Регулирование скорости гидродвигателя в гидроприводах объемного типа достигается изменением расхода поступающего в него жидкости, либо за счет изменения его рабочей полости, последнее возможно в том случае, если в гидропередаче используется регулируемый двигатель.
Различают объемное и дроссельное регулирование. Дроссельное менее экономично, но просто в исполнении – жидкость, нагнетаемая нерегулируемым насосом, частично поступает к гидродвигателю, а частично сбрасывается, миную двигатель в приемный резервуар.
Гидросистемы с объемным регулированием имеют лучшие динамические, весовые и эксплуатационные характеристики. Наибольшее распространение получил способ изменения расхода поступающей в гидродвигатель жидкости регулированием подачи объемных насосов, для чего последние снабжаются механизмами, регулирующими подачу от максимального значения до заданного без изменения скорости вращения машины.
Изменяется или рабочий объем (линейное или угловое смещение регулирующего элемента) или рабочий ход (та часть хода, на которой поршень вытесняет жидкость в нагнетательную линию).
Второй способ обычно применяется для машин с клапанно-щелевым распределением (часть жидкости без давления сбрасывается во всасывающую щель).
Чаще используют 1-й способ – изменение геометрического хода поршня. В частности, в аксиально-поршневых насосах изменяется угол между осями блока цилиндров и ведущего диска. В поршневых (как и в пластинчатых) – изменением эксцентриситета.
О самых механизмах регулирования: ручной, электромеханической с гидроприводом.
Для обеспечения реверса насоса или давления в одном направлении при двух скоростях, или давлении в двух направлениях применяются гидроустройства с двумя гидроцилиндрами, ход поршня ограничивается механическим ограничителем.
В случае необходимости установки и фиксации регулирующего элемента в промежуточном положении (обратно нулевая передача) применяется схема с тандем цилиндрами (поршеньки которых фиксируют регулируемый элемент в соответствующем положении).
Для бесступенчатого регулирования (например, путем изменения положения люльки насоса) для смещения регулирующего элемента применяют следящие сервомеханизмы (гидроусилители) с жесткой обратной связью, в которой контролируемой переменной величиной является положение поршня сервомеханизма, следящего за перемещением плунжера золотника. При смещении тяги управления, смещается связанный с ней плунжер распределителя золотника, в результате жидкость поступает в соответствующую полость гидроцилиндра, поршень которой связан с рычагом регулирующего элемента полости.
Благодаря наличию дифференциального рычага обратной связи, связанного со штоком поршня, последний будет “следить” за перемещением тяги.
Автоматическое регулирование (V-const или P-const)
Для обеспечения постоянной подачи насоса при изменении частоты его вращения применяют регулятор (постоянной подачи).
Люлька насоса устанавливается пружиной регулятора в положении Qmax . Штоковая полоса цилиндра регулятора соединена непосредственно с напорной магистралью, а полость соединена с этой магистралью через золотниковый клапан и дроссель. В напорной магистрали установлен диафрагменный дроссель, причем штоковая полость цилиндра регулятора соединена с этой магистралью перед дросселем, а поршневая после дросселя.
Постоянная подача сохраняется до момента, пока сохраняется постоянный перепад давления на дросселе, перепад регулируется натяжением пружины золотникового клапана.
С увеличением подачи – перепад увеличивается и золотник перемещается вправо (если установить не регулируемый гидромотор – получим привод постоянной скорости).
В практике распространены системы автоматического регулирования с обратной связью по давлению (системы предельного давления).
В этом случае выходное давление насоса используется в качестве сигнала для определения им подачи жидкости.
Принцип: в нагнетательном моторе, в регуляторе аксиально-поршневого насоса включен регулятор придельного давления, ГЦ5 которого связан с наклонным диском насоса. При повышении давления на входе насоса сверх величин, на которую отрегулирован регулятор, усилие давления жидкости, сжимая пружину, перемещает поршень регулятора, который через свой шток уменьшает угол наклона диска насоса, изменяя тем величину его подачи.
Пружина стремится обеспечить Qmax (максимальную подачу) и является чувствительным элементом рассматриваемого регулятора.
В насосах с подобным регулированием, подача при повышении давления на выходе из насоса сверх заданного (номинального) Pнои уменьшается и при некотором max (предельном) Pmax снижается до 0. В этом случае насос поддерживает заданное предельное давление Pmax, расчетная же подача равна утечкам жидкости в в питаемой гидросистеме и в самом насосе.
Статическая характеристика такого насосабудет выглядеть след. образом:
В пределах изменения давления от 0 до Pном QT сохраняется постоянной. По достижении давления Pном подача снижается по закону сжатия пружин механизма регулирования, достигая при Pmax нулевого значения.
При жесткой пружине получаем крутую правую, а при мягкой более пологую.
Обычно применяют насосы, у которых отношение ®
Величина угла наклона кривой Qф к оси абцисс соответствует герметичности насоса. При давлении Pmax (т.е. фактически нулевой подаче) рабочий объем насоса равен объему Qут утечке жидкости в нем.
