Меню

Регулятор дросселя что это

Дроссели и регуляторы расхода

date image2015-04-30
views image2784

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Дроссели и регуляторы расхода предназначены для регулирования расхода рабочей жидкости в гидросистеме или на отдельных ее участках и связанного с этим регулирования скорости движения выходного звена гидродвигателя. Дроссели выполняются по двум принципиальным схемам.

Рис.6.10. Линейный дроссель:
1 — корпус; 2 — винт

Линейные дроссели, в которых потери давления пропорциональны расходу жидкости. В таких дросселях потери давления определяются потерями давления по длине. Изменяя длину канала, по которому движется жидкость, можно изменить потери давления и расход через дроссель. Примером линейного дросселя служит гидроаппарат с дроссельным каналом (рис.6.10).

В этом дросселе жидкость движется по винтовой прямоугольной канавке, длину которой можно изменять поворотом винта. Площадь живого сечения и длину канала устанавливают из условия получения в дросселе требуемого перепада давлений и исключения засоряемости канала механическими примесями, содержащимися в рабочей жидкости. В таких дросселях за счет увеличения длины канала можно увеличить площадь его живого сечения, исключив тем самым засорения дросселя во время его работы.

Нелинейные дроссели характеризуются тем, что режим движения жидкости через них турбулентный, а перепад давлений практически пропорционален квадрату расхода жидкости, поэтому такие дроссели часто называют квадратичными. В них потери давления определяются деформацией потока жидкости и вихреобразованиями, вызванными местными сопротивлениями. Изменение перепада давления, а, следовательно, и изменение расхода жидкости через такие дроссели достигается изменением или площади проходного сечения, или числа местных сопротивлений.

В регулируемых (рис.6.11, а, б, в, г) и нерегулируемых (рис.6.11, д, е) нелинейных дросселях длина пути движения жидкости сведена к минимуму, благодаря чему потери давления и расход практически не зависят от вязкости жидкости и изменяются только при изменении площади рабочего проходного сечения. Максимальную площадь устанавливают из условия пропуска заданного расхода жидкости через полностью открытый дроссель, минимальную — из условия исключения засоряемости рабочего окна.

В пластинчатых дросселях (рис.6.11, е) сопротивление зависит от диаметра отверстия, которое, однако, можно уменьшить лишь до определенного предела (dmin > 0,5 мм), ограничиваемого засоряемости во время работы такого дросселя. Для получения большого сопротивления применяют пакетные дроссели с рядом последовательно соединенных пластин (рис.6.11, д). В таких дросселях расстояние между пластинами l должно быть не менее (3…5) d, а толщина пластин s не более (0,4…0,5) d.

Рис.6.11. Принципиальные схемы нелинейных дросселей:
а — игольчатого; б — комбинированного; в — пробкового щелевого;
г — пробкового эксцентричного; д — пластинчатого пакетного;
е — пластинчатого; ж — условное обозначение регулируемого дросселя;
1 — корпус; 2 — игла; 3 — диафрагма; 4 — пробка; 5 — пластина; 6 — втулка

Суммарное сопротивление пластинчатого дросселя регулируется подбором пластин, а перепад давления определяется по формуле

где γ — удельный вес жидкости; ζ — коэффициент местного сопротивления отверстия; n — число пластин; υ — средняя скорость потока жидкости в проходном отверстии пластины.

К нелинейным дросселям относятся также и комбинированные дроссели, в которых потери давления по длине и местные потери соизмеримы между собой по величине и в равной мере оказывают влияние на расход жидкости через дроссель (рис.6.11, б). На характеристику комбинированных дросселей влияет вязкость рабочих жидкостей. Поэтому такие дроссели целесообразно применять в гидросистемах, в которых температура рабочей жидкости изменяется в небольших пределах.

Для определения расхода жидкости через дроссель пользуются формулой

где ω — площадь проходного сечения дросселя;

ΔP — перепад давлений у дросселя;

μ — коэффициент расхода, зависящий от конструкции дросселя, числа Рейнольдса, формы и размеров отверстия [Лебедев, ГМЛП, стр.141-142, Навроцкий с.50].

Важной характеристикой дросселей является их равномерная и устойчивая работа при малых расходах. Однако устойчивая работа дросселя возможно при уменьшении площади до определенного предела, ниже которого расход становится нестабильным. Это объясняется облитерацией — заращиванием проходного отверстия.

