2.2.2 Розроблення рівнянь балансу витрат

Рівняння балансу витрат в напірному каналі на ділянці від насоса живлення має наступній вигляд

Q₀=Q₁+Q₄+Q₉+Q₁₀+Q₁₁+Q_деф.0+Q_p2+Q_p4+Q_p5+Q_p8+Q_p9+Q_p11+Q_p14+Q_p18, (2.1)

де Q₀ – витрата робочої рідини від насоса живлення;

Q₁ – витрата робочої рідини, яка подається до дозуючого вузла крізь вхідний дросель f₁;

Q₄ – витрата робочої рідини, яка подається до підсилювача потоку крізь вхідний дросель f₄;

Q₉ – витрата робочої рідини крізь дросель зливного золотника;

Q₁₀ та Q₁₁ – витрата робочої рідини, яка підводиться відповідно під правий і лівий торці зливного золотника крізь відповідні постійні дроселі управління f₁₀ або f₁₁;

Q_деф.0 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₀;

Q_p2, Q_p4 та Q_p5 – витрати на перетікання робочої рідини крізь відповідні зазори між корпусом і гільзою;

Q_p8, Q_p9, Qp₁₁ та Q_p14 – витрати на перетікання робочої рідини крізь відповідні зазори між гільзою і золотником;

Q_p18 – витрати на перетікання робочої рідини крізь відповідний зазор між корпусом і зливним золотником.

Рівняння балансу витрат на ділянці від вхідного дроселя, який підводить робочу рідину до дозуючому вузла, до робочої пари дозуючого вузла, враховує наступні складові

Q₁ = Q_d + Q_деф.1 + Q_pt + Q_p3.1 + Q_v.1, (2.2)

де Q_d – витрата робочої рідини, яка пройшла крізь камери дозуючого вузла;

Q_деф1 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₂;

Q_p3.1 –витрати робочої рідини на перетікання крізь відповідні зазори між корпусом і гільзою;

Q_pt – витрати на перетікання між камерами дозуючого вузла по торцевим зазорам;

Q_v.1 – витрати робочої рідини на витоки з робочих камер по торцевим зазорам між боковими пластинами в центральний отвір.

Рівняння балансу витрат робочої рідини на ділянці від дозуючого вузла до дроселя, який відводить робочу рідину від дозуючого вузла

Q_д = Q₂ + Q_деф.2 – Q_pt + Q_p3.2 + Q_v2 , (2.3)

де Q₂ – витрати крізь дросель f₂ відведення робочої рідини від дозуючого вузла;

Q_деф.2 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₂;

Q_p3.2 – витрати робочої рідини на перетікання крізь відповідні зазори між корпусом і гільзою;

Q_v.2 – витрати робочої рідини на витоки з робочих камер по торцевим зазорам між боковими пластинами в центральний отвір.

Рівняння балансу витрат на ділянці від вихідного дроселя дозуючого вузла до першої частини вихідного дроселя підсилювача потоку

Q₂ = Q₃ + Q_zp +Q_деф.3 + Q _p17 , (2.4)

де Q₃ – витрата робочої рідини, яка подається крізь першу частину вихідного дроселя підсилювача потоку дросель f₃;

Q_zp – витрата робочої рідини, що пов'язана з переміщенням золотника підсилювача потоку

Q_деф.3 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₃;

Q_p17 – витрати на перетікання робочої рідини крізь зазори між золотником підсилювача потоку та золотником золотникової пари.

Рівняння балансу витрат на ділянці від вхідного дроселя, що підводить робочу рідину до підсилювача потоку, до другої частину вихідного дроселя підсилювача потоку

Q₄ = Q₅ – Q_zp + Q_деф.4 + Q_p15 + Q _p16 , (2.5)

де Q₅ – витрата робочої рідини, яка подається крізь другу частину вихідного дроселя підсилювача потоку дросель f₅;

Q_деф.4 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₄;

Q_p15 та Q _p16 – витрати на перетікання робочої рідини крізь зазори між золотником підсилювача потоку та золотником золотникової пари.

