Основные источники питания

Основные и аварийные источники питания ИП, их приводы.

В основных и для аварийных гидросистемах современных ВС в каче­стве источников гидравлической энергии получили наибольшее распространение аксиально-поршневые насосы постоянной и пере­менной подач. Только на отдельных самолетах (АН-24)и вертолетах (Ми-8, Ми-6)с небольшим числом потребителей применяются шестеренные насосы постоянной подачи.

В большинстве случаев в гидросистемах ЛА применяются насосы аксиально-поршневого типа различных конструкций, отличающиеся устройством механизмов подачи (бескарданные с шарнирно связан­ными поршнями, со свободно опертыми поршнями и наклонным диском, с неподвижным цилиндровым блоком и др.), механизмов распределения потоков жидкости (плоские неподвижные или по­движные золотники, неподвижные цилиндрические золотники, клапанно-щелевые и др.), а также механизмов изменения подачи (прямого действия, дифференциального по положению, дроссельно-дифференциального и др.).

На рис. 2 показана схема аксиально-поршневого насоса со свободно опертыми поршнями.

Механизмом подачи насоса является вращающийся цилиндровый блок 3 с поршнями 4, движущимися в нем возвратно-поступательно.

Поршни 4 свободно опираются на шайбу 5, ось которой наклонена относительно оси цилиндрового блока на угол у. При помощи рычага изменения подачи 6 изменяют величину угла у и тем самым регули­руют величину геометрического хода h поршней, т. е. изменяют подачу насоса.

Механизмом распределения жидкости является плоский золот­ник 1, в котором имеются окна 8 и 9, с которыми поочередно соеди­няются при своем движении рабочие камеры с поршнями и через которые происходит всасывание и нагнетание жидкости. Перемычка а изолирует окно нагнетания 8 от окна всасывания 9.

Рис 2. Схема аксиально-поршневого насоса со свободно опертыми поршнями и наклонной шайбой (сечение А—А условно повернуто на 90° по часовой стрелке): 1 — распределительный золотник; 2 — пружина; 3 — цилиндровый блок; 4 — пор­шень; 5 — наклонная шайба; б — рычаг изменения подачи; 7 — приводной вал; 8 — окно нагнетания; 9 — окно всасывания

Схемааксиально-поршневого насоса с вращающимся цилиндро­вым блоком с шарнирно связанными поршнями и двойным несило­вым карданом показана на рис3.

Поршни при помощи шатунов 4 связаны с шайбой 5, ось которой наклонена относительно оси цилиндрового блока на угол у. При помощи рычага изменения подачи б изменяют величину угла у и тем регулируют величину хода поршней тем самым изменяя подачу насоса.

Механизмом подачи такого насоса является вращающийся ци­линдровый блок 2 с поршнями 3, движущимися в нем возвратно-по­ступательно.

 

Рис. 3. Схема аксиально-поршневого насоса-гидромотора с вращающимся цилинд­ровым блоком с шарнирно связанными поршнями (сечение А-А условно повернуто на 90° по часовой стрелке):

а — схема насоса и гидромотора; б — схема, объясняющая возникновение крутящего момента цилиндрового блока гидромотора; / — распределительный золотник; 2 — ци­линдровый блок; 3 — поршень; 4 — шатун; 5 — наклонная шайба; б — рычаг измене­ния подачи; 7 — окно всасывания; 8 — канавки (усы); 9 — окно нагнетания

Механизмом распределения в таком случае служит неподвижный плоский золотник 7, имеющий окна 7 и 9, с которыми поочередно соединяются при своем движении рабочие камеры с поршнями.

Цилиндровый блок 2 опирается торцом на этот золотник. Через окно 7 происходит всасывание, а через окно 9 — нагнетание жидко­сти.

В "мертвых" положениях поршней отверстия рабочих камер пе­рекрываются разделительными перемычками между окнами, шири­на которых несколько превышает размер этих отверстий. Благодаря наличию канавок (усов) 8 происходит плавное повышение давления в рабочей камере до давления в полости нагнетания.