Поэтому, чтобы добиться малого расхода в ответственных гидросистемах, применяют специальные конструкции дросселей. В таких дросселях рабочему органу (игле, пробке, диафрагме и т.д.) сообщаются непрерывные вращательные или осциллирующие движения. Благодаря этим движениям на рабочей поверхности проходного окна дросселя не образуется слоя адсорбированных молекул и не происходит заращивание щели.

Рис.6.12. Проливочные характеристики
а — дросселя Г77-11; б — регулятора расхода Г55-21

Недостатком дросселей является неравномерность расхода, вызванная изменением перепада давлений у дросселя. На рис.6.12, а приведена проливочная характеристика дросселя Г77 11 Q = fP), из которой видно, что с изменением перепада давлений (вызванного, например, изменением нагрузки на гидродвигатель)

Рис.6.13. Конструкция дросселя Г77 11

Рис.6.14. Конструкция регулятора расхода Г55-21

Для частичного или полного устранения неравномерности расхода применяют регуляторы расхода, в которых перепад давлений в дросселе ΔP во время его работы поддерживается примерно постоянным. Конструктивно этот аппарат состоит из последовательно включенных редукционного клапана и дросселя. Расход жидкости через регулятор устанавливается дросселем 1, а постоянство перепада давления на дросселе — редукционным клапаном 2 (рис.6.13). При увеличении расхода Q через дроссель увеличивается перепад давлений δP=P1 — P2, который вызывает смещение вверх запорно-регулирующего элемента клапана. Проходное сечение уменьшается, и при этом расход на выходе из регулятора будет уменьшен.

Читайте также:  Реле регулятор классика подключение

Благодаря постоянству перепада давлений у дросселя расход жидкости через регулятор и скорость движения выходного звена гидродвигателя не изменяются при изменении нагрузки. Вид проливочной характеристики Q = fP) регулятора расхода Г55-21 приведен на рис.6.12, б, а его конструкция на рис.6.14.

При работе гидропривода вследствие изменения коэффициента расхода μ, вызванного колебаниями температры рабочей жидкости, расход через регулятор все же изменяется. Для серийных конструкций регуляторов это изменение составляет 10…12%.

Источник

Электронная дроссельная заслонка

Электронное управление дроссельной заслонкой позволяет ECM (Engine Control Module) регулировать крутящий момент, подстраивая режим работы двигателя под условия движения. Благодаря этому удается снизить расход топлива и количество вредных выбросов в атмосферу. Давайте рассмотрим, как работает электронная дроссельная заслонка, устройство и принцип работы элементов управления.

Компоненты системы

  • Блок управления двигателем (ECM). Определяет по входным сигналам от датчиков положения педали акселератора запрашиваемую водителем мощность двигателя. В соответствии с вычислениями и учетом других параметров управления ДВС (к примеру, требования тормозной системы, АКПП) блок управляет электродвигателем модуля дроссельной заслонки (ДЗ). Основой ECM являются функциональный вычислительный и контрольный вычислительный модули.
  • Модуль педали газа с основным и резервным датчиком положения.
  • Датчик выжима педали сцепления.
  • Датчик нажатия педали тормоза.
  • Дроссельная заслонка с электродвигателем и датчиками положения.

Принцип работы электронной педали газа

До появления электронной педали акселератора нажатие на педаль через систему тяг и тросов приводило к повороту оси ДЗ. Следующим этапом развития инжекторных двигателяей стало отслеживание угла открытия ДЗ с помощью резистивных датчиков положения. В работу двигателя электроника вмешивается только в режиме холостого хода и при активации круиз-контроля.

В системе с электронным перемещением ДЗ механическая связь между заслонкой и педалью отсутствует. Угол нажатия педали отслеживается с помощью датчиков двух типов:

  • контактные измерители. Построены на основе потенциометра со скользящим контактом. Перемещение ползунка по резистивной дорожке ведет к изменению сопротивления в цепи. ЭБУ посылает на датчик опорное напряжение в 5 В. Изменение сопротивления ведет к падению или возрастанию напряжения на сигнальном проводе.

  • Бесконтактные датчики. На корпусе неподвижно закреплены два датчика (Hall IC). На вращающейся оси закреплены магниты. Смещение магнитов ведет к изменению интенсивности магнитного поля, что влияет на выходное напряжение датчика Холла.

Внутри корпуса педального узла всегда размещена пара потенциометров, следовательно, две выходные системы – основная и резервная. При нажатии на педаль меняются оба выходных напряжения. По соотношению уровней сигналов ЭБУ мониторит исправность датчиков. На графике ниже указаны уровни сигналов, используемые на автомобилях Mitsubishi с системой впрыска MPI. Уровни напряжения основного и резервного датчика отличаются в два раза.

