ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распределение жидкости из "Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем" Узел (механизм) распределения насоса обеспечивает подвод жидкости из магистрали низкого давления (из камеры всасывания) к цилиндрам насоса, в которых происходит в данное мгновение процесс всасывания, и направляет жидкость в магистраль высокого давления из цилиндров, в которых происходит процесс нагнетания. Узел распределения жидкости в описываемых машинах определяет во многом их качество и надежность. В частности механизм распределения насоса определяет такую важную его характеристику, как фактический уровень пульсаций давления в полостях нагнетания. Утечки жидкости через зазоры в распределительном узле определяют в основном объемные потери в насосах и гидромоторах. [c.134] В радиально-поршневых насосах распределение жидкости обычно осуществляется с помощью цилиндрического золотника (цапфы) (см. рис. 28) и, реже, с помощью плоского золотника (рис. 37, б). [c.134] На рис. 37 приведены две конструкции радиально-поршневых насосов с этим распределением. Насос, показанный на рис. 37, б, представляет собой двухрядную конструкцию, в которой опорные дорожки статорного кольца 2 выполнены под углом к цилиндру, благодаря чему обеспечивается проворачивание поршней. Наличие двух рядов поршней с противоположными углами наклона дорожки обеспечивает разгрузку блока 3 от осевых сил. Распределение осуществляется с помощью плоского золотника 1. Питание осуществляется через поджимной стакан 4. Цилиндры размещены в блоке 3 со смещением одного ряда относительно другого на угол 2л12г. [c.135] В насосе, представленном на рис. 37, б, проворачивание обеспечивается с помощью пространственного (под углом к радиусу) размещения поршней в блоке 3. Распределение осуществляется с помощью плоского золотника 1. [c.135] Питание осуществляется с помощью поджимных стаканов (втулок) 4, нагруженных усилием рабочего давления жидкости и пружин. [c.135] Расчет торцевого распределителя приведен далее в раздел аксиально-поршневых машин (см. стр. 218). [c.135] Цилиндровый ротор машины с этим распределителем помещается на цилиндрической цапфе (золотнике) 1 (см. рис. 28 и 29), которая имеет окна а я Ь питания, соединенные осевыми каналами с магистралями всасывания и нагнетания. Окна отделены друг от друга двумя перемычками шириной 5, которые обычно расположены симметрично относительно нейтральной (для схемы на рис. 29 — вертикальной) оси. Этими перемычками цилиндры при переходе через нейтральное положение отсекаются как от окон полости нагнетания, так и от окон всасывания. [c.135] Распределение цилиндрической цапфой (золотником) отличается компактностью и простотой изготовления. Однако вследствие наличия в конструкции этого распределителя гарантированного зазора, затруднена герметизация, в результате чего давление насосов обычно не превышает 20—25 МПа (200— 250 кгс/см ). Скорости скольжения втулки ротора по распределительной цапфе обычно принимают для насосов до 3 м/с и для гидромоторов— до 4,5 м/с. [c.135] Диаметр О распределительной цапфы (рис. 38, см. также рис. 29, б) зависит от количества и диаметра о выполненных в ней осевых отверстий а я Ь, которые, в свою очередь, определяются расходом жидкости, проходящей через машину. [c.135] В общем случае размеры окон всасывания выбирают обычно такими, чтобы скорость жидкости в них была не выше, чем в 2,2— 2,5 раза средней скорости поршня. [c.136] Расположение и размеры 5 разделительных перемычек (рис. 38) выбираются такими, чтобы при переходе через них окон в донышке цилиндров последние надежно отсекались от распределительных окон а я Ь цапфы, а также обеспечивалось надежное заполнение цилиндров жидкостью при проходе зоны всасывания и устранялась компрессия жидкости в цилиндрах в зоне нагнетания. Для этого ширина перевальной перемычки должна быть несколько (на десятые доли миллиметра) больше ширины к окна в свою очередь, эта ширина меньше диаметра й цилиндра к й) (см. также рис. 29). [c.136] Углы ф1 и 61 упреждения показывают, насколько момент перекрытия окон цилиндра опережает момент прихода его оси в нейтральное положение, а углы фз и 63 запаздывания показывают, насколько момент открытия окон отстает от момента прохода цилиндром нейтрального положения. При увеличении углов фа и 61 повышается компрессия (сжатие) жидкости в цилиндрах (см. стр. 138) перемещающимися плунжерами, а при увеличении углов ф и 63 повышается разрежение в цилиндре (недозаполнение цилиндра жидкостью). [c.137] В равной мере наличие в зоне всасывания угла упреждения фх приведет к тому, что окно цилиндра будет перекрыто соответствующей перевальной перемычкой золотника еще до прихода цилиндра в верхнее