В процессе испытаний сервомоторных устройств с конструкцией проточной части золотников, аналогичной той, что представлена на рис. 5.2., также был выявлен диапазон значительного (в 2...3 раза) увеличения пульсации золотника (см. рис. 3.5) сервомотора регулирующих клапанов турбины ПТ-60 ЛМЗ.
Этот диапазон соответствует, как правило, расположению дроссельной кромки золотника вблизи зоны полного открытия проточных окон.
Анализ результатов испытаний (см. рис. 3.5,6) и геометрии золотника (рис. 6.7) сервомотора регулирующих клапанов турбины ПТ-60, а также результаты исследований пульсации равнения в простейшей проточной линии позволили объяснить причину резкого увеличения амплитуды пульсации в этом характерном диапазоне.
Рис. 6.7. Элемент конструкции отсечного золотника сервомотора регулирующих клапанов турбины ПΤ-60-90 (130) ЛМЗ (а) схема истечения (б)
По мере открытия дроссельного окна происходит плавное увеличение пульсации давления, и, следовательно, золотника. При этом, когда золотник займёт положение, при котором между дроссельной кромкой золотника, внешней нерабочей кромкой окна и границей вытекающей под углом ≈70о струи в окне начинает образовываться замкнутая полость А (рис. 6.7), произойдёт повышение пульсации золотника, связанное с пульсацией коэффициента расхода дроссельного окна. Это происходит из-за того, что в процессе флуктуации границы струи (усиленной пульсацией золотника) полость А то замыкается, то сообщается с пространством проточной линии (см. гл. 4 и [62]). Из рассмотрения геометрии золотника (рис. 6.7) видно, что критическое расстояние между указанными кромками должно определяться соотношением
несколько меньше, чем 70. Для конкретных размеров
мм , что, как видно на характеристике (рис. 3.5,6), действительно соответствует зоне резкого увеличения пульсации.
На экспериментальном золотнике (см. рис. 5.2) также было зафиксировано резкое повышение пульсации давления и золотника в диапазоне
2,8 мм (рис. 6.8).
Интересно, что при дальнейшем перемещении золотника пульсация резко падает до величины, определяемой кривой плавного её возрастания. Это, вероятно, объясняется тем, что за критическим диапазоном полость А остаётся всё время замкнутой и поэтому исчезает дополнительная пульсация коэффициента расхода дроссельного окна и связанная с ней добавка пульсации давления.
Рис. 6.8. Зависимость амплитуды пульсации давления и золотника гидроусилителя (рис. 5.2) от открытия окон: а)золотник, б) датчик давления Д1, в) датчик давления Д2
Связь этой добавки пульсации давления с пульсацией коэффициента расхода окна подтверждает тот факт, что рост (и падение) амплитуды пульсации одновременно фиксируют два датчика: 1-ый - установленный в дне золотника и 2-ой - в проточной линии на расстоянии L = 300 мм (рис. 6.8). Вместе с тем, при исследовании влияния удалённости рабочей поверхности золотника от дроссельных окон момент резкого увеличения амплитуды пульсации давления фиксировал только датчик давления в дне золотника (см. рис.6.6). Правильность такого объяснения причин резкого увеличения амплитуды пульсации в окрестности
подтверждается фактом уменьшения амплитуды пульсации золотника в этой зоне с 0,2 мм до 0,07...0,1 мм после опиловки нижней кромки дроссельных окон под углом 60 градусов.
Таким образом, проведённые исследования показывают, что увеличение протяжённости I дроссельных окон ведёт к увеличению ∆у, а это нежелательно из-за приближения зоны больших амплитуд пульсаций к рабочей зоне. Следует иметь в виду, что сокращение длины перекрытой части окон для уменьшения нечувствительности узла также сближает критическую и рабочую зоны.
Выполнение внешней нижней кромки окна под углом ~60° устраняет возможность образования полости А при значительных открытиях окон и, следовательно, снижает пульсацию давления и золотника в этой зоне. При этом, конечно, следует учитывать необходимость некоторого усложнения технологии выполнения дроссельных окон, которые при их прямоугольной конфигурации легко прошиваются прямоугольными призмами электроискровым способом.