На некоторых системах низкий уровень сигнала на резервном датчике будет соответствовать высокому уровню на основном. Соответственно, если на одном измерителе напряжение при нажатии педали падает, то на втором оно должно пропорционально возрасти.

Дроссельная заслонка с электронным управлением

Модуль дроссельного узла состоит из корпуса, дроссельной заслонки, датчиков положения и электродвигателя постоянного тока. Как и в электронной педали газа, для отслеживания положения ДЗ используется пара контактных либо бесконтактных датчиков на эффекте Холла.

Вращение от статора электродвигателя на ось ДЗ передается через пластиковые шестерни. На корпусе имеется механический ограничитель хода, упираясь в который дроссельная заслонка полностью закрывается. В штатном режиме заслонка полностью никогда не закрыта во избежание закусывания ее в корпусе при нагреве. Ограничитель необходим для адаптации ДЗ, в процессе которой ЭБУ запоминает крайнее положение заслонки в открытом и закрытом состоянии. В штатном режиме заслонка останавливается не доходя до нижнего механического ограничителя.

Функция самодиагностики

В случае отсутствия сигнала с датчиков положения ДЗ заслонка перемещается в аварийное положение, при котором двигатель работает только в режиме повышенного холостого хода (порядка 1500 об./мин). На приборной панели при этом может загореться Check Engine или контрольная лампа EPC.

В случае потери связи с датчиками либо любой аномалии в их показаниях в энергонезависимую память записывается соответствующий код неисправности. Считать ошибки можно через разъем OBD-II с помощью мультимарочного или специализированного сканера. В случае замены, ремонта, связанного с разборкой модуля ДЗ, или чистки узла, необходимо провести адаптацию дроссельной заслонки.

Управление холостым ходом

В системе с электронно-управляемой дроссельной заслонкой отсутствует регулятор холостого хода (РХХ). Его функцию на себя берет электродвигатель ДЗ. Поворачивая заслонку на определенный уровень, ЭБУ дозирует воздух для поддержания оборотов холостого хода. Повышенные обороты холостого хода при прогреве, а также возросшая на двигатель нагрузка (включение кондиционера, фар и прочих мощных потребителей) также компенсируется открытием заслонки.

Читайте также:  Регулятор давления топлива для фольксваген крафтер

Базовая частота холостого хода рассчитывается из базовой матрицы с использованием сигнала датчика температуры ОЖ.

Неисправности

  • Загрязнение ДЗ
  • Неисправность контактных датчиков положения. Из-за постоянного движения ползунка в местах контакта с дорожкой на резистивном слое появляются протиры. Характерно, что симптомы неисправности начинают проявлять себя в зоне частичной нагрузки. Также плохой контакт возможен из-за ослабления нажима ползунка, образования на резистивной дорожке отложений. Бесконтактные датчики на эффекте Холла такой особенности не имеют и выходят из строя намного реже.
  • Обламывание, слизывание зубов на пластиковых шестернях. Происходит при долгой эксплуатации авто с грязной дроссельной заслонкой, когда для ее перемещения электродвигателю приходится прилагать большее усилие.
  • Подсос воздуха в месте фиксации оси заслонки в корпусе модуля.
  • Износ щеток, коллектора электродвигателя.

Также не стоит забывать о стандартных проблемах с электропроводкой, окислах в разъемах питания.

Источник



Регуляторы расхода: дроссели, регуляторы потока, клапаны соотношения расходов.

Дроссель- создает регулируемое местное сопротив­ление потоку жидкости, площадь проходного отверстия которого можно изменять в процессе работы, изменяя тем самым расход жидкости.дроссели отличаются друг от друга формой проходного отверстия и конструкцией регулирующего элемента. Распространенными являются игольчатые, щелевые и втулочные дроссели. Преимущество дроселя — простота конструкции, недостат­ки — невысокая точность регулирования и склонность к облите­рации при малых расходах вследствие значительного периметра кольцевой щели.

Расход через дроссель зависит не только от площади проходного отверстия, но и от перепада дав­ления: чем меньше р, тем меньше Q,и наоборот. Так как перепад давления зависит от нагрузки, приложенной к исполни­тельному органу, при переменной нагрузке нельзя получить с помощью одного дросселя стабильную скорость выходного звена гидродвигателя. Поэтому дроссели применяются только в тех гидроприводах, где не требуется высокая точность регулирова­ния, мало изменяется нагрузка на гидродвигателе или допуска­ется уменьшение скорости его выходного звена при увеличении нагрузки, и наоборот.