Выражение для расчета подачи аксиально-поршневых насосов имеет вид

Q=(π d ²_ц/4)D tg γ z n η_об

где d_ц — диаметр цилиндра; D — диаметр окружности, на которой расположены центры цилиндров; γ — угол между центральными ося­ми цилиндрового блока и диска (угол наклона диска); z — число цилиндров.

Из приведенного выражения нетрудно заметить, что подача на­соса определяется углом наклона диска. Оптимальный угол наклона диска v = 15...30⁰. Дальнейшее увеличение угла сопровождается ростом боковой нагрузки на поршень.

КПД насоса: η_м=0,8...0,9; η_об =0,95...0,98, частота вращения 50...80 с-¹ (в отдельных случаях до 300 с-¹). Давление нагнетания насоса 21...56 МПа, подачи 100...300 л/мин.

Поршневые насосы обладают неравномерностью подачи, которая уменьшается с увеличением нечетного числа цилиндров.

Технические возможности насосов можно представить по их ос­новным характеристикам.

На рис. 4. показана скоростная характеристика насоса £>_д = Дп), которая получается при постоянных давлениях нагнетания и всасы­вания. Теоретическая подача представляет собой линейную зависи­мость от частоты вращения вала. Действительная подача насоса вначале представляет линейную зависимость, затем наступает такая частота вращения, при которой будет происходить недозаполнение рабочих камер жидкостью и возникновения явления кавитации жидкости..

Нагрузочная характеристика насоса Q_R = f(Pн) при постоянных частотах вращения вала и давлении всасывания приведена на рис. 5. С повышением давления нагнетания подача насоса падает, так как увеличивается перепад давлений ΔР =Р_н—Р_вс и в результате этого увеличиваются объемные утечки жидкости в насосе через зазоры.

Высотная характеристика насоса Q_Д = f(Pвс), полученная при по­стоянных давлениях нагнетания и частоте вращения вала (рис. 6) имеет линейный характер, но при уменьшении давления р_к ухудша­ются условия всасывания и линейность уменьшения подачи наруша­ется, а затем может наступить явление кавитации жидкости, что приводит к срыву характеристики.

Объемный КПД насоса уменьшается с ростом перепада ΔР =Р_н—Р_вс вследствие увеличения объ­емных утечек.

Механический КПД насоса вначале увеличивается практически пропорционально давлению нагнетания, а затем достигнув экстремума начинает снижаться из-за увеличившихся потерь в приводном механизме.

		Рис. 5. Нагрузочная характеристика насоса при постоянных частотах вращения вала и давлении всасывания
			Рис. 6. Высотная характеристика насоса

Шестеренные насосы

Шестеренные насосы отличаются простотой кинематиче­ской схемы, малыми габаритами, высокой надежностью и долговеч­ностью. Это насосы низкого давления и постоянной подачи.

	Рис 7. Схема шестеренного насоса

Шестеренный насос распространенного типа с наружным зацеп­лением (рис. 7) представляет собой пару чаще всего одинаковых шестерен, находящихся в зацеплении и помещенных в корпус, стен­ки которого охватывают их со всех сторон с малыми зазорами.

Перекачиваемая из полости всасывания жидкость заполняет впа­дины между зубьями и переносится в полость нагнетания, где вытес­няется в линию с давлением нагнетания р_н

Подача насоса определяется как:

Qд = 7D_нач b m n η_об

где D_нач — диаметр начальной окружности шестерни; m — модуль зацепления; b — ширина шестерни.

КПД насоса: η_м=0,8...0,9; η_об =0,65...0,75. Относительно низкий η_об обусловлен большими объемными утечками. Частота вращения вала п = 33...50 с-¹.

Подача насосов обычно не более 50 л/мин и характеризуется большой неравномерностью (δ = 18...20%), значительно превышаю­щей неравномерности подачи других объемных насосов (рис. 8).

Дата добавления: 2014-01-20