Гидравлические и пневматические усилители

По конструктивному исполнению гидравлические и пневматические усилители имеют много общего. Отличает их только энергоноситель – жидкость под высоким давлением или сжатый газ. Основным принципом действия усилителей этого вида является управление с помощью механического перемещения каких-либо элементов потоком жидкости или газа.

Гидравлический усилитель – это устройство для перемещения управляющих органов гидравлических исполнительных механизмов с одновременным усилением мощности управляющего воздействия. Применяют главным образом гидравлический усилитель с дроссельным и со струйным управлением. Наиболее распространены гидравлические усилители первого типа, которые бывают без обратной связи, с обратной связью и с комбинированной системой управления. Они конструктивно просты, надёжны в эксплуатации, но не меняют основных характеристик гидравлических механизмов, совместно с которыми работают. Гидравлический усилитель в простейшем случае состоит из двух основных устройств: управляющего (золотниковая пара с начальным осевым зазором) и исполнительного (цилиндр с поршнем) (Рис. 11.4).

Рис. 11.4 – Гидравлический усилитель:

1 – цилиндр с поршнем; 2 – золотниковый механизм; НД - низкое давление; ВД – высокое давление; РО – регулирующий орган

Преимущество современных гидравлических усилителей по сравнению с другими усилителями мощности, например, электромашинными, большой коэффициент усиления (до 10⁴…10⁶ раз), малая металлоёмкость, часто не превышающая 50г на 1 кВт выходной мощности; большие выходные мощности (до 200 кВт). Однако для их работы необходимо иметь гидравлическую насосную станцию высокого давления.

Существуют и другие конструкции гидравлических усилителей. Например, гидравлический усилитель с обратной связью по нагрузке или скорости, помимо усиления мощности управляющего воздействия, существенно улучшает статические и динамические характеристики гидравлической систем управления, повышает её КПД и снижает требования к точности и качеству изготовления основных узлов гидравлических двигателей.

Особенности использования воздуха и других газов в качестве энергоносителей (возможность сжатия, малые плотность и давление, трение без смазочного материала в механизмах) накладывают свой отпечаток на устройство пневматических усилителей. Чаще применяется усилитель типа сопло-заслонка, особенно в пневмоавтоматике газоснабжающих систем и котельных. В настоящее время широко применяются элементы струйной автоматики, которую, по аналогии с электроникой, называют пневмоникой.

Пневматические усилители присоединяют к автономному источнику энергии (чаще всего к компрессорной установке) или к имеющейся магистрали сжатого воздуха или другого газа, в том числе и идущего на газоснабжение. Требования к сжатому воздуху – давление до 0,8 МПа. Наиболее распространенным типом компрессора является поршневой. В состав установки обязательно входят фильтры, водомаслоотделитель, устройство для осушения воздуха и стабилизаторы давления.