Регулятор потока(расхода) предназначен для поддержания заданного расхода Q вне зависимости от перепада давления р между входным и выходным патрубками аппарата.( Для сглаживания пульсации)Он состоит из дрос­селя и клапана разности давлений, поддерживающего постоян­ный перепад давления на дросселе.

Регуляторы расхода часто используют в объёмном гидроприводе, в системах стабилизации скорости движения вала гидромотора или штока гидроцилиндра. Например, будучи установленным в сливной гидролинии он поддерживает на постоянном уровне слив из гидродвигателя, и таким образом поддерживает постоянной скорость движения рабочего органа. На практике, однако, из-за изменений свойств жидкости расход через регулятор расхода колеблется в пределах 10 %.

Принцип работы: жид­кость подводится к втулочному дросселю 1 после клапана раз­ности давлений, состоящего из золотника 6, плавающей втулки 5 и пружины 4, которые размещены вместе с дросселем 1 в од­ном корпусе.

Поддержание постоянного перепада давления на дросселе вне зависимости от изменения значений давления р1 и р2 проис­ходит следующим образом. При уменьшении давления р2 в отво­дящем патрубке, аппарату передаетсяпониженное давление по обводномуканалу 2 в полость втулки 5. При этом золотник 6 смещается вправо и своей кромкой дросселирует входное ок­но гильзы в аппарат (при р1), следовательно, давление перед дросселем 1 понижается. В итоге — перепад давления на дроссе­ле остается неизменным. При повышении давления р2 повыша­ется давление в камере втулки 5, а золотник 6, смещаясь влево, уменьшает потерю давления при входе в аппарат. В итоге — перепад давления на дросселе опять остается неизменным.

Если понизится давление на входе p1при неизменном значе­нии р2, то пониженное давление передается по каналам 3 и 7 в по­лости втулки золотника 6 и плавающей втулки 5. Вследствие уменьшения давления в указанных полостях золотник под дей­ствием пружины 4 смещается влево и увеличивает дроссельное отверстие при входе в аппарат. В результате давление перед дросселем 1 увеличивается, а перепад давления на дросселе остается неизменным. При увеличении давления р1 увеличится сила давления, действующая на торцы золотника 6 и втулки 5, и золотник, сжимая пружину 4, смещается вправо, дросселируя входное окно. В итоге — давление перед дросселем 1 уменьша­ется, а перепад давления на дросселе остается неизменным.

Промышленностью выпускаются также регуляторы расхода со щелевым дросселем (Г55-2), с предохранительным, редукци­онным или обратным клапаном .

Клапаны соотношения расходов (делители и сумматоры потока).

Делителем потока называется клапан соотношения расходов, предназначенный для разделения одного потока рабочей жидкости на два и более равных потока независимо от величины противодавления в каждом из них. Делители потока применяют в гидроприводах машин, в которых требуется обеспечить синхронизацию движения выходных звеньев параллельно работающих гидродвигателей, преодолевающих неодинаковую нагрузку. Делитель потока состоит из двух нерегулируемых дросселей и двух дросселей, проходные сечения которых могут автоматически изменяться благодаря перемещению плунжера. Делитель потока может также быть и сумматором потока.В этом случае в подводимых к нему двух трубопроводах поддерживается постоянный расход рабочей жидкости.

Читайте также:  Схема подключения генератора ваз 2101 без регулятора

13.Гидродинамические передачи: гидромуфты, гидротрансформаторы.

Гидропередача – устройство для передачи механической энергии посредством потока жидкости, в которое входят динамические машины( лопастные гидродвигатели и насосы). Гидродинамическая передача в отличии от объемной предназначена только для передачи крутящего момента. Ее основные рабочие элементы- колеса лопастных гидромашин
Гидротрансформатор – устройство для передачи мощностей от приводных двигателей к исполнительным элементам, требующим сравнительно малых скоростей вращения и больших моментов.

