Материал: 2448

Рис. 3.11. Схема тензометрического устройства для измерения усилия на рулевом колесе

В качестве измерительно-регистрирующей аппаратуры использован магнитоэлектрический осциллограф Н 117/1 и усилители ТА-5. Осциллограф Н 117/1 обеспечивает запись переходных процессов с помощью гальванометров типов М004 и М005 с диапазоном рабочих частот 0...600 Гц и погрешностью 0,12% /79,80/.

После обработки осциллограмм значения искомой величины и погрешности определялись в следующем порядке /81,82/.

Математическое ожидание искомого параметра:

где Χ i – результат i -го опыта; n – число опытов.

Абсолютная погрешность каждого опыта:

Среднеквадратичное отклонение:

126

Задавалось значение надежности опытов и находилась граница доверительного интервала:

где t – граница вероятности случайного значения параметра, определяемая по таблице Стьюдента в соответствии c количеством опытов и их надежностью.

На основании произведенных расчетов значения искомых величин определяли по формуле /81,82/

3.1.3. Методика определения параметров при стендовых исследованиях

При предварительных испытаниях гидрорулей на стенде определялись следующие основные показатели /73,74,75,76/ :

-подаваемый объем – объем рабочей жидкости, подаваемый гидрорулем в рабочие гидроцилиндры за один оборот рулевого колеса;

-потери давления: а) в нейтральном положении при номинальном и максимальном расходах; б) при вращении;

-время падения давления;

-утечки в слив;

-коэффициент полезного действия;

-скольжение;

-люфт вала гидроруля;

-коэффициент усиления.

Подаваемый объем определяется как отношение объема

127

жидкости, поступившей в гидроцилиндр поворота при прохождении его штоком мерного участка, к количеству оборотов вала гидроруля.

Подаваемый объем q рассчитывается по зависимости

где d – диаметр поршня гидроцилиндра; l – расстояние хода штока гидроцилиндра; α – угол поворота вала гидроруля при прохождении штока гидроцилиндра расстояния l .

Определение подаваемого объема осуществляется во всем диапазоне частот вращения вала гидроруля 15 (см. рис. 3.2) и нагрузок в его гидролиниях. Нагружение гидролиний исполнительных гидроцилиндров осуществляется нагружением штоковых полостей гидроцилиндров 16. Давление во всех гидролиниях фиксируется датчиками 11 и визуально контролируется манометрами 8. Объемная подача рабочей жидкости, подводимой в напорную гидролинию, контролируется турбинным датчиком расхода

17.

Измерение потерь давления в гидроруле осуществляется информационно-измерительными системами по информации датчиков давления 11 или путем расчета по показаниям манометров 8. Величина потерь давления регистрируется в нейтральном положении вала гидроруля и при его вращении во всем диапазоне скоростей.

Время падения давления определяется временем сброса давления в напорной гидролинии после прекращения вращения вала гидроруля. Время падения давления регистрируется путем осциллографирования сигнала датчика давления, установленного в напорной гидролинии.

Величина утечек характеризует герметичность гидроруля. Различают внешнюю и внутреннюю негерметичности. Внешняя негерметичность, т.е. наличие внешних утечек рабочей жидкости, определяется состоянием неподвижных уплотнений корпуса и крышек гидроруля и подвижного уплотнения вала привода.

Внутренняя негерметичность распределителя в значительной степени определяет работоспособность гидроруля в целом. Она выражается в перетечке рабочей жидкости между полостями в корпусе гидроруля. Перетечка такого рода является функцией давления в системе и зазоре между корпусом и золотником гидроруля. Величина зазора и его форма меняются в ходе работы

128

вследствие износа уплотняющих поясков золотника и корпуса, а также кромок этих поясков. Она определяется при номинальном давлении и заглушенных цилиндровых гидролиниях мерной емкостью. Измерение утечек в слив осуществляется при работе гидроруля «в упор» при моменте на валу гидроруля, достаточном для полного поворота золотника в крайнее положение. Утечки в слив измеряются при вращении вала гидроруля в обе стороны.

Коэффициент полезного действия гидроруля определяется при отключенном питающем насосе. К рулевому валу прикладывается крутящий момент, регистрируются давления в цилинровых гидролиниях и момент сил на валу.

Величина коэффициента полезного действия определяется по формуле /83/

М– крутящий момент на валу гидроруля; q – подаваемый объем. Частота скольжения вала гидроруля определяется при

заглушенных цилиндровых гидролиниях и при подаче в напорную гидролинию расхода питания. К валу гидроруля прикладывается крутящий момент, обеспечивающий поддержание номинального давления в напорной гидролинии. Величина номинального давления в напорной гидролинии устанавливается гидроаппаратурой стенда.

Люфт вала гидроруля характеризуется углом поворота вала до момента начала поворота машины. Величина давления рабочей жидкости, необходимая для обеспечения поворота машины, различна и зависит как от самой машины, так и от условий поворота. Определение люфта на стенде осуществляется следующим образом. При работающем насосе питания гидроруля поворотом вала влево и вправо с частотой не менее 1,5...2 с-1 добиваются увеличения давления в напорной гидролинии до 4 МПа. Полный угол поворота вала гидроруля между этими положениями соответствует искомому люфту.

3.1.4. Результаты экспериментальных исследований

Одним из важных конструктивных параметров двухконтурных систем рулевого управления с усилителем потока является

129

коэффициент передачи усилителя потока. Изменяя значение конструктивного коэффициента передачи, можно получить широкий диапазон типоразмеров объемного гидропривода рулевого управления с усилителем потока, не меняя гидромотор обратной связи. Коэффициент передачи усилителя потока оценивается как отношение расхода на выходе из гидроруля Q к расходу на выходе из гидромотора обратной связи QOS за один оборот вала гидроруля

/73,74,75,76/.

При проведении экспериментальных исследований расход на входе двухконтурного гидроруля был постоянным:

QВХ 216,6 10 6 м3/с . Расчетное значение коэффициента передачи усилителя потока соответствовало 3. В зависимости от направления движения штока исполнительного гидроцилиндра нагрузки создавались как противодействующие, так и сопутствующие. Давления в нагрузочном гидроцилиндре при противодействующих нагрузках соответствовали РН = 0,0; 3,0; 5,0 МПа. На графиках указанные зависимости обозначены соответственно цифрами 1, 2 и 3. При сопутствующих нагрузках они соответствовали РН = 0,0; 1,0; 2,0 МПа и были обозначены цифрами 1, 4 и 5.

На рис. 3.12 и 3.13 приведены зависимости коэффициента передачи усилителя потока гидроруля от частоты вращения рулевого колеса при противодействующей нагрузке и повороте вправо и влево. При повороте вправо и малых частотах вращения рулевого колеса (см. рис. 3.12) коэффициент передачи ниже требуемых значений. С увеличением частоты вращения коэффициент передачи приближается к расчетному значению. При повороте влево (см. рис. 3.13) наблюдается аналогичная картина. При частоте вращения рулевого колеса fр = 0,5 с-1 коэффициент передачи выходит к своему расчетному значению.

Таким образом, при противодействующей нагрузке наблюдается снижение коэффициента передачи усилителя потока на малых частотах вращения рулевого колеса. Следовательно, увеличивается усилие на рулевом колесе, что приводит в свою очередь к повышению чувствительности оператором руля на малых частотах вращения.

На рис. 3.14 и 3.15 приведены графики зависимостей коэффициента передачи усилителя потока гидроруля от сопутствующей нагрузки и частоты вращения рулевого колеса при поворотах вправо и влево соответственно. Здесь картина значительно меняется. К своему расчетному значению коэффициент передачи

130