Рівняння балансу витрат на ділянці від вихідного дроселя підсилювача потоку до дроселя підведення робочої рідини до виконавчого гідроциліндра

Q₃ + Q₅ = Q₆ + Q_деф.5 - Q_p9 + Q _p10 - Q_p15, (2.6)

де Q₆ - витрата робочої рідини, яка подається крізь дросель f₆ до виконавчого гідроциліндра;

Q_деф.5 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₅;

Q_p9 та Q _p10 – витрати робочої рідини на перетікання крізь відповідні зазори між золотником і гільзою;

Рівняння балансу витрат на ділянці від дроселя підведення робочої рідини до виконавчого гідроциліндра безпосередньо до поршня цього гідроциліндра, яке враховує наступні складові

Q₆ = Q_tc + Q_деф.6 - Q_p5 + Q_p6 + Q_p7 + Q_p12 + Q_p20 – Q_kl , (2.7)

де Q_tc – витрати робочої рідини, які пов'язані з переміщенням поршня виконавчого гідроциліндра;

Q_деф6 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₆;

Q_p5 та Q_p6 – витрати на перетікання робочої рідини крізь відповідні зазори між корпусом і гільзою;

Q_p7. Q_n8 та Q_p12 – витрати робочої рідини на перетікання крізь відповідні зазори між золотником і гільзою

Q_p20 – перетоки робочої рідини між порожнинами гідроциліндра;

Q_kl – витрата робочої рідини крізь противакуумний клапан, яка виникає у разі розрідження у відповідній порожнині гідроциліндра.

Витрати крізь зворотний клапан Q_kl пов’язані з тим, що в вихідних каналах насоса-дозатора встановлюються протиударні (на схемі не показані) та противакуумні (зображені на схемі) клапани. Основна їх задача пов’язана з захистом порожнин гідроциліндра та зв’язаних з ними вихідних каналів насоса-дозатора від пікових перевантажень або запобігти розрідженню у цих порожнинах від випадкових ударних навантажень на виконавчий гідроциліндр з боку керованих коліс транспортного засобу, які виникають під час прямолінійного руху машини при нейтральному положенні золотника золотникової пари. Функціонування насоса-дозатора в такому режимі не викликає питань, тому він не моделювався під час дослідження системи рульового керування.

Але при штатному режимі повороту транспортного засобу під час дії попутного навантаження можливо виникнення ситуації, коли під дією такого навантаження швидкість переміщення поршня виконавчого гідроциліндра перевищує ту, що задається обертанням керма системи рульового керування [14]. В цьому випадку в порожнині гідроциліндра, в яку подається потік від розподільника насоса-дозатора, створюється розрідження. Для виключення виникнення кавітації відкривається противакуумний клапан і в систему додатково підсмоктується потік робочої рідини Q_kl. Величина цього потоку визначається із співвідношення [20]

Q_kl = Q_tc – Q₆ – Q_p.20, (2.8)

тобто як різниця потоку Q_tc , пов’язаного з переміщенням поршня гідроциліндра, та потоку Q₆, що подається від розподільника насоса-дозатора до гідроциліндра, з урахуванням перетоків Q_p.20.

Рівняння балансу витрат на ділянці від поршня гідроциліндра до дроселя відведення робочої рідини від виконавчого гідроциліндра

Q_tc = Q₇ + Q_деф.7 – Q_p6 – Q_p20, (2.9)

де Q₇ – витрата робочої рідини крізь дросель f_7. відведення робочої рідини від виконавчого гідроциліндра;

Q_деф.7 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р_ц.вих;

Рівняння балансу витрат в правій торцевій порожнині зливного золотника

Q₁₁ = Q₈– Q_zz + Q_деф.8 + Q_p1 – Q_p2 + Q_p19, (2.10)

де Q_zz – витрата робочої рідини, яка пов'язана з переміщенням зливного золотника;

Q_деф.8 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₈;

Q_p19 – перетікання робочої рідини крізь зазор між корпусом і зливним золотником.

Рівняння балансу витрат в лівій торцевій порожнини зливного золотника

Q₁₀ = Q_zz+ Q_деф.9 – Q_p18, (2.11)

де Q_деф.9 – витрата, що пов'язана з деформацією робочої рідини, яка знаходиться під тиском р₉.