Основными элементами гидротрансформатора являются насосное колесо 1, турбинное колесо 3 и реактор 2, жестко связанный с неподвижным корпусом 4.Мощность от приводного двигателя подводится к насосному колесу 1, при вращении которого механическая энергия преобра­зуется в гидравлическую (создается напор) вследствие силового взаимодействия его лопаток с жидкостью. Под воздействием центробежной силы масло из насосного колеса двигается в турбинное колесо, где при соприкосновении с лопатками турбины отдает ему свою энергию, приводя его во вращение.При этом переносное движение масла возникает при воздействии вращающихся лопаток насосного колеса. А относительное движение возникает под действием центробежных сил — масло перемещается от центра насосного колеса к его периферии. Реактор представля­ет собой неподвижное лопаточное колесо и пред­назначен для изменения момента количества движения жидко­сти, протекающей в гидропередаче. Благодаря наличию реакто­ра в гидротрансформаторе момент на ведущем валу в общем случае не равен моменту на ведомом валу, поэтому гидротран­сформатор можно представить как редуктор с переменными значениями передаточного отношения и коэффициента транс­формации момента. Причем, изменение этих техни­ческих показателей происходит плавно, бесступенчато.

Существуют передачи, в которых необходимо изменение только передаточного отношения при постоянном передаваемом моменте(Передаточное отношение ( ) — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения.Передаточное число показывает, во сколько раз вырос момент силы( или диаметр звеньев, или количество зубьев звеньев или угловое ускорение звеньев или частота вращения звеньев) в результате её работы(т. е. на ведомом валу). ). Одна из первых таких гидропередач была разработана в 1910 г. на базе гидротрансформатора, из схемы которого ис­ключили неподвижный реактор, и получила название — гидро­динамическая муфта (гидромуфта).

Гидромуфта состоит из насосного колеса 1, закрепленного на ведущем валу, турбинного колеса 3, закреп­ленного на ведомом валу, и корпуса 4 с уплотнением. Как правило, корпус жестко связан с насосным колесом. Из-за отсутствия реактора потери напора в гидромуфте значительно меньше, чем в гидротрансформаторе, а КПД выше: при номи­нальном моменте он составляет 0,95—0,97 (против 0,87—0,9 в гидротрансформаторе).

Гидромуфты выпускаются с тором и без не­го. Опыт эксплуатации показал, что последние име­ют лучшие показатели, так как поток жидкости в них при из­менении режима работы может принимать конфигурацию, ко­торая обеспечивает наименьшие потери напора.

Рабочие колеса обычно имеют одинаковую лопастную сис­тему. Лопатки обоих колес, чаще всего, плоские, устанавливае­мые по радиусу, что кроме унификации изделий позволяет получить неизменные характеристики гидромуфт в том случае, если в процессе эксплуатации ведущий и ведомый валы функ­ционально взаимозаменяемы (например, при спуске груза). Во избежание колебательных явлений число лопаток на каждом колесе должно быть неодинаковом (обычно насосное колесо имеет на 3—5 лопаток больше). Для уменьшения потерь напора в гидромуфте обеспечивают минимальный осевой зазор между колесами (2—3 мм).

Регулируемые гидромуфты постоянного заполнения с шибером или с поворотными лопатками одного из ко­лес не имеют внешнего отвода жидкости из рабочей полости (замкнутые гидромуфты), поэтому при работе таких гидромуфт выделяется большое количество тепла. Это обстоятельство при­водит к уменьшению вязкости жидкости, увеличению утечек, а также к возможному возгоранию масла в случае его ис­пользования в качестве рабочей жидкости. Такие гидромуфты применяются только при небольших значениях передаваемой мощности или при малом диапазоне регулирования.

Гидродинамические передачи обладают рядом преимуществ: преоб­разования моментной характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки; простота и надежность предохранения приводного двигателя от перегрузки; сравнитель­но высокая компактность при значительной передаваемой мощности; возможность бесступенчатого регулирования скорости выходного звена.

В гидродинамических передачах менее жесткая связь между валами, чем в объемных, что способствует сглаживанию пико­вых нагрузок и колебаний при вращении.

Гидродинамические передачи конструктивно проще объемных, и поэтому надежнее в эксплуатации. Они менее требовательны к чистоте рабочей жидкости и ее смазочным свойствам. Кроме того, давление жидкости в них меньше, чем в объемных передачах.

Недостатки гидродинамических передач: нагрев рабочей жидкости в процессе эксплуатации; интенсивное уменьшение КПД при перегрузках; утечки жидкости, особенно в аварийных случаях.

Гидродинамические передачи широко применяются в различ­ных отраслях промышленности: гидромуфтами снабжены привода всех штатных скребковых и некоторых ленточных конвейеров, струговые установки; гидротрансформаторы устанавливают на мощных автомобилях, тепловозах и кораблях.

Источник