Материал: 1629

определяется следующим образом:

где kσ – коэффициент проницаемости; k0 = 10-8 – 10-9 (для нефтяных масел); t – температура рабочей жидкости; ВУП,

LУП – геометрические размеры уплотнения.

При износе, неправильном монтаже или дефекте уплотнения имеет место другой случай – перетечки по капиллярам произвольной формы. Для этого случая коэффициент перетечек определяется по формуле:

где ηКАП – коэффициент; учитывающий особенность геометрической формы капилляра; δКАП – высота капилляра; ξЖ – динамический коэффициент вязкости рабочей жидкости.

Коэффициент утечек kУТ имеет место только когда штоковая полость является рабочей.

Исходя из предположения о возникновении вязкого трения вследствие движения выходного звена, относительно среды, протекающей с пренебрежимо малой скоростью по зазорам в уплотнениях, коэффициент вязкого трения может быть определен зависимостью:

где DПШ, DШТ, DГ, DК – диаметры поршня, штока, гильзы и корпуса соответственно; LПШ, LШТ – ширина поверхности контакта уплотнений поршня и штока; ρЖ1, ρЖ2, ρ0 – плотности жидкости в поршневой и

26

штоковой полостях гидроцилиндра и плотность внешней среды, νЖ1, νЖ2, ν0 – вязкость жидкости в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра и вязкость внешней среды соответственно.

Сухое трение, возникающее в контактных уплотнительных устройствах при возвратно-поступательном движении штока относительно корпуса гидроцилиндра, в общем случае определяется сложной функцией, зависящей от скорости перемещения и соотношения сил, приложенных к выходному звену:

где RР – равнодействующая сил давления рабочей жидкости на поршень:

Исходя из предположения, что в поршневом узле трения влияние уплотнителя, расположенного со стороны сливной полости, пренебрежимо мало, равнодействующая сил сухого трения определяется на основании принципа суперпозиции для функционирующих уплотнителей поршня и штока:

где RТР.ПШ – сила трения в поршневом узле, RТР.ШТ – сила трения в штоковом уплотнении.

где fПШ, fШТ – коэффициент трения поршня и штока соответственно;

27

р’ – контактное давление, возникающее при монтаже уплотнения, изза предварительного прижатия к уплотняемой поверхности; р” – контактное давление, возникающее из-за воздействия на уплотнение давления рабочей жидкости.

Выражения (27)…(41) с учетом принятых допущений позволяют представитьгидроцилиндрввидеструктурнойсхемы(рис. 24).

Рис. 2.24. Структурная схема гидроцилиндра

Коэффициенты передачи звеньев структурной схемы: kCIL1 1 ; F1

kCIL2 = F2; kCIL3 = kПЕР; kCIL4 = hCIL; kCIL5 = m; kCIL6 = F1.

28

1.4 Обобщенная математическая модель гидросистемы рулевого управления

На данном этапе необходимо произвести композицию системы, то есть объединить математические модели элементов и подсистем ГРУ в единуюматематическуюмодель.

Объединение математических моделей отдельных элементов и подсистем в единую математическую модель системы производится в соответствии со следующими принципами:

-для последовательно соединенных элементов / подсистем выходные параметры предыдущего элемента являются входными параметрами последующего, поэтому блоки элементов соединяются в узлах, в которых сходятся одноименные входные и выходные сигналы;

-для параллельно соединенных элементов / подсистем сигналы на входе разветвляются, на выходе – суммируются.

На основе блок-схемы ГРУ, представленной на рис. 3 и выражений (1…41), описывающих элементы этой системы, в соответствии с принципами композиции математической модели была составлена структурная схема ГРУ в целом. Обобщенная структурная схема ГРУ представлена на рис.25, обозначения на рисунке соответствуют обозначениям, ранее используемым при описании.

29

30

Рис. 25. Структурная схема гидросистемы рулевого управления