Пневматического двигателя

разрежение в коллекторе. На этой зависимости основана работа пневматического чувствительного элемента, разрез которого представлен на фиг. 102. Впускной коллектор двигателя трубопроводом и штуцером 1 соединен с мембранной коробкой, левая часть которой мембраной 3 отделена от полости атмосферного давления 4, расположенной справа. Положение мембраны и соединенной с ней муфты 5

диафрагмы пневматического чувствительного элемента. Диафрагма пневматического

Поддерживающая сила пневматического чувствительного элемента (см. фиг. 102) создается диафрагмой, воспринимающей перепад давлений в камерах регулятора. В связи с этим

В полученное выражение входит коэффициент наполнения двигателя rj,. Это указывает на то, что нагрузка двигателя и скоростной режим могут через T]O несколько изменять величину коэффициента А поддерживающей силы пневматического чувствительного элемента.

§49. УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

В процессе движения на диафрагму регулятора также действуют восстанавливающая сила Е + А? и поддерживающая сила г)/аАр + + гз/йА (Ар). В механизме пневматического чувствительного элемента принципиально нет сил, действующих перпендикулярно направлению относительного скольжения, кроме небольших сил веса. Кроме того, одна из сторон мембраны обращена к камере, связанной с атмосферой небольшим отверстием, что при перемещении рейки создает силы, аналогичные силам в катаракте. Все это говорит о том, что в данном случае силами сухого трения можно пренебречь и счи-

Если эти силы известны, можно составить уравнение динамического равновесия (уравнение движения) пневматического чувствительного элемента по принципу Д'Аламбера:

Предварительная затяжка пружины пневматического чувствительного элемента делается постоянной, поэтому величина восстанавливающей силы Е + Д? зависит в данном случае только от перемещения Az муфты, связанной непосредственно с диафрагмой. В связи с этим при разложении восстанавливающей силы в ряд Маклорена должны быть использованы полные производные.

Полученное уравнение связывает входную к и выходную 1] координаты самого пневматического элемента, как это видно из фиг. 260, а. Однако целью установки пневматического чувствительного элемента на двигателе является замер отклонений ср (242) от заданного скоростного режима соо- Поэтому входной координатой любого чувствительного элемента должна быть регулируемая координата и в данном случае отклонение ср скоростного режима. Изменение разрежения во впускном патрубке, входящее в качестве входной координаты в уравнение (347), является лишь следствием изменения скоростного режима работы двигателя. Это обстоятельство вызывает необходимость найти зависимость изменения относительного разрежения У. от изменения скоростного режима ср.

§ 49. Уравнение движения пневматического чувствительного элемента 393

Фиг. 260. Структурные схемы пневматического чувствительного элемента:

станет уменьшаться. В этом случае накопленная ранее маховиком Кинетическая энергия будет служить дополнительным источником энергии, способствующим уменьшению амплитуды колебаний угловой скорости. Маховик как аккумулятор кинетической энергии используется в некоторых транспортных машинах для приведения их в движение. Например, для транспортировки полезных ископаемых или породы в шахтах, недопускающих по условиям техники безопасности применения электровозов (опасность взрыва газов), используются так называемые гировозы. Помещенный в гировозе маховик разгоняется до п = 3000 об/мин с помощью пневматического двигателя, а затем накопленная кинетическая энергия маховика используется для приведения гировоза в движение. В последние годы ведутся исследования по использованию инерционных систем (маховиков) на городском транспорте.

Рис. 7.7. Теоретический цикл пневматического двигателя

Рис. 7.9. Изменение абсолютного КПД пневматического двигателя] гаи в зависимости от отношения давлений Р]/Р6 (рг — давление впуска газа в расширительную машину, рб — давление газа в баллоне) при переменном противодавлении р2

Для проведения динамических расчетов необходимо знать характеристику пневматического двигателя; при определенных пред-

соединений в труднодоступных местах, так как имеют малые габариты и небольшой вес. На фиг. 99 показана схема пневматической отвёртки фирмы Desoutter Bros, Ltd для завёртывания мелких винтов. Вес отвёртки около 900 г, число оборотов ротора пневматического двигателя 20000 в минуту. Передаточное число планетарного редуктора — 8.

при небольших нагрузках (например, втулка в головке шатуна пневматического двигателя, втулка в головке шатуна сенного пресса), в соединениях с крепежными деталями при больших нагрузках (посадка на шпонке зубчатых колес и муфт в прокатных станах, нефтебуровом оборудовании и др.). Перспективно применение комбинированной по-

«Регулярно наблюдаемые явления конденсации паров воды в рабочей полости пневматических двигателей и отказы в работе этих двигателей вследствие замерзания выделившихся капель воды представляются бесспорным свидетельством реальности охлаждения рабочего тела пневматического двигателя до температуры значительно более низкой, чем температура атмосферного воздуха». И далее:

«Причины столь резкого расхождения приведенных положений классической термодинамики с бесспорными реальными фактами заключаются в классической концепции теплоты, положенной в основу классического анализа. Вопреки этому анализу подвод тепловой энергии в рабочую полость пневматического двигателя совершается посредством тепловой миграции при температуре подводимого рабочего вещества, близкой к температуре окружающей среды (атмосферы). В этих условиях с первых моментов этапа расширения рабочего объема создаются условия, при которых температура рабочего вещества становится ниже температуры окружающей среды. В результате чего:

Таким образом, от пневматического двигателя можно будет получать работу не только за счет энергии воздуха в аккумуляторе, но также за счет использования дарового тепла атмосферы».

и количество отведенной в окружающую среду теплоты будут больше, чем работа, полученная в двигателе, и намного больше, чем теплота, которую он заберет из окружающей среды. В итоге будет все та же классическая картина — суммарная энтропия вырастет, эксергия, напротив, частично потеряется, поскольку эксергия сжатого воздуха после компрессора будет меньше подведенной работы, а работа пневматического двигателя — меньше эксергии сжатого воздуха (практически остается от 5 до 10% затраченной на компрессоре работы). Читатель может сам при желании это проверить, составив соответствующую схему потоков энергии и эксергии.

Важнейшая особенность пневматического двигателя — про-точность его рабочей полости, т. е. наличие миграции газа (воздуха) через границу рабочей полости. Особый характер влияния миграционных энерговоздействий на состояние рабочего тела (несовпадающих с контурно-механическим и контактно-тепловым воздействиями) в сочетании с многоканальностью миграции газа определяет сложную закономерность рабочего процесса пневматического двигателя. Невозможность уложить эту закономерность в рамки классической технической термодинамики привела к построению особой теории — тепломеханики тела переменной массы (ТТПМ). Основные зависимости ТТПМ: уравнение энергобаланса