Об’ємний гідропривод: Конспект лекцій (Лекції 1-36: Загальні відомості про об’ємний гідропривод. Нові прогресивні технології і перспективи розвитку гідроприводів), страница 39

Замкнутий потік робочої рідини дозволяє здійснити реверс вихідної ланки гідродвигуна за рахунок зміни напрямку подачі насоса без використання направляючих розподільників.

Рівняння рівноваги ротора гідромотора має наступний вид:

,                                  (4.1)

де М_мт - теоретичний момент, що розвивається гідромотором, обумовлений тиском напірної гідролінії; Mвн - момент, що витрачається на подолання зовнішнього навантаження; М_тр - момент, що витрачається на подолання механічних втрат у гідромоторі; М_п - момент, що витрачається на подолання тиску підпора в зливальній гідролінії.

Підставивши в (4.1) вираз для складових моментів, отримаємо

,                   (4.2)

звідки зв'язок між тисками в гідроприводі без врахування втрат у гідролініях буде мати наступний вид:

,                       (4.3) де - перепад тиску, обумовлений механічними втратами в гідромоторі; V_0м - робочий об'єм гідромотора.

Очевидно, що тиск у напірній гідролінії визначається зовнішнім навантаженням на валу гідромотора і пропорційний йому. Залежність тисків від питомого зовнішнього навантаження  подана на рис. 4.2, а.

Рис. 4.2.Статичні характеристики  гідропривода з регульованим насосом

Найбільший момент від зовнішнього навантаження, що може подолати  гідромотор, дорівнює

                                     ;                               (4.4)

Представимо робочий об’єм насоса V_ОН у вигляді

,                                                      (4.5)

де е_н параметр регулювання насоса (е_н=0-1). Підставивши (3.53) маємо

.                                              (4.6)

Таким чином, теоретично частота обертання вала гідромотора не залежить від навантаження. Отже, структурна побудова гідропривода з машинним керуванням дає жорстку навантажувальну характеристику (рис. 4.2, б, криві 1). При збільшенні навантаження r>r_max спрацьовує захисний клапан, пропускаючи частину витрати рідини з напірної гідролінії в зливальну. При r=r′ вся подача насоса направляється в зливальну гідролінію.

З урахуванням втрат робочої рідини в насосі Qу_{. н} і гідромоторі Qум, які можна вважати пропорційними перепаду тиску в зовнішніх гідролініях, частота обертання вала гідромотора n_м визначається з наступного виразу:

,     (4.7)

де К_ун і Кум - коефіцієнти об'ємних втрат у насосі і гідромоторі.

Вираз (4.7) може бути подано також у вигляді

,                                 (4.8)

де

.

Навантажувальна характеристика гідропривода з врахуванням витоків подана на рис. 4.2, б, крива 2.

З виразу (4.7) випливає, що гідропривод із машинним керуванням має зону нечуттєвості при зміні положення регулюючого органа насоса.

Найбільший вплив на нечутєвість приводу чинять витоки робочої рідини в гідромашинах. Тому при збільшенні зовнішнього навантаження на вал гідромотора нечутєвість збільшується.

Потужність, що розвивається гідромотором N_м, відрізняється від споживаної насосом N_н від  двигуна на величину, що затрачається на привід насоса підживлення

або

.                           (4.9)

де Q_нп - подача підживлювального насоса.

З врахуванням втрат потужності в гідромашинах вираз (4.9) приймає вигляд

.                                            (4.10)

Криві потужності показані на рис. 4.2, в. (криві 1 відповідають приводові без врахування втрат у гідромашинах, криві 2-з врахуванням втрат).

ККД приводу з машинним керуванням, обумовлений самим принципом регулювання швидкості, дорівнює одиниці. Якщо привод виконаний із замкнутим потоком робочої рідини, і, отже, у його склад входить насос підживлення, тоді

.                                               (4.11)

Підставивши в (4.11) вираз (4.9), отримаємо

.                             (4.12)

Залежність ККД від навантаження показана на рис. 4.2, г (крива 1). Враховуючи, що потужність, споживана підживлювальним насосом, звичайно не перевищує 5% від найбільшої потужності, переданої гідроприводом, ККД приводу у великому діапазоні зміни навантаження досить високий. З врахуванням втрат потужності в гідромашинах зміна ККД приводу відповідає кривой 2.