Основные показатели гидравлических импульсных систем строительных машин Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

- интенсивность впрыскивания топлива с механическим управлением возрастает с увеличением давления начала подъема иглы, уменьшением диаметра иглы и проходного сечения распылителя;

- комплексная интенсификация процесса впрыскивания с механическим управлением позволяет повысить давление и получить П -образную характеристику впрыскивания для требуемой цикловой подачи топлива;

- для управления процессом подачи топлива необходимо использовать системы с регулируемым давлением в аккумуляторе и форсунки с электронным или пьезокварцевым управлением, позволяющие осуществлять несколько впрысков в процессе подачи топлива в камеру сгорания дизеля;

- предложен график зависимости цикловой

подачи от продолжительности впрыска

топлива для различных давлений в

аккумуляторе.

Библиографический список

1. Макушев Ю. П. Системы питания быстроходных дизелей: учебное пособие / Ю. П. Макушев.

- Омск: Изд-во СибАДИ, 2004. - 181 с.

2. Макушев Ю. П. Расчет систем и механизмов двигателей внутреннего сгорания математическими

методами / Ю. П. Макушев, Т. А. Полякова, Л. Ю. Михайлова, Филатов А. В.: учебное пособие. -Омск: СибАДИ, 2011. - 284 с.

3. Системы управления дизельными двигателями. Перевод с немецкого. Первое русское издание. - М.: ЗАО «КЖИ За рулем», 2004. - 480 с.

INTENSIFICATION AND PROCESS OF MANAGEMENT DIESEL FUEL INJECTION

A. V. Philatov

The article shows that the comprehensive intensification with mechanically controlled injector allows to receive a U-shaped characteristics of fuel injection. For intensification and the fuel control system recommended systems with accumulation of high pressure and fuel delivery in batches using injectors with electronic and piezoelectric control.

Филатов Алексей Владимирович - аспирант Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. Основное направление научных исследований - совершенствование топливной аппаратуры дизелей путем интенсификации и управления процессом впрыска топлива. Имеет более 10 опубликованных работ. E-mail: [email protected]

УДК 681.5:621.22+625.76

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

В. С. Щербаков, В. Н. Галдин

Аннотация. Приведены основные сведения о показателях гидравлических импульсных систем, применяемых для разработки различных грунтов.

Ключевые слова: гидравлическая импульсная система, моделирование.

Введение

Гидравлическая импульсная система

включает следующие основные функциональные элементы: источник питания (насос) базовой машины и гидроударное устройство, состоящее из энергетического блока, блока управления рабочим циклом и инструмента. В гидравлическом ударном устройстве энергия подводимой жидкости генерируется в импульсы силы определенной частоты и интенсивности, воздействующие на обрабатываемую среду.

Применение гидравлической импульсной техники позволяет выполнять разрушение и разработку мерзлого грунта, скальных пород и полотна дорог, проходку скважин в грунте, забивание и извлечение свайных элементов, уплотнение грунта.

Эффективность использования гидравлической импульсной системы зависит от большого числа факторов и свойств системы [1, 3]. Блок-схема рабочего процесса гидравлической импульсной системы представлена на рис. 1.

Исходные

данные

Моделирование рабочего процесса

Базовая

машина

Н=>

§ 1 Г идросистема

і Ц !

Физикомеханические свойства грунта (разрабатывав мой среды)

•С

I

Шасси

Силовая

установка

Энергетический блок

Блок управления рабочим циклом

Инструмент

Рис. 1. Блок-схема рабочего процесса гидравлической импульсной системы

Параметры гидравлической импульсной системы

Число параметров, описывающих гидравлическую импульсную систему, может быть весьма велико, но для полной ее характеристики достаточно установить круг наиболее существенных параметров.

Предположим, что задана математическая модель гидравлической импульсной системы и модель эта зависит от п параметров

а1 ,...,а . При этом понимается, что существуют формулы или готовые программы, позволяющие по заданному набору параметров ах,...,а (проектных внутренних и внешних)

вычислить любые интересующие нас характеристики системы.

Следует заметить, что в качестве параметров выбираются также коэффициенты и начальные условия дифференциальных уравнений.

Пространством параметров [2] называется п-мерное пространство, состоящее из точек А

с координатами (аг,...,ап). Таким образом,

каждой точке А пространства параметров соответствует конкретный набор параметров а,...,ап) и наоборот:

А = (ах,...,ап) ■ (1)

При этом указываются пределы изменения каждого из параметров, которые называются параметрическими ограничениями:

Н« >НН« /• л \

аг <аг <аг , (1 = 1,...,п) ■ (2)

Кроме параметрических ограничений включаются функциональные ограничения:

с* < //А) < с** , (I = 1,...,п), (3)

где /{(А) - некоторые функции от параметров А = (ах,...,ап) ■

Показатели гидравлической импульсной системы были разделены на структурные и параметрические, которые в свою очередь были разделены на три группы: фиксированные параметры, варьируемые параметры и параметры, носящие случайный характер (см. таблицу 1 .)■

Создана система автоматизированного моделирования гидравлических импульсных систем [4, 5], которая состоит из математической модели, аппаратных средств ЭВМ, набора алгоритмов и программ.

