30

При линейной зависимости момента гидродвигателей от скорости (рисунок 1.10) жесткость во всех точках характеристики постоянна и определяется как отношение приращения момента к приращению скорости.

Для двигателей враща-

тельного движения									Рисунок 1.10
г dM			Mстоп				w2		.
d			0				k ут
Для двигателей возвратно-поступательного движения
ц dF		Fстоп				AП2		.
d		0				k уц

(1.42)

(1.43)

1.6Режимы гидромеханического преобразования энергии.

Сточки зрения направления потоков энергии возможные режимы работы ГМП отражены в таблице 1.1.

Втаблице 1.1 гидродвигатель и гидрогенератор (ГН) условно показаны реверсивными обратимыми гидромашинами.

Гидродвигатели, аналогично электрическим двигателям обладают

свойством обратимости и могут работать как в двигательном там и генераторном (тормозном) режимах. Двигательному режиму в первом и третьем квадрантах (рисунок 1.11), т.е. процессу преобразования энергии потока жидкости в механическую, соответствует направление потоков, показанное в таблице 1.1.

31

Таблица 1.1

Направление потоков

Баланс

Направление подачи

мощности

мощностей

(расхода) жидкости

РС

РМЕХ

Qc

Гидродвигатель

ГМП

Pc Pì åõ PÒ

Qут=Qc – Qд

Qд

ГН

p

Кут

РТ

Двигательный режим

РС

РМЕХ

Qc

Гидродвигатель

ГМП

Qут=Qд – Qс

Qд

P

P P

ГН

p

Кут

РТ

ì åõ

ñ

Ò

Генераторный режим

рекуперативного торможения

РС

РМЕХ

Qc

Гидродвигатель

ГМП

Qут=Qд + Qс

Qд

РТ

Pc Pì åõ PÒ

ГН

p

Кут

Генераторный режим тор-

можения противовключением

РМЕХ

Qдр

Гидродвигатель

ГМП

Qут=Qд – Qдр

Qд

P

P

p

Кут

РТ

ì åõ

Ò

Генераторный режим

динамического торможения

Гидродвигатели вращательного движения

Гидродвигатели поступательного движения

Ðñ Qc p; Pì åõ QÄ ð M ;

Ðñ Qc p; Pì åõ QÄ ð F ;

P Q p k

ð2

;

PÒ QÓÒ p kÓÖ ð2 ;

Ò

ÓÒ

ÓÒ

	32
Генераторный режим		ω,(υ)	Двигательный режим
рекуперативного торможения		ω0,(υ0)
Mω<0			Mω>0
Fυ<0			Fυ>0
II		I

р,M(F)

	III	IV
Mω>0		Mω<0
Fυ>0		Fυ<0
	-ω0,(-υ0)	Генераторный режим
Генераторный режим		торможения противовключением
динамического торможения

Рисунок 1.11 - Статические гидромеханические (υ) = f( p),механическиеf (M ), f (F ) характеристики гидродвигателей.

При этом мощность, поступающая из гидравлической сети РС, в основном преобразуется в механическую РМЕХ и частично идёт на нагрев РТ.

При активном характере нагрузки ω(υ)> ω0(υ0) гидромашина работает гидрогенератором, преобразуя механическую мощность с вала РМЕХ в мощность потока жидкости РС, отдаваемую в гидравлическую сеть. Здесь также часть поступающей в гидромашину механической мощности рассеивается в виде тепловых потерь РТ. Этот тормозной режим называется режимом рекуперативного торможения.

При активном характере нагрузки, превышающей величину Мстоп (Fстоп),

гидромашина переходит в режим торможения противовключением и создаёт поток жидкости, складывающийся с потоком жидкости от гидравлической сети.

33

Мощность, потребляемая из гидравлической сети РС , и с вала РМЕХ выделяется в виде тепловых потерь РТ в гидромашине.

