Гидроприводы с объемным регулированием

 

В схемах гидропривода с объемным регулированием скорость выходного звена изменяется путем изменения подачи жидкости насосом (система с регулируемым насосом), регулируемым гидромотором (система с регулируемым гидромотором) или двумя гидромашинами, насосом и гидромотором (системы с регулируемым насосом и гидромотором).

Подача насоса Q ₁ = n ₁ q ₁, а расход, потребляемый гидромотором, Q ₂ = n ₂ q ₂ (здесь q₁, q ₂ – рабочие объемы насоса и гидромотора). При отсутствии потерь расхода Q ₁ = Q ₂, следовательно, мощности насоса и гидромотора могут быть определены из выражений N ₁ = N ₂ = N или р ₁ Q ₁ = р ₂ Q₂. Давление в гидросистеме р ₁ зависит от нагрузки гидромотора, т.е.

р ₁ = + ∆р _т,

где М₂ – крутящий момент гидромотора; ∆р _т – потери на трение.

 

Как видно из характеристик гидропривода, крутящий момент гидромотора при данном способе регулирования – величина постоянная, а мощность изменяется пропорционально подаче жидкости. Передаточное отношение между насосом и гидромотором зависит от объемных КПД гидромашин, а отношение момента на валу насоса к моменту на валу гидромотора характеризуется коэффициентом трансформации k = M ₁ / M₂ . Диапазон регулирования у данных систем органичен минимальным значением КПД, который с увеличением подачи вначале растет, а затем снижается.

В схемах с регулируемым гидромотором установленый насос с постоянной подачей и гидромотор с изменяемым регулируемым рабочим объемом. Регулирование такой системы при постоянной мощности достигается уменьшением рабочего объема гидромотора. Частота вращения гидромотора равна

n ₂ = Q ₁ / q ₂ ,

 

где q ₂ – регулируемый рабочий объем гидромотора.

 

Момент на валу гидромотора – величина непостоянная, т.е.

 

M _м =

где ∆р ₂ – перепад давления жидкости в гидромоторе.

 

Практически существует минимальное значение q _{2 min,} при котором гидромотор останавливается. Преимущество таких систем – относительно небольшие механические потери, а недостаток – необходимость применения дистанционного управления гидромоторами.

В системах с регулируемыми насосами и гидромоторами применение регулируемых насосов и гидромотора дает возможность большого диапазона регулирования частоты вращения и момента. Такие системы применяются в трансмиссиях, так как характеристика М = f(n) дает возможность осуществлять трогание машин с максимальным моментом при минимальной скорости.

Гидроприводы с объемным регулированием позволяют изменять скорость гидродвигателей в широком диапазоне изменения нагрузки.

Один из важнейших показателей гидроприводов – коэффициент полезного действия. Мощность, развиваемая насосом, без учета потерь

 

N _н = р _н Q _н .

 

Мощность, потребляемая гидродвигателем,

 

N _г = р _г υ;_г = р _г

 

Тогда КПД рассматриваемого гидропривода η = N _Г / N _Н при максимальной подаче Q _max имеет наибольшее значение при наибольшее значение при наибольшем смещении золотника х = 1 и нагрузке R _Г = , что соответствует максимальной мощности.

При дроссельном регулировании для насосов с постоянным расходом и переливным клапаном максимальный КПД η = 0,38. Если в качестве источника питания применен насос постоянного давления, то максимальный КПД η = 0,67 при значении нагрузки R _Г. Наиболее высокий КПД можно получить, если в качестве источника питания использовать насос с регулируемой подачей с обратной связью по давлению: η = 0,8…0,9.