Et servohydraulisk drev er et justerbart hydraulisk drev , hvor bevægelsesloven for udgangsleddet ( hydraulisk motoraksel eller hydraulisk cylinderstang (i nogle tilfælde) krop ) ændres afhængigt af kontrolhandlingen.
Som regel tilføjes funktionerne til at forstærke styresignalet med hensyn til effekt til sporingsfunktionerne i det hydrauliske servodrev. Derfor betragtes udtrykket hydraulisk booster som synonymt med udtrykket servohydraulisk drev .
Et af de mulige strukturelle diagrammer af den hydrauliske booster er vist i fig. 1 .
I dette skema får spolen til at bevæge sig til højre ved at flytte kontrolhåndtaget til højre gennem et mekanisk led . Samtidig åbner spolehydraulikfordelerens kanaler , hvilket resulterer i, at væsken fra pumpen tilføres til højre hulrum i hydraulikmotoren , der bruges som en dobbeltstangs hydraulikcylinder . Overtryk skabes i dette hulrum i den hydrauliske cylinder , og som et resultat bevæger udgangsforbindelsen sig til højre, det vil sige i samme retning som håndtaget. Da udgangsleddet er stift forbundet med fordelerhuset, forårsager forskydningen af udgangsleddet samme forskydning af fordelerhuset ( fig. 2 ). Som et resultat af forskydningen af fordelerhuset blokeres kanalerne i den hydrauliske fordeler af spolebåndene, og væsketilførslen fra pumpen til det hydrauliske cylinderhulrum stoppes. Således bevæger både styrehåndtaget og udgangsleddet på den hydrauliske motor sig synkront. Men på grund af det faktum, at kraften på udgangsleddet skabes på grund af trykket udviklet af pumpen, er denne kraft mange gange større end den kraft, som operatøren påfører håndtaget. Forstærkningen af hydrauliske servodrev er praktisk talt ubegrænset, og indgangssignalets effekt kan reduceres til en ubetydelig værdi (ca. 0,5 W ).
I fordelerens overvejede design kan spolens bevægelse ikke kun forårsages af den lineære bevægelse af kontrolhåndtaget, men også, med mindre strukturelle ændringer, er det muligt at udføre spolens inputbevægelse ved hjælp af rotations bevægelse af rattet (for eksempel gennem et skruetandhjul ).
Nogle gange er remmene til ventilspolerne lavet med en let tilspidsning (6 ° -10 °) ( Fig. 4 ). Så sker åbningen af fordelerkanalerne mere jævnt end i fordelere med spoler med cylindriske bånd ( fig. 5 ). Følgelig, når kanalerne åbnes, øges væskestrømmen ind i den hydrauliske motors hulrum også mere jævnt, og derfor sker "start" og stop af udgangsforbindelsen på den hydrauliske booster også mere jævnt. Med andre ord, hvis der er en tilspidsning i designet af spolerne, falder følsomheden af den hydrauliske booster.
Ris. 4. Bælter af spolen i nærværelse af en tilspidsning; med dette design sker "start" og stop af udgangsleddet på den hydrauliske booster mere jævnt
Ris. 5. Cylindriske spolebånd
Ud over spoleventiler bruges ventilfordelere nogle gange i hydrauliske boosterdesigns . Et af de mulige designskemaer for en sådan hydraulisk booster er vist i fig. 6 .
I en sådan hydraulisk booster, når kontrolknappen flyttes til venstre, åbnes den øvre ventil, og væsken fra pumpen føres gennem kanalerne inde i den hydrauliske booster ind i cylinderens højre hulrum. Samtidig skabes overtryk i dette hulrum, under påvirkning af hvilket stemplet begynder at bevæge sig til venstre, det vil sige i samme retning, som kontrolknappen blev flyttet. Da stemplet er stift forbundet med fordelerlegemet, forårsager bevægelsen af stemplet nøjagtig samme størrelse og bevægelsesretning af fordelerlegemet. Til gengæld lukker forskydningen af huset den øvre ventil, og tilførslen af væske til cylinderens venstre hulrum stopper, og i overensstemmelse hermed stopper stemplets bevægelse. Udgangsleddet (stempelstangen) bevæger sig således synkront med indgangsleddet (kontrolknappen).
Når stemplet bevæger sig til venstre, forskydes væsken fra cylinderens venstre hulrum ind i akkumulatoren .
Når styrepinden flyttes til højre, lukkes den øverste ventil, men den nederste ventil åbner, og væsken fra cylinderens højre hulrum strømmer til afløbet og ind i tanken . I dette tilfælde bevæger stemplet sig til højre under påvirkning af tryk skabt af akkumulatoren .