Режим работы гидродвигателя автономным генератором (не связанным с гидравлической сетью), при активном характере нагрузки называется режимом

динамического торможения. Подводимая к валу механическая мощность Рмех

преобразуется в мощность потока жидкости и выделяется в виде тепла РТ в гидромашине. Уравнения гидромеханических и механических характеристик при закрытых напорной и сливной линиях гидромашины будут иметь вид:

	k ут p			;		k утM		;
		w				w2
		k уц р		;	k уцF		;
		АП				АП2

Вслучае замыкания напорной и сливной линий гидромашины (в таблице

1.1показано штриховой линией), уравнения статических гидромеханических и механических характеристик запишутся в виде:

k

ут

p

др

А

2 p

др

;

(1.44)

w

w

k

ут

M

др

А

др

2M

;

(1.45)

w2

w

w

k

уц

p

др

А

(1.46)

др

2 p

;

А

А

П

П

34

k		уц	F			др	А		2F
							др
										;	(1.47)
		А2				А			А
		П					П		П

На рисунке 1.11 вид механических характеристик, соответствующий случаю замыкания гидромашины на дроссель, отмечен пунктиром. Наличие

дополнительного расхода через дроссель Qдр снижает жёсткость характеристик и

делает их нелинейными.

Проведённый анализ показал, что гидромашины по своему математическому описанию, виду характеристик и режимам преобразования энергии функционально подобны электрическим машинам постоянного тока. Более наглядное представление о функциональных аналогиях основных параметров электрических, гидравлических и пневматических цепей даёт таблица

1.2.

Таблица 1.2 - Аналогия электрических, гидравлических и пневматических цепей.

Параметры электрических цепей			Параметры гидравлических и
			пневматических цепей
Наименование	Обозначение	Единица	Наименование	Обозначение		Единица
параметра			параметра
Напряжение	U	B	Расход	Q		м3/с
			газа(поток)
Ток	I	A	Давление	p		Па=1Н/м2
			жидкости (газа)
Сопротивление	R	Ом	Гидравлическая	G		м3/с·Па
			проводимость
	L		Коэффициент	Сдг		м3/Па
Индуктивность		Гн	деформации
			жидкости (газа)
Мощность	P=U·I	Вт	Мощность	Р=Q . p		Вт

35

Аналогии по основным параметрам, характеризующим преобразование энергии в двигателях постоянного тока, гидродвигателях и пневмодвигателях приведены в таблице 1.3.

Наименования параметров и единицы их измерений, приведённые в таблицах 1.2 и 1.3, соответствуют принятым в предшествующем изложении материала.

Таблица 1.3 - Аналогия параметров электрических, гидравлических и пневматических двигателей

				Параметры			Пневмодвигатиели
	Электродвигатель			Гидродвигатели
			Вращательного
	постоянного тока				Гидроцилиндры		Пневмоцилиндры
			движения
	Пара-	Еди-	Параметр	Еди-	Параметр	Еди-	Параметр	Еди-
	метр	ница		ница		ница		ница

PC=UЯ.IЯ

Вт

РС=Q. р

Вт

РС=Q.

р

Вт

РС=Q.

р

Вт

UЯ

В

Q

м3·с-1

Q

м3·с-1

Q

м3·с-1

IЯ

А

р

Па

р

Па

р

Па

M

Н·м

М

Н·м

F

H

F

H

ω

с-1

ω

с-1

υ

м·с-1

υ

м·с-1

RЯ∑

Ом

k

м3·с-1

k

м3·с-1

k

м3·с-1

-1

-1

-1

ут

·Па

уц

·Па

упц

·Па

V

3

-1

V

м3·Па

с

Vo

3

-1

LЯ∑

Гн

сдг

г

м

·Па

ц

-1

дп

2B

м

·Па

Е

сдц

Е

г

JД

кг·м2

JГ

кг·м2

mГ

кг

mП

кг

С=KФ

В·с

w

V0

м3

А

П

м2

АП

м2

2

C2

w2

А2

Н·с

А2

-1

R

Н·м·с

г

k ут

Н·м·с

ц

П

-1

пц

П

Н·с·м

k уц

k упц

ß

м

Tÿ

Lß

Тг

сдг

Тц

сдц

Тг

сдп

Rß

с

с

с

с

k ут

k упц

k уц

TM

J Ä

с

TM

JÃ

с

TMÖ mÃ

с

TMÏ Ö

mß

с

Ã

Ï Ö

Ö

М=с·IЯ

Н·м МГ= w· р

Н·м FЦ=АП· р Н·м FПЦ=АП· р

Н·м