Рабочие окна определения основных параметров гидравлической импульсной системы приведены на рис. 2 - 3.

Таблица 1 - Показатели гидравлической импульсной системы

Показатель Наименование параметра

Структурные показатели

количество рабочих камер гидроударного устройства (взводящей, сливной, пневмоаккумуляторной, управляющей и т.д.)

расположение рабочих камер гидроударного устройства

Структурные параметры способ нанесения удара инструментом по разрабатываемой среде (с непосредственным ударом, через шабот, с опорным кронштейном, комбинированный и т.д.)

форма и расположение блока управления рабочим циклом гидроударного устройства (внутри корпуса, снаружи и т.д.)

количество энергоносителей (один - рабочая жидкость, два - газ и рабочая жидкость)

тип инструмента (пика, кпин, трамбующая плита)

вытеснение рабочей жидкости в период рабочего хода непосредственно в сливную гидролинию

вытеснение рабочей жидкости в период рабочего хода в освобождающуюся сливную полость

Параметрические показатели

мощность насосной станции (приводная) базовой машины (экскаватора)

масса базовой машины (экскаватора) тэ

номинальная подача насоса базовой машины (экскаватора)

номинальное давление базовой машины (экскаватора)

Фиксированные длины и диаметры напорной и сливной гидролиний

вид и количество местных сопротивлений в гидролиниях

физические свойства рабочей жидкости гидросистемы

масса гидроударника М

конструктивные параметры гидроударника

конструктивные параметры пневмоаккумулятора

коэффициент металлоемкости

масса подвижных частей (бойка) т

давление зарядки газа пневмоаккумулятора

энергия единичного удара Т

частота ударов f

Варьируемые эффективная (ударная) мощность

энергия, развиваемая пневмоаккумулятором

КПД

ход бойка

диаметр хвостовика инструмента

длина бойка

площадь контакта инструмента рабочего органа с грунтом

физико-механические свойства грунта

сила, возникающая в процессе удара

Случайные время удара

контактные напряжения на поверхности грунта

сила отдачи

Рис. 2. Рабочее окно определения основных параметров гидравлической

импульсной системы

Рис. 3. Рабочее окно определения основных параметров гидравлической импульсной системы

Заключение

Выявлены существенные показатели гидравлической импульсной системы, разделенные на структурные и параметрические, которые в свою очередь были разделены на три группы: фиксированные параметры, варьируемые параметры и параметры, носящие случайный характер.

При проектировании гидравлической импульсной системы чередуются поисковые, расчетные и иные процедуры, выполняемые ЭВМ, и творческие процедуры, связанные с принятием решений о приемлемости полученных результатов.

Библиографический список

1. Алимов О. Д., Басов С. А. Гидравлические виброударные системы / О.Д.Апимов, С. А.Басов. -М.: Наука, 1990. - 352 с.

2. Соболь И. М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями / И. М. Соболь, Р. Б. Статников. - М.: Наука, 1986. - 48 с.

3. Теоретические основы создания гидроимпульсных систем ударных органов машин / А. С. Сагинов, И. А.Янцен, Д. Н. Ешуткин, Г. Г.Пивень. -Апма-Ата: Наука, 1985. - 256 с.

4. Щербаков В. С. Моделирование гидравлических импульсных систем / В. С. Щербаков, В. Н. Галдин // Вестник Воронежского государственного технического университета. - Воронеж: ВГТУ, 2010.

- Том 6, № 5. - С. 121 - 124.

5. Щербаков В. С. Моделирование активных рабочих органов для разрушения грунта / В. С.Щербаков, В. Н.Галдин // Вестник Воронежского государственного технического университета. -Воронеж: ВГТУ, 2011. - Том 7, № 3. - С. 132 - 134.

THE BASIC INDICATORS OF HYDRAULIC PULSE SYSTEM OF THE BUILDING MACHINERIES

V. S. Shcerbakov, V. N. Galdin

The basic data on indicators of appointment of the hydraulic pulse system applied to working out various grounds are resulted

Щербаков Виталий Сергеевич - д-р техн. наук, профессор, декан факультета «Нефтегазовая и строительная техника» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований -проектирование систем управления строительных и дорожных машин. Имеет более 275 опубликованных работ.

Галдин Владимир Николаевич - инженер, соискатель Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - автоматизированное проектирование систем. Имеет 33 опубликованные работы.