Как указывалось выше (см. 9.1), объемное регулирование может осуществляться изменением рабочего объема либо насоса, либо гидродвигателя, либо того и другого одновременно.

На рис. 9.1, а приведена принципиальная схема гидропри­вода с объемным регулированием насоса. Так как система цирку­ляции жидкости замкнутая, а насос и гидромотор реверсивные, то каждая из гидролиний может быть и нагнетательной и всасывающей. По этой причине в каждой из гидролиний (нагнетательной) установлен предохранительный клапан, а для подпитки гидропередачи рабочей жидкостью от вспомогательного насоса используются два обратных клапана. В нагнетательной гидролинии вспомогательного насоса установлен переливной клапан для защиты фильтра и поддержания постоянного давления подпитки за счет сброса лишней жидкости.

Рассмотрим изменение основных технических показателей гидропривода при регулировании. Причем для упрощения ограничимся анализом только их теоретических значений.

При отсутствии утечек подача насоса Q_H. _T будет равной рас­ходу гидромотора Q_Д._Т. Имея в виду, что Q_H._Т =q_Нn_Н ,    Q_Д._Т. = q_Нn_Д получим

Характеристики гидропривода при регулировании удобно представить в зависимости от параметра регулирования U . Помня, что q =Uq _max,можно записать:

Как видно из уравнения (9.3) и рис. 9.1, б, при изменении q_Н насоса частота вращения ротора гидромотора будет меняться по линейному закону от нуля при U_H = 0 до максимума при U_H = I. При изменении рабочего объема гидромотора q_Д частота вращения его ротора будет изменяться от минимальной при U_д = 1 (соответствующей максимуму при изменении q_Н насоса) до бесконечности при U_Д = 0.

Момент на валу гидромотора:

При постоянном давлении р_д и изменении q_Н насоса очевидно, что М_Д. _Т будет оставаться величиной постоянной независимо от скорости вращения гидромотора (рис. 9.1, б). При изменении q_д гидромотора момент на его валу будет меняться пропорционально Uд по линейному закону.

Момент на валу насоса:

При тех же условиях будет меняться по линейному закону при изменении q_H насоса и оставаться постоянным при регулировании гидромотора (см. рис. 9.1, б). Мощность насоса:

При отсутствии потерь энергии будет равна мощности гидромотора:

Следовательно, при изменении q_Н насоса мощность на валах машин будет меняться прямо пропорционально изменению рабочего объема насоса. При изменении q_д гидромотора мощность будет оставаться величиной постоянной (см. рис. 9.1, б).

Из сказанного следует, что при регулировании n_Д с помощью нacoca и самого гидромотора теоретически можно изменять частоту вращения вала от нуля до бесконечности. Практически Максимальная частота вращения вала гидромотора имеет предел, так как с уменьшением U_д уменьшается и крутящий момент М_д . Максимальная скорость вращения будет ограничена течением U_{Д min}≈ 0,3 (см. рис. 9.1, б), соответствующим мини­мальному значению момента M_Д min.

Теоретически n_д. _т = 0 при U_н = 0. Практически частота вра­щения ротора гидромотора станет равной нулю уже при подаче насоса, равной утечкам в гидроприводе ∆Q (см. рис. 9.2, а).

При регулировании и насоса и гидромотора предварительно устанавливают минимальную подачу насоса при минимальной частоте вращения вала гидромотора и максимальном моменте на его валу (U_А = 1). Для дальнейшего повышения скорости враще­нии ротора гидромотора увеличивают подачу, а следовательно, и мощность насоса, и лишь после достижения максимальной подачи насоса дальнейшее увеличение скорости происходит за счет умень­шения U_Д.

Таким образом, при совместном регулировании вначале ско­рость вращения ротора гидромотора регулируется за счет измене­ния подачи насоса при М_Д._Т = const, а затем за счет изменения q _Д гидромотора при N _Т = const.

В горных машинах, как упоминалось выше, регулирование осуществляется только за счет изменения рабочего объема насоса.

Рассмотрим действительные характеристики гидропривода при объемном регулировании подачи насоса Q_H (рис. 9.2).

При отсутствии утечек скорость вращения вала гидромотора будет прямо пропорциональна подаче насоса Q_H (рис. 9.2, а, штриховая линия). Действительная характеристика п_л = f (Q) с учетом утечек будет проходить не через начало координат, а сме­стится на величину утечек ∆Q.

Вследствие потерь давления в гидропередаче момент на валу гидромотора М_Д, как видно из уравнения (11.10), не будет оставаться постоянным, а характеристика мощности N _Д = f (n_Д), как видно из уравнения, несколько изменит свой линейный характер (рис. 9.2, б).

Объемный к. п. д. гидропривода при регулировании

где ∆Q — суммарные утечки в гидроприводе.

При постоянном моменте М_л (р_Д = const) постоянными будут И утечки ∆Q. Поэтому зависимость η₀ = ƒ(Q) будет определяться только расходом в гидропередаче. Так как этот расход, а следовательно, и утечки не могут быть больше подачи насоса, то, как видно из уравнения (9.4), η₀ будет иметь минимальное значение (нуль) при Q_H._T =∆ Q.

Гидравлический к. п. д. η_г, зависящий от потерь напора в гидропередаче, с уменьшением Q до нуля будет стремиться к еди­нице.

Полный к. п. д. η=η₀η_Тη_М  практически определяется двумя первыми составляющими. Как видно из рис. 9.2, а, зона эконо­мичного регулирования ограничивается минимальным значением Q, а следовательно, и частотой вращения вала гидромотора n_д.

При изменении момента сопротивления на валу гидромотора будет меняться и мощность N _Д при весьма незначительном изме­нении n_д = f (Q). Кривая М_д = ƒ(n_д) будет перемещаться парал­лельно в направлении оси ординат, а N_Д = ƒ(n_Д) образует пучок кривых. С увеличением момента несколько будет уменьшаться и к. п. д. за счет увеличения утечек, и наоборот.

В горных машинах объемный гидропривод с регулируемым насосом применяется в подающих частях угольных комбайнов и предохранительных лебедках.

Вопросы для самопроверки.

1. Для чего служит объемное регулирование?

2. По каким формулам находится момент на валу насоса и гидромотора?

3. Как осуществляется регулирование скорости выходного звена гидродвигателя?

4. Где применяется объемный гидропривод?

  Литература: 2, 3