Hydrauliske boostere med ventilfordelere har en høj kvalitet i forhold til hydrauliske boostere med spoleventiler, da der er en dødzone i spoleventiler, på grund af at bredden af ventilbåndene normalt gøres lidt større end diameteren af de blokerede kanaler (positiv overlapning; absolut nøjagtig overensstemmelse mellem bredden af båndene og kanalernes diametre kan ikke opnås på grund af teknologiske årsager til fremstilling af dele). I ventilmanifolder kan dødzonen let elimineres.
En hydraulisk momentforstærker er en type servohydraulisk drev, hvor enten en hydraulisk motor eller en roterende hydraulisk motor fungerer som en hydraulisk motor .
I denne type hydrauliske boostere bruges normalt en hydraulisk fordeler med en drejeventil lavet i form af en kran, mens fordeleren har en efterbøsning.
Jetforstærkere er lavet på basis af jetfordelere .
Sammenlignet med hydrauliske boostere af en mekanisk type har jet boostere en høj hastighed. Omskiftningsfrekvensen for gasstråleforstærkere når flere kHz. Forstærkere, der opererer på væsker med lav viskositet, har en størrelsesorden mindre hastighed end gasforstærkere, men deres hastighed tilfredsstiller også praksis.
Et diagram over driften af en af typerne af jetforstærkere er vist i fig. 8. Når rør 1 drejes i en lille vinkel med uret, føres flow Q ind i det højre hulrum af hydraulikcylinder 2. Der skabes overtryk i dette hulrum, og kroppen vil bevæge sig til højre, indtil balancen er genoprettet og flowet er igen delt i to lige store dele. Således følger kroppen af den hydrauliske cylinder 2 rørets 1 bevægelser.
Signalet, der tilføres den hydrauliske boosters indgang, forårsager den tilsvarende bevægelse af udgangsforbindelsen. Med nogle små bevægelser af håndtaget vil udgangsleddet forblive i ro i visse værdier af denne bevægelse. Dette skyldes det faktum, at fastgørelseselementerne i den mekaniske transmission fra håndtaget til spolen har tilbageslag. Så længe disse tilbageslag ikke er valgt, vil spolen forblive i hvile. Derfor vil udgangsleddet på den hydrauliske booster også forblive i ro. Derudover er bredden af spolebåndene af teknologiske årsager sædvanligvis gjort noget større end diameteren af de blokerede kanaler (positiv overlapning), hvilket betyder, at fordelerkanalerne i startfasen af spolebevægelsen vil være blokeret, og væsken fra pumpen vil ikke strømme til det hydrauliske motorhulrum, og derfor vil udløbet, forbindelsen, forblive i ro. Derfor kan følsomheden af den hydrauliske booster af objektive årsager ikke være absolut.
Strengt taget forstås følsomhed som et sæt kvaliteter, der med en minimumsfejl (i tid og sti) tillader de givne forskydninger af inputtet at blive konverteret til forskydninger af udgangsforbindelsen . I dette tilfælde karakteriserer tidsfejlen hastigheden og undervejs - nøjagtigheden af den hydrauliske booster.
Ud over bredden af remmene og tilbageslagene i den mekaniske transmission påvirkes følsomheden af lækagen af arbejdsvæsken gennem hullerne mellem fordelerens dele, friktion i konstruktionselementerne, delenes elasticitet og arbejdskraften. væske fra den hydrauliske booster, samt udgangsbelastningen, som påvirker trykket i det hydrauliske system og dermed utæthederne. .
Følsomhed er et af hovedkravene til servohydrauliske drev.
Et eksempel på et servohydraulisk drev er servostyringen , som er meget udbredt i biler . En servohydraulisk aktuator bruges i tilfælde, hvor direkte styring af en bestemt mekanisme kræver for meget indsats fra en person. Ud over biler er servohydrauliske aktuatorer installeret på traktorer , på skibe , der bruges inden for luftfart , robotteknologi og andre områder.
Det første hydrauliske boost- patent blev opnået af Frederick Lanchester i Storbritannien i 1902. Hans opfindelse var "en forstærkningsmekanisme drevet af hydraulisk energi" [1] . I 1926 demonstrerede Pierce Arrow, en ingeniør i virksomhedens lastbildivision , en højtydende servostyring hos General Motors, men bilproducenten mente, at disse enheder ville være for dyre at markedsføre [2] [3] . Det første kommercielle servostyring blev lavet af Chrysler i 1951, og de fleste nye biler kommer nu med servostyring.