Лекция 4. Газо-гидравлические преобразователи энергии

Следующему за ТТГГ газо-гидравлическим преобразователем энергии следует уделить особое внимание как наиболее сложному конструктивному элементу. Действительно, в АПМНА соединены два функциональных элемента:

- газовый двигатель, работающий на горячем газе,

- гидравлический насос, работающий на минеральном масле.

Таким образом, в едином корпусе используются материалы, температура которых должна выдерживать 800…1000°С, причём в режиме высоких оборотов, и обычные материалы, применение которых широко используется в гидромашиностроении. В состав АПМНА входят до 1000 единиц сборочных деталей, каждая из которых имеет специфичное функциональное значение.

Жаростойкие стали, из которых изготовлены блок цилиндров газового двигателя, кардан, обеспечивающий синхронизацию вращения блока цилиндров и вала, соединяющего газовый двигатель и гидравлический насос, сочетаются с жаростойким чугуном поршневой группы и высокотемпературным сплавом латуни и меди, из которого выполнен газовый распределитель.

Блок цилиндров газового двигателя прижимается к газовому распределителю цилиндрической пружиной через тонкостенный стакан с термокомпенсационными окнами, размещённый внутри пружины. Усилие пружины подбирается, исходя из условия обеспечения баланса сил прижима и отжима от эпюры давления газа, образованной в зазоре газового распределителя при поступлении газа от ТТГГ и отжимающей блок цилиндров от распределителя при вращении.

С целью снижения теплонапряжённости в деталях газового мотора в конструкции предусмотрено охлаждение ходовой части газового двигателя за счёт принудительной подачи жидкости из магистрали нагнетания через дозирующий дроссельный пакет шайб в корпус газового двигателя. Жидкость, после обеспечения охлаждения, смешивается в зоне выхлопного отверстия газового распределителя с отработанным газом и выводится через выхлопную трубу наружу под давлением, которое образуется под поршнями после совершения работы расширения.

При этом, температура смеси не превышает 400°С, которая позволяет эксплуатировать газовый двигатель в течение нескольких (5…10 мин) непрерывно.

Та часть жидкости, которая расходуется на охлаждение, компенсируется из пополнительного бака – вытеснителя, при принудительном поддавливании газовой полости из магистрали выхлопа газогидравлической смеси газового двигателя. При этом, образующийся подпор бака рабочей жидкости, обеспечивает бескавитационный режим работы насоса.

Газовый двигатель преобразует энергию давления газа в механическую энергию на валу, соединённого через наклонный диск с помощью кардана с вращающимся блоком цилиндров. Нагрузкой газового двигателя является давление жидкости в магистрали нагнетания, величина которого устанавливается настройкой регулировки переливного клапана. Расходные характеристики переливного клапана могут иметь различный вид в зависимости от конструктивного исполнения (рис.1).

P

	Q

Рис.1

При совместной работе ТТГГ и АПМНА целесообразно применение в напорной магистрали привода переливного клапана с компенсацией гидродинамической силой, который независимо от потребляемого расхода сохраняет в магистрали нагнетания постоянное давление, а через коэффициент редукции, равный отношению площадей поршней газового двигателя к насосу – и давление газа в ТТГГ.

Инвариантность давления от расхода обеспечивается гидродинамической разгрузкой запорно-регулирующего органа переливного клапана при изменении расхода в широком диапазоне за счёт специального профилирования каналов слива (рис.2).

Дата добавления: 2014-11-20