нейтральное положение, т. е. до окончания процесса всасывания, в результате цилиндр не полностью заполнится жидкостью, что снизит объемный к. п. д. насоса. При некоторых же больших (5—8°) значениях угла ф недозаполнение цилиндров жидкостью станет столь значительным, что в результате возникновения при этом развитой кавитации появятся вибрации и резкий шум, обусловленные гидравлическими ударами и пульсациями давления на выходе, вызываемыми обратным потоком жидкости при соединении недозаполненных жидкостью цилиндров с окном нагнетания (см. стр. 142). [c.137] Обратный поток жидкости из окна нагнетания в недозанол-ненный жидкостью цилиндр будет также и в том случае, когда угол запаздывания фа в зоне нагнетания будет меньше чем угол ф в зоне всасывания (фз С Фг). Работа насоса в этом случае будет сопровождаться резким шумом ( выстреливанием рабочих камер) и пульсацией давления. [c.138] На режим работы отрицательно влияет также превышение угла фз над углом ф . Отрицательное действие перекрытий в этом случае обусловлено тем, что при наличии угла запаздывания фд поршень на некоторой части хода в процессе нагнетания (вытеснения жидкости) будет перемещаться при перекрытом окне цилиндра. В результате, если фз ф , поршень, выбрав недозапол-ненное вследствие наличия ф пространство цилиндра, будет при дальнейшем движении сжимать жидкость в последнем (явление компрессии). При этом, вследствие высокого модуля упругости жидкости, изменения давления в цилиндре могут достигать больших величин даже при очень малых перемещениях поршня в отсеченном цилиндре в направлении уменьшения его объема (см. стр. 40). Давление в этом случае повысится до такого значения, при котором будет обеспечен ход поршня за счет утечки жидкости через зазоры и за счет упругих деформаций жидкости в объемах элементов насоса. [c.138] С этой точки зрения наиболее опасным является наличие угла упреждения, при котором распределительное окно блока полностью перекроется, тогда как поршень будет продолжать процесс нагнетания. Так как при этом скачок давления в запертом объеме происходит (будет отсчитываться) вверх от давления нагнетания, а объем жидкости в цилиндре будет минимальным, в последнем могут развиться при качественной герметизации недопустимо высокие давления. Ввиду этого угол упреждения в полости нагнетания насоса должен отсутствовать или быть возможно малым. [c.138] Рассмотренное повышение давления в запертом объеме рабочей клетки, развивающееся при переходе ее из напорной зоны в приемную и обратно, определяется величиной изменения объема запертой рабочей клетки (степенью деформации жидкости) и ее герметичностью. Опыт показывает, что в зависимости от конструктивного выполнения насоса и герметичности клетки давление в цилиндре может скачкообразно повыситься до недопустимой величины. Ввиду высокого модуля упругости жидкости (см. стр. 42) ( 1,3-10 Н/м ) даже незначительное сжатие жидкости приводит к возникновению значительных нагрузок. [c.138] Для устранения компрессии при одновременном устранении соединения нагнетательной и всасывающей полостей необходимо точное совмещение во времени начала и конца рабочего цикла, что практически затруднительно. В реальных конструкциях всегда имеет место некоторая неточность в таком совмещении, когда отсечка изменяемой полости от выхода происходит раньше, чем закончено уменьшение изменяемой полости, в результате чего на оставшейся части изменения возникают компрессии (сжатие замкнутого объема жидкости). [c.139] Для устранения компрессии применяют различные способы. В частности, в нереверсивных насосах (моторах) ее можно уменьшить смещением уплотнительной поверхности (перемычки) распределительной цапфы относительно нейтральной оси (оси мертвых положений) в сторону всасывающей (для насоса) или в сторону. нерабочей (для мотора) полости (рис. 39, б). [c.139] Из рис. 39, б видно, что если цилиндр при движении его плунжера в режиме нагнетания соединить с нагнетательным окном сразу же после перехода его оси через верхнее нейтральное положение (фз = 0 см. рис. 39, а), а отсоединить от этого окна лишь в нижнем нейтральном положении (б = 0), компрессия будет, полностью устранена. Однако углы ф и 63 при этом должны быть в целях обеспечения герметичности, соответственно увеличены в результате подобная асимметрия перекрытий может привести к появлению вакуума в цилиндре и к гидравлическим ударам в момент соединения недозаполненного жидкостью цилиндра с нагнетательным окном, обусловленного обратным потоком жидкости из последнего. Для избежания этого необходимо предусмотреть устройство для плавного (безударного) дозаполнения цилиндров в момент соединения их с окном нагнетания (см. стр. 140). [c.139] Вернуться к основной статье