объемом 8 см3 (рис. 1.20) и 35 см3 (рис. 1.21) хорошо иллюстрируют влияние угловых размеров фо дросселирующих прорезей, содер­ жания воздуха в жидкости т, ширины основания прорези b и

56

других параметров на вид кривой, особенно «а величину скоро­ сти нарастания давления в камере. Отчетливо видно и влияние угла а.

Анализ графиков показывает, что подбором размеров дрос­ селирующих прорезей можно обеспечить плавное нарастание давления в камере, в особенности при содержании воздуха в ра-

а

рк,доН/смг 5

уУ

5тт/72\ N, А { Ш/72^ S У /

4

3

%-7 Г /1 2 ^ 5тг/72^

Ш/7 2 ^ ,

бочей жидкости, не превышающем 5% (что соответствует содер­ жанию газовой фазы в жидкостях обычных гидросистем).

Однако это относится только к какому-либо одному значе­ нию угла а. При значительном изменении этого угла характер кривых резко меняется и соответственно интенсивно увеличива­ ется скорость нарастания давления в камере.

57

Для того чтобы набежать резких колебаний давления в рабо­ чих камерах при изменении производительности насоса, жела­ тельно гири проектировании его предусмотреть возможность из­ менения формы дросселирующей прорези при изменении угла а.

Недостатки метода соединения камер и метода дросселирующих прорезей

Сравнение двух методов разгрузки защемленных объемов, один из которых включает демпфирующие отверстия, соединен­ ные системой каналов, а другой —дросселирующие прорези, выполненные по краям распределительных окон, позволяет оце­ нить эффективность каждого из них и выявить основные недо­ статки.

Применение демпфирующих отверстий дает хорошие резуль­ таты при подачах насоса, лежащих в диапазоне от нуля до 70—• 80% максимума, в особенности при таком расположении отвер­ стий, когда -сечение отверстия может перекрываться профилем статора в зависимости от угла а.

Плавное повышение давления в рабочих камерах, движу­ щихся от окна всасывания к окну нагнетания, дает возможность обеспечить на этих режимах удовлетворительное протекание ра­ бочего процесса насоса, минимизацию пульсаций давления в камерах, снижение уровня шума.

Однако при подачах, близких к максимуму (или при макси­ мальной подаче), эффективность демпфирующих отверстий и связующих их каналов оказывается весьма низкой. Это объяс­ няется тем, что вследствие ничтожно малого изменения объема рабочих камер в этом случае не создается сколь-нибудь замет­ ного течения жидкости из камер защемления в камеры разре­ жения, в результате к моменту соединения какой-нибудь из камер с окном нагнетания давление в ней практически остается равным давлению в окне всасывания. Это приводит к обратно­ му потоку жидкости из окна нагнетания в рабочую камеру, рез­ кому повышению давления в ней, увеличению неравномерности подачи, повышению уровня шума в момент, когда рабочая ка­ мера с большой скоростью входит в контакт с полостью окна нагнетания.

Применение дросселирующих прорезей, особенно если их форма близка к теоретической, дает весьма обнадеживающие результаты при максимальной подаче насоса, т. е. в случае, ко­ гда объем камеры на участке ее контакта с прорезью меняется незначительно. Если же это изменение (уменьшение) сущест­ венно, давление в рабочей камере может повыситься столь зна­ чительно, что появится необходимость ее соединения не с окном нагнетания (посредством прорези), а -с полостью низкого давле-

58