Розділ 2.
Моделювання гідрооб’ємної системи рульового керування самохідних машин
Створення новітніх конкурентоспроможних, потужних сільськогосподарських машин,
які відповідали б сучасним вимогам споживачів неможливе без підвищення рівня їх
гідрофікації [112]. Серед успішних та ефективних заходів гідрофікації
самохідних машин – використання гідрооб’ємних систем рульового керування на
базі насоса-дозатора, які використовуються практично на всіх мобільних машинах
(наприклад, комбайнах, самохідних шасі та ін.), максимальна швидкість руху яких
на перевищує 50 км/год [129], і фактично на сьогодні являються
безальтернативними засобами гідрофікації системи гідрооб’ємного рульового
керування подібними машинами. Випуск гідромеханізмів даного типу в масових
масштабах здійснюють всесвітньо відомі фірми “Danfoss” (Данія), “Bosch-Rexroth”
(Німеччина), “TRV-Ross” (США) та деякі інші.
Значний потенціальний попит на гідромеханізми типу насосів-дозаторів є причиною
значної зацікавленості ряду провідних машинобудівних підприємств України в
налагоджені випуску та забезпеченні сучасного технічного рівня
насосів-дозаторів для забезпечення їхньої конкурентоспроможності як серед
споживачів вітчизняних, а також інших країн. Освоєно декілька модифікацій
насосів-дозаторів, серед яких найбільш успішною являється конструкція типу МРГ,
випуск якої здійснюється на підприємстві ЗАТ “Будгідравліка” (м. Одеса) [3].
В цілому вітчизняні підприємства вирішили основні технологічні проблеми
організації виробництва даних гідромеханізмів. Але подальше їх удосконалення
вимагає детальних досліджень з метою оптимізації характеристик насосів –
дозаторів.
Підвищення технічного рівня систем гідрооб’ємного рульового керування в значній
мірі залежить від якості характеристик основного гідромеханізму – насоса –
дозатора. Досягнення поставленої мети можливе лише шляхом поглибленого аналізу
роботи системи гідрооб’ємного рульового керування. Найбільші можливості для
детального розгляду особливостей процесу роботи даної системи, а також впливу
окремих елементів на якість системи в цілому надає моделювання гідрооб’ємної
системи рульового керування, яке дозволяє докладно проаналізувати поведінку
системи в різноманітних робочих режимах, виконати аналіз впливу елементів
гідросистеми на якісь характеристик, а також забезпечити можливість синтезу
структури та параметрів гідрооб’ємної системи рульового керування для
забезпечення оптимального рівня характеристик.
Математична модель гідрооб’ємної системи рульового керування [53] розроблена
для випадку використання в якості дозуючого механізму насосу-дозатора МРГ, як
найбільш розповсюдженого в Україні, якому притаманні всі характерні особливості
рульових гідромеханізмів.
2.1. Розрахункова схема і математична модель системи гідрооб’ємного рульового
керування, на базі насоса – дозатора типу МРГ - 01
Конструктивна схема гідрооб’ємної системи рульового керування, до складу якої
входить насос-дозатор типу МРГ.01, показана на рис. 2.1. Кермо (на схемі не
показано), передає обертальний рух вхідному валу 1 рульового гідромеханізму,
який з’єднується з втулкою 2 за допомогою механізму, до складу якого входить
штифт 3, запресований у вал 1, та паз у втулці 2, виконаний під кутом 45° до її
вісі. В результаті цього зміна кутового положення вхідного вала призводить до
переміщення в осьовому напрямку втулки 2 та разом з нею золотника 4, в отворі
якого установлені дві стопорні шайби 5, що контактують з торцями втулки.
Переміщення золотника призводить до зміни відкриття робочих
вікон золотникової пари, які утворені відповідними поверхнями буртів золотника
та кромками розточок у корпусі 6.
Переміщення золотника веде до зміни умов комутації гідроліній даної
гідросистеми, які визначаються величинами відкриття відповідних робочих вікон
золотникової пари.
Робоча рідина під тиском р0 підводиться до двох розточок у корпусі – до третьої
зліва та першої справа. Перша із згаданих розточок разом з кромками на
золотникові утворюють так званий “відкритий центр” – при умові знаходження
золотника у нейтральному положенні усі витрати рідини, що створюються насосною
станцією, крізь п’яте і шосте робочі вікна, відкриття яких визначається
величинами L5 та L6, спрямовуються на злив, в результаті чого тиск р0 у
напірній порожнині наближується до тиску зливу. Тиск у зливній магістралі, що
зв’язана з відповідними розточками в корпусі, дорівнює р7. Відкриття цих кромок
залежить від положення відсічних кромок, відкриття яких в нейтральному
положенні складає L9 та L10.
Напірна магістраль забезпечує також підведення робочої рідини до крайньої
справа розточки у корпусі, яка відповідними робочими вікнами з’єднується з
порожнинами дозуючого механізму 6. Робочі кромки золотника, що утворюють дані
робочі вікна, виконані з додатним перекриттям L1 та L2 у нейтральному
положенні. Бурт золотника, робочі кромки якого виконані з додатними
перекриттями L3 та L4, разом з кромками відповідної розточки у корпусі створює
робочі вікна золотникової пари, які з’єднують праву порожнину виконавчого
гідроциліндра 7, що знаходиться під тиском р3, з порожниною дозуючого
механізму, тиск в якій дорівнює р2, або зі зливом (тиск р7).
Крайній лівий бурт золотника, кромки якого виконані з додатними перекриттями
L7, L8 кромок розточки, при переміщенні золотника вправо з’єднує ліву порожнину
виконавчого гідроциліндра з порожниною дозуючого механізму, що знаходиться під
тиском р1, а при переміщенні золотника в іншому напрямку із зливом (тиск р7).
Вважаємо, що переміщення золотника відбувається у додатному напрямку,
показаному на рис.2.1
- Київ+380960830922