КПД гидропривода

Полный КПД гидропривода при дроссельном регулировании скорости так же, как и в нерегулируемом приводе, определяется потерями энергии в насосе, гидродвигателе и в гидролиниях, а кроме того, потерями, обусловленными процессом управления; т.е.

h=h_нh_гh_трh_пу. (6.19)

Величина КПД процесса управления h_пу оценивает потери мощности на регулирование скорости выходного звена. При последовательной установке дросселя они вызваны потерями давления в дросселе и отводом части жидкости от насоса в бак через переливной клапан.

Таким образом, КПД процесса управления представляет собой отношение мощности потока N_г=р_рQ_min, подводимого к гидродвигателю, к мощности потока N_н=р_нQ_н, подаваемого насосом,

. (6.20)

Если считать, что h_н=h_г=h_тр»1, то полный КПД гидропривода h=h_пу. Для анализа КПД процесса управления введем безразмерные величины, относимые к максимально-возможным значениям:

-относительную нагрузку ,

 

- относительную скорость .

Тогда из формулы (6.20) следует

. (6.21)

 

Подставляя в уравнение (6.2) выражение (6.4), можно получить следующую зависимость для расхода через дроссель

 

. (6.22)

Максимальное значение этого расхода будет иметь место при полностью открытом дросселе (y=1) и отсутствии нагрузки на выходное звено (p_p= 0 или )

 

. (6.23)

Тогда относительная скорость выходного звена

. (6.24)

Это выражение представляет собой безразмерную нагрузочную характеристику гидропривода при последовательно-дроссельном регулировании (рис.6.4)

Рис 6.4

 

Подставляя (6.24) в (6.21), получаем зависимость между КПД и относительной нагрузкой

. (6.25)

КПД можно выразить и через относительную скорость, если уравнение (6.24) представить в следующем виде

(6.26)

и подставить его в уравнение(6.21)

, (6.27)

Исследуем это уравнение на максимум. Производная

при ,

т.е. зависимость (6.27) имеет максимум при

 

(рис.6.5).

Рис 6.5

 

Подставляя это значение в (6.26), находим оптимальное значение относительной нагрузки

.

Таким образом, из уравнения (6.25) следует, что максимальное значение КПД при последовательно-дроссельном регулировании определяется зависимостью

(6.28)

 

и не может быть более 38,5%.

График h_пу=f() представлен на рис.6.6.

Столь низкое значение КПД процесса управления объясняется тем, что даже при оптимальном режиме работы гидропривода (; ) только 58% подачи насоса направляется в гидродвигатель (остальная сливается через переливной клапан) и лишь 2/3 давления насоса используется в гидродвигателе (остальное теряется в дросселе).

 

Рис 6.6