Местные потери. Выбор диаметра и хода золотника

Кроме потерь напора по длине трубопроводов, при расчете нужно учитывать местные потери. В гидросистемах усилителей рулевых управлений автомобилей встречаются два вида местных сопротивлений; дросселирующие органы (золотники, жиклеры), арматура (угольники, тройники).

Потери напора в местных сопротивлениях определяются по формуле

(23)

где ξ - коэффициент местного сопротивления, определяемый экспериментально для каждого вида сопротивления.

При турбулентном режиме для золотников коэффициент ξ можно принимать равным 3-6. Значения коэффициентов ξ для остальных видов местных сопротивлений приведены в табл. 11 [7].

Таблица 11. Значения коэффициентов ξ местных сопротивлений

Из формулы (23) можно получить выражение для определения потерь давления в распределителе при нейтральном положении золотника, т. е. когда рабочие щели открыты и жидкость проходит по кругу насос-распределитель-насос, разветвляясь на два потока и дважды проходя мимо рабочих кромок.

Потери давления в распределителе без учета потерь в присоединительных штуцерах и соединительных каналах (в ^кГ/_см²).

(24)

где d_з - диаметр золотника в мм;

Δ₁ - осевой зазор между кромками золотника и корпуса до начала перекрытия в мм.

Учитывая, что потери Δp_з не должны превышать 0,4-0,8 ^кГ/_см², а зазор Δ₁ исходя из технологических возможностей, составляет 0,2-0,5 мм, можно определить диаметр золотника из выражения

(25)

Величина хода золотника от места перекрытия кромок до упора выбирается из условия плавности включения усилителя. Время t₁, необходимое для приведения усилителя в действие (время до начала поворота колес со скоростью, соответствующей скорости поворота рулевого колеса), должно быть меньше времени t₂, потребного для перемещения золотника до упора.

В другом случае включение произойдет не плавно - усилие на рулевом колесе в момент, когда золотник достигнет упора, резко возрастет. Время t₁ в сек определяется в основном временем, не обходимым для создания в системе рабочего давления:

где ΔV_г увеличение объема гидросистемы, соответствующее росту давления до рабочего (примерно 0,5p_max), в см³.

Оно определяется в основном эластичностью гибких шлангов и упругостью деталей крепления силового цилиндра усилителя.

Время

где Δ₀ - полный ход золотника до упора в мм;

i₂ - передаточное отношение между перемещением золотника рулевого колеса.

Значение Δ₀-Δ₁ находится из условиях, что t₁<t₂:

Значение Δ₀-Δ₁ должно быть проверено по величине допустимых утечек через золотник при максимальном давлении. Они определяются по формуле

где Δr - максимальный (с учетом допусков) зазор между золотником и корпусом в мм; μ - динамический коэффициент вязкости в ^Г*сек/_см².